Nghiên cứu đặc điểm biến dị, khả năng di truyền về sinh trưởng và chất lượng của keo tai tượng (acacia mangium willd) trong vườn giống thế hệ hai và khảo nghiệm giống tại miền bắc việt nam

Trong chương trình cải thiện giống cây rừng nhất là đối với những loài cây ngoại lai sau quá trình khảo nghiệm loài và xuất xứ, thì việc thu hái hạt giống cây trội để thiết lập các khảo

NGUYỄN QUỐC TOẢN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DỊ, KHẢ NĂNG DI TRUYỀN VỀ

SINH TRƯỞNG VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium Willd.) TRONG VƯỜN GIỐNG THẾ HỆ HAI VÀ KHẢO

NGHIỆM GIỐNG TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

HÀ NỘI, 2012

-

NGUYỄN QUỐC TOẢN

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM BIẾN DỊ, KHẢ NĂNG DI TRUYỀN VỀ

SINH TRƯỞNG VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA KEO TAI TƯỢNG (Acacia mangium Willd.) TRONG VƯỜN GIỐNG THẾ HỆ HAI VÀ KHẢO

NGHIỆM GIỐNG TẠI MIỀN BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS HÀ HUY THỊNH

2 TS NGUYỄN ĐỨC KIÊN

HÀ NỘI, 2012

LỜI NÓI ĐẦU

Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo Cao học hệ chính quy tập chung khóa 17B (2009 – 2011) tại trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS Hà Huy Thịnh

và TS Nguyễn Đức Kiên đã dành nhiều thời gian, công sức truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tác giả trong quá trình thực hiện luận văn

Tác giả chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa đào tạo Sau đại học, các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và gia đình đã quan tâm giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu luận văn này

Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng, các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ về tinh thần, vật chất và đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho việc hoàn thiện luận văn

Mặc dù đã nỗ lực làm việc, nhưng do trình độ còn hạn chế, nên đề tài sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong nhận được những

ý kiến đóng góp của Quí thầy cô giáo, các nhà khoa học, các đồng nghiệp quan tâm đến vấn đề nghiên cứu và xin chân thành tiếp thu mọi ý kiến đóng góp để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin cam đoan mọi số liệu trong luận văn là hoàn toàn trung thực không sao chép của bất kỳ tác giả nào

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 15 tháng 04 năm 2012

Học viên

Nguyễn Quốc Toản

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời nói đầu i

Mục lục ii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình viii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới 4

1.1.1 Tình hình gây trồng và sử dụng gỗ Keo tai tượng 4

1.1.1.1 Tình hình gây trồng 4

1.1.1.2 Tình hình sử dụng gỗ 6

1.1.2 Các nghiên cứu cải thiện giống 6

1.1.2.1 Nghiên cứu biến dị di truyền về sinh trưởng, độ thẳng thân và các tính trạng cành 6

1.1.2.2 Nghiên cứu biến dị di truyền về các tính chất gỗ 9

1.2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam 9

1.2.1 Tình hình gây trồng và sử dụng gỗ Keo tai tượng 9

1.2.1.1 Tình hình gây trồng 9

1.2.1.2.Tình hình sử dụng gỗ 10

1.2.2 Các nghiên cứu về cải thiện giống 10

Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 15

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2 3.1 Phương pháp thu thập số liệu 15

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 17

Chương 3: ĐỊA ĐIỂM, VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22

3.1 Địa điểm và vật liệu nghiên cứu 22

3.1.1 Địa điểm nghiên cứu 22

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu 22

3.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 23

3.2.1 Điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu 23

3.2.2 Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu 24

3.2.2.1 Đặc điểm đất đai tại Ba Vì – Hà Nội 24

3.2.2.2 Đặc điểm đất đai tại Cầu Hai – Đoan Hùng – Phú Thọ 25

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

4.1 Tăng thu di truyền thực tế tại Khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng Cầu Hai – Phú Thọ 27

4.1.1 Sinh trưởng của các công thức thí nghiệm trong khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 27

4.1.2 Chỉ số chất lượng thân cây của các công thức thí nghiệm trong khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 28

4.1.3 Tỷ trọng của các công thức thí nghiệm trong khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 30

4.1.4 Tăng thu di truyền thực tế của khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 31

4.2 Biến dị và khả năng di truyền của các tính trạng trong vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 34

4.2.1 Biến dị giữa các nguồn hạt 34

4.2.1.1 Biến dị về sinh trưởng giữa các nguồn hạt 34

4 2.1.2 Biến dị các chỉ tiêu chất lượng thân cây giữa các nguồn hạt 35

4 2.1.3 Biến dị chỉ số pilodyn giữa các nguồn hạt 35

4.2.2 Biến dị giữa các gia đình 36

4.2.2.1 Biến dị về sinh trưởng giữa các gia đình 36

4.2.2.2 Biến dị các chỉ tiêu chất lượng thân cây giữa các gia đình 38

4.2.2.3 Biến dị chỉ số pilodyn giữa các gia đình 40

4.2.3 Hệ số di truyền và hệ số biến động di truyền lũy tích 42

4.2.4 Đánh giá tương quan giữa các chỉ tiêu chọn lọc 43

4.2.5 Ước lượng tăng thu di truyền lý thuyết 44

4.2.6 Chọn lọc gia đình và cá thể 46

4.2.6.1 Chọn lọc gia đình 47

4.2.6.2 Chọn lọc cá thể 49

4.2.7 Đề xuất biện pháp tỉa thưa 51

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CSO Vườn giống vô tính

CVA Hệ số biến động di truyền lũy tích

DANH MỤC CÁC BẢNG

3.1 Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu 23

3.2 Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu 26

4.1 Sinh trưởng của các công thức thí nghiệm trong khảo nghiệm tăng

thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 28

4.2 Chỉ số chất lượng thân cây của các công thức thí nghiệm trong khảo

nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 29

4.3 Tỷ trọng gỗ của các công thức thí nghiệm trong khảo nghiệm tăng

thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 30

4.4 Sinh trưởng của các nguồn hạt trong vườn giống Keo tai tượng thế

hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 34

4.5 Chỉ số chất lượng thân cây của các nguồn hạt trong vườn giống Keo

tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 35

4.6 Chỉ số pilodyn của các nguồn hạt trong vườn giống Keo tai tượng

thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 36

4.7 Xếp hạng theo chỉ tiêu sinh trưởng của các gia đình trong vườn

giống Keo tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 38

4.8 Xếp hạng theo chỉ tiêu chất lượng thân cây của các gia đình trong

vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 39 4.9 Xếp hạng theo chỉ số pilodyn của các gia đình trong vườn giống

Keo tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 41

4.10

Hệ số di truyền các chỉ tiêu chọn lọc trong vườn giống Keo tai

tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 42

4.11 Tương quan kiểu hình giữa các tính trạng chọn lọc trong vườn giống

Keo tai tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 44

4.12 Tăng thu di truyền lí thuyết theo thể tích thân cây tại vườn giống

Keo tai tượng thế hệ 2 Ba Vì – Hà Nội 45

4.13 Kết quả chọn lọc các gia đình ưu trội nhất trong vườn giống Keo tai

tượng thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội theo các chỉ tiêu chọn lọc 48 4.14 Kết quả chọn lọc các cá thể ưu trội trong vườn giống Keo tai tượng

thế hệ 2 tại Ba Vì – Hà Nội 50

DANH MỤC CÁC HÌNH

2.1 Pilodyn và phương pháp thu thập số liệu pilodyn 17

4.1 Biểu đồ tăng thu di truyền thực tế của khảo nghiệm tăng thu di

truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ 31

ĐẶT VẤN ĐỀ

Một chương trình cải thiện giống muốn đạt được kết quả tốt không chỉ dừng lại ở chỗ có những giống được cải thiện mà điều quan trọng cần làm tiếp theo là phải sản xuất được những giống đó trên quy mô lớn để phục vụ lâu dài cho các chương trình trồng rừng Có thể sản xuất vật liệu giống tốt từ những giống được cải thiện thông qua sinh sản hữu tính hoặc sinh sản sinh dưỡng Các vườn giống được xây dựng từ nguồn vật liệu giống được cải thiện có thể đem lại tăng thu di truyền thỏa đáng cho trồng rừng với giá thành rẻ (Shelbourne, 1992) Vì thế xây dựng rừng giống và vườn giống vẫn là một biện pháp quan trọng trong các chương trình cải thiện giống cây rừng (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 2003) [7]

Trong chương trình cải thiện giống cây rừng nhất là đối với những loài cây ngoại lai sau quá trình khảo nghiệm loài và xuất xứ, thì việc thu hái hạt giống cây trội để thiết lập các khảo nghiệm hậu thế kết hợp với làm vườn giống từ hạt được coi là hướng đi chủ yếu trong các giai đoạn của quá trình cải thiện giống Các vườn giống sau khi được tỉa thưa theo kiểu hình và tỉa thưa di truyền sẽ là nơi cung cấp hạt giống được cải thiện cho sản xuất và tạo lập được quần thể chọn giống có mức

độ di truyền cao phục vụ cho công tác cải thiện giống ở các mức độ cao hơn Song song với các hoạt động trên cần tiến hành xây dựng các khảo nghiệm tăng thu di truyền sử dụng nguồn hạt giống trong vườn giống và rừng giống, nguồn hạt dùng trong sản xuất đại trà và các lô hạt nguyên sản để xác định được tăng thu di truyền thực tế thông qua nguồn giống được cải thiện thu hái từ vườn giống và để so sánh sinh trưởng của hạt giống có nguồn gốc khác nhau cũng là một việc làm hết sức cần thiết nhằm khẳng định những giống có giá trị cao phục vụ cho công tác trồng rừng trong giai đoạn trước mắt cũng như lâu dài

Tăng thu di truyền (còn có tên khác là đáp số chọn lọc) là phần tăng thêm đạt được nhờ áp dụng các phương pháp chọn giống Tăng thu di truyền chỉ có thể đạt được trên cơ sở biến dị giữa các xuất xứ, các gia đình và các cá thể trong vườn

giống Nhờ biến dị di truyền mà chúng ta có thể tiến hành chọn lọc những biến dị có lợi nhất làm cơ sở cho các bước chọn giống tiếp theo Mặt khác biến dị được thể hiện mới là kiểu hình phải thông qua khảo nghiệm mới đánh giá được thực tế tăng thu của chúng

Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.), là loài cây đa thân hoặc đơn thân thẳng, thường xanh và sinh trưởng khá nhanh Keo tai tượng có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea (PNG) và Indonesia và được nhập vào nước ta từ những năm 1960 Hiện nay, ở nước ta Keo tai tượng là một trong những loài cây trồng rừng chủ yếu, mang lại lại hiệu quả kinh tế cao Keo tai tượng là một trong những loài cây đáp ứng được mục tiêu của trồng rừng sản xuất cung cấp cho cả gỗ

xẻ và gỗ giấy Loài keo này con có khả năng thích ứng rộng, và có thể trồng trên đất trống đồi núi trọc Vì vậy, đây là một trong những loài cây trồng rừng chủ yếu được dùng trong trồng rừng sản xuất ở nhiều vùng trong cả nước

Các nghiên cứu về cải thiện giống Keo tai tượng đã được Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng thực hiện từ năm 1990 đến nay qua nhiều đề tài nghiên cứu khoa học Trong giai đoạn từ 1990-2000, Trung tâm đã chọn lọc được một số xuất

xứ tốt như Oriomo, Pongaki và xây dựng được một số vườn giống cây hạt Keo tai tượng tại Ba Vì (Hà Nội) và Chơn Thành (Đồng Nai) để cung cấp hạt giống cho sản xuất và nghiên cứu cải thiện giống Trong quá trình nghiên cứu giai đoạn tiếp theo 2000-2010, trung tâm đã xây dựng mới hệ thống vườn giống vô tính và vườn giống thế hệ hai Keo tai tượng từ các gia đình và xuất xứ tốt nhất của Keo tai tượng theo hướng sinh trưởng, chất lượng thân cây, tỷ trọng gỗ, hàm lượng cellulose và một số tính chất cơ lý gỗ

Để đánh giá được mức độ cải thiện di truyền của nguồn hạt giống từ vườn giống thế hệ 1 và định hướng cho công tác xây dựng và quản lý vườn giống thế hệ

2, Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng đã tiến hành xây dựng một số khảo nghiệm tăng thu di truyền nhằm so sánh mức độ cải thiện của các lô hạt vườn giống với xuất xứ nguyên sản Việc đánh giá các khảo nghiệm tăng thu di truyền nhằm xác định mức độ cải thiện giống từ vườn giống là một yêu cầu cần thiết để đánh giá hiệu

quả của các vườn giống và định hướng cho công tác xây dựng vườn giống trong tương lai

Các vườn giống hữu tính thế hệ 2 được xây dựng từ những gia đình, cá thể tốt nhất của vườn giống thế hệ 1 tại Việt Nam và các nước khác, và một số gia đình được tuyển chọn từ quần thể tự nhiên nhập về do đó sẽ có chất lượng di truyền cao hơn so với vườn giống thế hệ 1 đồng thời duy trì nguồn biến dị di truyền cần thiết cho công tác cải thiện giống giai đoạn tiếp theo Các vườn giống này cũng được xây dựng trên nhiều vùng lập địa khác nhau Ba Vì (Hà Nội), Nam Đàn (Nghệ An),…do

đó chúng cũng là cơ sở đánh giá tương tác di truyền – hoàn cảnh từ đó đề xuất biện pháp sử dụng giống Keo tai tượng hợp lý nhất cho các dạng lập địa trồng rừng

Hiện nay các vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 đã có sự phân hóa giữa các gia đình và các cá thể Những đánh giá bước đầu về biến dị và khả năng di truyền của các tính trạng quan trọng trong các vườn giống thế hệ 2 là rất cần thiết Từ đó

có biện pháp tác động kịp thời tới vườn giống và đề xuất cơ sở sử dụng nguồn giống Keo tai tượng có phẩm chất mức di truyền tốt

Là một cán bộ nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng đồng thời là cộng tác viên của các đề tài nghiên cứu cải thiện giống từ năm 2005, được sự đồng ý của Trung tâm tôi đã lựa chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm

biến dị, khả năng di truyền về sinh trưởng và chất lượng của Keo tai tượng

(Acacia mangium Willd.) trong vườn giống thế hệ hai và khảo nghiệm giống tại

miền Bắc Việt Nam”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trên thế giới

1.1.1 Tình hình gây trồng và sử dụng gỗ Keo tai tượng

1.1.1.1 Tình hình gây trồng

Chi Keo (Acacia) là một chi thực vật quan trọng đối với đời sống kinh tế và

xã hội của nhiều nước, cũng như tiến trình bảo vệ tài nguyên di truyền thực vật và bảo vệ đa dạng sinh học Trong vài ba thập kỷ gần đây ở vùng nhiệt đới Châu á, đặc biệt là Đông Nam á, các loài keo được nhập từ Australia đã đóng một vai trò quan

trọng trong các chương trình trồng rừng, trong đó nổi bật là Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) , Keo tai tượng (Acacia mangium), Keo lá liềm ( A crassicarpa) và Keo lai (A.auriculiformis x A mangiun)

Keo tai tượng đã được nhập trồng đầu tiên vào Sabah, Malaixia năm 1967 (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) [12] với hạt giống thu được từ một cây mẹ duy nhất ở vùng Mission Beach, bang Queensland, Australia Từ nguồn hạt giống này, các rừng trồng đã được mở rộng và năng suất rừng các thế hệ sau đó đã bị ảnh hưởng đáng kể và từ năm 1981, người ta đã phải nhập thêm nhiều nguồn hạt vào khảo nghiệm và gây trồng để mở rộng nền tảng di truyền của loài

Trước những năm 1990, ở Trung Quốc các loài keo chỉ được trồng làm cây xanh đường phố, hoặc trồng với diện tích nhỏ Tuy nhiên do nhiều ưu điểm của keo

mà diện tích trồng keo của Trung Quốc tăng mạnh trong những năm qua Hiện tại diện tích trồng keo của Trung Quốc tăng 0,02 triệu ha/năm Các tỉnh chủ yếu trồng keo là Quảng Đông, Quảng Tây và đảo Hải Nam (Gao Ruiqiung và Lujianxiong, 2006) Riêng Keo tai tượng đến năm 1999, Trung Quốc đã trồng được 3.300ha, sinh trưởng bình quân đạt 1,7-1,9m/năm, thể tích 0,014- 0,016 m3/cây ở tuổi 5- 7 Sau

năm 1990 diện tích gây trồng loài Keo tai tượng này đã tăng lên rất nhiều (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1992)

Ở Papua New Guinea từ năm 1950 đã có khoảng 59.450 ha rừng trồng keo được thiết lập, trong đó Keo tai tượng chiếm khoảng 15 - 16% Trồng rừng Keo tai tượng bắt đầu từ năm 1989, tuy nhiên các khảo nghiệm bước đầu cho Keo tai tượng lại được xây dựng từ năm 1992, kết quả là Keo tai tượng đạt chiều cao là 4,8 m và đường kính 7,4 cm trong năm đầu Sinh trưởng của Keo tai tượng trên các lập địa tốt (tăng trưởng đạt 5m/năm về chiều cao trong 2,5 năm đầu) là rất khả quan

Ở Philipin, vào những năm 1980, Keo tai tượng đã được đưa vào khảo nghiệm và gây trồng trên diện rộng Đã có khoảng 4.000 ha rừng trồng Keo được trồng ở đây, trong đó Keo tai tượng được coi là rất có triển vọng vì nó đem lại lượng tăng trưởng tới 32 m3/ha/năm ở Ogon khi rừng trồng đạt 10 tuổi (Wilcox, 1996; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) [12]

Ngoài ra Keo tai tượng còn được trồng tại các nước Bangladesh, Ấn Độ, Lào, Malaysia, Sri Lanka, Congo, Bờ biển ngà, Kenya, Zimbabwe, Brazin, Costa Rica, Cuba, Mỹ vv (http://www.cabicompendium.org, 2006)

Diện tích rừng trồng Keo tai tượng ngày càng tăng lên trong các năm gần đây

ở Trung Quốc, Ấn Độ, Malaysia và Việt Nam Indonesia là nước trồng Keo tai

tượng nhiều nhất thế giới, với diện tích khoảng 1,2 triệu ha (Nirsatmanto et al.,

2004) Loài keo này đã thể hiện khả năng thích ứng cao với các lập địa thoái hóa, sinh trưởng nhanh và các tính chất gỗ đạt chất lượng nhanh cho công nghiệp chế

biến gỗ (Nirsatmanto et al., 2004)

Ở các nước tiên tiến trên thế giới việc gây trồng các loài keo làm nguyên liệu cho công nghiệp với quy mô lớn đã được thực hiện từ rất lâu Không chỉ mở rộng về quy mô trồng, công tác cải thiện giống cũng được chú trọng ngay từ đầu Các nghiên cứu được tập trung vào việc tìm ra những loài, xuất xứ và những dòng vô tính có năng suất và chất lượng cao Ở Công Gô từ năm 1978 đến năm 1986 đã

trồng được 23.407 ha Keo bằng cây hom, tăng trưởng bình quân năm ở tuổi 6 của các dòng vô tính được chọn là 35 m3/ha/năm so với 12 m3/ha/năm ở các lô hạt chưa được tuyển chọn và 25 m3/ha/năm của các xuất xứ đã được chọn Tăng thu từ 40% lên tới 192% gấp 3 lần so với rừng trồng chưa được cải thiện (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2001) [11]

1.1.1.2 Tình hình sử dụng gỗ

Keo tai tượng là loài cây gỗ lớn, hơn nữa với công nghệ chế biến và bảo quản lâm sản (gỗ) ngày càng phát triển nên gỗ Keo tai tượng là nguyên vật liệu xây dựng, đồ gia dụng, trang trí nội thất, và đồ thủ công mỹ nghệ quan trọng

Keo tai tượng có gỗ giác màu sáng, lõi màu vàng nâu với các tính chất như

đã nói ở phần trên nên thích hợp để làm gỗ xẻ, gỗ dán, ván dăm và ván MDF, ván ghép thanh Hàm lượng bột trong gỗ Keo tai tượng cũng khá cao khoảng 255kg.m-1

và đặc biệt gỗ Keo tai tượng dễ tẩy trắng vì vậy Keo tai tượng được coi là cây làm nguồn nguyên liệu để cung cấp cho công nghiệp sản xuất giấy rất quan trọng

Ở Inđônêxia, việc trồng Keo tai tượng với mục đích thương mại đã được triển khai từ đầu những năm 1980, đến năm 1990 đã có xấp xỉ 38.000ha rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ nguyên liệu giấy và gỗ xẻ (Werren, M., 1991) Riêng ở Indonesia, năm 2006, sản lượng bột giấy của Keo tai tượng đã đạt tới 9 triệu m3/năm, trong khi sản lượng gỗ xẻ của loài này cũng đạt được 165.000 m3/năm (Nirsatmanto et al.,

2004)

1.1.2 Các nghiên cứu cải thiện giống

1.1.2.1 Nghiên cứu biến dị di truyền về sinh trưởng, độ thẳng thân và các tính trạng cành

Tăng trưởng của các giống Keo tai tượng biến động rất khác nhau ở các nước trên thế giới, từ 20-44m3/ha/năm phụ thuộc vào giống, lập địa và biện pháp kỹ thuật

lâm sinh (Turnbull et al., 1998; Nirsatmanto& Kurinobu, 2002; Nguyễn Hoàng

Nghĩa, 2003) Keo tai tượng sinh trưởng nhanh hơn ở những nước gần xích đạo và chậm hơn ở các nước xa xích đạo (Awang&Taylor, 1993) Để có được các giống tốt như vậy, công tác cải thiện giống Keo tai tượng đã được chú trọng ngay từ đầu ở nhiều nước Nhiều khảo nghiệm xuất xứ và quần thể chọn giống đã được xây dựng

ở nhiều nước (Turnbull et al., 1998)

Giai đoạn 1990-2000, các nghiên cứu cải thiện giống thường tập trung vào việc tìm ra những xuất xứ hay những dòng vô tính có năng suất cao Các khảo nghiệm xuất xứ ở một số nước đã cho thấy biến dị di truyền về sinh trưởng, độ thẳng thân và một số tính chất về cành là rất lớn Đặc biệt có sự khác biệt giữa 3 vùng phân bố tự nhiên khác nhau của Keo tai tượng (Papua New Guinea - PNG, Queensland - Qld và North Teritory - NT), cũng như sự khác nhau rõ rệt giữa các xuất xứ của cùng một vùng địa lý Các xuất xứ có nguồn gốc từ PNG có sinh trưởng nhanh hơn so với các xuất xứ có nguồn gốc từ Qld và NT (Awang&Taylor, 1993) Các xuất xứ có nguồn gốc từ Far North Queensland (FNQ) thể hiện khả năng chống chịu gió mạnh tốt nhất (Susumu & Rimbawanto, 2004) Ở Malaixia, 5 xuất xứ có triển vọng được xác định là Western Province (PNG), Claudie River (Qld), Broken Pole Creke (Qld), Abergowrie (Qld),và Olive River (Qld) (Khamis bin Selamat, 1991) Ở Trung Quốc, dựa vào sinh trưởng và dạng thân đã chọn được các xuất xứ

có triển vọng của Keo tai tượng là Abergowie (Qld), Claudie River (Qld), và Oriomo (PNG) (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) Ở Philipin cũng xác định được 4 xuất

xứ tốt nhất là Kini, Bensbach, Wipim (PNG), và Claudie River (Qld) (Baggayan & Baggayan, 1998)

Kết quả nghiên cứu từ các khảo nghiệm xuất xứ được xây dựng ở nhiều nước

đã chỉ ra ra rằng sinh trưởng, độ thẳng thân và các tính trạng cành khác biệt giữa các xuất xứ tự nhiên của Keo tai tượng (Harwood & Williams, 1992; Turvey, 1996;

Nirsatmanto et al., 2003) Các xuất xứ từ Tây Nam tỉnh Western (PNG), và các

vùng lân cận tỉnh Western Papua sinh trưởng nhanh nhất, tiếp theo là Claudie River

từ Far North Queensland (13°S) và các xuất xứ từ các vùng phía Nam Queensland

(16–18°S) Các xuất xứ khác từ đảo Ceram của Indonesia, và Pirucủa Western Papua là những xuất xứ sinh trưởng chậm

Giai đoạn 2000-2010, các nghiên cứu biến dị di truyền ở mức độ gia đình mới được bắt đầu chú trọng, nhằm cải thiện các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và tỷ trọng gỗ Các kết quả đã chỉ ra rằng biến dị di truyền về sinh trưởng

và chất lượng thân cây của loài keo này biến động từ thấp tới trung bình (Nirsatmanto & Kurinobu, 2002; Arnold & Cuevas, 2003; Susumu & Rimbawanto, 2004), trong khi biến dị di truyền là trung bình cho tỷ trọng gỗ (Susumu & Rimbawanto, 2004) Nhìn chung, tương quan di truyền giữa sinh trưởng và chất lượng thân cây là tương quan dương (Arnold & Cuevas, 2003), tức là cải thiện sinh trưởng cũng đồng thời cải thiện chất lượng thân cây Tăng thu di truyền thực tế của các lô hạt thu từ vườn giống thế hệ hai tại Indonesia đạt 3.1% - 5.2% cho sinh trưởng và độ thẳng thân Chọn lọc tổng hợp 3 tính trạng này được khuyến nghị sử

dụng để chọn lọc gia đình (Nirsatmanto et al., 2004) Tương tác di truyền-hoàn

cảnh cũng đã xác định là có ý nghĩa giữa Sumatra và Kalimantan, Indonesia, nhưng tương tác này phụ thuộc vào tuổi và tính trạng nghiên cứu (Susumu & Rimbawanto, 2004)

Rất ít các nghiên cứu về độ thẳng thân và tính trạng cành trong các loài Keo Hệ

số di truyền của độ thẳng thân của Keo tai tượng là 0,1 (Arnold and Cuevas 2003) [14]

Về tính trạng cành, Arnold và Cuevas 2003 ghi nhận hệ số di truyền của độ dày cành cũng chỉ là 0.1

Xu hướng tương quan di truyền giữa sinh trưởng với độ thẳng thân, và góc phân cành đã được nghiên cứu trong khảo nghiệm xuất xứ Keo lá tràm tại Zaire Kết quả cho thấy hệ số tương quan di truyền yếu và không sai khác rõ ràng (Khasa

et al 1995), chứng tỏ không có mối quan hệ di truyền giữa sinh trưởng với độ thẳng thân Tuy nhiên, hệ số tương quan di truyền dương đã được tìm thấy là có tồn tại

giữa sinh trưởng, độ thẳng thân và số cành ở Keo tai tượng (Arnold and Cuevas

2003) [14]

1.1.2.2 Nghiên cứu biến dị di truyền về các tính chất gỗ

Tỷ trọng gỗ là tính trạng được nghiên cứu nhiều rất từ trước tới nay Biến độ của tỷ trọng gỗ giữa các xuất xứ là biến dị tự nhiên Sự khác biệt rõ ràng về tỷ trong giữa 13 xuất xứ của Keo tai tượng, hầu hết là xuất xứ từ Indonesia, đã được ghi nhận bởi Khasa et al (1995) Mahat (1999) , nhưng không khác nhau giữa ba vùng địa lý phân bố tự nhiên (PNG, Qld and NT)

Biến động tỷ trọng tăng lên theo cấp tuổi, từ lõi ra vỏ và biến động rất lớn giữa các cá thể khác nhau (Ani and Lim 1993) Nhưng, Lim và Gan (2000) ghi nhận rằng trong Keo tai tượng ở 14 tuổi thì tỷ trọng tăng từ lõi tới vùng trung gian và giảm từ phần trung gian tới vỏ Tỷ trọng có xu hướng giảm từ 10% tới 50% chiều cao cây, sau đó tăng lên tới phần ngọn cây Tỷ trọng cũng được xác nhận giảm theo chiều cao cây Keo tai tượng ở 5 tuổi trong nghiên cứu của Ani và Lim (1993)

Tương quan di truyền giữa các tính chất gỗ với sinh trưởng biến động phụ thuộc vào loài cây nghiên cứu Nếu so sánh với tương quan giữa sinh trưởng chiều cao và đường kính thì tương quan giữa tỷ trọng gỗ với sinh trưởng đường kính phổ biến cho nhiều loài là hệ số tương quan thấp hơn hoặc nhiều tương quan âm hơn Ở Keo tai tượng, Kim và các cộng sự (2008), cũng như Khasa và các cộng sự (1995)

đã tìm thấy tương quan dương không sai khác giữa tỷ trọng và tính trạng sinh trưởng

1.2 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình gây trồng và sử dụng gỗ Keo tai tượng

được nhập đã lên tới 800 kg Riêng tỉnh Tuyên Quang năm 2004 nhập 70 kg, năm

2005 nhập 60 kg Tỉnh Yên Bái năm 2007 nhập 50kg Như vậy, Keo tai tượng đã

là loài cây được xác định là loài cây trồng rừng chủ yếu ở nước ta Năm 2006, Keo

tai tượng đã được trồng đến 100.000 ha; giai đoạn 2006-2010 trồng gần 500.000 ha

và trên hầu hết các lập địa vùng thấp từ Bắc tới Nam Qua số liệu trên chứng tỏ Keo tai tượng đã chiếm được cảm tình của người trồng rừng rất nhanh sau khi được du nhập Hiện nay diện tích Keo tai tương trên toàn quốc đạt khoảng trên 600.000ha Keo tai tượng được trồng ở hầu hết các vùng trong cả nước Các vùng có diện tích Keo tai tượng lớn là vùng Đông bắc, vùng Trung tâm và vùng Bắc Trung bộ; các vùng có diện tích nhỏ là Tây nguyên và Duyên hải miền Trung

1.2.1.2.Tình hình sử dụng gỗ

Hiện nay, gỗ của Keo tai tượng đã được sử dụng làm gỗ giấy và gỗ xẻ ở nhiều tỉnh trong cả nước Gỗ Keo tai tượng sau khi biến tính có thể làm nguyên liệu tốt cho công nghệ sản xuất đồ mộc cao cấp

Gần đây, kết quả thử nghiệm sản xuất ván ghép thanh bằng gỗ Keo tai tượng có

độ tuổi từ 7-8 tuổi với đường kính từ 15-20cm cho thấy công nghệ này hoàn toàn có thể áp dụng vào thực tế sản xuất ở nước ta và đảm bảo các yêu cầu về chất lượng cho ván dùng làm khung cửa, cánh cửa và các chi tiết đồ mộc khác.Tuy nhiên, chất lượng

gỗ rừng trồng còn thấp do nguyên nhân rỗng ruột, tỷ trọng thấp, độ co rút lớn và nhiều khuyết tật

1.2.2 Các nghiên cứu về cải thiện giống

Công tác chọn giống Keo tai tượng đã được tiến hành từ những năm 1980 ở Việt Nam khi nhiều loài keo đã được nhập vào phục vụ các khảo nghiệm loài, khảo nghiệm xuất xứ và trồng thử Trong công tác chọn giống, nhiều xuất xứ Keo tai tượng đã được khảo nghiệm Lê Đình Khả (1996)[4], Lê Đình Khả và Nguyễn Hoàng Nghĩa (1997) [10], đã đánh giá sinh trưởng giai đoạn tuổi 4-5 của Keo tai tượng trong các khảo nghiệm tại Đại Lải, Bầu Bàng, Sông Mây, La Ngà, Ba Vì và

Đông Hà cho thấy Keo tai tượng là một trong 3 loài keo có triển vọng và tiềm năng lớn cho trồng rừng kinh tế.Trong công trình nghiên cứu chọn giống và nhân giống cho một số loài cây trồng rừng ở Việt Nam (Lê Đình Khả và các cộng tác viên, 2003)[6] đã kết luận rằng Keo tai tượng sinh trưởng nhanh hơn Keo lá tràm, Keo nâu và keo xoắn Cũng theo các tác giả trên, các xuất xứ triển vọng của Keo tai tượng là Pongaki, Oriomo, và Bimadeer Có rất nhiều công trình nghiên cứu chọn giống Keo tai tượng, có thể tóm lược và khái quát về các mốc nghiên cứu như sau:

 Giai đoạn từ 1980-1995

Chủ yếu là khảo nghiệm loài và xuất xứ trên các vùng sinh thái trên cả nước, các vùng khảo nghiệm là:

- Vùng trung tâm: Keo tai tượng được đưa vào trồng thử nghiệm ở các tỉnh

Tuyên Quang, Phú Thọ, Vĩnh Phú qua thử nghiệm chúng đã chứng tỏ sức sống cao và sinh trưởng khá nhanh Khảo nghiệm năm 1990 tại Hàm Yên-Tuyên Quang, Phong Châu-Phú Thọ và Tam Đảo-Vĩnh Phúc cho thấy Keo lá liềm sinh trưởng tốt nhất ở Hàm Yên với năng suất đạt 17,7m3/ha/năm, tiếp đến là Keo tai tượng đạt khoảng 12m3/ha/năm Năm 2000 đã được công nhận 3 xuất xứ Pongaki, Iron Range

và Cardwell là giống tiến bộ kỹ thuật Trong báo cáo xin công nhận giống tiến bộ

kỹ thuật cho một số xuất xứ Keo tai tượng của Trung tâm cây nguyên liệu giấy Phù Ninh tháng 4 năm 2005 cho thấy ở địa điểm khảo nghiệm Hàm Yên-Tuyên Quang xuất xứ sinh trưởng có triển vọng là Cardwell SW Cairns, Herbert River Valley thuộc vùng giữa Queenland; Iron Range thuộc vùng cực Bắc Queensland Địa điểm Phú Thọ các xuất xứ có triển vọng là Shelburne, Iron Range thuộc vùng cực Bắc Queenland; xuất xứ Dimisisi, Gubam, Pongaki; Cardwell, Herbert River Valley thuộc vùng giữa Queenland; Địa điểm Vĩnh Phúc xuất xứ có triển vọng là Rex-Cassowary, Herbert River Valley

- Vùng đồng bằng sông Hồng: Khảo nghiệm ở Đá Chông - Ba Vì - Hà Tây

năm 1982 với 4 xuất xứ của 4 loài Keo là Keo tai tượng (A mangium, Daintree), Keo lá tràm (A auricuformis, Darwin), Keo lá liềm (A crassicarpa, Daintree), Keo

đa thân (A aulacocarpa, Atherton area) Số liệu sinh trưởng ở tuổi 8 cho thấy Keo

tai tượng đứng đầu bảng cả về chiều cao lẫn đường kính, cũng là loài có số thân trên cây ít nhất (92% cây có 1 thân) Tiếp đến là khảo nghiệm năm 1990, bao gồm 39 xuất xứ của 5 loài keo, trong đó có 9 xuất xứ của Keo tai tượng Kết quả về sinh trưởng sau 4,5 năm cho thấy các xuất xứ Pongaki, Iron Range Ingham và Gubam của Keo tai tượng có sinh trưởng tốt nhất

- Vùng Bắc Trung Bộ: Khảo nghiệm ở Đông Hà Quảng Trị năm 1991, bao

gồm 34 xuất xứ của 5 loài keo trong đó có 7 xuất xứ của Keo tai tượng đã được Trung tâm khoa học sản xuất Bắc Trung Bộ trồng năm 1991 Kết quả về sinh trưởng bình quân của các loài keo khảo nghiệm sau 52 tháng tuổi cho thấy, nếu theo thứ hạng của các loài khảo nghiệm thì Keo tai tượng đứng thứ nhất sau đó đến Keo

lá tràm và Keo lá liềm (Lê Đình Khả, 1996) [4]

- Vùng Đông Nam Bộ: Khảo nghiệm xuất xứ của Keo tai tượng tại La Ngà

năm 1989 và 1990 Trên cơ sở hợp tác giữa Trung tâm giống và Trung tâm Khoa học

kỹ thuật La Ngà, một bộ giống gồm 8 xuất xứ Keo tai tượng đã được đưa vào thử nghiệm Các xuất xứ được đánh giá là có triển vọng là Hawkins Creek, Bronte, Kennedy và Cardwell Tăng trưởng của các xuất xứ tốt đạt 3,85m/năm về chiều cao

và 4,5cm/năm về đường kính là kết quả rất có triển vọng cho rừng trồng Tiếp đến là khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng ở Sông Mây-Đồng Nai năm 1989 và 1990, Bầu Bàng-Bình Dương năm 1988-1989 Qua khảo nghiệm cho thấy hầu hết các xuất xứ sinh trưởng tốt nhất là Tully Region sau đó là Cardwell ở Sông Mây, và các xuất xứ Kennedy, Hawkins Creek, Cardwell, Bronte, Derideri, Phongaki và Pascoe River ở Bầu Bàng

- Vùng Tây Nam Bộ: Khảo nghiệm ở Tà Pạ-Tri Tôn và Núi Cấm-Tịnh

Biên-An Giang, một số loài keo vùng thấp và keo chịu hạn đã được trồng thử nghiệm vào năm 1993 Kết quả sau 8 năm trồng cho thấy hai xuất xứ Bamidebun của Keo lá liềm và Derideri của Keo tai tượng có sinh trưởng khá ở An Giang (Nguyễn Thị

Bích Thủy, 2002) Kết quả này cũng rất phù hợp với kết quả mà Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thu được trong nhiều khảo nghiệm trên cả nước

 Giai đoạn từ 1996 đến nay

Các nghiên cứu tập trung vào chọn lọc cây trội, xây dựng khảo nghiệm hậu thế, khảo nghiệm dòng vô tính, khảo nghiệm tăng thu di truyền cũng như xây dựng các rừng giống, vườn giống

- Chọn lọc cây trội: Năm 2001 đã chọn và dẫn giống được 83 dòng Keo tai tượng tại vườn giống Bình Dương, năm 2002 cũng đã chọn được 110 cây trội từ vườn giống ở Đông Hà - Quảng Trị và Ba Vì - Hà Tây Chọn lọc cây trội ở giai đoạn này chú ý nhiều về sinh trưởng chứ chưa kết hợp với tính chất gỗ

- Xây dựng các khảo nghiệm: Khảo nghiệm hậu thế Keo tai tượng ở Cẩm Quỳ Hà-Tây năm 1993 Quần thể gốc để chọn lọc cây trội là 10ha rừng Keo tai tượng 6 tuổi được trồng năm 1986, 10 cây trội đã được chọn lọc đều có sinh trưởng nhanh hơn quần thể gốc, dáng thân đẹp, tròn đều, không sâu bệnh, đã được đưa vào khảo nghiệm Kết quả ban đầu về khảo nghiệm hậu thế 30 tháng tuổi cho thấy cây

mẹ có ảnh hưởng mạnh đến sinh trưởng chiều cao và đường kính của các cây con Hậu thế của các cây mẹ khác nhau có sinh trưởng khác biệt nhau Kết quả khảo nghiệm này đã chọn được 5 cây mẹ cho hậu thế sinh trưởng tốt Trong các năm 1996-1998 dự án FORTIP về cải thiện giống cây rừng do Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng hợp tác với Khoa Lâm nghiệp và sản phẩm rừng của CSIRO đã xây dựng được 2 vườn giống hữu tính thế hệ 1 tại Ba Vì (3ha với 84 gia đình thuộc 7 xuất xứ) và Chơn Thành (3ha với 140 gia đình thuộc 7 xuất xứ) (Hà Huy Thịnh và các ctv, 2006) [13] Cuối năm 1999 vườn giống Keo tai tượng và Keo lá tràm ở Chơn Thành đã chọn được 50 cây trội từ 50 gia đình tốt nhất để nhân giống bằng hom và xây dựng vườn giống gồm các dòng vô tính ưu trội tại Hàm Thuận Nam-Bình Thuận Đến năm 2001 xây dựng được 2 ha khảo nghiệm dòng vô tính Keo tai tượng tại Bình Dương, năm 2002 xây dựng tiếp 2 ha gồm 100 dòng tại Quảng Bình

và 2 ha gồm 72 gia đình tại Quảng Trị và Hà Tây để phục vụ nghiên cứu về di

truyền phân tử Một khảo nghiệm tăng thu di truyền cho Keo tai tượng cũng được xây dựng tại Ba Vì vào năm 2002 Năm 2003, đã xây dựng các khảo nghiệm dòng

vô tính, các khảo nghiệm tăng thu di truyền, khảo nghiệm phục vụ cho nghiên cứu

về di truyền phân tử tại Cầu Hai - Phú Thọ và Đông Hà - Quảng Trị (Hà Huy Thinh

và các ctv, 2006) [13]

Vườn giống Chơn Thành do phải chuyển đổi địa điểm nên đã tiến hành chọn lọc cây có sinh trưởng và hình dạng thân cây tốt nhất (3 cây/gia đình x 50 gia đình tốt nhất), nhân giống hom và xây dựng vườn giống thế hệ 1,5 tại Bầu Bàng (năm 2001), Đồng Hới (năm 2002), Cầu Hai (năm 2003)

Trong giai đoạn 2006 - 2010 nhiều khảo nghiệm hậu thế thế hệ hai cũng đã được xây dựng tại Sơn Dương (Tuyên Quang), Ba Vì (Hà Nội), Đồng Hợp (Nghệ An) và Bình Dương

Chương 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được tăng thu di truyền thực tế từ việc sử dụng hạt giống từ vườn giống thế hệ 1 trong khảo nghiệm tăng thu di truyền

- Xác định mức độ biến dị và khả năng di truyền về sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng của Keo tai tượng tại vườn giống thế hệ 2

- Tuyển chọn được một số cá thể và gia đình Keo tai tượng có năng suất và chất lượng cao

2.2 Nội dung nghiên cứu

1 Xác định tăng thu di truyền thực tế cho các tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và tỷ trọng gỗ trong khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ

2 Đánh giá mức độ biến dị về sinh trưởng, một số chỉ tiêu chất lượng gỗ của các gia đình Keo tai tượng trong vườn giống thế hệ 2 tại Ba Vì, Hà Nội

3 Xác định hệ số di truyền của các tính trạng, ước lượng tăng thu di truyền

lý thuyết và tương quan kiểu hình giữa các tính trạng trong vườn giống thế hệ hai

4 Chọn lọc các cá thể và gia đình ưu trội trong vườn giống

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu

 Điều tra các chỉ tiêu sinh trưởng: điều tra tất cả các cây trong các ô của vườn

giống Keo tai tượng thế hệ 2 theo phương pháp được trình bày trong giáo trình Điều tra rừng - Trường Đại học lâm nghiệp và giáo trình giống cây rừng [7],[2]

- Chiều cao vút ngọn (Hvn): được đo bằng thước đo cao (đơn vị m)

- Đường kính tại vị trí 1,3m (D1.3): được đo bằng thước kẹp kính tại vị trí 1,3m từ mặt đất (đơn vị cm)

 Điều tra các chỉ tiêu phản ánh chất lượng thân cây:

- Độ thẳng thân (Đtt ): Được xác định bằng mục trắc và cho điểm theo 5 cấp từ 1-5

điểm

+ Thân cây rất cong 1 điểm + Thân cây cong 2 điểm + Thân cây tương đối thẳng 3 điểm + Thân cây thẳng 4 điểm + Thân cây rất thẳng 5 điểm

- Độ nhỏ cành (Đnc): Được xác định bằng phương pháp mục trắc và cho điểm theo

 Pilodyn: Pilodyn là một thiết bị có cấu tạo theo như hình 2.1 Pilodyn đã

được sử dụng trong nghiên cứu lâm nghiệp như là một phương pháp đánh giá nhanh

tỷ trọng gỗ với độ chính xác cao (Greaves et al., 1996; Wang, 1999; Hansen, 2000) [18] Chỉ số pilodyn là độ sâu của mũi kim của thiết bị Pilodyn đi vào trong gỗ dưới tác động của một lực cố định, gỗ càng nặng thì kim càng nông và ngược lại Chỉ số Pilodyn có tương quan chặt với tỷ trọng gỗ ở nhiều loài Keo (Hà Huy Thịnh và cộng sự, 2010; Kha et al., 2012) Phương pháp xác định chỉ số Pilodyn được tiến hành theo hướng dẫn của Hansen (2000) và được mô tả như hình 2.1 Đối với các loài cây gỗ cứng đường kính kim Pilodyn được sử dụng Φ 2mm Trước khi bắn Pilodyn tiến hành mở hai cửa sổ theo hai hướng Đông tây và Nam Bắc tại vị trí 1,3m bằng cách đục vỏ cây Bắn Pilodyn tại 2 cửa sổ này và xác định độ sâu của kim tiến vào thân cây và tính trị số trung bình của 2 lần đo

 Xác định biến động các chỉ tiêu chọn lọc

- Mô hình toán học sử dụng để xác định phương sai thành phần, nhằm xác định ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm, như lập địa, gia đình, lặp, hàng, cột, ô

ln. j i k l n ijk

 - giá trị trung bình quần thể

t05(k) là giá trị tra bảng ở mức xác xuất có ý nghĩa 0.05 và bậc tự do k



 (dm3) (2.3) Trong đó:

So sánh sai dị giữa các trung bình mẫu được tiến hành theo tiêu chuẩn Fisher (tiêu chuẩn F)

Nếu F.pr (xác suất tính được) <0.05 thì sự sai khác giữa các trung bình mẫu

là hết sức rõ rệt với độ tin cậy tương ứng là 95%

Nếu F.pr (xác suất tính được) > 0.05 thì sự sai khác giữa các trung bình mẫu

Bậc tự do (d.f)

Phương sai (m.s)

Ftính

F.pr (sig) Nhân tố A

Để phân tích biến động các chỉ tiêu chọn lọc đề tài sử dụng phần mềm sử lý

số liệu Data Plus 3.0 và Genstar 5.0 (Williams and Matheson, 1994) [19]

 Xác định hệ số di truyền và tăng thu di truyền

- Hệ số di truyền (h 2 )

Hệ số di truyền xác định mức di truyền trong vườn giống thế hệ 2 là hệ số di truyền theo nghĩa hẹp và được dùng khi cây mẹ được thụ phấn tự do (nửa sib)

Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp được sử dụng để đánh giá khả năng di truyền

ở các khảo nghiệm hậu thế thụ phấn tự do nửa Sib bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy

đủ và được xác định bằng các công thức do Falconer (1981) và Zobel & Talbert

(1984) đề xuất [21]

+ Theo cá thể tính theo công thức:

2 2

W)

R - số lần lặp

T - số cây trong ô

F - số gia đình trong khảo nghiệm

Hệ số di truyền được xác định bằng phần mềm chuyên dụng trong cải thiện giống ASREML 1.0 (VSN International)

 Xác định tăng thu di truyền (G)

Kết quả của chọn lọc phải được đánh giá bằng tăng thu di truyền Tăng thu di truyền (genetic gain) còn có tên khác là đáp số chọn lọc (response to selection), là phần tăng thêm đạt được nhờ áp dụng các phương pháp chọn giống

- Ước lượng tăng thu di truyền lý thuyết (tăng thu chờ đợi) theo công thức tính tăng thu di truyền trong giáo trình Giống cây rừng của Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng (2003) [8]

G  S h2  i  h2 (2.6)

Trong đó: G- là tăng thu di truyền

S - là phân sai chọn lọc

Trong đó : G tăng thu di truyền thực tế của lô hạt được chọn lọc;

Xcl là giá trị trung bình của lô hạt được chọn lọc;

Xss là giá trị trung bình của lô hạt các xuất xứ nơi nguyên sản;

 Xác định hệ số tương quan giữa các tính trạng

Hệ số tương quan di truyền giữa các tính trạng theo kiểu hình được tính toán theo công thức :

2 1

2 1

P P

P P p

1000

1

2 x w w DEN (kg/m3) (2.9)

Chương 3 ĐỊA ĐIỂM, VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm và vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài triển khai nghiên cứu tại hai địa điểm:

- Trạm thực nghiệm giống cây rừng, Ba Vì – Hà Nội: Vườn giống thế hệ 2 Keo tai tượng

- Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm Lâm sinh Cầu Hai – Chân Mộng – Đoan Hùng – Phú Thọ: Khảo nghiệm tăng thu di truyền Keo tai tượng

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu của đề tài là các gia đình Keo tai tượng (Acacia mangium) tại vườn giống thế hệ hai Ba Vì – Hà Nội và khảo nghiệm tăng thu di

truyền Cầu Hai – Phú Thọ Vườn giống thế hệ 2 thực chất là khảo nghiệm hậu thế, sau khi tiến hành tỉa thưa cơ giới và tỉa thưa di truyền sẽ chuyển đổi thành các vườn giống cung cấp hạt giống cho sản xuất Chính vì vậy, thuật ngữ ”vườn giống” được

sử dụng trong luận văn này được hiểu là khảo nghiệm hậu thế

Vườn giống thế hệ hai được xây dựng năm 2008 từ 112 gia đình Keo tai tượng Nguồn vật liệu để xây dựng vườn giống thế hệ 2 là hạt của các cây trội được chọn từ 24 gia đình trong vườn giống thế hệ 1 tại Ba Vì (Hà Tây cũ), 71 gia đình trong vườn giống thế hệ 1,5 tại Bầu Bàng (Bình Dương) và 17 lô hạt từ nơi nguyên sản Những gia đình trồng trong vườn giống được thiết kế theo khối hàng - cột, mỗi

ô có 3 cây/ gia đình (trồng thành 1 hàng), với 10 lần lặp hoàn toàn ngẫu nhiên (sơ

đồ thiết kế và danh sách xuất xứ các gia đình trong vườn giống thể hiện tại phần phụ biểu)

Khảo nghiệm tăng thu di truyền keo tai tượng tại Cầu Hai – Phú Thọ được xây dựng năm 2003 với thiết kế khối ngẫu nhiên đầy đủ, 6 công thức thí nghiệm, 5 lần lặp, 49 cây/ô Vật liệu để xây dựng khảo nghiệm là các công thức thí nghiệm: lô hạt hỗn hợp cây trội tốt nhất của vườn giống Ba Vì, lô hạt hỗn hợp các cây trội tốt nhất của rừng giống Đông Hà, lô hạt hỗn hợp các cây trung bình của rừng giống Đông Hà, lô hạt các xuất xứ tại nơi nguyên sản, hỗn hợp các dòng Keo lai tốt nhất,

lô hạt sản xuất đại trà

3.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu

3.2.1 Điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu

Số liệu diễn biến khí hậu được ghi ở bảng 3.1, được thu thập tại những nơi

có trạm khí tượng thủy văn như Ba Vì, còn những nơi không có trạm khí tượng thì

số liệu khí hậu được lấy ở trạm khí tượng gần nhất theo công bố của Cục khí tượng thủy văn

Bảng 3.1 Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu

Địa điểm

nghiên cứu

Vĩ độ (độ, phút)

Kinh độ (độ, phút)

Lượng mưa (mm)

Tháng mưa

>100

mm

Lượng bốc hơi (mm)

Nhiệt độ (oC)

TB năm

Tối cao

Tối thấp

Ba Vì 21007’ 105026’ 1680 4-10 960 23,2 40,2 5,3

Đoan Hùng 21040’ 105020’ 1750 4-10 841 23,1 37 11

Khu vực Ba Vì – Hà Nội và Cầu Hai – Phú Thọ đều có khí hậu đặc trưng của vùng Đông Bắc Bộ, miền Bắc Việt Nam: Khí hậu nhiệt đới gió mùa có 4 mùa:

Xuân, Hạ, Thu, Đông, đặc trưng mùa đông khô, rét và có mưa phùn Căn cứ vào lượng mưa phân bố trong năm người ta có thể chia khí hậu của vùng Đông Bắc Bộ thành hai mùa khô, mùa mưa rõ rệt Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10

Khu vực Ba Vì – Hà Nội có lượng mưa bình quân hàng năm 1680mm tập trung vào các tháng 6,7,8 Nhiệt độ trung bình năm 23,20C, nhiệt độ cao nhất 40,20C, nhiệt độ thấp nhất 5,30 C Độ ẩm không khí trung bình 85% Lượng bốc hơi trung bình hàng năm 960mm

Khu vực Cầu Hai – Phú Thọ có lượng mưa bình quân hàng năm là 1750mm tập trung vào các tháng 6,7,8; mùa mưa chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm Số ngày mưa trung bình hàng năm là 156 ngày Nhiệt độ bình quân 23,10C, nhiệt độ cao nhất 370 C, nhiệt độ thấp nhất 110 C Mùa đông lạnh thỉnh thoảng có xuất hiện sương muối làm tổn thương hoặc gây chết cây trồng Độ không khí trung bình 85% Lượng bốc hơi trung bình hàng năm 841mm

3.2.2 Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu

Mẫu đất được lấy từ địa điểm nghiên cứu theo phương pháp rải đều 5 điểm đại diện Tại các tầng 0-10cm, 11-30cm, 31- 50cm, mỗi mẫu lấy khoảng 1kg Các tầng tương ứng của 5 phẫu diện được trộn đều với nhau, lấy hai phần đối diện, sau

đó lại tiếp tục trộn đều hai phần này rồi lấy tương tự như trên Cứ tiếp tục như vậy đến khi còn 1kg Mẫu đất ở các tầng được phân tích tại phòng phân tích đất thuộc trung tâm Sinh thái và môi trường rừng – Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam Các đặc điểm về đất đai của hai khu vực nghiên cứu thể hiện tại bảng 3.2

3.2.2.1 Đặc điểm đất đai tại Ba Vì – Hà Nội

Các đặc điểm đất đai tại khu vực xây dựng vườn giống Keo tai tượng thế hệ

2 được xây dựng trên đất đồi điển hình có địa hình khá bẳng phẳng, độ dốc thấp thấp từ 5o - 7o Với nền thực bì chủ yếu là Sim, Mua, Tế Guột,…