BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - KIỀU ĐĂNG ANH NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC SỚM VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ DÒNG VÔ TÍNH BẠCH ĐÀN LAI TỰ NHIÊN Ở MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - KIỀU ĐĂNG ANH NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC SỚM VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO NGHIỆM MỘT SỐ DÒNG VÔ TÍNH BẠCH ĐÀN LAI TỰ NHIÊN Ở MỘT SỐ TỈNH PHÍA BẮC Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS LÊ ĐÌNH KHẢ HÀ NỘI - 2010 MỞ ĐẦU Bạch đàn nhóm rừng có diện tích trồng rừng lớn nước ta Từ năm 1992 số giống bạch đàn cao sản U6, U16, GU8 nhập từ Trung Quốc vào nước ta trồng thử số vùng sinh thái Qua khảo nghiệm số nơi cho thấy giống thật có suất cao Trong năm gần số giống bạch đàn có suất cao khác PN2, PN14, PN3d,.v.v.(Huỳnh Đức Nhân cs, 2005)[3]; C9, C39, C55, C159,.v.v.(Hà Huy Thịnh cs, 2008)[2], số giống vừa sinh trưởng nhanh vừa có khả chống chịu bệnh SM7, SM16, SM23.v.v.(Nguyễn Hoàng Nghĩa cs, 2007)[13] chọn tạo Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn công nhận giống Tiến kỹ thuật giống Quốc gia Nhiều tổ hợp lai nhân tạo bạch đàn tạo nước ta từ cuối năm 1990 U29E4, U29E1, U29C1, v.v (Lê Đình Khả, Nguyễn Việt Cường, 2000, 2001)[29],[7] Sau qua khảo nghiệm dòng vô tính số giống lai tạo khác Nguyễn Việt Cường (2006)[16] thấy nhiều giống lai có triển vọng, số công nhận giống Quốc gia giống Tiến kỹ thuật Hiện giống bạch đàn chọn tạo trồng số nơi tỏ giống có suất cao có triển vọng Tuy vậy, số giống bạch đàn chọn tạo nhập vào nước ta có suất cao chưa nhiều, chưa đáp ứng yêu cầu sản xuất, số giống có biểu bị bệnh số nơi Vì chọn lọc thêm giống bạch đàn nhằm tăng thêm nguồn giống nâng cao suất rừng trồng việc làm có ý nghĩa nhằm đáp ứng yêu cầu ngày tăng sản xuất Mặt khác, chọn giống theo hướng chọn lọc sớm, áp dụng số nước giới, song thực nước ta Chọn lọc sớm cho giống lai tự nhiên hướng mới, áp dụng thành công có triển vọng thời gian tới Cây lai tự nhiên Bạch đàn caman (E camaldulensis) với Bạch đàn đỏ (E robusta) phát nước ta cuối năm 1960 (Lê Đình Khả, 1970)[4] Vừa qua số lai tự nhiên Bạch đàn uro (Eucalyptus urophylla) với Bạch đàn trắng (E alba) lại phát vườn giống FORTIP trồng năm 1996 - 1997 Vạn Xuân Phú Thọ Cẩm Quỳ Hà Nội (Lê Đình Khả, 2006)[12] Trên sở Viện Cải thiện giống Phát triển lâm sản, phối hợp với Trung tâm nghiên cứu giống rừng, tiến hành chọn chọn lọc lai tự nhiên có sẵn, thu hái hạt lai này, tiến hành khảo nghiệm theo số giai đoạn Qua khảo nghiệm dòng vô tính sau năm bước đầu thấy số dòng có triển vọng Đây sở để học viên thực đề tài " Nghiên cứu chọn lọc sớm bước đầu khảo nghiệm số dòng vô tính bạch đàn lai tự nhiên số tỉnh phía Bắc " Đề tài học viên phần đề tài " Khảo nghiệm nhân giống số giống Keo lai Bạch đàn lai tự nhiên cho số vùng sinh thái Việt Nam " GS.TS Lê Đình Khả làm chủ nhiệm, học viên người trực tiếp tham gia thực Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Quan điểm chung vấn đề nghiên cứu Giống khâu quan trọng sản xuất nông lâm nghiệp Nhờ có giống cải thiện áp dụng biện pháp kỹ thuật thâm canh khác mà suất loại nông nghiệp chủ yếu năm qua tăng gấp đôi so với năm 1970 Trong lâm nghiệp, rừng có đời sống dài ngày, khó có điều kiện áp dụng biện pháp kỹ thuật thâm canh khác nên công tác giống lại quan trọng Dù trồng rừng kinh tế hay trồng rừng phòng hộ phải có giống tốt theo mục tiêu đặt Trong dự án trồng triệu hecta rừng có triệu hecta rừng khoanh nuôi, triệu hecta công nghiệp lấy quả, triệu hecta rừng trồng để phòng hộ, triệu hecta rừng sản xuất Như vậy, phải cung cấp giống để trồng gần triệu hecta rừng, đặc biệt giống cho triệu hecta rừng sản xuất Đã nói đến rừng sản xuất phải nói đến suất Không có suất cao trồng rừng hiệu mong muốn Mà muốn có suất cao phải có giống với chất lượng di truyền cải thiện, phù hợp với mục tiêu kinh tế đặt phù hợp với vùng sinh thái Nghiên cứu Davidson (1996)[23] cho số loài mọc nhanh vùng nhiệt đới thấy năm đầu sau trồng cải thiện giống đạt 15% suất đến năm thứ ba 50% năm thứ sáu 60% Trong lúc rừng tự nhiên ta đạt suất 2-5 m3/ha/năm, suất rừng trồng phổ biến đạt 8-12 m3/ha/năm (chỉ số diện tích nhỏ đạt suất 15-20 m3/ha/năm), số nước nhờ sử dụng giống kết hợp với kỹ thuật thâm canh đạt suất 30-50 m3/ha/năm Thí dụ dòng Bạch đàn lai tuổi Congo có suất 35 m3/ha/năm, lúc giống chọn lọc từ xuất xứ tốt 20-25 m3/ha/năm, giống chưa chọn lọc có suất 12 m3/ha/năm Davidson (1998)[24] Năng suất 10 dòng Bạch đàn lai tốt Aracuz Brazil đạt 70 m3/ha/năm giai đoạn tuổi rưỡi, số lập địa chí đạt 100 m3/ha/năm diện tích thí nghiệm (Brandao, 1989; Sunder, 1993; Davidon, 1998) Để tăng suất nông lâm nghiệp vừa phải chọn tạo giống có suất cao, vừa phải áp dụng biện pháp kỹ thuật thâm canh khác, tạo điều kiện hoàn cảnh tối ưu cho sinh trưởng trồng Song rừng có đời sống dài ngày, lâu hoa kết quả, lâu thu hoạch sản phẩm, diện tích canh tác lại lớn, việc tạo hoàn cảnh tối ưu thực giai đoạn vườn ươm giai đoạn đầu sau trồng, muốn tăng suất rừng trồng phải sử dụng giống cải thiện có suất cao phù hợp với điều kiện hoàn cảnh Vì công tác giống có vai trò quan trọng sản xuất lâm nghiệp, đặc biệt việc tăng suất chất lượng rừng trồng Đối với rừng phòng hộ phải có giống chất lượng di truyền tốt phù hợp với vùng sinh thái mau đạt hiệu mong muốn Theo cách nghĩ thông thường giống tốt giống hạt có độ lớn, tỷ lệ nẩy mầm cao Còn theo quan điểm chọn giống giống tốt đương nhiên phải có hai tiêu này, song giống đạt hai yêu cầu giống không đạt yêu cầu, suất rừng trồng đời sau thấp Trong trồng rừng sản xuất, điều mà người trồng rừng quan tâm suất rừng, hiệu trồng rừng tạo đủ số cần thiết (Lê Đình Khả, 2003)[8] Ngày nay, với phát triển công nghệ sinh học người ta tạo nhiều dạng trồng đường khác gây đột biến, đa bội hóa, biến nạp gen, v v , song lai giống chọn lọc giống lai phương pháp chủ yếu để tạo giống trồng có suất cao giới (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 2003)[9] Cây lai kết tổ hợp kiểu gen khác để tạo nên sinh vật có kiểu hình mang tính trạng trội đặc tính trung gian bố mẹ kiểu hình mà bố mẹ Khi lai bố mẹ chủng lai F thường có biểu đồng kiểu hình có ưu lai rõ rệt sinh trưởng Từ đời F ưu lai giảm dần, giống bị thoái hóa phân ly Để có giống lai mong muốn phải tiến hành chọn lọc trội khảo nghiệm giống Tuy trội chọn có kiểu hình khác nhau, muốn biết chúng có di truyền cho đời sau hay qua khảo nghiệm giống Song dùng hạt đời sau không tránh khỏi tượng phân ly thoái hóa Vì để đánh giá khả di truyền trội chọn lọc giống lai đời F1 phải dùng phương pháp nhân giống sinh dưỡng nuôi cấy mô nhân giống hom phải qua khảo nghiệm dòng vô tính (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 2003)[9] Mặt khác kiểu hình thể kết tác động lẫn kiểu gen với điều kiện hoàn cảnh Một kiểu hình tốt kiểu gen tốt, kiểu gen bình thường sinh trưởng đất tốt Kiểu hình (P) kết tác động tổng hợp kiểu gen (G) điều kiện hoàn cảnh (E): P = G + E Vì muốn sử dụng giống lai tự nhiên cách hiệu phải qua trình chọn lọc trội lai có, tiến hành nhân giống sinh dưỡng khảo nghiệm dòng vô tính để chọn dòng có ưu lai cao Cây trội tảng chương trình chọn giống Cây trội có kiểu hình ưu trội sinh trưởng, hình dáng thân, chất lượng gỗ đặc tính mong muốn khác, đồng thời có tính thích ứng tốt với hoàn cảnh, không bị sâu bệnh (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 2003)[9] Việc xác định giá trị di truyền trội thông qua khảo nghiệm hậu đòi hỏi nhiều thời gian, nhà chọn giống rừng quan tâm đến việc phát triển kỹ thuật khảo nghiệm cho phép dự đoán trưởng thành từ giai đoạn non gọi khảo nghiệm sớm, việc chọn giống tiến hành hai năm sau gieo hạt (Nguyễn Hoàng Nghĩa, Lê Đình Khả, 1988)[12] Khả đánh giá kiểu di truyền giai đoạn phát triển sớm dựa sở tế bào trứng thụ tinh có chứa toàn thông tin di truyền thể sống Có thể có mối liên quan chặt chẽ số tính trạng non trưởng thành điều cho phép suy luận suất trưởng thành sở phenotip non Chọn lọc sớm đưa kết luận đặc điểm sinh trưởng (tăng trưởng bình quân hecta, tăng trưởng chiều cao) đặc trưng định tính (độ thẳng thân, độ nhỏ cành,…) khả chống chịu tác nhân sinh học phi sinh học (Nguyễn Hoàng Nghĩa, Lê Đình Khả, 1988)[12] Trong lĩnh vực chọn giống dài hạn, xây dựng vườn ươm giống hữu tính cách để tăng thu di truyền đơn vị thời gian Khoảng cách hệ rút ngắn lại kích thích hoa kết sớm cách thứ hai dựa vào kết khảo nghiệm sớm Như khảo nghiệm sớm kích thích hoa sớm làm tăng đáng kể chu kỳ chọn giống (Nguyễn Hoàng Nghĩa, Lê Đình Khả, 1988)[12] Mong muốn tăng thu di truyền tối ưu hóa đơn vị thời gian, dẫn đến hai phương pháp nghiên cứu chủ yếu với hỗ trợ hai phương pháp đáp ứng đòi hỏi giảm bớt thời gian thực chu kỳ chọn giống Đó là: (i) Chọn lọc sớm cách tiến hành khảo nghiệm trường non (ii) Chọn giống tăng tốc nhằm rút ngắn thời gian thực chu trình chọn giống (White, Adams, Neale, 2007)[40] Khảo nghiệm sớm tiến hành vườn ươm, khảo nghiệm cho hậu mẹ chọn lọc Cây rừng sinh sản hạt hom Cây từ hạt tạo dựa sở phân bào giảm nhiễm, lối phân bào có phối đôi tái tổ hợp cách ngẫu nhiên thể nhiễm sắc nguồn để từ tế bào mẹ, qua hai lần phân chia, tạo thành tế bào có số lượng thể nhiễm sắc nửa tế bào mẹ ban đầu với kết cấu thể nhiễm sắc bị thay đổi, dẫn đến việc tạo thành giao tử khác Các giao tử lại kết hợp ngẫu nhiên với để tạo nên tổ hợp mới, nên tạo đa dạng Ở giống lai tự nhiên bố mẹ đồng hợp tử, nên đời F1 xuất kiểu hình đa dạng, bên cạnh tính trạng dạng lai xuất tính trạng bố mẹ tính trạng khác Còn lấy hạt lai vườn giống bên cạnh tượng tự thụ phấn lai F có phân ly rõ quy luật di truyền, có tượng thụ phấn chéo lai có kiểu gen không giống để tạo thành lai kép lai F1 thụ phấn với bố mẹ để tạo thành tượng lai trở lại (theo kiểu lai củng cố) Vì hậu lai không giống với F2 thông thường mà loại “F 2” đặc biệt phong phú đa dạng di truyền làm tảng cho chọn giống sau Còn nhân giống hom lối sinh sản dựa sở phân bào nguyên nhiễm, lối phân bào mà từ tế bào mẹ, qua lần phân chia, tạo thành hai tế bào có số lượng kết cấu thể nhiễm sắc giữ nguyên tế bào mẹ ban đầu Đây lối phân bào truyền đạt xác tính chất di truyền lấy giống cho đời hom, hom giữ nguyên vẹn đặc tính mẹ lấy hom Vì sau chọn trội phải dùng phương pháp nhân giống hom để đưa vào khảo nghiệm dòng vô tính Chỉ dòng vô tính lấy từ trội thực kiểu gen quy định trì đặc tính tốt theo mong muốn để phát triển giống vào sản xuất Mặt khác, điều kiện hoàn cảnh vùng sinh thái không giống ảnh hưởng đến sinh trưởng trồng Một dòng vô tính tốt điều kiện sinh thái chưa hẳn tốt điều kiện sinh thái khác Do đó, để đưa giống tốt vào sản xuất diện rộng khảo nghiệm dòng vô tính phải thực số điều kiện lập địa đại diện số vùng sinh thái Quá trình nâng cao suất chất lượng rừng sở cải thiện giống rừng tiến hành theo sơ đồ chung là: Rừng tự nhiên rừng trồng → khảo nghiệm loài → khảo nghiệm xuất xứ → chọn lọc trội → lai giống, khảo nghiệm giống → xây dựng rừng giống vườn giống → nhân giống → rừng trồng (Lê Đình Khả 2003)[8] 1.2 Những nghiên cứu Bạch đàn lai 1.2.1 Giống lai tự nhiên Giống lai giống tạo lai tự nhiên lai nhân tạo cá thể có kiểu gen khác Giống lai thường có suất cao tính chống chịu với điều kiện bất lợi tốt bố mẹ Vì thế, chọn lọc giống 53 18 H37 62,2 2,20 15,80 2,33 13,19 11,79 43,57 1,2 19 Ctg 57,8 2,08 5,83 2,35 2,72 10,15 10,24 1,0 20 H13 60,0 2,04 13,53 2,27 14,47 9,65 1,0 sig