Nghiên cứu nhân giống cây bạch đàn e urophylla dòng u6 bằng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh

Thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, luận văn, khóa luận

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp i

-
-

hoàng thị tuyết nhung

Nghiên cứu nhân giống cây Bạch đàn E.urophylla dòng u6 bằng kĩ thuật thuỷ canh và khí canh

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và ch−a từng đ−ợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ2

đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn kí tên

Hoàng Thị Tuyết Nhung

Lời cảm ơn

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp cao học, tôi luôn nhận

được sự quan tâm, giúp đỡ tận tình của các cá nhân và tập thể trong và ngoài trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội

Với tấm lòng chân thành tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ban chủ nhiệm khoa Nông học, Viện sinh học Nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ sinh học đ2 giúp đỡ và hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình

Đặc biệt tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo PSG.TS Nguyễn Thị Lý Anh, GVC bộ môn Công nghệ sinh học đ2 trực tiếp hướng dẫn

và giúp đỡ tôi tận tình về mọi mặt trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè luôn động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Hà nội, ngày 25 tháng 8 năm 2007

Học viên

Hoàng Thị Tuyết Nhung

Mục lục

3 Đối tượng, vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 31

4.1 Nghiên cứu nhân giống bạch đàn E.urophylla bằng kỹ thuật

4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số dung dịch dinh dưỡng đến

sự sinh trưởng và hệ số nhân giống của cây bạch đàn

4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến

sự sinh trưởng và hệ số nhân giống của cây bạch đàn

4.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sục khí dung dịch dinh

dưỡng đến hệ số nhân và sự sinh trưởng của cây bạch đàn thuỷ

4.2 Nghiên cứu nhân giống bạch đàn E.urophylla bằng kỹ thuật

4.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số dung dịch dinh dưỡng đến

sự sinh trưởng và hệ số nhân giống của cây bạch đàn

4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến

sự sinh trưởng và hệ số nhân giống của cây bạch đàn

4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chu kỳ phun dung dịch dinh dưỡng

trong khí canh đến sự sinh trưởng và hệ số nhân của cây bạch đàn 754.3 Nghiên cứu sự sinh trưởng của cây bạch đàn nhân giống bằng

4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi cây ra ngôi đến khả năng sinh

trưởng của cây bạch đàn nhân giống bằng thuỷ canh và khí

4.3.2 Đánh giá sự sinh trưởng phát triển của cây được nhân giống

bằng các phương pháp khác nhau trong giai đoạn vườn ươm 834.4 ước tính Giá thành cây giống và Hiệu quả kinh tế của việc

nhân giống bạch đàn E.urophylla bằng kỹ thuật thuỷ canh và

4.4.1 Ước tính giá thành cây giống và hiệu quả kinh tế của nhân

giống bạch đàn E.urophyla bằng kỹ thuật thuỷ canh 854.4.2 Ước tính giá thành cây giống và hiệu quả kinh tế của nhân

giống bạch đàn E.urophyla bằng kỹ thuật khí canh 87

Danh môc viÕt t¾t

Danh mục bảng

2.1 Diện tích trồng rừng bạch đàn do FAO ước tính năm 1985 13 4.1 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến sự sinh trưởng của

4.2 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân của cây

4.3 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến sự sinh

trưởng của cây bạch đàn trồng thuỷ canh theo mùa vụ 46 4.4 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân

4.6 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến sự sinh

trưởng và hệ số nhân của bạch đàn cắt ngọn trồng thuỷ canh

4.7 ảnh hưởng của chế độ sục khí dung dịch dinh dưỡng

(MWP1/4) đến sự tăng trưởng và hệ số nhân của bạch đàn thuỷ

4.8 ảnh hưởng của một số dung dịch dinh dưỡng đến sự sinh

trưởng của cây bạch đàn trồng bằng kỹ thuật khí canh 62 4.9 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân của cây

4.10 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng của

4.11 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân của

4.12 ảnh hưởng của nồng độ dung dich dinh dưỡng và mùa vụ đến

động thái ra rễ của ngọn cắt bạch đàn trồng khí canh 71 4.13 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến sự sinh trưởng

và hệ số nhân của bạch đàn cắt ngọn trồng khí canh theo mùa

4.14 ảnh hưởng của chu kỳ phun dung dịch dinh dưỡng (MWP1/4)

đến sự sinh trưởng và hệ số nhân của cây bạch đàn 75 4.15 ảnh hưởng của tuổi cây ra ngôi đến khả năng sinh trưởng của

cây bạch đàn nhân giống bằng thuỷ canh và khí canh 80 4.16 Đánh giá sự sinh trưởng của cây được nhân giống bằng các

danh mục hình

4.1 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến động thái tăng chiều

4.2 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến động thái ra lá của

4.3 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến động thái

tăng chiều cao của cây bạch đàn trồng thuỷ canh trong mùa thu 47 4.4 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến động thái ra

lá của cây bạch đàn trồng thuỷ canh trong mùa thu 48 4.5 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến tăng trưởng

chiều cao của cây bạch đàn trồng thuỷ canh theo mùa vụ 49 4.6 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến tăng trưởng

số lá của cây bạch đàn trồng thuỷ canh theo mùa vụ 49 4.7 ảnh hưởng của nồng độ môi trường dung dịch dinh dưỡng và

mùa vụ đến hệ số nhân của cây bạch đàn trồng thuỷ canh 52 4.8 ảnh hưởng của nồng độ môi trường dung dịch dinh dưỡng và

mùa vụ đến tỷ lệ sống của cây bạch đàn cắt ngọn trồng thuỷ

4.9 ảnh hưởng của mùa vụ đến động thái tăng trưởng rễ của cây

bạch đàn cắt ngọn trồng thuỷ canh trong dung dịch dinh dưỡng

4.10 ảnh hưởng của mùa vụ đến động thái tăng chiều cao của cây

bạch đàn cắt ngọn trồng thuỷ canh trong dung dịch dinh dưỡng

4.11 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng và mùa vụ đến

hệ số nhân của cây bạch đàn cắt ngọn trồng thuỷ canh 59

4.12 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến động thái tăng chiều

4.13 ảnh hưởng của dung dịch dinh dưỡng đến động thái ra lá của

4.14 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến động thái

tăng chiều cao của cây bạch đàn trồng khí canh trong mùa thu 66 4.15 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến động thái ra lá

4.16 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến tăng trưởng

chiều cao của cây bạch đàn trồng khí canh theo mùa vụ 67 4.17 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến tăng trưởng số

4.18 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng và mùa vụ đến

4.19 ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến động thái

tăng trưởng rễ của bạch đàn cắt ngọn trồng khí canh trong mùa

4.20 ảnh hưởng chu kỳ phun dung dịch dinh dưỡng đến động thái

tăng chiều cao của cây bạch đàn trồng khí canh trong mùa thu 76 4.21 ảnh hưởng chu kỳ phun dung dịch dinh dưỡng đến động thái

ra lá của cây bạch đàn trồng khí canh trong mùa thu 76 4.22 ảnh hưởng chu kỳ phun dung dịch dinh dưỡng và mùa vụ đến

4.23 ảnh hưởng của tuổi cây ra ngôi đến tăng trưởng chiều cao của

4.24 ảnh hưởng của tuổi cây ra ngôi đến tăng trưởng chiều cao của

1 Mở Đầu

1.1 đặt vấn đề

Cũng như nhiều nước đang phát triển trên thế giới, rừng nước ta bị tàn phá một cách nhanh chóng Trong vòng 50 năm qua, diện tích rừng nước ta đ2

bị giảm hơn một nửa, từ 19 triệu ha xuống còn 9 triệu ha, bình quân mỗi năm

200 ngàn ha Nguyên nhân của tình trạng trên, ngoài khai thác gỗ và các loại lâm sản một cách bừa b2i, còn do nhu cầu lương thực cho số dân tăng quá nhanh đòi hỏi phải phá rừng mở rộng diện tích canh tác Một số dân tộc ít người có tập quán du canh, du cư, rừng sau khi đốt phát thành nương rẫy chỉ gieo trồng được vài ba vụ là lại phải di chuyển sang nơi khác phá rừng làm nương rẫy mới Quá trình trên cứ lặp đi lặp lại hết đời này sang đời khác làm cho diện tích rừng tự nhiên nhanh chóng bị thu hẹp lại Rừng không chỉ là nguồn cung cấp gỗ mà còn có các chức năng x2 hội và sinh thái rộng lớn Diện tích rừng giảm sút, diện tích đất trống, đồi trọc tăng lên làm lũ lụt xảy ra nhiều hơn Do vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để khắc phục được thực trạng trên Cách tốt nhất hiện nay chính là phải trồng lại rừng, phải khôi phục lại và bảo vệ tài nguyên quý giá này, trong đó có loài cây phổ biến hiện nay được sử dụng nhiều phục vụ cho quá trình tái sinh rừng đó là bạch đàn

Bạch đàn là giống có khả năng sinh trưởng nhanh, có biên độ sinh thái rộng, dễ gây trồng trên nhiều dạng lập địa, năng suất cao, chu kỳ kinh doanh ngắn, có khả năng chịu gió b2o tốt, thích hợp cho trồng rừng phòng hộ đồng ruộng và ven biển Cây có dạng thân thẳng, độ thon đẹp, tỉa cành tự nhiên tốt, không để lại vết sẹo trên thân nên thu hút nhiều người sử dụng Bạch đàn có nhiều công dụng như làm gỗ, nguyên liệu ván ép, giấy

Trước đây cây Bạch đàn đem trồng chủ yếu là cây trồng từ hạt thực sinh nên có độ phân ly lớn, do đó năng suất trồng rừng thấp, độ đồng đều của rừng

không cao Sau đó là Bạch đàn được nhân giống bằng công nghệ giâm hom,

có ưu điểm là kỹ thuật dơn giản, dễ áp dụng, không đòi hỏi máy móc thiết bị hiện đại, nhưng có nhiều nhược điểm như: hệ số nhân giống chưa cao, đòi hỏi nguồn vật liệu cung cấp hom giâm thường xuyên và rất lớn, cây giống sản xuất ra không hoàn toàn sạch bệnh, khi trồng cây phân cành nhiều, sản xuất phụ thuộc vào thời vụ, vận chuyển khó khăn

Tiên tiến hơn là công nghệ nuôi cấy mô tế bào có nhiều ưu điểm như: cho hệ số nhân giống cao, sản xuất quanh năm không phụ thuộc vào mùa vụ, cần ít diện tích sản xuất và vật liệu nhân giống ban đầu, cây giống sản xuất ra hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về mặt di truyền, vận chuyển đi xa thuận tiện, chất lượng cây đảm bảo tuy nhiên cũng còn một số hạn chế như kỹ thuật tương đối phức tạp, chi phí đầu vào lớn và đặc biệt các cây invitro cần có thời gian thích nghi và trồng ở vườn ươm khá dài(4-6tháng)

Thuỷ canh và khí canh là các công nghệ sản xuất tiến tiến của nền nông nghiệp hiện đại vì đó là sự kết hợp giữa Công nghệ sinh học - Công nghệ tin học - Công nghệ vật liệu - Công nghệ tự động hóa chúng cho phép nhân được nhiều loại cây trồng, chu kỳ nhân giống nhanh hơn so với kỹ thuật truyền thống, loại bỏ được khâu khử trùng như môi trường, mẫu rất phức tạp trong nuôi cấy mô, đặc biệt là loại bỏ được khâu thích nghi của cây cấy mô trong

điều kiện tự nhiên, do đó tiết kiệm được công lao động, có khả năng giảm chi phí sản xuất và giảm giá thành

Với mong muốn góp phần đáp ứng được nhu cầu về cây giống cho sản xuất và khắc phục phần nào hạn chế của phương pháp nuôi cấy mô tế bào với việc nhân giống đối với cây bạch đàn ở nước ta, chúng tôi tiến hành đề tài:

"Nghiên cứu nhân giống cây bạch đàn bằng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh"

1.2 Mục đích, yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Bước đầu nghiên cứu những bước kỹ thuật cơ bản của việc nhân giống vô tính bạch đàn E.urophylla dòng U6 bằng kỹ thuật thủy canh và khí canh, làm cơ sở cho việc xây dựng quy trình nhân giống bạch đàn E.urophylla dòng U6 bằng các kỹ thuật này

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Xác định được loại dung dịch dinh dưỡng và nồng độ dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho việc nhân giống cây bạch đàn bằng kỹ thuật thuỷ canh

- Xác định được chế độ thuỷ canh và khí canh phù hợp cho nhân giống cây bạch đàn

- Xác định được tuổi cây giống ra ngôi phù hợp đảm bảo tỷ lệ cây sống cao 1.3 ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3.1 ý nghĩa khoa học của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài đ2 cung cấp các dẫn liệu khoa học về nhân giống vô tính cây bạch đàn bằng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh

Đề tài đ2 đưa ra các minh chứng về tác động của loại dung dịch dinh dưỡng, nồng độ dung dịch dinh dưỡng và chế độ phun dung dịch dinh dưỡng

đến sự sinh trưởng và hệ số nhân giống bạch đàn E.urophylla dòng U6 Đồng thời đề tài cũng làm roc được sự ưu việt của việc nhân giống vô tính bạch đàn bằng các kỹ thuật nêu trên thông qua các chỉ số về sự sinh trưởng của cây giống, giá thành cây giống so với cây nuôi cấy mô

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Qua các kết quả nghiên cứu của đề tài, chúng tôi bước đầu đề xuất quy trình nhân giống bạch đàn E.urophylla dòng U6 bằng kỹ thuật thuỷ canh và

khí canh Đây sẽ là cơ sở ứng dụng để sản xuất cây giống với số l−ợng lớn có chất l−ợng cao trong thời gian ngắn, đáp ứng đ−ợc yêu cầu về cây giống bạch

đàn cho việc trồng rừng hiện nay

1.4 Tính mới của đề tài

Đề tài là công trình đầu tiên ở Việt nam nghiên cứu thành công việc sử dụng kỹ thuật thuỷ canh và khí canh trong nhân giống bạch đàn với hệ số nhân giống cao, chất l−ợng cây tốt và giá thành giảm

2 Tổng quan tài liệu

2.1 giới thiệu về cây Bạch đàn và trồng rừng bạch đàn 2.1.1 Nguồn gốc, phân loại

Bạch đàn (Eucalyptus L'Herit) là một chi thực vật thuộc họ Sim Myrtaceae bao gồm trên 500 loài và được phân thành nhiều chi phụ khác nhau, chủ yếu gặp ở Australia [10]

Vì sự đa dạng và phong phú về loài, dạng lập địa, kiểu khí hậu mà bạch đàn thể hiện sự phong phú và đa dạng về nguồn gen và công dụng Có thể tìm thấy đủ loại gỗ theo nhu cầu sử dụng với sự đa dạng về màu sắc, mức

độ cứng, độ mềm dẻo, độ bền, độ bóng nhẵn, và do vậy chúng được dùng vào rất nhiều việc khác nhau như gỗ xây dựng nhà cửa, làm cầu cống, cột

điện, cột chống lò và làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp như ván dan, ván nhân tạo, nguyên liệu giấy Ngoài ra còn có tinh dầu chiết xuất từ lá

và tanin từ gỗ và vỏ cây

Bạch đàn thường được xem là loại cây nguyên sản của châu úc vì chúng

có phân bố tự nhiên chủ yếu ở Australia, vùng phân bố của chúng trải dài từ vĩ tuyến 70 Bắc đến vĩ tuyến 43038' Nam Chỉ có hai loài phân bố ngoài Australia, loài thứ nhất là E.deglupta Blume mọc tự nhiên ở vùng xích đạo từ

đảo Mindanao của Philippin qua Timor, Flores và một số đảo khác của Indonesia tới Papua New Guinea Loài thứ 2 là E urophyllaS.T Blake chỉ mọc

tự nhiên trên7 hòn đảo có tên là Adonara, Alor, Flores, Lomblem, Pantar, Timor và Wetar Pham vi phân bố của từng loài cá thể của trên 500 loài bạch

đàn cũng rất khác biệt và không có loài bạch đàn nào có phân bố liên tục, trừ vài loài mà khu vực phân bố chỉ là một quần thể [7], [10] [16]

Người đầu tiên nghiên cứu phân loại bạch đàn là nhà thực vật học Willdenow (1799) khi ông xếp 12 loài bạch đàn vào hai nhóm nhờ vào sự khác biệt về nắp nụ hoa Sau này các nhà nghiên cứu gặp nhiều khó khăn hơn

và họ phải dựa vào nhiều đặc điểm để phân biệt trong khi phân loại như: kích thước, hình dạng thân, dạng vỏ trên thân và cành, dạng bong vỏ, tính trạng lá của phôi, cây mầm, cây non, cây trung niên và cây trưởng thành, gân lá, kiểu hoa, kích thước hoa, hình dạng và cấu trúc của mầm hoa và quả, hình thái hạt Ngoài ra vị trí địa lý nơi phân bố và môi trường sống của loài cũng đóng một vai trò lớn

Theo Boland (1987) [26] và Eldridge (1993) [29], chi bạch đàn được chia làm 8 chi phụ:

2.1.2 Bạch đàn Eucalyptus Urophylla

2.1.2.1 Phân bố địa lý

E.urophylla là một trong những loại bạch đàn không mọc ở lục địa Australia Vùng phân bố tự nhiên của nó được giới hạn ở một số đảo của phần cực nam quần đảo Santo - Indonesia, bao gồm các đảo: Adonara, Alor, Flores,

Lomblen, Pantar Timor và Wetar Tại đây E.urophylla xuất hiện theo d2i từ

7030' - 100 vĩ độ Nam Giới hạn phía đông và phía tây của vùng phân bố chưa

được xác định rõ ràng Hiện nay người ta tạm chấp nhận vùng phân bố của bạch đàn này từ 122 - 1270 kinh đông Trong khu vực phân bố, bạch đàn E.urophylla sống từ vùng bán sơn địa tới vùng núi, nhưng cũng chưa thấy có hiện tượng xuất hiện loài này ở vĩ độ thấp [10], [25]

Đây là loại phân bố khá đặc biệt và đáng nhớ nhất về độ cao và nhiệt

độ E.urophylla có phân bố theo độ cao lớn nhất trong các loài Bạch đàn ( 70 - 2960m so với mặt nước biển) Do thay đổi về độ cao nên biến động về nhiệt

độ cũng khá lớn Trên cùng một đảo với khoảng cách không mấy xa nhau mà các quần thể phải thích nghi với các điều kiện nhiệt độ rất khác nhau, từ 27 -

300C trên độ cao 400m xuống 17 -210C trên độ cao 1900m Trên đảo Timor từ

độ cao 1000m trở lên, ngoài lượng mưa to (1300 -2200 mm) còn thấy cả sương mù thường xuyên Mặc dù phạm vi phân bố hẹp song loài bạch đàn này vẫn có lượng biến dị di truyền lớn theo độ cao được thể hiện qua các xuất xứ của loài ở nhiều nước [10], [35]

2.1.2.2 Đặc điểm hình thái và sinh vật học

Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa (2000) [10], [11], Nguyễn Luyện (1991) [8]

và Phạm Đình Sơn (1990) [16], loài bạch đàn E.urophylla có một số đặc điểm

về hình thái như sau:

- Dạng thân, cành: thường có thân thẳng, tăng trưởng nhanh, có thể đạt kích thước thước rất lớn (chiều cao đạt 53m, đường kính ngang ngực đạt 1,26m), cành thẳng có sự phân chia lưỡng thân của các nhánh rất đều và tỉa cành tự nhiên tốt

- Hình thái vỏ: thường thấy xuất hiện hai dạng vỏ trên một thân, dạng

vỏ sần sùi, ráp dày có màu nâu đỏ, các cây non có vỏ màu nâu khi già chuyển màu xám

- Kiểu lá: lá có kiểu xếp so le, lá có hình ngọn giáo, cuống ngắn, phiến lá dài tạo cho lá có hình thon

- Dạng hoa quả: hoa lưỡng tính có cấu tạo thích hợp với kiểu thụ phấn chéo nhờ côn trùng Cụm hoa có hình xim hai ngả, số quả bình quân trên mỗi cụm hoa thường là 7, đế của hoa có hai dạng phổ biến nhất là dạng đế hình chuông là dạng đế hình bán cầu Bầu hoa là bầu thượng, bầu khi thì lõm xuống khi thì phẳng thay đổi tuỳ theo độ cao

Có sức đề kháng lớn, trên những lập địa khu vực hoặc trong những điều kiện khó khăn bạch đàn vẫn có thể chịu đựng được và vì thế mà nó vẫn tồn tại

có mặt trên đất trồng Người ta gọi khả năng này là tập quán xâm thực của bạch đàn

Sinh trưởng phát triển nhanh, sinh trưởng liên tục, không có chồi ngủ Tất cả các loài bạch đàn đều có chồi bất định và "búp trần" Hai nét đặc trưng này cho phép bạch đàn tăng trưởng không ngừng cả về chiều cao lẫn bề rộng

và luôn sản sinh ra các thế hệ cành mới

Có sức đâm chồi mạnh: đại bộ phận các loài bạch đàn đều phát triển một cơ quan tự bảo vệ dưới đất được gọi là "củ gỗ" (lignotuber) Mỗi khi trên phần mặt đất của cây con bạch đàn bị phá huỷ bất thường, chất dinh dưỡng dự trữ trong lignotuber được huy động để tạo thành chồi mới, nhìn chung là khoẻ hơn các cây cũ Các chồi mới này có kích thước lớn hơn và lại cung cấp chất dinh dưỡng dự trữ mới cho lignotuber Đây là một hình thức bảo vệ tốt của bạch đàn

Cấu trúc ngọn cây rỏ rệt và có cơ chế kiểm soát chặt chẽ, giữ được vị trí

ưu trội của đỉnh ngọn

Tỉa cành tự nhiên tốt, không để lại vết sẹo trên thân cây, vì vậy thân cây nói chung là nhẵn nhụi, trông đẹp mắt

Thân cây nhìn chung là thẳng, độ thon đẹp, ít thót ngọn từ lâu đ2 thu hút được người sử dụng

2.1.2.3 Công dụng của loài bạch đàn E.urophylla

Bạch đàn E.urophylla có nhiều dòng, giá trị sử dụng cũng có rất nhiều mục đích khác nhau [3], [7], [10]:

Bạch đàn được sử dụng trong các chương trình trồng rừng trên các loại

đất hoang hoá nhằm mục tiêu phục hồi lại các dạng lập địa bị thoái hoá

Cung cấp các loại sản phẩm hữu ích cho x2 hội như:

- Sử dụng là gỗ xây dựng, gỗ dân dụng và chống lò, nhiều loài bạch đàn

có gỗ cứng, thân tròn và rất thẳng, sinh trưởng nhanh và qua bảo quản thì rất bền nên có giá trị trong xây dựng, làm nguyên liệu cho đồ mộc, gỗ xẻ, làm khung nhà,

- Làm bột giấy và giấy, đây là lĩnh vực chiếm nhiều nhất mức sản xuất

gỗ bạch đàn do nguyên liệu dồi dào và giá cả phải chăng Các loại giấy in, giấy viết và giấy vệ sinh đều được sản xuất từ gỗ bạch đàn và mức sản suất của thế giới ngày càng tăng lên đáng kể

- Gỗ dán nhiều lớp mỏng

- Ván sợi gỗ

- Tinh dầu bạch đàn dùng làm thuốc chữa các bệnh bạch hầu, cảm cúm, phong thấp và các bệnh về đường hô hấp khác Ngoài ra dùng làm chất thơm trong xà phòng, nước hoa

- Tanin

- Chất đốt

Hoa một số loài bạch đàn có mật có thể nuôi ong Phần lớn mật ong tiêu thụ tại Australia là mật lấy từ hoa bạch đàn

Ngoài các công dụng trên, bạch đàn còn được trồng với mục đích phòng

hộ, che bóng, làm nơi trú ẩn cho chim thú, dùng làm cây phong cảnh

Do có nhiều ưu điểm và công dụng như vậy nên dòng bạch đàn này đ2

được Bộ Nông nghiệp và PTNN công nhận là giống quốc gia và đang được khuyến khích trồng trên diện rộng

2.1.3 Tình hình phát triển trồng rừng bạch đàn

2.1.3.1 Trên thế giới

Hệ thực vật Australia được coi là hệ thực vật rất khác lạ và hấp dẫn mà bạch đàn là một thành viên quan trọng của nó Cũng chính vì thế mà bạch đàn

đ2 mau chóng vượt ra khỏi biên giới của Australia Bạch đàn được trồng lần

đầu tiên ở ngoài vùng phân bố là ở Bồ Đào Nha từ khoảng 400 năm trước đây Ngay từ năm 1789 trong Vườn thực vật Kew (Anh Quốc), người ta đ2 thấy có bạch đàn E.obliqua lớn lên từ hạt được thu hái từ Australia vào năm 1773 Giữa những năm 1800 hạt giống bạch đàn đ2 được gửi đi nhiều nước trên hầu hết các châu lục để thử nghiệm gây trồng Diện tích trồng rừng bạch

đàn đ2 tăng lên không ngừng trong nhiều thập niên qua Tính đến năm

1975, khối lượng gỗ sản xuất hàng năm từ các khu rừng trồng bạch đàn ngoài Australia đ2 gấp 9 lần khối lượng gỗ sản xuất từ rừng tự nhiên Australia Vào đầu những năm 1990, xuất khẩu hạt giống thương mại ở Australia đ2 đạt khoảng 8 triệu đôla úc/năm, trong đó có một phần đóng góp quan trọng của hạt giống bạch đàn [10]

Vùng châu á Thái Bình Dương có diện tích bằng 1/4 diện tích trái đất song lại chiếm đến hơn một nữa dân số thế giới Khu vực này có cả một số nước giàu có nhất và những nước nghèo nhất, những nước có nhiều rừng và những nước có ít rừng, những nước nhập khẩu và những nước xuất khẩu gỗ trên thế giới Khu vực này có diện tích rừng đạt khoảng 565 triệu ha, bằng 16% diện tích rừng thế giới Độ che phủ rừng ôn đới trong khu vực hầu như

không thay đổi, song độ che phủ rừng nhiệt đới thì đang ngày một suy giảm

Sự tàn phá rừng ở các nước Châu á trong giai đoạn 1980 - 1990 là khoảng 3,9 triệu ha mỗi năm (đạt tỷ lệ 1,2 %), giai đoạn 1990 - 1995 có thấp hơn đôi chút, ước tính là 1,2% nhưng đây là tỷ lệ phá rừng lớn nhất trong các vùng nhiệt đới của thế giới Hai nguyên nhân chính của sự mất rừng chính là phá rừng làm nông nghiệp và khai thác gỗ qúa mức [10]

Nhiều nước trên thế giới đang thực hiện các chương trình trồng lớn như Trung Quốc, ấn Độ, Inđonesia, Thái Lan, Việt Nam và một số nước khác đang

mở rộng các khu bảo tồn Tới năm 1990, các nước có số lượng rừng trồng lớn

là ấn độ (18 triệu), Indonesia (8,75), Braxin (7,0), Việt Nam (2,1), Thái Lan (0,76) Rừng trồng của 3 tỉnh ở Trung Quốc (Quảng Tây, Quảng Đông và Hải Nam) là 8,4 triệu ha, chiếm 20% tổng số rừng trồng của toàn Trung Quốc [34]

Các nước vùng Châu á Thái Bình Dương đ2 sản xuất 1,2 tỷ m3 gỗ tròn trong năm 1994 và đat khoảng 1/3 mức sản xuất của toàn thế giới Vùng Châu

á Thái Bình Dương cũng sản xuất 16% gỗ tròn công nghiệp của thế giới, tăng

từ 250 triệu m3 năm 1983 lên 294 triệu m3 vào năm 1994 Gỗ củi và than củi vẫn chiếm tỷ trọng lớn trong cán cân năng lượng của người dân

Theo Chương trình Phát triển Năng lượng gỗ khu vực thì giá trị gỗ củi

sử dụng ở 15 nước thành viên đạt tới 29 tỷ USD mỗi năm Thí dụ ở Thái Lan,

gỗ củi chiếm 30% tổng năng lượng sử dụng và đạt 2 tỷ USD Một số nước như: Philippin, Thái Lan,v.v đ2 chuyển từ nước xuất khẩu thành nước nhập khẩu gỗ Indonesia và Malaysia vẫn là các nước xuất khẩu gỗ lớn của khu vực Năm 1994, Indonesia sản xuất 10 triệu m3 gỗ và xuất 8 triệu m3, còn Malaysia cũng xuất tới 4,6 triệu m3 [33]

Nếu xét chung cho cả khu vực thì vùng Châu á Thái Bình Dương là nơi nhập gỗ vì năm 1994 giá trị nhập nhiều hơn xuất là 8,4 triệu USD, nhưng riêng Nhật Bản đ2 nhập tới 17 triệu USD [10]

Trong những năm vừa qua, diện tích rừng trồng bạch đàn trên thế giới

đ2 tăng lên đáng kể Theo số liệu của tổ chức nông lương thế giới (FAO) công

bố năm 1993 [36], thì rừng trồng bạch đàn năm 1990 đ2 đạt khoảng 10 triệu

ha tại 3 châu lục lớn là Châu Phi, châu Mỹ, châu á và Thái Bình Dương, chiếm tới 23% tổng số diện tích rừng trồng

Braxin là nước có diện tích trồng rừng bạch đàn lớn nhất thế giới và họ

đ2 bắt đầu trồng bạch đàn để xuất khẩu gỗ từ năm 1904 Đến năm 1993 ước tính có khoảng 3 triệu ha rừng trồng bạch đàn ở Braxin Với những cố gắng lớn lao về chọn giống và các biện pháp thâm canh mà trong những năm vừa qua năng suất rừng trồng bạch đàn đ2 tăng vượt bậc Các số liệu tổng kết của Braxin cho thấy năng suất tiềm năng của các rừng trồng bạch đàn đ2 tăng lên 5% mỗi năm qua một chu kỳ dài 30 năm ở nước ta [31]

Số liệu nghiên cứu thu được trong những năm gần đây cho thấy trong một số lô thí nghiệm 6-8 năm tuổi ở Đông và Tây châu Phi, Braxin và Papua New Guinea đ2 cho lượng tăng trưởng đạt 70 - 90 m3/ha/năm Công ty Aracruz ở Braxin đ2 sử dụng cây lai E.grandis x E.urophylla và nhân giống hom trên diện rộng, từ năm 1990 họ đ2 sản xuất tới 50 triệu cây hom mỗi năm Năm 1982 mức sản xuất gỗ cả vỏ trong các rừng trồng thực nhgiệm 5,5 tuổi đạt trung bình 70 m3/ha/năm và một số lô thí nghiệm đạt trên 100m3/ha/năm [30]

ấn Độ có thể là nước thứ 2 về diện tích trồng bạch đàn sau Braxin Năm

1972, nước này đ2 có trên 400.000 ha, đến năm 1985 đ2 có 550.000 ha [30], chủ yếu là bạch đàn trắng E.terecornis Cứ sau một số năm thì diện tích này

Bảng 2.1: Diện tích trồng rừng bạch đàn do FAO −ớc tính năm 1985

2.1.3.2 Việt Nam

Bạch đàn là một trong số loài cây trồng rừng chính của Việt Nam, không chỉ đối với trồng rừng tập trung mà còn cả đối với trồng cây phân tán, trồng cây trong các hộ gia đình

Cho tới những năm 1970, đ2 có trên 50 loài Bạch đàn được khảo nghiệm ở Việt Nam và từ đó đến nay đ2 có hàng chục loài được khảo nghiệm trên diện rộng với khá nhiều xuất xứ làm cơ sở cho chọn loài và xuất xứ sinh trưởng nhanh phục vụ trồng rừng đại trà [9]

Theo Nguyễn Hoàng Nghĩa (2000) [10], thì trong giai đoạn 1986 -

1992, diện tích trồng các loại bạch đàn ở Việt Nam chiếm tới 46,5% tổng diện tích trồng rừng trong đó:

2.1.4 Trồng rừng bạch đàn dòng vô tính

Cũng như nhiều loài cây rừng khác, bạch đàn có đời sống dài ngày và phải mất nhiều nhiều năm mới ra hoa kết quả Sau khi chọn được cây trội, muốn có giống tốt để đưa vào sản xuất phải xây dựng rừng giống, vườn giống

và lại phải đợi thêm một số năm để có thể thu được một lượng hạt đủ lớn để trồng rừng Nhân giống vô tính là một biện pháp hữu hiệu để duy trì những

được trưng tốt nhất của cây mẹ cho thế hệ sinh dưỡng tiếp theo, do đó nó được

áp dụng rộng r2i cho các loài bạch đàn có năng suất cao lại dễ nhân giống sinh dưỡng Nhiều cây trội và những cây lai F1 cho sản phẩm lớn được nhân giống theo phương pháp này để cung cấp giống tốt phục vụ trồng rừng đại trà [4], [5], [6]

Nhờ những kết quả nghiên cứu và thử nghiệm trong suốt 3 thập niên qua mà trồng rừng dòng vô tính đ2 trở thành hiện thực và mở rộng một hướng

đi đầy triển vọng, đặc biệt là cho trồng rừng các loài bạch đàn ở nước ta Vào

đầu những năm 1970, các nhà khoa học Pháp đ2 bắt đầu chương trình nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất cây hom bạch đàn có năng suất cao tại Trung tâm Kỹ thuật Lâm nghiệp Nhiệt đới (CTFT) Công-gô Công nghệ này nhanh chóng được áp dụng thành công ở Công-gô và nhiều nước khác, đặc biệt là sản xuất hàng loạt cây trội hoặc cây lai tự nhiên và nhân tạo Chỉ trong vòng 10 năm, từ 1978-2987, Công-gô đ2 trồng được 25.000 ha rừng bạch đàn bằng các dòng vô tính cao sản [7]

Quy trình công nghệ cũng tương tự được áp dụng thành công ở Braxin khi 25 công ty chính của nước này đ2 sản xuất được 270 triệu cây giống trong năm 1991 phục vụ trồng rừng, trong đó có tới 175 triệu cây hom bạch đàn Hàng năm Braxin trồng khoảng 45.000 ha rừng bạch đàn bằng cây hom năng xuất cao, dự kiến đạt năng suất tối thiểu 50-70 m3/ha/năm [30], [31]

Như vậy là nhờ vào những tiến bộ vượt bậc về kỹ thuật chọn giống và thực tiến nhân giống sinh dưỡng, chuyển giao kỹ thuật, ứng dụng cây lai mà trồng rừng dòng vô tính đ2 trở thành một thành tựu lớn trong những thập niên qua Những lợi ích của trồng rừng bằng dòng vô tính là [10], [32]:

(1) Giữ được các đặc tính quý của cây mẹ

Toàn bộ biến động di truyền của cây được chia thành 2 phần chính là: (i)-thành phần cộng dồn và (ii)-thành phần không cộng dồn, bao gồm thành phần trội và các thành phần khác Thông qua nhân giông hữu tính, chỉ có

thành phần cộng dồn là được chuyển từ cây mẹ cho hậu thế còn phần biến dị

di truyền không cộng dồn thì không Trong khi đó các dòng vô tính tốt nhất có thể đem theo toàn bộ biến dị di truyền, kể cả cộng dồn và không cộng dồn, nhờ chọn các cây mẹ ưu việt Như vậy chỉ qua chọn lọc dòng vô tính mới nhận

được đầy đủ tiềm năng di truyền của cây mẹ

(2) Giữ được tính trạng quý của cây lai

Sản xuất được hạt giống lai năng suất cao là rất khó khăn trong khi giâm hom và nuôi cấy mô nhiều khi lại dễ dàng hơn nên cây lai sau khi khảo nghiệm và tuyển chọn được nhân hàng loạt bằng công nghệ mô-hom và đưa nhanh vào trồng rừng đại trà Phương thức này đ2 được các nước Braxin, Nam Phi, Công-gô, Trung Quốc và nhiều nước khác sử dụng cho nhiều tổ hợp lai khác nhau

(3) Tạo các rừng trồng đồng đều

Do được nhân giống bằng các biện pháp sinh dưỡng nên các cây con của mỗi dòng vô tính thể hiện sự giống nhau về mặt di truyền và tạo ra các rừng trồng có sự đồng đều cao về cả kích thước và chất lượng so với rừng trồng từ hạt Đối với người sản xuất thì các rừng trồng từ dòng vô tính đem lại lợi ích từ mọi khâu kể từ trồng, chăm sóc, khai thác đến xử lý, chế biến sản phẩm

(4) Tăng thu nhanh, rút ngắn chu kỳ khai thác, tăng quay vòng vốn

và đất trồng

Nhờ sử dụng các biện pháp nhân giống hiện đại như giâm hom và đặc biệt là nuôi cây mô mà thời gian để nhân nhanh hàng loạt các cây giống vô tính cho trồng rừng từ cây đầu dòng đ2 gi2m đáng kể

Do năng suất cao, thời gian chờ đợi từ khi trồng đến khi khai thác giảm

đi rõ rệt làm cho vốn đầu tư vào trồng rừng cũng giảm theo, vốn và đất nhanh

được quay vòng và vì vậy lợi ích đầu tư sẽ tăng lên

2.2 Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch-thuỷ canh 2.2.1 Giới thiệu chung

Trồng cây trong dung dịch là kỹ thuật trồng cây không dùng đất, cây

được trồng trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng [43]

Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch đ2 có từ rất lâu, ở thế kỷ 17 Boyle

đ2 thử nghiệm cho cây trong lọ chỉ chứa nước thì thấy cây vẫn sinh trưởng bình thường Cho đến những năm 1960 Snack và Knop đ2 tiến hành các thí nghiệm trồng cây trong dung dịch để tìm ra các nguyên tố mà cây cần, cuối cùng đ2 đưa ra kết luận: để cây sinh trưởng và phát triển bình thường cây cần

10 nguyên tố chính là: C, H, O, N, P, K, Ca, S, Mg, Fe Trong những nguyên

tố nói trên nếu chỉ thiếu một nguyên tố, cây cũng không thể hoàn tất chu kỳ phát triển của mình Với sự phát triển của khoa học người ta đ2 tìm ra thêm 6 nguyên tố nữa mà thiếu nó cây cũng không thể sinh trưởng và phát triển bình thường được đó là: Cu, Mn, Mo, B, Cl [13]

Trong những năm 1930, tiến sĩ W Fgericke ở Califonia đ2 phổ biến rộng r2i ứng dụng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch ở quy mô công nghiệp

Cho đến nay đ2 có nhiều hệ thống trồng cây trong dung dịch được nghiên cứu và ứng dụng Có 6 hệ thống hydroponic cơ bản [41], [45], [47], bao gồm hệ thống dạng bấc (Wick), Thuỷ canh (Water Culture), Ngập & Rút

định kỳ (Ebb and Flow), Nhỏ giọt (Drip) (có hoàn lưu và không), Kỹ thuật

"Màng dinh dưỡng" (N.F.T – Nutrient Film Technique) và Khí canh(Aeroponic) Từ 6 hệ thống cơ bản này, có hàng trăm kiểu khác nhau nhưng nhìn chung, tất cả các hệ thống hydroponic đều là biến thể (hay kết hợp) của 6 loại này

* Ưu điểm của hệ thống này: [1], [19]

- Không cần đất canh tác nên trách được cày bừa và cỏ dại

- Chủ động được thời vụ, luân canh Chế độ tưới và bón phân không

bị động

- Hộp gọn nhẹ dễ di chuyển khi cần tránh gió b2o Và tất cả các hộp

đều được đặt trong nhà nên trách được sâu bệnh

- Năng suất cao hơn (từ 20% đến 500%) so với trồng trong đất – chủ yếu là do trồng tăng vụ

- Phẩm chất sản phẩm cao, sạch bệnh

- Dễ công nghệ hoá và thương mại hoá

- Hiệu quả kinh tế cao

* Nhược điểm của hệ thống:

- Đầu tư ban đầu lớn

- Yêu cầu kỹ thuật chặt chẽ

Hiện nay kỹ thuật này đ2 được nghiên cứu và ứng dụng rộng r2i nhất

là được sử dụng như là một kỹ thuật sau nuôi cấy mô Kỹ thuật này đ2 thành công trên rất nhiều cây như khoai tây, cà chua, dưa chuột và các loại rau khác…

2.2.2 Hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn của Trung tâm phát triển rau châu á (AVRDC)

Hiện nay, hệ thống này là tối ưu cho các nước đang phát triển Các nhà khoa học Việt Nam và Công ty R&D của Hồng Kông đ2 triển khai áp dụng hệ thống nay ở Việt Nam [1], [12], [19]

Hệ thống trồng cây trong dung dịch không hoàn toàn của AVRDC bao gồm:

- Thùng chừa nước (hộp xốp bằng polystyrene) để đựng dung dịch dinh dưỡng

- Khung hoặc giá đỡ

- Môi trường giá thể cho hạt hoặc cây con Môi trường có thể tạo thành trong giá đỡ hoặc tách biệt (cốc, chậu) tựa vào giá đỡ Cần có lưới đen để đảm bảo môi trường không lọt vào dung dịch dinh dưỡng

- Kích thước hộp gọn nhẹ, dễ di chuyển khi cần trách mưa b2o

- Tất cả các hộp được đặt trong nhà màn nên tránh được sâu bệnh 2.2.3 Cơ sở khoa học của kỹ thuật nhân cây bạch đàn bằng thuỷ canh 2.2.3.1 Cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển bình thường trong dung dịch

ở thế kỷ 17, John Woodward đ2 so sánh quá trình sinh trưởng của cây trong dung dịch đất, nước cất Cây vẫn sinh trưởng và phát triển trong môi trường dung dịch Mặc dù họ quan sát thấy cây trồng trong dung dịch đất sinh trưởng tốt hơn so với cây trồng trong dung dịch tinh khiết nhưng họ vẫn chưa biết đất đ2 cung cấp chất dinh dưỡng nào cho cây [19] Điều đó chứng tỏ cây

có thể sống trong dung dịch mà không cần đất Vậy cây trồng sẽ hấp thu dinh dưỡng như thế nào

Cây trồng hô hấp tạo ra các nguyên liệu cho sự trao đổi các ion khoáng trong dung dịch hoặc trên keo đất Hô hấp của rễ tạo ra CO2 Chất này tác dụng với nước để tạo H2CO3 rồi phân ly tạo ra H+ + HCO3- Ion H+ sẽ làm nguyên liệu để trao đổi với các cation (K+, Ca2+, NH4+…), còn HCO3- sẽ trao

đổi với các anion (NO3-, PO43-…) để các cation được trao đổi bám trên bề mặt

rễ và sau đó vận chuyển vào bên trong rễ [20]

2.2.3.2 Sự hô hấp của cây trồng trong hệ thống thuỷ canh

Hô hấp của thực vật tạo ra năng lượng và các sản phẩm trung gian cho quá trình trao đổi chất và các hoạt động sống của cây nên hô hấp có vai trò

điều tiết các quá trình trao đổi chất và các hoạt động sinh lý diễn ra trong cây

Có thể nói rằng hô hấp là trung tâm của các hoạt động sống trong cây

*Hô hấp và hút nước:

Sự hấp thu nước và vận chuyển nước đi lên các bộ phận trên mặt đất rất cần năng lượng được cung cấp trừ quá trình hô hấp của cây đặc biệt là của hệ thống rễ Nếu hô hấp của rễ bị ức chế thì sự xâm nhập nước vào rễ chậm và có thể bị ngừng lại

Hạn sinh lý có thể xảy ra khi thiếu oxy trong dung dịch hoặc đất, cây không hút nước đủ bù đắp cho lượng nước thoát đi và chúng mất cân bằng nước

*Hô hấp và hút khoáng

Trong trường hợp sự xâm nhập chất khoáng vào rễ ngược với gradient nồng độ thì nhất thiết phải cung cấp năng lượng Vì vậy, hô hấp của hệ rễ là rất cần thiết cho quá trình xâm nhập chất khoáng chủ động Nếu hô hấp của rễ

Photpho muốn được đồng hoá thì trước hết phải kết hợp với ADP để tạo nên ATP và sau đó P sẽ đi vào các hợp chất khác nhau trong quá trình trao đổi chất của cây Vì vậy, quá trình photphoryl hoá trong hô hấp là điều kiện cần thiết cho việc đồng hoá P

Cây trồng muốn hút được các nguyên tố dinh dưỡng và nước trong dung dịch, rễ cây cần hô hấp Như thế, muốn trồng cây trong dung dịch phải cung cấp liên tục Oxy cho rễ cây ngập trong dung dịch Chính vì thế, hàng loạt các

các hệ thống cây trồng trong dung dịch đ2 được nghiên cứu và đề xuất đều

đảm bảo cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây Vấn đề khoa học và kỹ thuật của trồng cây trong dung dịch tuần hoàn (chỉnh pH và xục khí tạo Oxy) đ2 được khắc phục ở hệ thống trồng cây trong dung dịch đơn giản nhờ tạo ra được dinh dưỡng có các tác dụng như kiểu dung dịch đệm giữ được độ pH ổn định liên tục [19], [20]

2.2.4 Một số ứng dụng kỹ thuật trồng cây bằng phương pháp thuỷ canh 2.2.4.1 Trên thế giới

Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch đ2 và đang áp dụng rộng r2i trên thế giới, đặc biệt là các nước có nền công nghiệp phát triển

Sau chiến tranh thế giới thứ 2, do nguyên nhân vệ sinh thực phẩm rau quả tươi và xà lách, quân đội Mỹ đ2 xây dựng một cơ sở quy mô lớn (ở gần Nhật Bản) để sản xuất rau, trong đó có 2 ha giành cho kỹ thuật trồng cây trong dung dịch Năng suất cây trồng đạt cao: dưa chuột 103 tấn/ha ( trong khi trồng cây trên đất chỉ đạt 35 tấn/ha) hành xanh 63 tấn/ ha (trong khi trồng trên đất chỉ đạt 25 tấn/ha) [23]

ở Nhật Bản, kỹ thuật này ứng dụng để trồng 135 ha rau (0,5% diện tích nhà kính) gồm: cà chua, dưa, rau diếp và xà lách vào năm 1997 và diện tích này tăng nhiều (khoảng 500 ha) vào năm 1983 - 1984 Năng suất cây trồng đạt được cũng khá cao: cà chua 130 - 140 tấn/ha/năm; dưa leo:250 tấn/ha/năm; xà lách 700 tấn/ha/năm Diện tích trồng cây trong dung dịch của Nhật Bản chiếm khoảng 0,8% diện tích trồng cây trong nhà kính đến 1992

Đến tận đầu năm 1975, ở Pháp mới chỉ ứng dụng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch để tuyển trọn giống hồng mới và trồng cây cẩm chướng ghép

từ mô phân sinh Nhưng sau đó việc trồng hoa và rau quả trong dung dịch đ2 phát triển nhanh chóng ở quy mô sản xuất và diện tích hiện nay (1992) là

300 ha [23]

ở Gabông kỹ thuật hydroponics chủ yếu được dùng để trồng cà chua, dưa chuột, dưa tây và rau diếp Cà chua trồng với mật độ 3,5 - 4 cây/

m2 Rau diếp trồng với mật độ 25 cây/m2, thu hoạch sau 30 - 45 ngày trong khi trọng lượng cây đạt khoảng 150g; năng suất dưa tây đạt 3kg/m2

Năm 1980, ở Ashby Massachuchetts (Hoa Kỳ) có cơ sở HYDROHARVERT sản xuất rau quanh năm với diện tích 3400m2 trong đó 69% dùng để trồng rau diếp, 13% trồng rau cải xoong, 13% trồng hoa cắt, 5% dùng vào mục đích thí nghiệm khác (cây giống mới, phương pháp sản xuất mới, ) [23]

Năm 1991, chỉ riêng ở Bắc Âu đ2 xó hơn 4000 ha cho rau trồng trong dung dịch Năm 1994, ở Mỹ có khoảng 220 ha rau trồng trong nhà kính, trong

đó 75% trồng không dùng đất và trồng trong dung dịch; các loài rau trồng trong dung dịch có cà chua, dưa chuột, rau diếp và ớt ( Stangenllini M.E và Rasmussen S.L., 1992) [23]

Hà Lan có tới 3600 ha, Nam Phi có 400 ha trồng cây trong dung dịch

ở Đài Loan, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được ứng dụng để trồng rau sạch và các loại rau dưa [13]

Ngành công nghiệp thuỷ canh thương mại của thế giới đ2 tăng từ 4 đến

5 lần trong 10 năm qua Diện tích canh tác bằng hệ thống thuỷ canh trên thế

giới tăng mạnh mẽ, năm 1940 chỉ là 10 ha, đến năm 1970 đ2 mở rộng khoảng

300 ha, và những năm 1980 đ2 lên đến 6,000 ha Tính đến năm 2001, diện tích này ước khoảng 20.000 đến 25.000 ha đạt giá trị xuất khẩu khoảng 6-8 tỷ USD [22]

Các nước sản xuất thương mại các sản phẩm từ công nghệ thuỷ canh lớn nhất là: Hà Lan (10.000 ha), Tây Ban Nha (4.000 ha), Canada (2000 ha), Nhật Bản (1000 ha), New Zealand (550 ha), úc (500 ha), Anh (460 ha), Mỹ (400 ha), ý (400 ha) ở châu á các nước phát triển nhất về thuỷ canh là: Singapore,

Đài Loan, Nhật Bản, Trung Quốc, Hồng Kông, Hàn Quốc, Malaysia [22]

Các cây trồng chủ yếu bằng hệ thống thuỷ canh là cây rau như cà chua, dưa chuột, ớt, cẩm chướng, đồng tiền… Các loại cây ăn quả như dâu tây, các loại dưa…

2.2.4.2 Việt Nam

Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch còn mới mẻ đối với Việt Nam Dự

án thuỷ canh do GS Lê Đình Lương (Đại học quốc gia) làm chủ nhiệm đ2

được triển khai thừ tháng 5 năm 1995 ở giai đoạn thử nghiệm, trường Đại học nông nghiệp I đ2 nghiên cứu trồng một số loại cây khác gồm rau ăn lá, ăn quả; Viện nghiên cứu Rau và Quả đ2 nghiên cứu vai trò, vị trí của thuỷ canh trong mô hình rau sạch, sở KHCN&MT Hà Nội đ2 triển khai thử nghiệm ở một số hộ nông dân ngoại thành Hà Nội

Hiện nay kỹ thuật này được nghiên cứu và ứng dụng rộng trên cây rau

và hoa Kỹ thuật này cũng được nghiên cứu và ứng dụng như là kỹ thuật sau nuôi cấy mô [12]

Một số nghiên cứu bằng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch trên cây rau tập trung vào thử nghiệm dung dịch dinh dưỡng và cải tiến dụng cụ trồng Kết quả nghiên cứu của Võ Kim Oanh (1996) [13], Nguyễn Khắc Thái Sơn

(1996) [18], Phạm Ngọc Sơn (2006) [17] đều khẳng định rau xà lách ( xà lách, cải ) trồng trong dung dịch sinh trưởng tốt, cho năng suất cao và đảm bảo chất lượng đông thời một số cải tiến trong kỹ thuật trồng cây trong dung dịch như cải tiến dung dịch trồng, dụng cụ trồng đ2 làm giảm đáng kể giá thành rau trồng trong dung dịch

Các tác giả Nguyễn Khắc Thái Sơn (1996) [18], Vũ Quang Sáng (2000) [14], [15] đ2 tiến hành trồng cây cà chua, ớt, dâu tây trong dung dịch và đều kết luận các loại cây trồng này đều sinh trưởng, phát triển tốt trong môi trường dung dịch dinh dưỡng như năng suất cà chua đạt 3,68 - 4,74kg/m2 Các tác giả

đ2 thử nghiệm một số dung dịch dinh dưỡng với mục đích tìm dung dịch thích hợp thay thế dung dịch nhập ngoại

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật trồng cây trong dung dịch như kỹ thuật sau nuôi cấy mô của Nguyễn Khắc Thái Sơn (2000) [18] và Nguyễn Quang Thạch (2006) [21] cho thấy:

- Khi trồng trong dung dịch cây dứa cayenne tăng khối lượng 8 lần so với trồng trên cát

- ứng dụng thuỷ canh vào giai đoạn vườn ươm của dứa in vitro đ2 rút ngắn được 25% thời gian xuất vườn và hầu hết các chỉ tiêu sinh trưởng khi xuất vườn đều được cải thiện so với phương pháp trồng cây trên giá thể thông thường (đất, cát )

- Cây chuối sau in vitro được ươm bằng thuỷ canh mập hơn, khoẻ hơn

ươm trên đất thịt nhẹ + cát và đất phù sa nên đ2 rút ngắn thời gian ở giai đoạn

được 2 thàng và kỹ thuật trồng cây trong dung dịch không ảnh hưởng đến hình thái và năng suất của chuối cấy mô ở giai đoạn sản xuất

Khoai tây nuôi cấy mô có tỷ lệ sống 90% trên thuỷ canh ( trong khi trên

đất chỉ đạt 40%), khả năng tạo củ giống bình thường và năng suất tăng gấp 8 lần so với trồng trên đất

Do phải đầu tư cao nên kỹ thuật trồng cây trong dung dịch còn chưa

được ứng dụng nhiều trong sản xuất ở Việt Nam, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch được coi là một trong những biện pháp kỹ thuật để sản xuất rau

an toàn Trước tiên là " Chương trình rau sạch-thuỷ canh" được tiến hành tại

xí nghiệp dinh dưỡng cây trồng Thăng Long huyện Từ Liêm - Hà Nội nhờ

sự giúp đỡ của liên hiệp hội KHKT Việt Nam và hội Khoa học đất Việt Nam với nhiều loại rau ăn lá, ăn quả và rau gia vị (Công ty phân bón Sông Gianh, 1998)

ở huyện Sóc Sơn Hà Nội, công ty TNHH Thiên Sơn có cơ sở sản xuất rau sạch bằng thuỷ canh với diện tích khoảng 200m2 với một số loại rau ăn lá (xà lách, cải )

2.3 Kỹ thuật khí canh (Aeroponic)

2.3.1 Giới thiệu chung

Công nghệ khí canh (Aeroponic techology) được nghiên cứu và phát triển lần đầu tiên tại trường đại học Pia của Italya bởi tiến sỹ Franco Massantini Hệ thống này ban đầu chỉ bao gồm các ống phun dung dịch trong các thùng xốp nuôi cấy Sau đó nó dần được cải tiến, rễ cây được làm hảo khí thường xuyên

và lắp thêm kỹ thuật siêu âm để tạo các bụi dinh dưỡng cung cấp cho rễ cây

Hệ thống khí canh (Aeroponic) được cấp bằng sáng chế quốc tế là hệ thống trồng cây trong môi trường giọt khí bao quanh và hệ sinh thái dinh dưỡng làm cho cây sinh trưởng, phát triển nhanh mà không cần đất hay dung dịch [37], [40], [46]

Khí canh có thể là hệ thống hydroponic dạng high- tech nhất Giống như

hệ thống N.F.T, chất trồng chủ yếu là không khí Rễ phơi trong không khí và

được phun sương bằng dung dịch dinh dưỡng Việc phun sương được thực

hiện vài phút một lần Do rễ phơi ra trong không khí nên rễ sẽ khô rất nhanh chóng nếu chu kỳ phun sương bị gián đoạn

Timer điều khiển bơm dinh dưỡng cũng như timer của máy bơm các hệ thống hydroponic khác, tuy nhiên timer của khí canh yêu cầu chu kỳ ngắn giúp chạy máy bơm vài giây trong mỗi chu kỳ vài phút

Đặc điểm của hệ thống trồng cây trong dung dịch không tuần hoàn, theo Nguyễn Quang Thạch (1995) [19]

Dung dịch dinh dưỡng phù hợp cho hầu hết các loại cây trồng Có một số dinh dưỡng còn có tác dụng như dung dịch đệm nên pH ổn định

Có khoảng cách thích hợp giữa mặt nước và gốc cây, tạo điều kiện cho một phần rễ nằm lơ lửng thở trong không khí một cách dễ dàng, phần rễ còn lại nhúng trong dung dịch để hút dinh dưỡng do vậy cây sinh trưởng và phát triển tốt mà không cần sục khí

Với cây có thời gian sinh trưởng ngắn thì không cần bổ sung dinh dưỡng

Đặc điểm chung của hệ thống khí canh:

- Có chế độ xen kẽ giữa phun dinh dưỡng và ngừng phun

- Mức nước có thể điều chỉnh, pH ổn định liên tục

- Toàn bộ hệ thống được điều khiển tự động chương trình hoá đặt theo các phần mềm chuyên dụng

ở phương pháp này rễ cây được đặt trong môi trường b2o hoà những giọt nhỏ (sương mù) dung dịch dinh dưỡng liên tục hoặc gián đoạn Cây được trồng trong những lỗ ở những tấm polystyren xốp hoặc vật liệu khác nhưng rễ cây thì treo lơ lửng trong môi trường không khí phía dưới tấm đỡ (thường được làm bằng xốp hoặc bọt biển), trong một hộp có phun mù vào thẳng rễ cây theo theo chu kỳ định kỳ tuỳ thuộc vào từng loại cây, từng giai đoạn sinh trưởng

giúp cây sinh trưởng và phát triển nhanh Thường thì phun mù 30 giây trong 3-5 phút đối với cây con, còn với những cây trưởng thành thì phun 30 giây trong 6 phút, 10 phút, 15 phút vào ban ngày và 1 đến 2 giờ vào ban đêm Dung dịch dinh dưỡng này được sử dụng tuần hoàn nhờ các đường ống được mắc sao cho một đầu ở trên nắp hộp còn đầu kia ở phía dưới Như thế phần lớn bộ

rễ nằm hoàn toàn trong bóng tối (tránh tảo sinh trưởng) Như vậy, rễ luôn

được giữ ẩm và dinh dưỡng được thông khí Rễ không có chỗ tựa nên thường cuộn rối với nhau và có ít lông rễ [22]

* sơ đồ hệ thống khí canh [37]

* Ưu điểm của kỹ thuật khí canh

- Môi trường hoàn toàn sạch bệnh

- Không dùng thuốc trừ sâu bệnh

- Chu trình khép kín từ trồng đến thu hoạch

- Tiết kiệm nước và dinh dưỡng do có thể điều khiển tự động hoá được thời gian phun dinh dưỡng, cây sinh trưởng nhanh và cho năng suất cao

- Lợi ích là giảm được các chi phí về nước 98%, giảm chi phí về phân bón 95%, giảm chi phí về thuốc bảo vệ thực vật 99%, tăng năng suất cây trồng lên 45% đến 75% [22], [39]

2.3.2 Một số ứng dụng kỹ thuật trồng cây bằng phương pháp khí canh

Kỹ thuật trồng cây trong dung dịch đ2 có từ rất lâu, ở thế kỷ 17 Boye đ2 thử nghiệm cho cây trong lọ chỉ chứa nước Tuy nhiên, kỹ thuật khí canh lại là một kỹ thuật mới Do ưu điểm nổi trội về năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của nó mà hiện nay nó đang được đưa vào trong sản xuất công nghiệp một cách rộng r2i

ở Singapore người ta ứng dụng kỹ thuật aeroponic để trồng cây rau diếp, bắp cải, cà chua, xu hào và một số loại rau ôn đối cung cấp cho nhu cầu rau tươi trong nước Rau diếp trồng bằng phương pháp này sẽ thu hoạch sau

25 - 30 ngày kể thừ khi reo hạt (trong điều kiện bình thường thì không thu hoạch nhanh như vậy) Rau ôn đới sản xuất ở Singapore trước đây rất khó khăn nay trở nên dễ dàng với kỹ thuật mới này Có nhiều loại rau ôn đới từ gieo hạt đến lúc thu hoạch là 100 ngày thì trồng bằng aeroponic chỉ tốn 45 -

50 ngày Dự tính đến năm 1997 lượng rau trồng trong tổ hợp aeroponic ở Singapore cung cấp thêm 20% nhu cầu tiêu dùng trong nước [22]

Do hiệu quả năng suất, chất lượng nên hiện nay, nhóm cây này đang là hướng nghiên cứu và ứng dụng vào sản xuất chính của kỹ thuật khí canh Trong đó, ứng dụng kỹ thuật khí canh vào sản xuất cây khoai tây và cây cà chua là chính Các nghiên cứu và sản xuất chủ yếu là tạo sản phẩm sạch bệnh, năng suất cao, hiệu quả kinh tế cao Viện Sinh học Nông nghiệp - ĐHNNI

nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật khí canh nhân nhanh cây khoai tây nuôi cấy mô [21]

ở thành phố Hồ Chí Minh, trên thị trường đ2 có các sản phẩm rau sạch bằng kỹ thuật trông cây trong dung dịch, trong đó có khí canh Mục tiêu chính của Hải Phòng hiện nay là nghiên cứu ứng dụng vào sản xuất cây rau theo kỹ thuật khí canh [17]

Đối với cây hoa thì kỹ thuật thuỷ canh được ứng dụng vào sản xuất nhiều hơn Tuy nhiên, hiện nay kỹ thuật khí canh cũng đang được nghiên cứu với đối tượng cây hoa nhằm tạo chất lượng sản phẩm tốt Các cây được nghiên cứu hiện nay như đồng tiền, cẩm chướng, hồng môn

Cây lâm nghiệp hiện nay chủ yếu được sản xuất theo phương pháp nuôi cấy mô nhằm mục đích sản xuất công nghiệp thu các hoá chất, dược liệu, sản xuất cây giống chất lượng Hầu như chưa có những nghiên cứu cụ thể trên cây lâm nghiệp bằng kỹ thuật khí canh Do đó, đề tài này được tiến hành nhằm nghiên cứu hiệu quả của kỹ thuật khí canh trên cây bạch đàn nói riêng và một phần cho cây lâm nghiệp nói chung