KHẢO SÁT SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN MỘT SỐ MẪU GIỐNG JATROPHA (Jatropha curcas L.) VÀ HOÀN THIỆN KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG BẰNG BIỆN PHÁP GIÂM CÀNH

KHẢO SÁT SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN MỘT SỐ MẪU GIỐNG JATROPHA (Jatropha curcas L.) VÀ HOÀN THIỆN KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG BẰNG BIỆN PHÁP GIÂM CÀNH BIỆN PHÁP GIÂM CÀNH i KHẢO SÁT SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN MỘT SỐ MẪU GIỐNG JATROPHA (Jatropha curcas L.) VÀ HOÀN THIỆN KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG BẰNG BIỆN PHÁP GIÂM CÀNH HÀ VĂN HÂN Hội đồng chấm luận văn: 1. Chủ tịch: TS. NGUYỄN HỮU HỔ Viện Sinh học nhiệt đới TP. HCM 2. Thư ký: TS. LÊ ĐÌNH ĐÔN Đại học Nông Lâm TP. HCM 3. Phản biện 1: PGS. TRỊNH XUÂN VŨ Đại học Nông Lâm TP. HCM 4. Phản biện 2: PGS. TS. TRẦN VĂN MINH Viện Sinh học nhiệt đới TP. HCM 5. Ủy viên: TS. BÙI MINH TRÍ Đại học Nông Lâm TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH HIỆU TRƯỞNG ii LÝ LỊCH CÁ NHÂN Tôi tên là Hà Văn Hân, sinh ngày 14 tháng 5 năm 1978 tại Mỹ Đức, Hà Nội. Con Ông Hà Văn Hưu và Bà Nguyễn Thị Sức. Tốt nghiệp Tú tài tại Trung tâm giáo dục thường xuyên Mỹ Đức, Hà Nội, năm 1996. Tốt nghiệp Đại học ngành Quản l ý bảo vệ tài nguyên rừng, hệ chính qui, tại trường đại học Lâm Nghiệp, Hà Nội, năm 2001. Sau đó làm việc tại: Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu từ năm 2002 đến nay, chức vụ: Nghiên cứu viên. Tháng 9 năm 2006 theo học Cao học ngành Trồng trọt tại Đại học Nông Lâm, TP. Hồ Chí Minh. Tình trạng gia đình: vợ Đặng Thị Thanh Hương, kết hôn năm 2008. Địa chỉ liên lạc: Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu, 171175 Hàm Nghi, Quận 1, Tp. Hồ Chí Minh. Điện thoại CQ: 08 39143022 DĐ: 098 832 8896 Fax: 08 38243528 Email: vanhanopiyahoo.com iii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Ký tên Hà Văn Hân iv LỜI CẢM TẠ Để hoàn thành được công trình này tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các cấp lãnh đạo của trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến: Tiến sĩ Bùi Minh Trí Trưởng Bộ môn Công nghệ sinh Thực vật học trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Tiến sĩ Ngô Thị Lam Giang Phó viện trưởng Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu. Tập thể lãnh đạo và giáo viên Khoa Nông học, Phòng đào tạo sau đại học trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Bộ môn cây có dầu dài ngày, Trung tâm sản xuất giống Trảng Bàng, nhóm nghiên cứu Jatropha và toàn thể cán bộ nghiên cứu của Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu. Tập thể lớp Cao học Cây trồng khóa 2006 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh. Gia đình tôi, những người tận tình giúp đỡ tôi hàng ngày. v TÓM TẮT Đề tài: “Khảo sát sinh trưởng, phát triển một số mẫu giống Jatropha và hoàn thiện kỹ thuật nhân giống bằng biện pháp giâm cành” được tiến hành tại Trung tâm sản xuất giống Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh, thời gian từ tháng 6 năm 2007 đến tháng 8 năm 2009. Đề tài đã khảo sát sinh trưởng, phát triển, năng suất và hàm lượng dầu của 7 mẫu giống trong tập đoàn giống Jatropha; nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha như: loại chất nền, loại chất kích thích và nồng độ chất kích thích, giống, loại cành, chiều dài, đường kính cành và kiểu cắt vát cành. Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên và khối đầy đủ ngẫu nhiên. Kết quả khảo sát 7 giống Jatropha cho thấy trong các giống nhập nội giống TL 074 có các chỉ tiêu nông sinh học về chu vi gốc (28,8 cm), đường kính tán (142,0 cm) và số cành nhánh (29 cành) tốt nhất; sau 6 tháng trồng, 7 giống đều đã ra hoa; thời gian nở hoa của một chùm từ 11,3 12,7 ngày; thời gian từ khi hoa nở đến khi thu hoạch quả từ 42 47,3 ngày. Giống AĐ 071 có nhiều hoa nhất đạt 139 hoachùm và 5,7 hoa cáichùm. Giống TQ 075 có khối lượng 100 hạt (77,6 g), hàm lượng dầu (39,2 %), năng suất hạt (130,8 kgha) và năng suất dầu (51,3 kgha) cao nhất ở năm thứ nhất; ghi nhận có hai loài côn trùng gây hại chính là rệp phấn và nhện đỏ. Kết quả thí nghiệm giâm cành cho thấy loại chất nền ảnh hưởng rõ đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha. Chất kích thích ra rễ ảnh hưởng không rõ đến tỷ lệ sống và tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha. Giống có ảnh hưởng đến tỷ lệ ra rễ, trong đó giống TQ 075 có tỷ lệ ra rễ cao nhất đạt 95 %, có số lá và chồi nhiều nhất (7,4 lá và 3,1 chồi). Cành bánh tẻ có tỷ lệ ra rễ cao hơn hẳn so với cành già và cành ngọn. Sử dụng cành có đường kính từ 2 3 cm, chiều dài cành 40 cm cho tỷ lệ ra rễ cao nhất (100 %). vi SUMMARY Survey growth and development of some Jatropha varieties and improving techniques of vegetative propagation by cuttings The growth and development of some Jatropha varieties and improving techniques of vegetative propagation by cuttings was conducted at the Trang Bang Seed Production Center from June 2007 to July 2009. In the first component of study, survey of Jatropha varieties in grows, yield, oil content. The experiments were arranged in completely randommized design. In the second component of study, the affects of soil media, types of plant stimulators and their concentration, Jatropha varieties, type of cutting, size of cutting diameters and lengths on root development of cutting. The experiments were arranged in randommised completely block design and completely randommized design with 4 replications. The results showed that in those imported varieties, the variety named: TL 074 were the best in terms of circumference of trunk (28.5 cm), diameter of leaf canopy (142.0 cm) and number of branches (29 branchestree). After 6 months of planting, all of 7 Jatropha varieties had flowers. Blooming time of one flower bunches was ranged 11 13 days; growth time of fruits bunches was ranged 42 47 days. The number of flowers of AĐ 071 was highest, there were 5.7 female flowersbunches. TQ 075 had the biggest seeds average amount of 100 seeds was 77.6 g. In addition oil content and seed yield of this variety were highest. Oil yield therefore obtained 51.3 kgha in the firt year. However, it is noted that there were two main types of inseds bedbug and red spider Who damaged the Jatropha variety. There was clearly effects of defferent type of carriers on root development of Jatropha cutting. Stimulators had litle effects on the number of live cutting and on rood development. The TQ 07 5 variety showed highest ratio of roots (95 %), had highest leave and shootscutting. Semihardwood cuttings had more roots than softwood and hardwood. Ratio of roots was highest using cuttings of 2 3 cm diameters and 40 cm length of cutting (up to 100 %). vii MỤC LỤC Nội dung Trang TRANG TỰA …..……………….......…………………………………………. i TRANG CHUẨN Y.………………..………………………..…………………. i LÝ LỊCH CÁ NHÂN .......................................................................................... ii LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. iii LỜI CẢM TẠ..................................................................................................... iv TÓM TẮT ........................................................................................................... v SUMMARY ....................................................................................................... vi MỤC LỤC ......................................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................... ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ................................................................................. x DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... xi Chương 1 MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 Chương 2 TỔNG QUAN .......................................................................................... 3 2.1 Giới thiệu cây Jatropha ......................................................................................... 3 2.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài ...................................................................... 6 2.2.1 Nghiên cứu sản xuất biofuel trên thế giới .......................................................... 6 2.2.2 Nghiên cứu cây Jatropha trên thế giới ............................................................... 8 2.3 Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................................ 10 2.3.1 Nghiên cứu sản xuất biofuel trong nước .......................................................... 10 2.3.2 Nghiên cứu cây Jatropha trong nước ............................................................... 12 2.4 Các biện pháp nhân giống ................................................................................... 14 2.5 Chất điều hòa sinh trưởng ................................................................................... 19 Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 22 3.1 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 22 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ....................................................................... 22 3.2.1 Địa điểm ........................................................................................................... 22 3.2.2 Điều kiện khí hậu ............................................................................................. 22 viii 3.2.3 Các trang thiết bị và hóa chất cho vườn ươm .................................................. 23 3.2.4 Vật liệu thí nghiệm ........................................................................................... 24 3.2.5 Thời gian nghiên cứu ....................................................................................... 24 3.3 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 24 3.3.1 Khảo sát sinh trưởng và phát triển của các giống Jatropha .............................. 24 3.3.2 Nhân giống Jatropha bằng biện pháp giâm cành ............................................. 27 3.3.3 Phương pháp tiến hành ..................................................................................... 30 3.4 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 31 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................... 32 4.1 Khảo sát sinh trưởng và phát triển các giống Jatropha ....................................... 32 4.1.1 Chiều cao cây của các giống Jatropha ............................................................. 33 4.1.2 Đường kính tán cây của các giống Jatropha .................................................... 34 4.1.3 Chu vi gốc của các giống Jatropha ................................................................... 35 4.1.4 Số cành trên cây của các giống Jatropha .......................................................... 36 4.1.5 Các chỉ tiêu phát triển và năng suất của các giống Jatropha ............................ 37 4.1.6 Tình hình sâu bệnh hại ..................................................................................... 43 4.2 Nhân giống Jatropha bằng biện pháp giâm cành ................................................ 44 4.2.1 Ảnh hưởng của chất nền đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha ..................... 44 4.2.2 Ảnh hưởng của chất kích thích đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha ........... 46 4.2.3 Ảnh hưởng của giống đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha ......................... 47 4.2.4 Ảnh hưởng của loại cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha .......................... 49 4.2.5 Ảnh hưởng của chiều dài cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha .................. 50 4.2.6 Ảnh hưởng của đường kính cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha .............. 51 4.2.7 Ảnh hưởng của kiểu cắt đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha ............................ 52 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................... 59 5.1 Kết luận ............................................................................................................... 59 5.2 Đề nghị ................................................................................................................ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 61 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 66 ix DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần axit béo của dầu Jatropha và một số loại dầu khác ................ 5 Bảng 3.1: Các yếu tố khí hậu trung bình của Tây Ninh trong 3 năm ....................... 23 Bảng 3.2: Các mẫu giống Jatropha làm vật liệu nghiên cứu .................................... 24 Bảng 3.3: Lượng phân bón cho vườn Jatropha thí nghiệm ...................................... 25 Bảng 4.1: Kết quả phân tích đất tại khu thí nghiệm ................................................. 32 Bảng 4.2: Một số đặc điểm hoa và quả của các giống Jatropha ............................... 38 Bảng 4.3: Một số chỉ tiêu của hạt Jatropha .............................................................. 40 Bảng 4.4: Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của các giống Jatropha ..... 41 Bảng 4.5: Thành phần và hàm lượng axit béo trong dầu của giống Jatropha .......... 43 Bảng 4.6: Một số loài côn trùng gây hại Jatropha .................................................... 44 Bảng 4.7: Ảnh hưởng chất nền đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm Jatropha ................... 45 Bảng 4.8: Ảnh hưởng của chất kích thích đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha ......... 47 Bảng 4.9: Ảnh hưởng của giống đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha ....................... 49 Bảng 4.10: Ảnh hưởng của loại cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha ................ 50 Bảng 4.11: Ảnh hưởng của chiều dài cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha ........ 51 Bảng 4.12: Ảnh hưởng của đường kính cành đến tỷ lệ ra rễ cành giâm Jatropha.... 52 Bảng 4.13: Ảnh hưởng kiểu cắt đến tỷ lệ ra rễ cành Jatropha sau 1 tháng giâm ..... 53 Bảng 4.14: Sinh trưởng của cành sau 2 tháng giâm ................................................. 54 x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH Hình 4.1: Vườn tập đoàn giống Jatropha ........ ........................................................ 56 Hình 4.2: Chùm hoa cây Jatropha ........................................................................... 56 Hình 4.3: Quả Jatropha non...................................................................................... 56 Hình 4.4: Hoa và quả cây Jatropha .......................................................................... 56 Hình 4.5: Chùm quả Jatropha...... ............................................................................. 56 Hình 4.6: Quả Jatropha già và quả chín ..................................................................56 Hình 4.7: Chuẩn bị giá thể và làm luống giâm Jatropha .......................................... 57 Hình 4.8: Cành Jatropha chuẩn bị cho các thí nghiệm giâm cành .......................... 57 Hình 4.9: Cành Jatropha trên luống ........................................................................ 57 Hình 4.10: Vườn giâm cành sau 1 tháng .................................................................57 Hình 4.11: Rễ cành Jatropha sau 1 tháng giâm ........................................................ 58 Hình 4.12: Rễ cành Jatropha sau 2 tháng giâm ........................................................ 58 Hình 4.13: Cây Jatropha bị côn trùng tấn công ........................................................ 58 BIỀU ĐỒ Biểu đồ 4.1: Chiều cao cây của các giống Jatrapha 1 năm sau khi trồng ................ 33 Biểu đồ 4.2: Đường kính tán của các giống Jatrapha ............................................... 35 Biểu đồ 4.3: Chu vi gốc của các giống Jatropha thí nghiệm .................................... 36 Biểu đồ 4.4: Số cànhcây của các giống Jatrapha ..................................................... 37 xi DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT B5 : Dầu diesel B5 (95 % diesel dầu mỏ truyền thống và 5 % diesel sinh học) B10 : Biodiesel 10 % B20 : Biodiesel 20 % B30 : Biodiesel 30 % B100 : Biodiesel 100 % BDF : Biodiesel fuel CTV : Cộng tác viên ĐC : Đối chứng ĐHST : Điều hòa sinh trưởng E5 : Xăng E5 (95 % xăng dầu mỏ truyền thống và 5 % ethanol) EU : các nước châu Âu Giống : mẫu giống IBA : Indol butyric acid ICRISAT : Viện Nghiên cứu Quốc tế các cây trồng cạn vùng nhiệt đới bán khô hạn IPGRI : Viện nghiên cứu tài nguyên di truyền quốc tế KL : Khối lượng NAA : Napthalene acetic acid NS : Năng suất NT : Nghiệm thức ppm : một phần triệu TB : trung bình TNHH: Trách nhiệm hữu hạn 1 Chương 1 MỞ ĐẦU Năng lượng được nhân loại sử dụng trong thế kỷ 20 chủ yếu là nguồn năng lượng hóa thạch như than đá, khí đốt và dầu mỏ. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt và còn gây ô nhiễm môi trường khi sử dụng. Do đó, người ta đang tìm các nguồn năng lượng để thay thế như năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy điện và nhiên liệu sinh học... Nguồn năng lượng đang được quan tâm nhất hiện nay là nhiện liệu sinh học (biofuel). Ở nước ta, hàng năm vẫn phải nhập hàng triệu tấn xăng và dầu diesel. Trước tình hình xăng, dầu diesel ngày càng khan hiếm và trở nên đắt đỏ. Để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, tháng 112007 Chính phủ đã ra Quyết định số 1772007QĐTTg phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến 2025”. Dầu diesel sinh học nói chung và dầu diesel sinh học từ cây Jatropha nói riêng đã được sử dụng khá phổ biến ở các dạng B5, B10, B20, B30 và thậm chí B100 tại các nước như Đức, Anh, Tây Ban Nha, Mỹ, Ấn Độ và Brazin (Nguyễn Phú Cường, 2008). Thời gian gần đây, cây Jatropha được thế giới quan tâm như một phát hiện mới về nguồn nhiên liệu sinh học cho nhân loại, vì nó có thể mọc được ở những vùng đất khô cần và không cạnh tranh với cây lương thực. Do vây, cây Jatropha được nhiều quốc gia khuyến khích trồng để sản xuất biodiesel. Bên cạnh đó, cũng có nhiều ý kiến cho rằng các đánh giá về tiềm năng của cây Jatropha mới chỉ ở qui mô diện tích nhỏ. Các báo cáo về năng suất hạt Jatropha cao đạt từ 5 10 tấnhanăm trồng trên đất có đầy đủ dinh dưỡng và được tưới nước. Thực tế chưa có vườn Jatropha trồng diện tích lớn trên 3 năm tuổi. Năng suất hạt ở những vùng đất 2 khô chỉ đạt 1 tấnhanăm, ngoài ra cây Jatropha còn bị nhiều loài sâu bệnh phá hại (Rao V., 2006). Ở Việt Nam, hiện nay có nhiều công ty đang tiến hành trồng thăm dò ở qui mô nhỏ và có kế hoạch đầu tư trồng trên diện tích lớn để chế biến diesel sinh học. Cây Jatropha xuất hiện ở nước ta khá lâu nhưng chưa được nghiên cứu đánh giá về chất lượng giống cũng như kỹ thuật trồng. Vì vậy, việc phát triển sản xuất cây Jatropha trên diện tích lớn có thể gặp rủi ro. Do đó, đề tài: “Khảo sát sinh trưởng, phát triển của một số mẫu giống trong tập đoàn giống Jatropha và hoàn thiện kỹ thuật nhân giống bằng biện pháp giâm cành” được tiến hành. Mục tiêu của đề tài: Bước đầu đánh giá sinh trưởng, phát triển, năng suất và hàm lượng dầu của 7 giống Jatropha trong vườn tập đoàn giống. Hoàn thiện kỹ thuật giâm cành cây Jatropha đáp ứng nhu cầu giống trồng mới trong tương lai. Phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài gồm 8 mẫu giống Jatropha được trồng tháng 6 năm 2007 (trong đó 7 giống tập đoàn giống Jatropha và 1 giống không trồng trong tập đoàn giống) tại Trung tâm sản xuất giống Trảng Bàng, Tây Ninh của Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu. Thời gian nghiên cứu: 062007 082009 Yêu cầu của đề tài: Xác định khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất, hàm lượng dầu của 7 giống Jatropha sau 2 năm trồng. Đưa ra được qui trình nhân giống bằng cành thích hợp cho cây Jatropha. 3 Chương 2 TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu cây Jatropha 2.1.1 Đặc điểm thực vật học Cây Jatropha có tên khoa học là Jatropha curcas L., tên tiếng Anh là Physic Nut, tên Việt Nam là Dầu mè, Ba đậu nam, Dầu lai, Cọc giậu … thuộc chi Jatropha, họ Thầu dầu (Euphorbiaceae). Jatropha là loài thực vật lưỡng bội với 2 n = 22 nhiễm sắc thể. Jatropha là cây gỗ nhỏ, cao trung bình từ 1 3 m, cây phát triển tự nhiên có thể cao tới 5 m. Thân mọng nước, vỏ trơn, láng, màu xám có chứa mủ màu trắng. Cây Jatropha có lá đơn, màu xanh hoặc xanh nhạt, mọc so le theo kiểu xoắn ốc, xẻ thùy với 5 7 thùy nông; chiều dài và rộng của lá từ 6 15 cm. Hoa của cây Jatropha nhỏ, cánh trắng nhị màu vàng, mọc thành xim trên đỉnh ngọn cành hay nách lá. Hoa đơn tính, nhưng đôi khi có hoa lưỡng tính (Dehgan and Webster 1979 được dẫn trích dẫn bởi Heller, 1996). Hoa nở vào mùa hè, trong điều kiện ẩm thì hoa nở quanh năm, hoa cái thường lớn và thon hơn hoa đực. Tỷ lệ hoa đực và hoa cái là 29 đực1 cái, trước khi hoa nở khó có thể phân biệt hoa đực hay hoa cái, chỉ phân biệt được khi chúng đã nở (Henning, 2009). Quả của cây Jatropha non mọng, lúc đầu màu xanh lá cây, khi chín (sau từ 2 4 tháng từ khi thụ phấn) chuyển dần sang màu vàng. Quả nang, hình trứng, nâu đen, mở theo ba mép. Quả thường có 3 hạt, chiều dài hạt khoảng 18 mm, chiều rộng 10 mm, khối lượng 100 hạt từ 54 88 g. Hạt Jatropha nhẵn, màu đen nhạt, có mào trắng ở đầu hạt (Heller, 1996). 4 2.1.2 Phân bố tự nhiên Cây Jatropha có lịch sử 70 triệu năm, nguồn gốc từ Mêhicô và Trung Mỹ, được người Bồ Đào Nha đưa qua Cape Verde, rồi lan truyền sang châu Phi, châu Á, sau đó được trồng ở nhiều nước và trở thành cây bản địa ở khắp các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới trên toàn thế giới. Cây Jatropha có thể sinh trưởng tốt trên những vùng đất suy thoái, khô, cằn cỗi, thậm chí ô nhiễm và hoang hóa (Nguyễn Công Tạn, 2008). Ở Việt Nam cây Jatropha đã có mặt cách đây vài trăm năm mọc khắp cả nước từ vùng đồi núi phía Bắc như Yên Bái, Lào Cai, ở Tây Nguyên như Lâm Đồng, Gia Lai và vùng đất cát ven biển miền trung như Nghệ An, Bình Định, Phú Yên, Ninh Thuận, Bình Thuận chủ yếu được người dân trồng làm hàng rào. 2.1.3 Yêu cầu về khí hậu đất đai Theo Richardson (2008), điều kiện đất đai khí hậu cho phép trồng cây Jatropha như sau: Lượng mưa: Trung bình 1200 3500 mmnăm. Năng suất Jatropha biến động tùy vào lượng mưa, mưa ít sẽ cho năng suất thấp. Lượng mưa phân phối đều và mưa kết hợp nhiệt độ cao sẽ giúp cây phát triển tốt. Nhiệt độ: Cây Jatropha phát triển mạnh trong điều kiện thời tiết nóng, nhiệt độ trung bìnhnăm từ 25 27 0C. Jatropha không chịu được sương giá (gây rụng lá). Ẩm độ: Ẩm độ cao kéo dài cùng nhiệt độ thấp làm tăng khả năng bị bệnh lá, ẩm độ thấp làm tăng nhu cầu nước của cây. Gió: Gió mạnh liên tục cản trở côn trùng thụ phấn, ảnh hưởng phát triển cây. Đất: Đất trồng Jatropha cần xem cấu trúc đất, hiện trạng nước mặt và nước ngầm. Đất xốp, đất cát nhiều mùn là lý tưởng, trong khi đó đất nặng làm rễ cây phát triển yếu. 2.1.4 Một số sản phẩm và công dụng của Jatropha Dầu biodiesel: Jatropha là loại cây trồng cho nhiều loại sản phẩm khác nhau, tất cả các phần của cây đều có giá trị sử dụng. Tuy nhiên sản phẩm quan trọng nhất vẫn là hạt để lấy dầu cho sản xuất diesel sinh học. 5 Dầu Jatropha có thành phần các axit béo chủ yếu: palmitic 16:0 (18,3 %), palmitoleic 16:1 (0,65 %), stearic 18:0 (5,6 %), oleic 18:1 (45,6 %), linoleic 18:2 (29,8 %), phù hợp để chế biến nhiên liệu sinh học (Heeres, 2008). Bảng 2.1: Thành phần axit béo của dầu Jatropha và một số loại dầu khác Axit béo Jatropha Hướng dương Cải dầu Cọ dầu Mỡ động vật Palmitic 16:0 18,3 6,0 3,5 39,5 27 Palmitoleic 16:1 0,65 0 0 0 2 Stearic 18:0 5,6 4,0 2,0 3,5 24 Oleic 18:1 45,6 18,7 13,5 46 40 Linoleic 18:2 29,8 69,0 17,0 7,5 2 Dầu ép từ cây Jatropha không cần chế biến phức tạp, có thể dùng thẳng cho các động cơ diesel mà không cần thay đổi về máy móc. Dầu Jatropha thô được dùng để thắp sáng, đun nấu, khi cháy không có khói. Dầu Jatropha có thể sản xuất dầu nhớt cao cấp, xà phòng và vecni dầu bóng. Lá, vỏ, thân, rễ, dầu của Jatropha đều có thể chiết xuất nhiều hóa chất màu, glycerin (Lê Võ Định Tường, 2006). Phân hữu cơ và thức ăn chăn nuôi: Theo các tài liệu nghiên cứu, cây Jatropha ngoài việc dùng để sản xuất diesel sinh học còn cho nhiều sản phẩm khác như: khô dầu giàu đạm (38 % protein) có thể làm thức ăn cho gia súc, tôm, cá (nếu khử hết độc tố); sinh khối vỏ quả, thân, lá có thể sản xuất biogas và làm phân hữu cơ. Lá Jatropha có thể nuôi tằm, cây thả nuôi cánh kiến, tăng sản phẩm nhờ trồng xen với các cây khác như gừng, nghệ, keo và bạch đàn (Lê Võ Định Tường, 2006). Về môi trường: Cây Jatropha tạo ra thảm thực vật có độ che phủ ổn định, có khả năng hấp thụ CO2 lớn. Vì vậy, cây Jatropha cũng rất có ý nghĩa về môi trường (Nguyễn Phú Cường, 2008). Cây Jatropha có thể trồng để che bóng, chống cỏ dại, giảm sâu bệnh vừa cho sản phẩm trên các diện tích trồng cà phê, cacao; là chỗ dựa và giảm sâu bệnh cho cây tiêu, cây vanilla (trong cây có chất chống tuyến trùng gây bệnh). Cây Jatropha còn có thể trồng làm bờ rào chống gia súc phá hại, cản lửa, xua đuổi côn trùng truyền bệnh. Kinh nghiệm cho thấy nông dân có thể dùng lá khô của cây Jatropha hun khói diệt nhiều loại sâu bệnh trên cây ăn quả và cây trồng khác. 6 Cây Jatropha có thể trồng ven đường đi, bờ mương, bờ ao, bờ hồ vừa cho sản phẩm, vừa chống sạt lở và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Dầu Jatropha cũng có thể pha chung với diesel từ dầu mỏ với các tỷ lệ khác nhau làm tăng hiệu suất và giảm tác hại của diesel dầu mỏ. Diesel sinh học từ cây Jatropha có ôxy trong phân tử và không có sulfua nên được đốt cháy hết, giảm 40 80 % khí gây hiệu ứng nhà kính và 100 % khí gây ung thư (Lê Võ Định Tường, 2006). Công dụng làm thuốc: Về mặt y học nhựa cây Jatropha do chứa alkaloid (Jatrophine) có tác dụng chống lại ung thư, rễ cây dùng để chữa rắn cắn. Ngoài chữa bệnh, các hoạt chất chiết xuất từ cây Jatropha có thể dùng làm thuốc trừ sâu, diệt ốc bươu vàng, diệt cá tạp, xua đuổi chuột (Lê Võ Định Tường, 2006). Nhiều bộ phận của cây này có thể chữa bệnh như lá, vỏ cây, hạt và rễ. Rễ trị tiêu viêm, cầm máu, trị ngứa; dịch nhựa trắng tiết ra từ vết thương của cành có thể trị viêm lợi, làm lành vết thương, chữa trị bệnh trĩ và mụn cơm; nước sắc từ lá dùng để chữa trị bệnh phong thấp, đau răng (Nguyễn Công Tạn, 2008). Theo Gindaba (2008), cây Jatropha được chọn để làm nhiên liệu sinh học vì các lý do sau: cây Jatropha không dùng làm thực phẩm, mọc được ở những vùng đất không phù hợp trồng cây lương thực, cây có thể cho quả trong nhiều năm, hạt có chứa hàm lượng dầu cao (28 40 %), có thể nhân giống dễ dàng, chịu được thời gian dài những điều kiện bất lợi, góp phần tăng thu nhập cho nông dân, dầu có thể làm biodiesel chất lượng cao. 2.2 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 2.2.1 Nghiên cứu sản xuất biofuel trên thế giới Nhiên liệu sinh học (biofuel) chủ yếu gồm ethanol sinh học (bioethanol) và diesel sinh học (biodiesel). Hiện nay, rất nhiều nước trên thế giới đang quan tâm tới việc sản xuất biofuel. Trong đó, ethanol sinh học có thể sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như sắn, mía, ngô và một số loại thực vật khác; còn diesel sinh học có thể sản xuất từ các cây Jatropha, Cọ dầu, Hoàng liên mộc, Văn quan, Bánh dầy, Dừa và dầu mỡ động vật. Mức độ phát triển hai loại hình nhiên liệu sinh học có khác nhau, trong khi diesel sinh học chiếm khoảng 1,6 % thị trường diesel 7 thì ethanol mới chỉ đạt 0,4 % thị trường xăng. Trong khối EU, tất cả các nước đều miễn thuế đối với nhiên liệu sinh học và không đặt ra mức khống chế được miễn thuế (Phạm Đức Tuấn, 2008). Bioethanol: Brazin là quốc gia đi tiên phong trong việc sản xuất và sử dụng bioethanol làm nhiên liệu thay thế, chiếm 40 % tổng mức tiêu thụ nhiên liệu của ô tô ở nước này (Phạm Đức Tuấn, 2008). Ấn Độ bắt buộc sử dụng thí điểm xăng chứa 5 % bioethanol tại 9 bang và 4 tiểu vùng kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2003 (Nguyễn Phú Cường, 2008). Sản lượng bioethanol của Mỹ tăng gấp 3 lần từ 6.442 triệu lít năm 1998 lên 20.795 triệu lít năm 2006, Mỹ có kế hoạch dùng E10 (pha 10% bioethanol vào xăng hóa thạch) cho tất cả các xe trên toàn nước Mỹ vào năm 2010 (Đinh Xuân Bá, 2008). Biodiesel: Nguồn nguyên liệu chính cho sản xuất diesel sinh học trên thế giới năm 2006 bao gồm: dầu hạt cải dầu (68 %), dầu cọ (6 %), dầu đậu nành (15 %), dầu hạt hướng dương (1 %), mỡ động vật (5 %) và các loại khác (5 %). Tuy nhiên năm 2007 tỷ lệ trên đã thay đổi, việc sử dụng dầu hạt cải dầu giảm xuống (28 %), dầu cọ dầu tăng lên (28 %), dầu hạt Jatropha chiếm tới 19 % và dầu đậu nành 19 %, các loại khác 6 % (Mittelbach, 2008). Khối EU qui định pha tối thiểu 2 5,75 % biodiesel từ 2006 2010 và kể từ năm 2020 là 20 %. Theo ủy ban kế hoạch Ấn Độ, nước này phấn đấu đến 2011 2012 dầu sinh học sẽ thay thế 20 % lượng dầu mỏ. Ở châu Á, Hàn Quốc là nước đứng đầu trong việc sản xuất và sử dụng dầu biodiesel với tổng công suất là 670.000 tấnnăm và sẽ tăng lên 1 triệu tấnnăm trong năm 2010. Nguồn nhiên liệu là dầu đậu tương, dầu cọ nhập khẩu, duy nhất chỉ có nhà máy BND Energy Gunsan với công suất 50.000 tấnnăm là dùng dầu Jatropha làm nguyên liệu. Hàn Quốc đã ban hành tiêu chuẩn cho dầu pha biodiesel BD5 (5% biodiesel) và trong thời gian tới sẽ sử dụng BD10 (Tạ Quốc Quang, 2008). Trung Quốc đã lên kế hoạch đến năm 2010 sản xuất được 2 triệu tấn dầu diesel sinh học, hiện đã trồng 20 ngàn ha Jatropha, năm năm tới đạt 150 ngàn ha và trên cả nước tới năm 2010 đạt 1,4 triệu ha. Chính phủ Trung Quốc có chính sách hỗ 8 trợ tài chính mạnh mẽ như miễn 5 % thuế tiêu thụ, chịu tất cả các khoản thua lỗ do quá trình sản xuất, vận chuyển và bán nhiên liệu sinh học. Malaysia hiện có 3 nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học với công suất 276.000 tấnnăm. Chính phủ nước này đặt chỉ tiêu sản xuất 1 triệu tấn dầu diesel sinh học xuất khẩu vào năm 2007 2008. Hiện nay, Malaysia đã trồng được 10.000 ha cây Jatropha. Bộ năng lượng Thái Lan năm 2004 đã thiết lập một dự án đầu tiên tại San Sai, Chiang Mai để trồng và xây dựng trạm sản xuất diesel sinh học từ cây Jatropha công suất 2.000 lít, tiến hành thử nghiệm trên một số loại xe taxi bán tải (Phạm Đức Tuấn, 2008). Năm 2008, hãng hàng không Air New Zealand (ANZ) vừa thử nghiệm thành công một chuyến bay thương mại chạy với một phần nhiên liệu là dầu được chiết xuất từ hạt cây Jatropha. Động cơ máy bay được chạy bằng xăng A1 kết hợp với dầu được chiết xuất từ hạt Jatropha (hỗn hợp pha với tỷ lệ 1 : 1). Đây là bước đột phá trong việc phát triển một loại nhiên liệu bền vững có thể giúp giảm giá thành chuyến bay và giảm lượng khí thải từ máy bay. Nhu cầu về dầu trên toàn thế giới đang tăng lên. Hầu hết các nước châu Phi đều nhập khẩu dầu. Cây Jatropha không cạnh tranh trực tiếp với cây thực phẩm, thích nghi với nhiều loại khí hậu, đất đai, phù hợp với nền kinh tế các nước đang phát triển. Dự kiến năm 2010 phát triển 5 triệu ha Jatropha ở châu Phi, châu Á và Mỹ Latinh (Greco GVD, 2008). 2.2.2 Nghiên cứu cây Jatropha trên thế giới 2.2.2.1 Về giống cây Jatropha Ấn Độ đã thành công khi chọn tạo được giống Jatropha mới có hàm lượng dầu 49,2 % và 47,8 % protein, trong khi các giống hiện có hàm lượng dầu thường dao động trong khoảng từ 31 37 %. Ngoài ra, chương trình nghiên cứu hợp tác của Ấn Độ và nhiều nước khác cũng đã thành công trong chọn tạo giống Jatropha không độc, dầu có thể làm dầu ăn và bánh dầu có thể làm thức ăn gia súc. Brazin đã chọn tạo thành công được giống Jatropha chịu lạnh. Cây Jatropha đã được nuôi cấy mô 9 thành công ở Ấn Độ, Singapore và các cây cấy mô năng suất cao đang được cung cấp cho sản xuất. Ở Thái Lan cấy mô Jatropha có chi phí cao nên không ứng dụng ra đại trà được (Wiersma, 2008). Năm 2007, Viện ICRISAT đã tiến hành thu thập được 15 mẫu giống từ các bang ở Ấn Độ và khảo sát tỷ lệ nẩy mầm, khối lượng 100 hạt, hàm lượng dầu. Kết quả khảo sát cho thấy tỷ lệ nẩy mầm từ 0 90 %, khối lượng 100 hạt từ 44 77 g và hàm lượng dầu từ 27,8 38,4 %. Khảo sát về đặc điểm hoa và quả của các giống Jatropha cho thấy tỷ lệ hoa đựccái là 4:1 tới 16,6:1 và số quảcây là 90 quả và hàm lượng dầu từ 33,1 39,1 % (Wani, 2008). 2.2.2.2 Về nhân giống Jatropha Theo Richardson (2008), cây Jatropha có thể nhân giống bằng hạt và cành giâm. Trồng bằng hạt có thể gieo thẳng ngoài đồng hoặc ươm trước khi trồng. Chọn cành giâm tốt là cành có khoảng cách giữa các đốt ngắn, nhiều mắt và vỏ cây xám nhẵn, đường kính cành 2,5 3 cm, dài 30 cm. Cần để ráo nhựa trước khi ươm trồng, trồng sâu 10 cm. Theo Thitithanavanich (1985, trích dẫn bởi Heller, 1996), cành giâm có sự hình thành rễ khác nhau ở các kích cỡ đường kính (1, 2 và 3 cm) và chiều dài cành (15 và 30 cm). Ở nghiệm thức đường kính cành lớn sự hình thành rễ tốt hơn ở kích cỡ đường kính nhỏ. Cành giâm có chiều dài 30 cm, rễ nhiều và tỷ lệ sống cao hơn ở chiều dài 15 cm. Chất kích thích IBA không thúc đẩy quá trình hình thành rễ ở cành giâm Jatropha. Sự hình thành rễ ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, môi trường ra rễ thông thoáng thoát nước tốt sẽ thúc đẩy quá trình hình thành rễ (NarinSombunsan and Stienswat, 1983 trích dẫn bởi Heller, 1996). Theo Hartmann and Kester (1983, trích dẫn bởi Heller, 1996), có hai yếu tố ảnh hưởng tới sự mọc chồi của cành giâm là tuổi cây và vị trí lấy cành giâm trên cây. Theo Punia (2008), có thể sử dụng IBA và NAA để kích thích ra rễ ở cành giâm. Sử dụng cành dài 15 cm, đường kính 2 3 cm, xử lý với IBA và NAA ở nồng độ 100 ppm hoặc dùng cành dài 30 cm, đường kính 2 3 cm, xử lý với IBA ở nồng độ 100 ppm (Kaushik, 2007). Sử dụng cành giâm dài 15 20 cm, xử lý với IBA 10 hoặc NAA ở nồng độ 100 ppm đều cho kết quả tốt (Kureel, 2007). Theo Rao (2008) xử lý cành Jatropha bằng chất kích thích IBA ở nồng độ 100 ppm cho tỷ lệ mọc chồi, ra rễ đạt 95 %, số chồicành là 2, số rễcành đạt 5 rễ, trong khi đối chứng chỉ đạt tỷ lệ ra chồi là 62 %, tỷ lệ mọc rễ đạt 57 %, số chồicành là 1 và có 1 rễcành. Theo Dhillon (2007), chiết cành sử dụng vitamin B1 (nồng độ 75, 150 và 300 ppm) có tỷ lệ cành chiết mọc rễ lớn nhất trong cả 2 mùa xuân và mùa mưa. vitamin B1 so với nhóm auxin thì có tỷ lệ ra rễ lớn hơn. Tuy nhiên, số rễ tăng dần theo nồng độ chất kích thích auxin trong mùa xuân, nhưng lại làm giảm số rễ trong mùa mưa. Nhân giống bằng phương pháp cấy mô không có biến động di truyền giữa các cây, tiềm năng di truyền về năng suất hạt, chất lượng và số hạtcây từ cây cấy mô tương tự cây mẹ từ hạt. Tỷ lệ sống trồng ra đồng > 80 %, thời gian từ 6 12 tháng, sản xuất lớn phụ thuộc khả năng phòng thí nghiệm. Giá cây giống cao, cần thử nghiệm đánh giá năng suất các giống (3 năm), nên sử dụng nhiều giống để trồng. Jha và ctv (2007) đã thành công trong việc nuôi cấy mô Jatropha và cho biết chu kỳ nuôi cấy trong thời gian 12 16 tuần, cây con chuyển ra vườn trồng đạt tỷ lệ sống 90 %. 2.3 Tình hình nghiên cứu trong nước 2.3.1 Nghiên cứu sản xuất biofuel trong nước Đối với nước ta việc nghiên cứu, sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học cho đến nay vẫn còn là vấn đề hoàn toàn mới mẻ. Nhằm thúc đẩy các hoạt động về lĩnh vực này, ngày 20 tháng 11 năm 2007, Chính phủ đã phê duyệt Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến 2025 tại quyết định số 1772007QĐTTg. Ở nước ta, việc sản xuất và thử nghiệm nhiên liệu biodiesel từ dầu thực vật được bắt đầu từ năm 1980. Năm 2000, một số nghiên cứu của Viện hóa học, Viện môi trường (thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia) và trung tâm Khoa học Môi trường và Phát triển bền vững (thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội) bắt đầu nghiên cứu công nghệ siêu âm để sản xuất nhiên liệu biodiesel từ thực vật. 11 Một số thử nghiệm sản xuất mang tính tự phát được thực hiện ở một số nơi có nguồn nguyên liệu mỡ cá Basa. Trong khoảng 5 năm trở lại đây, các nghiên cứu sản xuất biodiesel từ dầu thực vật và phế thải đã được thực hiện tại trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia và Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh. Các nghiên cứu này chủ yếu là dùng phương pháp ester hóa để sản xuất biodiesel. Tháng 10 năm 2006, nhóm nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Tp. Hồ Chí Minh đã xây dựng hệ thống sản xuất thử nghiệm biodiesel từ dầu mỡ thực vật, động vật phế thải với công suất 2 tấnmẻ. Trong thời gian tới hệ thống sản xuất này có thể đưa công suất lên từ 6 10 tấnmẻ, sản phẩm biodiesel từ qui trình này đạt tiêu chuẩn ASTM D6751 (Nguyễn Hữu Lương, 2008). Theo tính toán của viện Chiến Lược (Bộ Kế hoạch đầu tư) thì đến năm 2020 Việt Nam có khả năng cung cấp khoảng 13,96 triệu tấn xăng dầu, còn thiếu khoảng 4,9 triệu tấn phải nhập khẩu. Hiện nay, có rất nhiều công ty trong và ngoài nước tham gia đầu tư trồng cây Jatropha để sản xuất biodiesel. Tại Lạng Sơn công ty TNHH Núi Đầu đã trồng được khoảng 120 ha cây Jatropha tại huyện Chi Lăng và Bắc Sơn trong năm 2007; công ty GreenEnergy trồng được 10 ha tại Sơn La và 5 ha ở Ninh Thuận; công ty TNHH Thành Bưởi trồng 2 ha ở Bình Thuận; công ty Minh Sơn, Hà Nội trong năm 2007 đã phối hợp với Trường Đại học Thành Tây trồng 30 ha tại Nà Sản tỉnh Sơn La, năm 2008 công ty trồng tiếp 50 ha tại Quỳnh Lưu, Nghệ An. Ngoài ra, còn nhiều công ty đang có kế hoạch trồng cây Jatropha trên diện tích lớn như: Công ty VMAgrotech của Malaysia đang làm thủ tục với tỉnh Bình Thuận và Ninh Thuận để đầu tư trồng 60.000 ha và xây dựng nhà máy chế biến dầu; công ty Jatro của Đức đã có kế hoạch dự án trồng 200.000 ha và xây dựng nhà máy tinh lọc dầu diesel sinh học từ cây Jatropha; công ty cổ phần IGC của Nhật Bản cũng dự kiến trồng 200.000 ha đến năm 2010 và mua toàn bộ hạt Jatropha theo giá thị trường; tập đoàn Eco corbone (Pháp) đã ký biên bản ghi nhớ sẽ đầu tư 500 600 triệu USD xây dựng 3 nhà máy chế biến dầu diesel sinh học (Huỳnh Lợi, 2008). 12 2.3.2 Nghiên cứu cây Jatropha trong nước 2.3.2.1 Nghiên cứu giống Jatropha Ở Việt Nam, cây Jatropha mọc rải rác ở một số nơi, song chưa thành hệ thống và giống chưa được phân lập, tuyển chọn. Do đó, cần có nghiên cứu trên nhiều vấn đề như tính thích ứng và giống trước khi đưa ra sản xuất đại trà. Hiện nay, đã có nhiều đơn vị trong nước cũng đang triển khai các đề tài nghiên cứu về cây Jatropha. Trung tâm Công nghệ Sinh học lâm nghiệp (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) bắt đầu triển khai đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu gây trồng phát triển cây Jatropha giai đoạn 2007 2010”. Đã khảo nghiệm 8 xuất xứ giống (4 xuất xứ nội và 4 xuất xứ ngoại) tại Vĩnh Phúc, Ninh Thuận, Phú Thọ. Đã chọn được 30 cây mẹ tốt nhất trong đó có cây mẹ đạt đến 5 kg hạt cây và có cây mẹ đạt hàm lượng dầu trong hạt 38 %, nhưng cây mẹ năng suất cao thì hàm lượng dầu trong hạt lại không cao. Ngoài ra, còn hợp tác với công ty GreenEnergy nghiên cứu công nghệ chế biến dầu diesel sinh học qui mô nhỏ (Phạm Đức Tuấn, 2008). Theo Nguyễn Công Tạn (2008), Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm của Trường Đại học Thành Tây đã xây dựng được 1 ha vườn sưu tập giống bao gồm 16 xuất xứ của Việt Nam, 5 giống được tuyển chọn của Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Malaysia và thiết lập một vườn ươm diện tích 4 ha tại khu vực Lương Sơn Hòa Bình. Hiện đã thu thập được 8 xuất xứ giống của Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Malaysia, Nhật Bản và 15 xuất xứ của Việt Nam. Theo Lê Quốc Huy (2008), Viện Lâm nghiệp đã thu thập và tuyển chọn được 24 xuất xứ hạt Jatropha, trong đó có 18 xuất xứ nhập nội và 6 xuất xứ bản địa. Điều tra tuyển chọn được 48 cây trội với các đặc tính vượt trội về sinh trưởng, năng suất hạt (2,8 5,0 kgcây), hàm lượng dầu trong hạt 25 39,5 %. Các xuất xứ và cây trội tuyển chọn đang được trồng khảo nghiệm ở các vùng sinh thái. Tại vùng đất cát Ninh Phước cây ra hoa, quả sau 5 6 tháng trồng. Trung tâm Nông nghiệp Công nghệ cao Tp. HCM đã tiến hành khảo nghiệm 7 8 giống nhập nội từ Ấn Độ, Thái Lan, Maylaysia (Thái Xuân Du và Nguyễn Văn Uyển, 2008). 13 Viện nghiên cứu Dầu và Cây có dầu trong năm 2006 2008 đã tiến hành thu thập, chọn giống, nghiên cứu kỹ thuật chăm sóc, tạo tán, bón phân và nhân giống cây Jatropha. Sau 2 năm đã chọn thu thập được 57 mẫu giống Jatropha trong và ngoài nước, các mẫu giống này đang tiến hành trồng thử nghiệm để đánh giá sinh trưởng và năng suất (Ngô Thị Lam Giang, 2008). Lê Võ Định Tường (2008) nghiên cứu khả năng thích nghi cây Jatropha trên các loại đất cát, đất đỏ bazan và đất thịt. Qua trồng thử nghiệm một số giống nước ngoài và giống trong nước trồng tại vùng khô hạn Bình Thuận, Hà Nội bước đầu nhận thấy giống Brazin PT01 và PT02 có triển vọng cho năng suất cao. Trung tâm Nông nghiệp Công nghệ cao Tp. HCM và Viện Sinh học Nhiệt đới thử nghiệm giống có nguồn gốc Ấn Độ trồng ở Bình Phước, Bình Dương cho thấy chỉ sau 6 tháng, cây Jatropha đã cho quả (Thái Xuân Du và Nguyễn Văn Uyển, 2008). 2.3.1.2 Về nhân giống Jatropha Lê Võ Định Tường (2007) đã thử nghiệm tỷ lệ nẩy mầm của hạt, thí nghiệm trồng bằng hạt và bằng hom. Kết quả ban đầu cho thấy cây ươm bằng hom mọc không đều, hom ngọn mọc nhanh hơn hom gốc, hom dài hơn 50 cm cho sức sống cao, sau 6 tháng cho hạt. Phạm Văn Tuấn (2008) sử dụng IBA nồng độ 1 % cho kết quả 94,5 % cành giâm ra rễ; cành giâm có 4 5 mắt tỷ lệ ra rễ cao nhất đạt 85 %; hom thân có tỷ lệ ra rễ cao nhất đạt 92 %; giá thể trấu + đất vườn ươm (tỷ lệ 1:1) cho tỷ lệ 92 % ra rễ và thời vụ giâm cành trong tháng năm cho tỷ lệ ra rễ cao nhất 92 %. Trung tâm Nông nghiệp Công nghệ cao Tp. HCM đã nghiên cứu nhân giống Jatropha bằng phương pháp in intro từ nuôi cấy chồi ngọn hay chồi nách. Trường đại học Thành Tây đã nghiên cứu nhân giống đại trà bằng mô và hom. Năm 2008, trường đã ký hợp đồng tạo 500.000 cây con cho công ty Oliway, Đài Loan. Viện sinh học nhiệt đới (Phòng công nghệ tế bào thực vật) triển khai nghiên cứu nhân giống Jatropha bằng phương pháp nuôi cấy mô. 14 2.4 Các biện pháp nhân giống 2.4.1 Nhân giống hữu tính Nhân giống hữu tính là phương pháp nhân cây con từ hạt. Ưu điểm là đơn giản dễ làm, tốc độ nhân giống nhanh, hệ số nhân giống cao đáp ứng cho nhu cầu sản xuất nhanh. Nhân giống hữu tính có nhược điểm là cây bị thụ phấn chéo, các tính trạng cây con trồng bằng hạt bị phân ly mạnh dẫn đến vườn cây không đồng đều cả về sinh trưởng lẫn năng suất và phẩm chất hạt. 2.4.2 Nhân giống vô tính Theo Hoàng Ngọc Thuận (2008), nhân giống vô tính có thể chia làm 2 dạng: nhân giống vô tính tự nhiên và nhân giống vô tính nhân tạo. Đây là phương pháp rất phổ biến được áp dụng từ lâu đời, được tích lũy và bổ sung rất nhiều cơ sở lý luận và kinh nghiệm. Nhân giống vô tính tự nhiên: là lợi dụng khả năng tự phân chia của các cơ quan sinh dưỡng của cơ thể cây trồng cùng với việc hình thành cơ quan mới, tạo thành một cá thể mới có khả năng sống độc lập và mang các tính trạng của cây mẹ. Nhân giống vô tính nhân tạo: là sử dụng các biện pháp kỹ thuật cơ giới, hóa học, sinh học để thay đổi các yếu tố môi trường, các yếu tố nội sinh trong một cơ thể thực vật nhằm tạo khả năng tái sinh các bộ phận, cơ quan đã mất đi của nó (hoặc chưa hình thành); hoặc gắn một bộ phận của cây khác, tạo thành một cơ thể hoàn chỉnh, sống độc lập với cây mẹ và mang các đặc tính di truyền của cây mẹ. 2.4.2.1 Ý nghĩa của nhân giống vô tính Nhân giống vô tính có ý nghĩa đặc biệt trong chọn giống cây trồng, cho phép giữ lại các đặc tính quý của bố mẹ ở thế hệ sau, nhận được các vật liệu di truyền đồng nhất. Ngoài ra, nhân giống vô tính là thủ pháp quan trọng khi tiến hành bất kỳ một chương trình chọn giống nào. Nhân giống vô tính được sử dụng để đánh giá các kiểu di truyền, nghiên cứu tương quan kiểu di truyền với môi trường hay để lưu trữ các genotip quí hiếm trong các kho hay các vườn lưu trữ gen. 15 Trong các phương pháp nhân giống vô tính thì nhân giống bằng giâm cành được ứng dụng tương đối rộng rãi. Nhân giống vô tính nói chung và giâm cành nói riêng có ý nghĩa quan trọng trong khoa học và sản xuất. Vì vậy nó được nghiên cứu và áp dụng ở nhiều nước trên thế giới. Ngày nay, có hàng trăm loài cây đang được nghiên cứu và có hàng chục loài cây được đưa vào sản xuất theo qui mô công nghiệp. 2.4.2.2 Ưu nhược điểm của các phương pháp nhân giống vô tính Chiết có ưu điểm là dễ áp dụng, không đòi hỏi cao về kỹ thuật, trang thiết bị và hóa chất song có nhược điểm là hệ số nhân thấp, nên hạn chế về số lượng không đáp ứng được yêu cầu sản xuất theo qui mô công nghiệp. Vì vậy, chiết chỉ được áp dụng trong qui mô gia đình hay trang trại, để nghiên cứu hay sản xuất với các cây không thể nhân giống bằng các phương pháp khác. Ghép có ưu điểm là tận dụng được sức sinh trưởng mạnh của gốc ghép non, khả năng kháng bệnh của gốc ghép, ưu thế di truyền của cành ghép già nên cây chóng cho quả. Song ghép có nhược điểm là khó thành công do tính bất tương hợp của cành và gốc ghép. Nuôi cấy mô có ưu điểm là có hệ số nhân cao, có thể đáp ứng lượng lớn, song nuôi cấy mô có nhược điểm là yêu cầu cao về kỹ thuật, thiết bị, hóa chất và giá thành cao (cao hơn 5 10 lần so với cây thực sinh) nên cũng hạn chế trong thực tế. Chính vì vậy hiện nay nuôi cấy mô chỉ được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, khả năng ứng dụng trong sản xuất còn hạn chế cả hai phương diện về số loài lẫn qui mô sử dụng. Giâm cành không đòi hỏi quá cao về thiết bị, hóa chất, kỹ thuật và cung cấp được số lượng lớn cho sản xuất nên được nghiên cứu và sử dụng ở nhiều nước trên thế giới. 2.4.2.3 Nhân giống bằng phương pháp giâm cành Giâm cành dựa trên khả năng hình thành rễ phụ (rễ bất định) của các đoạn cành đã cắt rời khỏi thân mẹ (hoặc các đoạn rễ). Ngày nay việc nhân giống bằng giâm cành đã được phổ biến và sử dụng rộng rãi đối với hầu hết cây công nghiệp, 16 cây lâm nghiệp, cây ăn quả mục đích tạo các cây lùn, chóng cho thu hái quả và chu kỳ kinh doanh khai thác ngắn nhưng hiệu quả cao, nâng cao hệ số nhân giống vô tính và trẻ hóa cây giống. Ở nước ta việc nhân giống bằng phương pháp giâm cành đang được phổ biến rộng rãi ở hầu hết các giống và loài cây. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giâm cành của cây. Về cơ bản có thể chia thành 3 nhóm là các nhân tố nội tại, các nhân tố môi trường và chất kích thích ra rễ. Các nhân tố nội tại: Đó là đặc điểm di truyền của loài, đặc điểm cá thể, tuổi cây mẹ và tuổi cành lấy hom, vị trí và trạng thái của cành, sự tồn tại của lá, kích thước của hom. Các nhân tố môi trường: Nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và môi trường ra rễ. Chức năng của ánh sáng là cung cấp cacbon cho quá trình quang hợp. Nếu ánh sáng không đủ, quang hợp giảm sẽ gây ảnh hưởng không tốt đến tỷ lệ ra rễ của cành giâm. Ánh sáng đầy đủ thì thời gian ra rễ cũng ngắn hơn và tỷ lệ ra rễ cũng cao hơn. Yêu cầu của ánh sáng còn phụ thuộc vào mức độ hóa gỗ và chất dự trữ trong hom. Hom hóa gỗ yếu chất dự trữ ít, cần cường độ ánh sáng tán xạ cao so với hom hóa gỗ hoàn toàn. Ánh sáng là yếu tố cần thiết cho cành giâm ra rễ, điều đó lý giải tại sao nhà kính sử dụng để giâm cành hoặc các nhà giâm cành tạm thời thường được bằng polyethylene trắng, trong suốt mà không dùng các loại vật liệu khác. Nhiệt độ là một nhân tố quyết định đến tốc độ hình thành rễ của hom. Khi nhiệt độ cao dẫn đến quá trình hô hấp và nhu cầu lượng cacbonhydrat tăng lên. Trước hết nhiệt độ phải được duy trì để giữ hơi nước bão hòa vì những cành giâm này không có khả năng thay thế lượng nước mất đi và điều đó trở thành khó khăn để duy trì ẩm độ cao khi nhiệt độ gia tăng. Yêu cầu ở đây là phải cung cấp các điều kiện phù hợp cho giâm cành như là bóng mát dày và giữ mát cũng như ẩm độ bằng cách phun trong suốt giai đoạn tạo rễ. Nhiệt độ đặc biệt quan trọng trong giai đoạn 17 khi giâm. Nhiệt độ quá cao trong môi trường ra rễ khi giâm, dù chỉ trong thời gian ngắn cũng đã đủ gây chết cành giâm. Môi trường ra rễ (chất nền): Môi trường cắm hom là nơi để cắm hom sau khi xử lý các chất kích thích ra rễ. Yêu cầu chung đối với giá thể hay môi trường (trừ trường hợp sử dụng giá thể là nước) cắm hom là phải vệ sinh, thông thoáng, bảo đảm độ ẩm cho chân hom cắm nhưng vẫn thoát nước trong giá thể. Có nhiều loại chất nền khác nhau đảm bảo cho sự thành công, song dùng mùn cưa phân hủy và xơ dừa là tốt nhất. Chất kích thích ra rễ: Mục đích việc xử lý hom với chất kích thích ra rễ (hoocmon) là làm gia tăng tỷ lệ cành giâm ra rễ, tăng số lượng và chất lượng rễ của cành giâm. Chất thường dùng là IBA, NAA và một số chất khác, trong đó IBA là chất tốt nhất thường được sử dụng bởi vì nó không gây độc cho cây trồng với ngưỡng nồng độ rất rộng và xúc tiến sự hình thành rễ của một số lượng lớn các loài cây. Phương pháp xử lý cành giâm: Thông thường cành giâm được xử lý bằng cách ngâm gốc cành ngập 1 2 cm trong dung dịch chất kích thích ra rễ hoặc chấm phần gốc cành vào hỗn hợp chất kích thích dạng bột. Các nguyên tắc sử dụng chất kích thích: Khi sử dụng chất kích thích ra rễ ở nồng độ cao (2.000 10.000 ppm), cành giâm được nhúng nhanh trong dung dịch khoảng 5 10 giây. Nồng độ hóa chất càng cao, cành càng non thì thời gian xử lý càng nhanh; cành càng già, nồng độ thấp thì thời nhúng lâu hơn (Hoàng Ngọc Thuận, 2008). 2.4.2.4 Chiết cành Chiết cành có nhiều hình thức như vít cành xuống rồi vùi đất lên đoạn giữa, khi cây ra rễ mới tách khỏi thân mẹ rồi đem trồng. Hoặc chắn rễ để mầm mọc lên chỗ đầu rễ tổn thương sau đó tách đem trồng cũng là một hình thức chiết. Những hình thức chiết trên đây đơn giản, rễ làm chỉ thích hợp với một số loại cây nhất định. 18 Chiết dùng để nhân giống từ nguồn vật liệu già. Kỹ thuật chiết là khoanh theo đường kính của cành chiết và bóc một lớp vỏ có chiều rộng là 7,5 cm. Sau đó bao phủ hệ thống xylem với mùn cưa. Dùng dải nilon quấn lại sau một thời gian các cành ra rễ được cắt ra khỏi thân cây. Đối với một số cây khó ra rễ trước khi bó bầu, có thể xử lý bằng dung dịch NAA hoặc IBA. Đối với một số loại cây có thể sử dụng hỗn hợp cả hai loại chất điều tiết sinh trưởng kể trên pha với nồng độ 2.000 4.000 ppm. Dùng bông nhúng vào dung dịch chất điều tiết sinh trưởng kể trên và bôi vào vết cắt khoanh vỏ. Đối với cây có nhựa mủ sau khi khoanh vỏ cần phơi vết cắt ít ngày (thường 5 7 ngày). Trước khi bó bầu, dùng dao cạo sạch lớp nhựa khô và xung quanh vết cắt, sau đó bôi dung dịch chất điều tiết sinh trưởng như trên và bó bầu chiết lại. 2.4.2.5 Ghép Ghép là sự kết hợp của một phần cây này với một bộ phận của cây khác, tạo thành một tổ hợp ghép cùng sinh trưởng và phát triển như là một cây thống nhất. Mục đích của việc ghép cây: Nhân giống trong trường hợp các phương pháp nhân giống khác khó thực hiện, kém hiệu quả hơn. Để thay đổi một phần hoặc một bộ phận của cây giống này thành bộ phận của cây giống khác. Nhờ vào khả năng sinh trưởng và tính chống chịu của gốc ghép đã chọn lọc, làm cho giống nhân ra có được những tính chất đặc biệt và củng cố các đặc tính chọn lọc được trong quá trình chọn giống, như chịu hạn, chịu bệnh, chịu nhiệt và chịu được đất xấu. 2.4.2.5 Nuôi cấy mô Hiện nay, kỹ thuật nuôi cấy mô đã trở thành một phương pháp chuẩn để nhân giống một số cây thân thảo, cây màu như khoai tây, cà chua. Trong số các cây lâu năm, phương pháp này được triển khai trên cây cà phê, cọ dầu và một số cây nhiệt đới khác đang được nỗ lực nghiên cứu. 19 Ưu điểm của phương pháp nuôi cấy mô có hệ số nhân giống rất cao. Sinh trưởng của cây con đồng đều, cây có khả năng làm sạch bệnh virus bằng xử lý siêu nhiệt cây con trong ống nghiệm. Không cần nhiều cây mẹ để nhân giống. Nhược điểm phương pháp nuôi cấy mô là đòi hỏi phải tiến hành trong các phòng thí nghiệm vô trùng, có trang thiết bị đầy đủ cùng với các hóa chất cần thiết và đòi hỏi ở nhân viên kỹ thuật phải vững vàng. 2.5 Chất điều hòa sinh trưởng Chất điều hòa sinh trưởng (ĐHST) tự nhiên là những hormon, chúng tồn tại trong cây trồng với hàm lượng rất nhỏ, có khả năng di chuyển từ bộ phận này sang bộ phận khác của cây và có tác dụng điều hòa quá trình trao đổi chất. Các chất ĐHST tự nhiên được chia thành 6 nhóm chính là nhóm auxin, gibberellin, cytokinin, absisic acid etylen và brassinosteroid (Nguyễn Minh Chơn, 2004). Nhóm auxin gồm các chất chính: indol acetic acid (IAA), napthalene acetic acid (NAA) và indol butyric acid (IBA). Nhóm auxin có tác dụng kích thích phân chia và kéo dài tế bào; cần thiết cho sự hình thành rễ, kích thích ra rễ; kích thích sự lớn lên của bầu quả. Nhóm gibberellin (GA) có hàng chục chất khác nhau, nhưng thông dụng nhất là từ GA1 đến GA5, trong đó GA3 có tác dụng mạnh nhất. Gibberellin được cây tổng hợp từ lá, chồi non, hạt và chóp rễ. Gibberellin có tác dụng kích thích sự sinh trưởng và phát triển chiều cao của cây, kích thích ra hoa ở một số cây dài ngày. Nhưng gibberellin kìm hãm sự phát triển của bộ rễ, làm mất hạt của quả, phá giai đoạn ngủ nghỉ của hạt. Cytokinin được cây tổng hợp từ một bộ phận của rễ và từ rễ vận chuyển lên các bộ phận khác của cây. Cytokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào ở chồi hoặc cành bên (chỉ trong trường hợp kết hợp với auxin); kích thích phát triển theo bề ngang; làm dừng quá trình ngủ nghỉ của hạt và chồi; ngăn cản sự hóa già của mô (dùng để bảo quản hoa, rau, quả tươi lâu hơn). Nhóm absisic acid có tác dụng ức chế sự phát triển của cây (có thể dùng để phun nhằm hạn chế sự ra hoa của mí