Nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom đã và đang đưa vào sử dụng ngày một nhiều và đóng một vai trò không thể thiếu được trong công tác chọn giống, bảo tồn tài nguyên di truyền ở trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng. Chính vì thế việc nghiên cứu nhân giống bằng hom là việc làm thiết thực nhằm góp phần đẩy nhanh sản xuất cây con bằng hom phục vụ cho việc trồng rừng.
Trang 1ĐẶT VÂN ĐỀ
Nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm hom đã và đang đưa vào
sử dụng ngày một nhiều và đóng một vai trò không thể thiếu được trong công tác chọn giống, bảo tồn tài nguyên di truyền ở trên thế giới nói chung và nước
ta nói riêng Chính vì thế việc nghiên cứu nhân giống bằng hom là việc làm thiết thực nhằm góp phần đẩy nhanh sản xuất cây con bằng hom phục vụ cho việc trồng rừng
Đối với phương pháp giâm hom thì dễ dàng thực hiện, ít tốn kém đầu
tư, dễ dàng mở rộng và chuyển giao cộng nghệ cho các cơ sở sản xuất Các phương pháp chủ yếu là từ cành hoặc chồi được cắt thành từng đoạn dài 10-15cm, nhúng vào thuốc bột và cắm vào giá thể bằng cát hay trong túi bầu Hom được phun mù theo định kỳ để giữ ẩm cho hom giâm không bị quá khô hay quá ẩm Kết quả của hom giâm được xác định bởi thời gian ngắn và tỷ lệ
ra rễ cao Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả của việc giâm hom, nhưng phụ thuộc bởi ba yếu tố chính là: khả năng ra rễ của hom giâm (cá thể, giai đoạn và vị trí của hom), môi trường giâm hom và các chất kích thích ra rễ
Trang 2II NỘI DUNG 2.1 Định nghĩa và ý nghĩa nhân giống bằng hom.
2.1.1 Định nghĩa
Nhân giống bằng hom là phương pháp dùng một phần lá, một đoạn thân, đoạn cành hoặc đoạn rễ để tạo ra cây mới gọi là cây hom Cây hom có đặc tính di truyền như của cây mẹ Nhân giống bằng hom là phương pháp có
hệ số nhân giống lớn nên được dùng phổ biến trong nhân giống cây rừng, cây cảnh và cây ăn quả
2.1.2 Ý nghĩa nhân giống bằng hom
1)Nhân giống bằng hom là phương thức truyền đạt các biến dị di truyền của cây mẹ (lấy cành) cho cây hom.
Các hom không những giữ được các đặc trưng hình thài giải phẫu của cây mẹ, giữ được các biến dị di truyền mong muốn được thể hiện trong các kiểu hình của cây mẹ lấy cành, mà còn giữ được các biến dị di truyền về sinh trưởng nhanh và cho năng suất cao của chúng Vì thế, qua khảo nghiệm dòng
vô tính những kiểu hình tốt có kiểu gen tương ứng sẽ được di truyền lại, còn những kiểu hình tốt do tác dụng của hoàn cảnh là chính sẽ bị loại bỏ Khảo nghiệm dòng vô tính (bằng cây hom) là phương thức tốt nhất để kiểm tra các cây trội được chọn lọc
2) Nhân giống bằng hom là phương thức giữ được ưu thế lai của đòi F1 và khắc phục được hiện tượng phân ly ở đời F2.
Một số giống lai xa khác loài trong lâm nghiệp có ưu thế lai rất rõ rệt, khi sinh sản bằng hạt thì đời thứ hai (F2) không những bị thoái hóa, năng suất
bị giảm đi mà còn có hiện tượng phân ly, quay về các dạng bố mẹ ban đầu và xuất hiện các dạng mới Nhân giống hom không những giữ được ưu thế lai của đời F1 mà còn khắc phục được hiện tượng phân li ở đời F2
Trang 33) Nhân giống hom làm rút ngắn chu kỳ sinh sản, rút ngắn thời gian thực hiện chương trình cải thiện giống cây rừng.
Trật tự các bước trong một chương trình cải thiện giống cây rừng thông thường là khảo nghiệm loài khảo nghiệm xuất xứ chọn lọc cây trội khảo nghiệm giống xây dựng rừng giống và sản xuất hạt giống trồng rừng
Nếu sử dụng nhân giống hom có thể đi từ khảo nghiệm xuất xứ đến chọn cây trội, lai giống và sản xuất cây hom để gây trồng giống mới, rút ngắn được rất nhiều thời gian từ khảo nghiệm loài đầu tiên đến trồng rừng sản xuất Bên cạnh đó nếu sử dụng nhân giống hom có thể đi trực tiếp từ chọn xuất xứ, chọn cây trội đến gây trồng rừng mới, rút ngắn một cách đáng kể các chương trình cái thiện giống cho các loài cây rừng
4) Nhân giống hom là phương thức nhân nhanh các loài cây quý hiếm đang
bị khai thác cạn kiệt, là phương thức góp phần bảo tồn nguồn gen cây rừng.
Hiện nay, nhân giống hom đã được thực hiện thành công cho một số loài cây
rừng như Pơmu (Fokienia hodginsii), bách xanh ( Calocedrus macrolepis)…
5) Nhân giống hom là phương thức nhân giống bổ sung cho các loài cây khó thi hái và bảo quản hạt.
Có giá trị lớn đối với nhưng loài cây gỗ khó thu hái hạt hoặc hạt khó bảo quản như các loài cây thuộc họ Dầu, họ Long Não, họ Sồi dẻ,…
2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến khả năng ra rễ khi giâm hom
2.2.1 Các nhân tố nội sinh
1 Đặc điểm di truyền của loài.
Nhiều nghiên cứu cho thấy không phải tất cả các loài đều có khả năng
ra rễ như nhau Nanda (1970) đã dựa theo khả năng ra rễ để chua các loài cây
gỗ thành 3 nhóm chính là
Trang 4- Nhóm dễ ra rễ gốm 29 loài như một số loài thuộc các chi Ficus sp,
Morus sp,…
- Nhóm khó ra rễ gồm 26 loài như các chi Malus sp, Prynus sp,….
- nhóm có khả năng ra rễ trung bình gồm 65 loài trong đó có các chi
Eucaluptus sp, Taxus sp,…….
Vì thế theo khả năng giâm hom có thể chia thực vật thành 2 nhóm chính là:
- Nhóm sinh sản chủ yếu bằng hom cành: nhiều loài cây thuộc học Dâu tằm như Đa, Sung… và một số loài thuộc họ Liễu như Dương, Liễu,… và các loài cây nông nghiệp như Sắn, Mía, Khoai… đối với những loài cây này khi giâm hom không cần xử lý thuốc vẫn ra rễ bình thường
- Nhóm sinh sản chủ yếu bằng hạt thì khả năng ra rễ của hom giâm bị hạn chế ở các mức độ khác nhau Đối với nhóm này muốn có tỷ lệ ra rễ cao phải dùng các cây non và phải xử lý các chất kích thích ra rễ thích hợp
2 Đặc điểm di truyền của từng xuất xứ, từng cá thể.
Do đặc điểm biến dị mà các xuất xử và các cá thể khác nhau cũng có khả năng ra rễ khác nhau
3 Tuổi cây mẹ lấy cành.
Khả năng ra rễ không những do tính di truyền quy định mà còn phụ thuộc rất lớn vào tuổi cây mẹ lấy cành Thông thường, cây chưa sinh sản hạt
sẽ dễ nhân giống bằng hom hơn khi cây đã sinh sản hạt, hom lấy từ cây tuổi non dễ ra rễ hơn hom lấy từ cây tuổi già
Cây non không những có tỷ lệ ra rễ lớn mà thời gian ra rễ cũng ngắn hơn Trong một số trường hợp khả năng ra rễ giảm xuống ở hom giâm của cây nhiều tuổi được giải thích là do tỷ lệ đường tổng số/ đạm tổng số cao ở thân cây, nói cách khác, do hàm lượng đạm ở thân giảm xuống
Trang 54 Vị trí cành và tuổi cành.
Hom lấy từ các phần khác nhau trên thân sẽ có tỷ lệ ra rễ khác nhau Thông thường thì hom lấy từ cành ở tầng dưới dễ ra rễ hơn cành ở tầng trên, cành cấp 1 dễ ra rễ hơn cành cấp 2, cấp 3
Cành chồi vượt dễ ra rễ hơn cành lấy từ tán cây, vì vậy đối với nhiều loài cây, người ta thường xử lý cho cây ra chồi vượt để lấy hom giâm Tuy nhiên, khả năng ra rễ cao của cành chồi vượt cũng thay đổi theo vị trí lấy hom
Tuổi cành cũng ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ ra rễ Thông thường cành nửa hóa gỗ (cành bánh tẻ) là loại cành thường cho tỷ lệ ra rễ cao nhất, cành hóa gỗ yếu hoặc đã hóa gỗ thường cho tỷ lệ ra rễ kém hơn
5 Sự tồn tại của lá trên hom.
Lá là cơ quan quang hợp để tạo ra các chất hữu cơ cần thiết cho cây, đồng thời là cơ quan thoát hơi nước để khuếch tán tác dụng của chất kích thích ra rễ đến các bộ phận của hom Lá cũng là cơ quan điều tiết các chất điều hòa sinh trưởng ở hom giâm, vì thế, khi giâm hom nhất thiết phải để lại một số diện tích lá cần thiết Không có lá thì hom không thể ra rễ nhưng nếu diện tích lá quá lớn thì quá trình thoát hơi nước quá mạnh sẽ làm hom bị héo
và chết trước lúc có thể ra rễ, mặt khác để lá nhiều thì hom sẽ quá dài, không thể cắt được nhiều hom Khi chuẩn bị giâm hom, hom phải có 1 – 2 lá và phải cắt bớt 1 phần phiến lá, chỉ để lại 1/3 – 1/2 diện tích phiến lá
6 Các chất điều hòa sinh trưởng.
Trong các chất điều hòa sinh trưởng thì auxin được coi là chất quan trọng nhất trong quá trính ra rễ của cây hom Song nhiều chất khác tác động cùng auxin và thay đổi hoạt tính của auxin cũng tồn tại 1 cách tự nhiên trong các
mô của hom giâm và tác động quá trình ra rễ của chúng Trong đó quan trọng nhất là Rhizocalin, đồng nhân tố rễ và các chất kích thích và kìm hãm ra rễ (Tewari, 1993)
Trang 6+ Rhizocalin: Builenne (1964) cho rằng, đây là một phức chất của 3 nhân tố.
Nhân tố đặc thù có khả năng chuyển dịch, có nhóm diphenol được sản sinh từ
lá dưới ánh sáng, nhân tố không đặc thù và linh hoạt (là auxin) tồn tại ở các nồng độ theo giới hạn sinh lý; các enzym đặc thù có thể ở dạng phenol-oxydaza nằm ở trụ bì, phloem và tượng tầng Phức hợp 2 chất đầu và chất thứ
ba tạo thành Rhizocalin
+ Đồng nhân tố ra rễ (rooting co – factors) Hess (1961) cho rằng có một số chất điều phối hoạt tính của IAA gây nên khởi động ra rễ và gọi là đồng nhân
tố Một số chất thuộc loại này vè sau được xác định là axit chlorogenic, axit isochlorogenic và chất kích thích khác chưa rõ
+ Chất kích thích ra rễ và kìm hãm ra rễ Nhiều nghiên cứu đã nêu lên sư tồn tại của chất kích thích ra rễ trong các mô của các loài cây dễ ra rễ Ví dụ nha dicyclic terpene được chiết tách từ cây rau Sam (Portulaca oleracea) là chất kích thích ra rễ cho đậu xanh (Phaseolus aureus), bên cạnh đó thì các nhà khoa học cũng nêu lên sự tồn tại của một số chất kìm hãm như xanthoxin, axit abscisic (ABA) và một số chất khác có cấu trúc dạng B-triketon trong các chất chiết tách từ những hom khó ra rễ (Kundu, Andus, 1974; Nicholls, crow
và Paton, 1970
Các chất kích thích và kìm hãm ra rẽ đều có thể tồn tại ở hầu hết thực vật, tiềm năng ra rễ của hom giâm được xác định bằng nồng độ tương đối của những chất này Các loài cây dễ ra rễ chứa nồng độ cao các chất kích thích ra
rễ, còn các loài cây khó ra rễ lại chứa nồng độ cao các chất kím hãm ra rễ
2.2.2 Các nhân tố ngoại sinh.
Các nhân tố ngoại sinh ảnh hưởng đến ra rễ của hom giâm trước hết là điều kiện sinh sống của cây mẹ lấy cành, sau đó các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giâm hom như mùa vụ giâm hom, cá điều kiện ảnh sáng, nhiệt độ,
độ ẩm và giá thể giâm hom
Trang 71 Điều kiện sinh sống của cây mẹ lấy cành.
Có ảnh hưởng khá rõ rệt đến tỷ lệ ra rễ của hom giâm nhất là hom lấy
từ những cây non
Điều kiện chiếu sáng cho cây mẹ lấy cành cũng ảnh hưởng đến khả năng ra rễ của hom giâm
2 Thời vụ giâm hom.
Thời vụ giâm hom là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự ra rễ của hom giâm Tỷ lệ ra rễ của hom giâm phụ thuộc vào thời vụ lấy cành và thời vụ giâm hom Một số loài có thể giâm hom quanh năm nhưng một số loài cây có tình thời vụ rõ rệt Theo Frison (1967) và Nesterov (1967) thì mùa mưa là mùa giâm hom có tỷ lệ ra rễ cao nhất ở nhiều loài cây, trong lúc một số khác lại ra rễ cao nhất vào mùa xuân Hom lấy trong thời lỳ cây mẹ có hoạt động sinh trưởng mạnh thướng có tỷ lệ ra rễ cao hơn so với các thời kỳ khác Thay đổi tỷ lệ ra rễ của hom giâm theo thời vụ được cho là do tình trạng dinh dưỡng của hom hoặc do thay đổi trong quan hệ của các nhân tố nội sinh kích thích và kìm hãm ra rễ, gắn liền với sự thay đổi trạng thái hình thái – sinh lý của cành làm ảnh hưởng đến hoạt động của tượng tầng, nơi xuất phát của các rễ bất định xuất hiện trong quá trình giâm hom
Thời vụ giâm hom đạt kết quả tốt hay xấu thường gắn liền với các yếu
tố cơ bản là diễn biến khí hậu thời tiết trong năm, mùa sinh trưởng của cây và trạng thái sinh lý của cánh Hầu hết các loài cây sinh trưởng mạnh trong mùa xuân hè (cũng là mùa mưa) và sinh trưởng chậm vào thời kỳ cuối thu và mùa đông (hay mùa khô) Vì thế thời kì giâm hom tốt nhất (cho tỷ lệ ra rễ cao nhất) cho nhiều loài cây là các tháng xuân hè và đầu thu Giâm hom trong thời
kì này vừa mau ra rễ vừa có tỷ lệ ra rễ cao Ngay cả các loài cây có khả năng giâm hom quanh năm thì giâm hom trong mùa xuân hè và đầu thu cũng thường cho kết quả tốt nhất
Trang 83 Ánh sáng
Ánh sáng đóng vai trò sống còn trong ra rễ của hom giâm Không có ánh sáng và không có lá thì hom không có hoạt động quang hợp, quá trình trao đổi chất khó xảy ra, do đó không thể có hoạt động ra rễ
Trong điều kiện nhiệt đới, ánh sáng tự nhiên mạnh thường kém theo nhiệt độ cao nên làm giảm đáng kể tỷ lệ ra rễ Chất lượng ánh sáng cũng có ảnh hưởng đến tỷ lệ ra rễ của giâm hom Theo Komisarov(1964) thì ánh sáng
tự nhiên là cần thiết cho ra rễ, còn ánh sáng đỏ và ánh sáng xanh làm giảm tỷ
lệ ra rễ của hom giâm ở một số loài cây ưa sáng Theo Tewary (1993) cho rằng thời gian chiếu sáng cũng có ảnh hưởng đến tỷ lệ ra rễ của hom giâm song thì nghiệm của Komisarov ( 1964) cho một số loài cây không thấy sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ ra rễ của hom giâm giữa công thức chiếu sáng 8h với công thức chiếu sáng 14 – 15h
Ảnh hưởng của ánh sáng đến ra rễ của giâm hom thường mang tính chất tổng hợp theo kiểu phức hệ ánh sáng - nhiệt - ẩm mà không phải là từng nhân tố riêng lẻ, vì thế trong giâm hom phải chú ý đầy đủ đến các yếu tố này Mặt khác ánh sáng chỉ tác động đến ra rễ của hom với sự có mặt của lá cây, hom không có lá thì không chịu ảnh hưởng của ánh sáng và cũng không có hoạt động ra rễ hoạt động ra rễ của những hom không lá cũng chỉ xảy ra sau khi hom đã mọc chồi và ra lá mới
Hình1: Che sáng cho vườn hom giống Thông
Trang 94 Nhiệt độ.
Cùng với ánh sáng thì nhiệt độ cũng là một trong những nhân tố quyết định tốc độ ra rễ của hom giâm (Pravdin, 1938), ở nhiệt độ quá thấp hom nằm ở trạng thái tiềm ẩn và không ra rễ, còn ở nhiệt độ quá cao lại tăng cường độ hô hấp và bị hỏng, từ đó làm giảm tỷ lệ ra rễ
5 Độ ẩm.
Độ ẩm không khí và độ ẩm giá thể là nhân tố hết sức quan trọng trong quá trính giâm hom Các hoạt động quang hợp, hô hấp, phân chia tế bào và chuyển hóa vật chất trong cây đều cần đến nước Thiếu nước thì hom sẽ bị héo, nhiều nước quá thì hoạt động của men thủy giải tăng lên, quá trình quang hợp bị ngừng trệ Khi giâm hom mỗi loài cây đều cần một độ ẩm thích hợp, làm mất độ ẩm của hom 15 – 20% thì hom hoàn toàn mất khả năng ra rễ Phun sương là yêu cầu bắt buộc khi giâm hom Phun sương vừa làm tăng độ
ẩm, vừa làm giảm nhiệt độ không khí, giảm bốc hơi của lá Trong mùa lạnh thời gian phun và ngắt quãng đều có thể kéo dài, trong mùa nắng thì thời gian
1 lần phun ngắn và thời gian ngắt quãng cũng ngắn
Hình 2: Hệ thống phun sương cho rừng Keo Lai phục vụ trồng rừng.
Trang 106 Giá thể giâm hom.
Giá thể cũng góp phần vào thành công của giâm hom, các loại cá thể được dùng chủ yếu hiện nay là cát tinh, mùn cưa hoặc xơ dừa băm nhỏ hoặc đất vườn ươm
Khi giâm hom chỉ để tạo cây ra rễ sau đó mới cấy cây hom vào bầu thì giá thể thường là cát tinh còn khi giâm hom trực tiếp vào bầu để tạo thành cây hom thì giá thể thường là mùn cưa để mục, xơ dừa băm nhỏ hoặc đất vườn ươm hoặc có sự trộn lẫn chúng với cát tinh Một giá thể hom tốt là có độ thoáng khí tốt và duy trì được độ ẩm trong thời gian dài mà không ứ nước, tạo điều kiện cho rễ phát triển tốt đồng thời phải sạch, không bị nhiễm nấm và không có nguồn sâu bệnh, độ pH khoảng 6,0 – 7,0
2.3 Các loại hormon được dùng chủ yếu trong nhân giống hom.
2.3.1 Các auxin.
Auxin là chất được sử dụng nhiều nhất trong số các chất điều hòa sinh trưởng, có vai trò đặc biệt trong quá trình hình thành rễ của hom giâm Auxin được chia thành 2 nhóm là auxin tự nhiên và auxin tổng hợp Auxin tự nhiên được biết đến là axit andol – axitic (IAA) Các auxin tổng hợp là axit – butiric (IBA), axit indol – propionic (IPA) và axit napthalen – axetic (NAA) Các chất được dùng kích thích ra rễ chủ yếu hiện nay
2.3.2 Thuốc nước.
Khi xử lý hom bằng thuốc nước thì nồng độ và thời gian xử lý có ảnh hưởng rất lớn đến tỷ lệ ra rễ của hom giâm, thuốc nước nồng độ thấp thì thời gian sử lý dài hơn loại có nồng độ cao vì thế hiện nay người ta có khuynh hướng sử dụng nồng độ cao 1.000pm- 2.000pm và 3.000pm để xử lý hom trong thời gian rât ngắn từ 1 – 3 giây và mang lại hiệu quả ra rễ cho hom giâm,
