Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật phát triển cây cao su ở các tỉnh miền núi phía bắc

Phạm vi nghiên cứu Do hạn chế về thời gian, điều kiện và phương tiện nghiên cứu nên đề tài chỉgiới hạn đánh giá khả năng chịu lạnh ngoài đồng ruộng đối với một số DVT trênvườn cây KTCB t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT PHÁT TRIỂN CÂY CAO SU Ở CÁC TỈNH MIỀN

NÚI PHÍA BẮC

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2020

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỐT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT PHÁT TRIỂN CÂY CAO SU Ở CÁC TỈNH MIỀN

NÚI PHÍA BẮC

Chuyên ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 9620110

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn Khoa học: 1 PGS.TS Nguyễn Văn Toàn

2 TS Lê Văn Đức

HÀ NỘI - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu mà tôi trực tiếp tiến hành và

tổ chức thực hiện, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Toàn, TS Lê VănĐức tại Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, với sự cộngtác của Bộ môn Nông lâm kết hợp, một số đơn vị nghiên cứu thuộc Viện Khoa học

kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc và Khoa Khoa học Tự nhiên - Trườngđại học Hùng Vương

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực do tôi đúc kết và chưatừng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ để tác giả hoàn thànhluận án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều được ghi rõnguồn gốc

Hà Nội, ngày 28 tháng 5 năm 2020

Tác giả luận án

Nguyễn Xuân Trường

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn trực tiếp là:PGS.TS Nguyễn Văn Toàn - Viện trưởng Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâmnghiệp miền núi phía Bắc, TS Lê Văn Đức - Phó cục trưởng Cục trồng trọt, BộNông nghiệp và Phát triển nông thôn đã hết sức chỉ bảo, hướng dẫn để tác giả có thểhoàn thành được bản luận án này

Tác giả xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của Ban lãnh đạo Viện Khoa học

kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, Bộ môn Nông lâm kết hợp, Bộ môncông nghệ sinh học và bảo vệ thực vật, phòng phân tích đất và chất lượng nông sản

- Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc và Khoa Khoa học tựnhiên - Trường Đại học Hùng Vương trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sự giúp đỡ tận tình của Ban Đàotạo - Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam, các thầy giáo, cô giáo, bạn đồngnghiệp, gia đình và người thân đã quan tâm, giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiệnluận án

Tác giả xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 28 tháng 5 năm 2020

Tác giả luận án

Nguyễn Xuân Trường

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC KỸ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN vi

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH xiii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 4

5 Những đóng góp mới của luận án 5

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 6

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài nghiên cứu 6

1.1.1 Một số đặc điểm của cây cao su 6

1.1.2 Cơ sở khoa học nghiên cứu đánh giá khả năng chịu lạnh cây cao su 15

1.1.3 Đặc điểm khí hậu đất đai vùng miền núi phía Bắc 20

1.1.4 Cơ sở của việc trồng xen trong vườn cao su giai đoạn kiến thiết cơ bản 21

1.2 Một số kết quả nghiên cứu liên quan đến nội dung luận án 21

1.2.1 Kết quả nghiên cứu ngoài nước 25

1.2.2 Kết quả nghiên cứu trong nước 38

Chương 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53

2.1 Vật liệu nghiên cứu 53

2.1.1 Giống cao su 53

2.1.2 Phân bón 55

2.1.3 Cây trồng xen 55

2.1.4 Vật liệu khác 55

2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 55

2.2.1 Thời gian nghiên cứu 55

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu 55

2.3 Nội dung nghiên cứu của đề tài 55

2.3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng chịu lạnh của một số DVT cao su tại vùng miền núi phía Bắc 55

2.3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống cây cao su 55

2.3.3 Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác cây cao su 56

2.4 Phương pháp nghiên cứu 57

2.4.1 Phương pháp nghiên cứu nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và khả năng chịu lạnh của một số DVT cao su tại vùng miền núi phía Bắc 57

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu nội dung 2: Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống cây cao su 62

2.4.3 Phương pháp nghiên cứu nội dung 3: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác cây cao su 65

2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 68

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 69

3.1 Đặc điểm nông sinh học và khả năng chịu lạnh của một số DVT cao su tại vùng miền núi phía Bắc 69

3.1.1 Đánh giá khả năng chống chịu lạnh đồng ruộng 69

3.1.2 Đặc điểm nông sinh học của một số DVT cao su 77

3.1.3 Kết quả nghiên cứu đặc điểm hình thái giải phẫu lá cao su 84

3.1.4 Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh 96

3.2 Kết quả nghiên cứu kỹ thuật nhân giống cây cao su 109

3.2.1 Kết quả nghiên cứu xác định mật độ trồng vườn nhân 110

3.2.2 Kết quả nghiên cứu xác định lượng phân bón lót trên vườn nhân giống 113

3.2.3 Kết quả nghiên cứu xác định thời vụ đốn thích hợp trên vườn nhân 115

3.2.4 Kết quả nghiên cứu xác định thời vụ ghép phù hợp 118

3.2.5 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng bón phân kali đến khả năng chịu lạnh của cây giống cao su 122

3.3 Kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác cây cao su 134

3.3.1 Nghiên cứu về thời vụ bón phân 134

3.3.2 Ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng, năng suất cây cao su 135

3.3.3 Đánh giá lựa chọn cây trồng xen trong giai đoạn vườn cao su khép tán đến trước khi khai thác 144

3.3.4 Nghiên cứu khoảng cách trồng và thời gian thu hoạch riềng trên vườn cao su kiến thiết cơ bản 146

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 151

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 153

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 154

PHỤ LỤC 174

DANH MỤC KỸ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

BMA Bayesian Model Average: phương pháp lựa chọn mô hình tối ưu

Fv/Fm Chỉ số huỳnh quang diệp lục

g/c/c Đơn vị tính năng suất mủ: gram/cây/lần cạo

GERUCO Genneral Rubber Corporation: Tổng công ty Cao su Việt NamKTCB Kiến thiết cơ bản

LAR Leaf area ratio: Chỉ số diện tích lá

Lmg Linderman, Merender, Gold (một chỉ số thống kê trong phần mềm R

để xác định tầm quan trọng cho các biến đánh giá)LSD0,05 Sai khác nhỏ nhất ở mức ý nghĩa 0,05 hay độ tin cậy 95%

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

R Rainfall: Lượng mưa

ROS Reactive Oxygen Species: Gốc tự do oxy hóa

RRIC Viện nghiên cứu Cao su SriLanka

RRIM Viện nghiên cứu Cao su Malaysia

RRIV Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam

RWC Relative water content: hàm lượng nước tương đối

VRA Hiệp hội Cao su Việt Nam

VRG Tập Đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam

Thuật ngữ

Trong công trình này, các thuật ngữ và ký hiệu dưới đây được hiểu như sau:

- Stump (tum): Là phần cây còn lại sau khi đã cắt thân phía trên gốc của cây

cao su thực sinh được ghép và phần rễ bàng chỉ chừa lại rễ cọc Stump giống cao su

để cắm bầu thường cắt phần trên mắt ghép 5 cm và độ dài rễ cọc từ 25 - 30 cm tùytheo kích thước bầu

- Stump bầu có tầng lá: Là loại vật liệu trồng được hình thành bằng cách

cắm stump vào bầu và chăm sóc đến khi đạt 2 - 3 tầng lá ổn định đủ tiêu chuẩn xuấtvườn

- Bầu cắt ngọn: Là vật liệu trồng được hình thành bằng cách gieo hạt trực

tiếp trên bầu sau đó ghép, cắt ngọn và có bộ rễ ổn định

- Bầu có tầng lá: Là vật liệu trồng được hình thành bằng cách gieo hạt trực

tiếp trên bầu sau đó ghép, cắt ngọn và chăm sóc tiếp tục đến khi đạt 1 tầng lá ổnđịnh trở lên đủ tiêu chuẩn xuất vườn

- Vườn nhân giống: Là một vườn trồng các cây ghép (dòng vô tính) đã được

chọn lựa để cung cấp mắt ghép phục vụ nhân giống phục vụ sản xuất

- Gỗ ghép: Là cành ghép phát triển trên vườn nhân giống có kích thước

trung bình từ 1,2 - 2m, trên cành có nhiều mầm ghép (mắt ghép)

- Cành hữu hiệu: Cành gỗ ghép có chiều cao tối thiểu ≥ 1, 2 m, khỏe, tầng lá

trên cùng ổn định, dễ bóc vỏ, có đoạn gỗ xanh nâu có mắt ghép chưa bật chồi ngang

- Tỷ lệ gỗ ghép hữu hiệu: Là phần trăm sử dụng đoạn cành xanh nâu trên

tổng chiều dài cành gỗ ghép

- Mắt nách lá: là mắt ghép nằm trên phần tiếp giáp giữa cuống lá chính và

thân cành gỗ ghép

- Mắt vảy cá: Là mắt ghép nằm trên một vết sẹo lá nhỏ li ti ở đoạn thân

vươn dài giữa 2 tầng lá

- Tầng lá ổn định: Là giai đoạn tầng lá đã phát triển hoàn chỉnh.

- Tỷ lệ ghép sống: Là phần trăm số cây có mắt ghép sống trên tổng số cây

được ghép trên vườn ươm

- Tỷ lệ trồng sống (tỷ lệ sống): Là phần trăm số cây có chồi nảy từ mắt ghép

trên tổng số cây được trồng

- Vanh thân: Là chu vi thân của cây cao su.

- Hàm lượng cao su khô: Là tỷ lệ tính bằng phần trăm của khối lượng mủ

khô trong thể tích mủ nước

- Dòng vô tính: Trong nghiên cứu này, dòng vô tính được hiểu là tổng thể

cây đời sau được nhân giống vô tính bằng phương pháp ghép từ một cây mẹ

- Cao trình: Độ cao tuyệt đối so với mặt nước biển.

- Hệ số xác định (R 2 ): Là một chỉ số thống kê phản ánh mức độ biến động

của biến phụ thuộc được giải thích bởi biến độc lập

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sinh trưởng, năng suất mủ của cây cao su 7

Bảng 1.2 Một số đặc điểm khí hậu vùng trồng cao su tại miền núi phía Bắc so với điều kiện khí hậu vùng truyền thống tại Việt Nam và điều kiện thí hậu tối ưu 20

Bảng 1.3 Điều kiện khí hậu của một số vùng trồng cao su truyền thống và ngoài truyền thống trên thế giới 26

Bảng 2.1 Các thí nghiệm đánh giá khả năng chịu lạnh trên đồng ruộng, sinh trưởng và năng suất mủ của một số DVT cao su 57

Bảng 2.2 Chỉ tiêu đánh giá tổn hại do rét đối với cây cao su 59

Bảng 2.3 Phân cấp bệnh phấn trắng theo triệu chứng trên lá 61

Bảng 2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa tính đất 67

Bảng 2.5 Phương pháp phân tích hàm lượng dinh dưỡng lá 68

Bảng 3.1 Đặc điểm khí hậu tại một số vùng trồng cao sung ở vùng miền núi phía Bắc thời điểm tháng 1 năm 2011 69

Bảng 3.2 Mức độ thiệt hại của 30 DVT trên vườn sơ tuyển STPH 08 tại Phú Hộ - Phú Thọ tháng 2 năm 2011 71

Bảng 3.3 Mức độ thiệt hại của các giống trên vườn nhân VNPT tại Phú Hộ -Phú Thọ tháng 2 năm 2011 73

Bảng 3.4 Mức độ thiệt hại của các giống cao su tại vùng Tây Bắc tháng 2 năm 2011 75

Bảng 3.5 Mức độ thiệt hại của các giống cao su tại vùng Đông Bắc tháng 2 năm 2011 76

Bảng 3.6 Kết quả đánh giá tỷ lệ sống sau trồng và một số chỉ tiêu sinh trưởng trong năm trồng thứ nhất trên thí nghiệm TNPH 12 tháng 11/2012 78

Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả đánh giá sinh trưởng vanh thân và độ dày vỏ nguyên sinh của các DVT cao su trên thí nghiệm TNPH 12 79

Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả đánh giá sinh trưởng vanh thân trong giai đoạn

mùa Đông của các DVT cao su trên thí nghiệm TNPH 12 81

Bảng 3.9 Năng suất mủ của các DVT cao su trên thí nghiệm TNPH 12 trong

năm cạo đầu tiên 82

Bảng 3.10 Mức độ nhiễm bệnh phấn trắng đối với các dòng vô tính cao su

trên thí nghiệm TNPH 12 tại Phú Hộ - Phú Thọ từ năm 2013 đến

năm 2017 84

Bảng 3.11 Đặc điểm hình thái tầng lá của một số giống cao su 85

Bảng 3.12 Đặc điểm hình thái lá chét giữa của một số giống cao su 87

Bảng 3.13 Đặc điểm giải phẫu lá của một số giống cao su 89

Bảng 3.14 Thông số lựa chọn của một số mô hình tương quan giữa chỉ số

thiệt hại với một số chỉ tiêu giải phẫu lá 95

Bảng 3.15 Hàm lượng nước tương đối của một số giống cao su dưới điều

kiện nhiệt độ thấp 97

Bảng 3.16 Tương quan giữa chỉ số thiệt hại và các chỉ tiêu đánh giá 104

Bảng 3.17 Thông số lựa chọn của một số mô hình tương quan giữa chỉ số

thiệt hại với các chỉ tiêu đánh giá có hệ số xác định lớn 105

Bảng 3.18 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng chiều cao cành gỗ

ghép giống VNg 77-4 năm 2012 110

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến sinh trưởng đường kính cành gỗ

ghép giống VNg 77-4 năm 2012 111

Bảng 3.20 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng cho mắt ghép hữu hiệu

trên giống VNg 77-4 năm 2012 112

Bảng 3.21 Ảnh hưởng của lượng phân chuồng bón lót đến tăng trưởng đường

kính, chiều cao cành gỗ ghép VNg 77-4 năm 2012 113

Bảng 3.22 Ảnh hưởng của lượng phân chuồng bón lót đến khả năng cho mắt

ghép hữu hiệu trên vườn nhân giống VNg 77-4 năm 2012 114

Bảng 3.23 Hiệu quả kinh tế khi áp dụng lượng phân bón lót trên vườn nhân

giống VNg 77-4 năm 2012 115

Bảng 3.24 Ảnh hưởng của thời vụ đốn đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của

cành gỗ ghép VNg 77-4 tháng 8 năm 2013 115

Bảng 3.25 Ảnh hưởng của thời vụ đốn đến số chồi ngang của cành gỗ ghép

giống VNg 77-4 tháng 5 năm 2013 116Bảng 3.26 Ảnh hưởng của thời vụ đốn đến khả năng cho mắt ghép hữu hiệu

trên vườn nhân giống VNg 77-4 năm 2013 117Bảng 3.27 Ảnh hưởng của thời vụ ghép đến tỷ lệ sống của mắt ghép giống VNg

77-4 118Bảng 3.28 Ảnh hưởng của thời vụ ghép đến sinh trưởng của chồi ghép giống

VNg 77-4 119Bảng 3.29 Ảnh hưởng của thời vụ ghép đến tỷ lệ xuất vườn và chất lượng

cây giống xuất vườn của giống VNg 77-4 (tháng 3 năm 2014) 120Bảng 3.30 Hệ số nhân giống của một số biện pháp kỹ thuật tác động trên

vườn nhân giống VNg 77-4 121Bảng 3.31 Tương quan giữa chỉ số thiệt hại và các chỉ tiêu đánh giá 133Bảng 3.32 Ảnh hưởng của thời vụ bón phân đến sinh trưởng cây cao su giống

VNg 77-4 tháng 10 năm 2014 134Bảng 3.33 Ảnh hưởng của liều lượng phân bón đến chất lượng vườn cây

giống VNg 77-4 tháng 10 năm 2014 135Bảng 3.34 Ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng vanh thân của giống cao

su VNg 77-4 giai đoạn KTCB sau thời gian thí nghiệm 135Bảng 3.35 Ảnh hưởng của lượng bón đến chỉ số Fv/Fm của giống cao su

VNg 77-4 ở điều kiện nhiệt độ thấp (tháng 12 năm 2018) 137Bảng 3.36 Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất mủ giống cao su VNg 77-4

trong năm cạo đầu tiên (vườn KTCB tuổi 6) 138Bảng 3.37 Kết quả xác định hệ số xác định trung bình của các chỉ tiêu đánh

giá đối với năng suất mủ 139Bảng 3.38 Thông số lựa chọn của các mô hình tương quan giữa năng suất mủ

và một số chỉ tiêu đánh giá 140Bảng 3.39 Ảnh hưởng của lượng phân bón đến một số đặc điểm hóa tính đất

trên vườn cao su VNg 77-4 sau thời gian thí nghiệm 142Bảng 3.40 Ảnh hưởng của lượng phân bón đến hàm lượng dinh dưỡng lá cao

su giống VNg 77-4 143

Bảng 3.41 Kết quả đánh giá sinh trưởng của cây trồng xen trong vườn cao su

kiến thiết cơ bản 144

Bảng 3.42 Kết quả đánh giá năng suất của cây trồng xen trong vườn cao su

kiến thiết cơ bản 145

Bảng 3.43 Tổng hợp một số chỉ tiêu đánh giá sinh trưởng và phát triển của

cây riềng trồng xen trong vườn cao su khép tán thời kỳ KTCB146

Bảng 3.44 Ảnh hưởng của khoảng cách trồng xen riềng đến khả năng tăng

trưởng vanh thân cây cao su giống VNg 77-4 giai đoạn KTCB sau

trồng xen 147

Bảng 3.45 Đặc điểm hóa tính đất trên vườn cao su trồng xen riềng 148

Bảng 3.46 Hiệu quả kinh tế của của khoảng cách trồng và thời gian thu

hoạch cây riềng trên vườn cao su KTCB 149

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vùng phân bố tự nhiên của cây cao su theo Zeng xia (2011) 6

Hình 1.2 Vùng phân bố của các loài trong chi Hevea theo Wycherley(1992) 7

Hình 1.3 Con đường đáp ứng với các stress vô sinh ở thực vật Cao Phi Bang (2013) ROS: Reactive Oxygen Species, CDPK: Calcium Dependent Protein Kinase, DREB: DRE Binding factor, ABF: ABRE Binding Factor, HSF: Heat Shock transcription Factor, LEA: Late Embryogenesis Abundant, HSP: Heat Shock Protein, SOD: SuperOxide Dismutase 19

Hình 1.4 Diễn biến nhiệt độ, lượng mưa trung bình các tháng trong năm tại một số điểm trồng cao su tại vùng miền núi phía Bắc so với vùng truyền thống 21

Hình 1.5 Sản lượng cao su thiên nhiên phân theo vùng trên thế giới từ năm 1994-2017 [121] 25

Hình 1.6 Các khu vực trồng cao su truyền thống và phi truyền thống ở Đông Nam Á 27

Hình 3.1 Diễn biến nhiệt độ tối cao và nhiệt độ tối thấp trong tháng 1 và tháng 2 năm 2011 tại Phú Hộ - Phú Thọ 70

Hình 3.2 Diễn biến nhiệt độ tối cao và nhiệt độ tối thấp trong tháng 1 và 2 năm 2011 tại Chiềng Ban - Mai Sơn - Sơn La 70

Hình 3.3 Diễn biến sinh trưởng vanh thân của một số DVT cao su thời kỳ kiến thiết cơ bản 80

Hình 3.4 Đặc điểm hình thái tầng lá của một giống cao su 86

Hình 3.5 Hình ảnh lá chét giữa của một số giống cao su 88

Hình 3.6 Đặc điểm giải phẫu lá của một số giống cao su 91

Hình 3.7 Hình ảnh ảnh giải phẫu lá của mốt số giống cao su 93

Hình 3.8 Tương quan giữa chỉ số thiệt hại với một số chỉ tiêu giải phẫu lá 94

Hình 3.9 Kết quả lựa chọn mô hình tối ưu phản ánh mối tương quan giữa chỉ số thiệt hại với một số chỉ tiêu giải phẫu lá 95

Hình 3.10 Hàm lượng sắc tố quang hợp trong mô lá cây cao su 98

Hình 3.11 Huỳnh quang chlorophyll lá cây cao su 100

Hình 3.12 Hàm lượng proline trong mô lá cây cao su 101

Hình 3.13 Hoạt độ enzyme catalase trong mô lá cây cao su 102

Hình 3.14 Kết quả lựa chọn mô hình tối ưu phản ánh mối tương quan giữa chỉ số thiệt hại với các chỉ tiêu đánh giá 105

Hình 3.15 Hình ảnh mức độ thiệt hại trên lá của một số giống cao su sau 20 ngày xử lí nhiệt độ thấp 107

Hình 3.16 Đặc điểm sinh trưởng của cây cao su RRIV 124 123

Hình 3.17 Hàm lượng sắc tố quang hợp trong mô lá cây cao su giống RRIV 124 124

Hình 3.18 Hàm lượng sắc tố quang hợp trong mô lá cây cao su giống VNg 77-4 125

Hình 3.19 Huỳnh quang diệp lục lá cây cao su giống RRIV 124 127

Hình 3.20 Huỳnh quang diệp lục lá cây cao su VNg 77-4 128

Hình 3.21 Hàm lượng proline trong mô lá cây cao su giống RRIV 124 129

Hình 3.22 Hàm lượng proline trong mô lá cây cao su VNg 77-4 130

Hình 3.23 Hoạt tính enzyme catalase trong mô lá cây cao su giống RRIV 124 131

Hình 3.24 Hoạt độ catalase trong mô lá cây cao su VNg 77-4 132

Hình 3.25 Tương quan giữa các chỉ tiêu sinh trưởng với năng suất 139

Hình 3.26 Kết quả lựa chọn mô hình tối ưu phản ánh mối tương quan giữa năng suất và một số chỉ tiêu sinh trưởng 140

Hình 3.27 Mô hình hồi quy tuyến tính giữa năng suất mủ và vanh thân cây cao su 141

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Cây cao su Hevea brasiliensis (Muell.Agr) thuộc họ Euphobiaceae vốn là cây

mọc hoang dại trong lưu vực sông Amazon - Brazil và vùng kế cận [36], [158] Đây

là vùng nhiệt đới ẩm, lượng mưa trên 2.000 mm/năm, nhiệt độ cao và đều quanhnăm Các vùng trồng cao su trên thế giới hiện nay phần lớn ở vùng khí hậu nhiệt đới

có nhiệt độ trung bình năm 28±20C và biên độ nhiệt trong ngày là 7-80C [36] Cao

su thiên nhiên là một loại nguyên liệu quan trọng để phục vụ cho công nghiệp vàđời sống Cây cao su được Wickham di nhập vào châu Á năm 1876, được phát triểnmạnh từ những năm đầu của thế XX [92] Từ cuối thập niên 70 của thế kỷ trước,cây cao su đã được phát triển ở nhiều vùng có điều kiện khác xa so với vùng nguyênquán Amazon như: Đông Bắc - Ấn Độ, phía nam của Trung Quốc, Bắc và ĐôngBắc-Thái Lan, và phía Nam của Brazil [160] Hiện nay, diện tích cao su trên thếgiới khoảng 11,74 triệu ha với sản lượng 14,25 triệu tấn [132]

Cây cao su được di nhập vào Việt Nam năm 1897, sau đó được trồng chủ yếu tạivùng Đông Nam bộ Đây là vùng có nhiều điều kiện thuận lợi cho cây cao su sinhtrưởng, phát triển: Nhiệt độ trung bình năm từ 26 - 27oC, ít thay đổi trong năm; tốc độgió trung bình từ 2-3m/s; cao trình trồng thấp từ 30-250m [36],[92]. Trên phương diện

xã hội, trồng cao su góp phần hình thành cơ sở hạ tầng, thu hút lao động, tăng thu nhập,cải thiện đời sống cho người dân [8] Mặt khác, cây cao su được coi là một loại câyrừng trồng góp phần bảo vệ môi trường Đây là cây đa mục đích được sử dụng trong cảlĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp [9] Hiện nay, cao su là cây công nghiệp có diệntích lớn nhất tại Việt Nam (971.626 ha) [15],[38] và có đóng góp quan trọng trong việcphát triển kinh tế đất nước: kim ngạch xuất khẩu tăng từ 1 tỷ USD năm 2006 [14] lên2,25 tỷ USD năm 2017 [99] Diện tích quy hoạch phát triển cây cao su ở nước ta đếnnăm 2015 và định hướng đến năm 2020 là 800 nghìn ha Tuy nhiên, quỹ đất mở rộngcây cao su tại Đông Nam bộ hầu như không còn [50] Do đó, diện tích trồng mới chủyếu được phát triển tại vùng miền núi phía Bắc (50 nghìn ha) [20] Cây cao su được kỳvọng là loại hình sử dụng đất mang lại hiệu quả kinh tế cao tại vùng miền núi phía Bắc[86] với quỹ đất được xác định có khả năng phát triển là 161,9 nghìn ha

[25] Trong đó, diện tích thích hợp cao khoảng gần 90 nghìn ha [86] Như vậy, pháttriển cây cao su tại vùng miền núi phía Bắc có cơ sở khoa học và pháp lý.

So với vùng Đông Nam bộ, bên cạnh những điều kiện thuận lợi, vùng miền núiphía Bắc có hai hạn chế lớn nhất cho việc phát triển cao su đó là: Thứ nhất: Nhiệt độnhiệt độ trung bình trong năm từ 21- 23oC Trong đó, thời gian có ngưỡng nhiệt độ thấp

từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau (nhiệt độ tối thấp trung bình từ 10-150C) làyếu tố hạn chế chủ yếu đến sinh trưởng và phát triển của cây cao su Thứ hai: đất trồngcao su có độc dốc lớn từ 15 - 200, tầng canh tác mỏng, các chất dinh dưỡng tổng sốnghèo, dung tích cation trao đổi thấp [25] Như vậy, chúng ta nhận thấy để trồng câycao su hiệu quả bền vững ở vùng miền núi phía Bắc cần có các biện pháp khắc phụccác hạn chế nêu trên Trong đó, cần nghiên cứu tuyển chọn được những giống cao susinh trưởng tốt, năng suất cao và khả năng chịu lạnh; biện pháp kỹ thuật nhân nhanhgiống chịu lạnh này đáp ứng mục tiêu phát triển theo hướng cung cấp đủ giống cho nhucầu mở rộng diện tích cao su ở các tỉnh miền núi phía Bắc Đồng thời, cần nghiên cứucác biện pháp kỹ thuật về trồng trọt, thâm canh để nâng cao độ phì của đất, giảm xóimòn, rửa trôi đất giúp cho cây cao su sinh trưởng, phát triển nhanh, mạnh năng suất mủcao, rút ngắn được thời gian KTCB

Hiện nay, công tác nghiên cứu về tuyển chọn giống phù hợp cho vùng miềnnúi phía Bắc còn ít về số lượng, hạn chế về thời gian Trong khí đó, những giốngcao su phổ biến: PB 260, RRIV 3 và RRIV 4 không có khả năng thích ứng với điềukiện lạnh tại vùng miền núi phía Bắc [12],[16],[105] Bên cạnh đó, điều kiện nhiệt

độ thấp làm kéo dài thời gian cây gốc ghép đạt tiêu chuẩn dẫn đến việc áp dụng quytrình nhân giống cao su như vùng Đông Nam bộ gặp nhiều khó khăn Mặt khác, kỹthuật canh tác cây cao su mới chỉ giải quyết được những vấn đề như: thời vụ trồngthích hợp, lượng phân bón lót và phân khoáng sử dụng trong 2 năm đầu KTCB,lượng vật liệu tủ gốc phù hợp, phương pháp xử lý cây cao su non khi bị ảnh hưởngcủa lạnh và xác định được một số loại cây trồng xen trong giai đoạn đầu KTCB [2],[25] Một số vấn đề cần tiếp tục được nghiên cứu làm rõ như: giống cao su thíchhợp, kỹ thuật nhân giống (chuẩn bị mắt ghép, thời vụ ghép); loại cây trồng xen cókhả năng phát triển trong giai đoạn vườn cây bắt đầu khép tán đến khai thác, sử

dụng lượng phân khoáng trong giai đoạn vườn cây KTCB? Xuất phát từ những vấn

đề trên, đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật phát triển cây cao su ở các tỉnh miền núi phía Bắc” là hết sức cần thiết.

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu tổng quát

Tuyển chọn được những dòng cao su chịu lạnh và xác định được biện pháp kỹthuật nhân giống, canh tác phù hợp đáp ứng yêu cầu phát triển cao su bền vữngvùng miền núi phía Bắc

Mục tiêu cụ thể

Đánh giá được khả năng chịu lạnh, sinh trưởng và năng suất của của một sốdòng cao su mới lai tạo trong nước, nhập nội; xác định được dòng cao su thích hợpcho phát triển ở vùng miền núi phía Bắc

Đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật nhân giống cao su thích hợp cho vùngmiền núi phía Bắc

Xác định được một số biện pháp kỹ thuật canh tác chủ yếu trên vườn cao sautrồng, rút ngắn được thời kỳ KTCB

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tiến hành nghiên cứu trên 13 dòng vô tính cao su phổ biến: IAN 873,RRIC 100, RRIC 121, GT1, RRIM 600, RRIM 712, RRIV 1, RRIV 106, RRIV 124,

LT 74, VNg 77-2, VNg 77-4 , VNg 73-46 và 28 DVT cao su mới lai tạo trong nước(được trình bày kỹ ở phần giới thiệu giống cao su tại phụ lục 2)

Phạm vi nghiên cứu

Do hạn chế về thời gian, điều kiện và phương tiện nghiên cứu nên đề tài chỉgiới hạn đánh giá khả năng chịu lạnh ngoài đồng ruộng đối với một số DVT trênvườn cây KTCB tuổi 2 và 3; các thí nghiệm nghiên cứu về đặc tính nông sinh học,đặc điểm hình thái, giải phẫu lá; sự biến đổi của một số chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh; kỹthuật nhân giống, cây trồng xen được thực hiện tại Viện Khoa học kỹ thuật Nônglâm nghiệp miền núi phía Bắc (xã Phú Hộ - thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ) Nguồnvật liệu phục vụ nghiên cứu một số chỉ tiêu sinh lí hóa sinh; đặc điểm hình thái, giảiphẫu lá được lấy trên cây cao su ở dạng cây con có 1-2 tầng lá ổn định trong vườnươm và cành gỗ ghép trên vườn nhân giống

Nghiên cứu về phát triển cây cao su chỉ giới hạn ở các biện pháp tuyển chọngiống, kỹ thuật nhân giống, biện pháp canh tác thời kỳ KTCB hướng tới mục tiêulàm tăng khả năng sinh trưởng, tăng năng suất mủ, rút ngắn thời kỳ KTCB Đồngthời tăng năng lực cung cấp giống cao su chịu lạnh, đáp ứng nhu cầu mở rộng nhanhdiện tích trồng cao su ở các tỉnh miền núi phía Bắc Nội dung nghiên cứu của luận

án không hướng đến phát triển cây cao su theo hướng đa mục đích Ngoài ra, để đápứng mục tiêu nghiên cứu, đề tài kế thừa các thí nghiệm nghiên cứu được bố trí vànhững kết quả nghiên cứu của chính tác giả giai đoạn trước (2011-2015) Những kếthừa này đã được sự đồng thuận và cho phép của Viện Khoa học kỹ thuật nông lâmnghiệp miền núi phía Bắc

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Luận án là công trình nghiên cứu có tính hệ thống về đặc điểm thực vật họccủa cây cao su mà trọng tâm là tìm ra mối quan hệ giữa các chỉ tiêu hình thái, giảiphẫu lá và các chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh có liên quan đến khả năng chịu nhiệt độthấp Đây là cơ sở cho việc chọn lọc nhanh những cá thể định hướng cho mục tiêuchọn giống cao su chịu lạnh, góp phần giảm thời gian chọn giống

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp những cơ sở trong việc hoàn thiện quytrình kỹ thuật nhân giống cây cao su; là cơ sở cho việc tiếp tục nghiên cứu kỹ thuậtnhân giống cao su trong điều kiện sinh thái vùng miền núi phía Bắc; đồng thời cungcấp nguồn tư liệu tham khảo, giảng dạy về cây cao su ở vùng miền núi phía Bắc

Thông qua thí nghiệm dinh dưỡng trên đồng ruộng, luận án đã đưa ra nhữnggiả thuyết về tác động của lượng phân bón ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượngdinh dưỡng khoáng trong lá cao su và một số đặc điểm hóa tính đất Đây là nhữnggợi ý tốt cho các nghiên cứu sâu hơn

Ý nghĩa thực tiễn

Luận án chọn ra được những DVT cao su có khả năng chịu lạnh, năng suất cao

để khuyến cáo cho sản xuất cao su tại vùng miền núi phía Bắc Luận án đã hoànthiện được quy trình nhân giống; bổ sung một số biện pháp kỹ thuật trong sản xuấtcao su ở vùng miền núi phía Bắc như: lựa chọn cây trồng xen trên vườn cao su thời

kỳ chưa cho sản phẩm, lượng phân bón phù hợp Đây là những khuyến cáo hữu íchcho địa phương vùng nghiên cứu cả trên đối tượng người nông dân trực tiếp gieotrồng và đội ngũ cán bộ tham gia chỉ đạo sản xuất

5 Những đóng góp mới của luận án

Luận án là công trình nghiên cứu khá toàn diện đối với nguồn gen cao su mới laitạo và nhập nội được thử nghiệm tại vùng miền núi phía Bắc, chọn ra một số dòng cao

su khuyến cáo cho sản xuất: DVT 27, RRIV 124 và VNg 77-4 Trong đó, VNg 77-4 đãđược công nhận là giống cao su chịu lạnh được phép phát triển tại vùng miền núi phíaBắc; là công trình nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam tìm hiểu khả năng chịu lạnh củacác giống cao su kết hợp đánh giá biểu hiện hình thái, đặc điểm giải phẫu lá và sự thayđổi các chỉ tiêu sinh lý hóa sinh trong quá trình chịu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độthấp; thiết lập được hàm tương quan đa biến phản ánh mối liên hệ của chỉ số thiệt hạiđối với một số chỉ tiêu giải phẫu lá và chỉ tiêu sinh lí, hóa sinh

Luận án đã làm rõ sự khác biệt về thời vụ nhân giống so với vùng truyềnthống; kỹ thuật trồng, chăm sóc vườn nhân; xác định được phân bón kali có vai tròtăng khả năng chịu lạnh cho cây cao su giai đoạn vườn ươm; đề xuất được Quy trình

kỹ thuật nhân giống cây cao su cho vùng miền núi phía Bắc (được Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn công nhận là tiến bộ kỹ thuật)

Kết quả nghiên cứu của luận án bước đầu khẳng định: cây riềng là cây trồngxen có có hiệu quả trong thời kỳ vườn cây cao su khép tán đến giai đoạn đầu kinhdoanh; lượng phân bón tăng 1,5 lần so với quy trình kỹ thuật cây cao su năm 2012làm gia tăng sinh trưởng của cây cao su thời kỳ KTCB và gia tăng năng suất mủ có

ý nghĩa trong năm đầu khai thác; xác lập được mối quan hệ tuyến tính giữa năngsuất và vanh thân cây cao su; đưa ra những nhận định ban đầu về hàm lượng dinhdưỡng lá và đặc điểm hóa tính đất trên các công thức phân bón

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài nghiên cứu

1.1.1 Một số đặc điểm của cây cao su

1.1.1.1 Đặc điểm vùng phân bố tự nhiên của cây cao su

Các loài thuộc chi Hevea có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới Nam Mỹ, đặc biệt làlưu vực sông Amazone và vùng kế cận Rừng mưa nhiệt đới bao phủ phần lớn nhấtkhu vực Amazone, hầu hết Guyanas, miền Nam và miền Đông Venezuela, các sườnnúi của Đại Tây Dương ở Braxin và bờ biển Thái Bình Dương của Colombia vàmiền Bắc Ecuador [158] Hiện nay, có 10 loài cao su đã được nhận dạng:H.brasiliensis, H.guianensis, H.benthamiana, H.pauciflora, H.spruceana,H.microphylla, H.rigidifolia, H.nitida, H.camporum và H.Camargoana Trong 10loài thuộc chi Hevea chỉ có Hevea Brasiliensis (Muell.-Arg) được trồng rộng rãitrong thực tiễn sản xuất, có vùng phân bố nằm trong vùng 50 Bắc và Nam của xíchđạo, độ cao dưới 200 m, nhiệt độ trung bình tháng từ 25-280C, dư lượng mưa và gió

nhẹ quanh năm [158],[159], [179].

Hình 1.1 Vùng phân bố tự nhiên của cây cao su theo Zeng xia (2011) [180]

Hình 1.2 Vùng phân bố của các loài trong chi Hevea theo Wycherley(1992) [179]

1.1.1.2 Yêu cầu sinh thái và vùng phát triển cao su trên thế giới

Về điều kiện khí hậu: Tác giả Rao (1992) đã chỉ ra một số yêu cầu về khí hậutối ưu đối với cây cao su: lượng mưa trên 2.000 mm/năm, phân bố đều, không cómùa khô; số ngày mưa từ 125-150 ngày/năm; nhiệt độ tối đa từ 29-340C, tối thiểukhoảng 200C với nhiêt độ trung bình tháng từ 25-280C; độ ẩm không khí khoảng80%; gió vừa phải; số giờ nắng khoảng 2.000 giờ, trung bình 6 giờ mỗi ngày trongtất cả các tháng [161] Ảnh hưởng của các ngưỡng nhiệt độ đến khả năng sinhtrưởng, năng suất mủ của cây cao su đã được nghiên cứu

Bảng 1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sinh trưởng, năng suất mủ của cây cao su

trường 0 C

< 0 Thiệt hại do lạnh nghiêm trọng Jiang (1984)

< 5 Thiệt hại do lạnh Zongdao and Xueqin (1983)

<18 Năng suất nhựa giảm, Zongdao and Xueqin (1983)

18 Giới hạn cho phân hóa mô cây Zongdao and Xueqin (1983)

18-24 Tối ưu cho dòng chảy mủ Shuochang and Yagang (1990)

22-28 Thuận lợi cho dòng chảy mủ Shangpu (1986), jiang (1988)

27-30 Phạm vi tối ưu cho quang hợp Shangpu (1986), Shamshuddin (1988)30-40 Hô hấp vượt quá quang hợp, cây Lee and Tan (1979), Chandrashekar et

chậm phát triển và cháy lá non at.(1990), Ong et at (1998)Trung bình Sinh trưởng không đáng kể Jiang (1988)

tháng 20

đêm 7-10

Nguồn: Priyadarshan, P.M (2017) [158]

Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn tới khả năng sinh trưởng và cho năng mủ của câycao su Dựa trên điều kiện nhiệt độ, mỗi quốc gia, vùng trồng đều có những giốngcao su thích hợp riêng: Tại Ấn Độ, các giống cao su được phát triển trên diện rộngbao gồm: RRII 105, PB 260, RRII 414, RRII 417, RRII 422, RRII 430 [121] Trongkhi đó, tại Tripura (22o56’- 24o32’N) – đại diện vùng trồng cao su ngoài truyềnthống tại Đông Bắc của Ấn Độ những DVT có thành tích sinh trưởng và cho năngsuất cao bao gồm: RRIM 600, PB 235, RRII 208 và RRII 105 [120] Ở Trung Quốc(vùng trồng cao su chịu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ thấp) sử dụng giống cao

su có khả năng sinh trưởng tốt, cho năng suất cao và có khả năng chịu lạnh là mộttrong những biện pháp quan trọng trong kỹ thuật trồng cao su cho năng suất cao tạivùng Xishuanbanna [137] Một số DVT chịu lạnh, năng suất cao được khuyến cáotrên diện rộng như: Yunnan 277-5 (2.036 kg/ha/năm), SCATC 7-33-97 (1.977kg/ha/năm), Defeng 95 (1.619 kg/ha/năm), SCATC 88-13 (1.592 kg/ha/năm) [31]

và Vân nghiên 77-2, Vân nghiên 77-4 [25] Tại Việt Nam, vùng trồng cao su truyềnthống Đông Nam bộ được chú trọng phát triển những giống cho năng suất cao như:RRIV 1, RRIV 5, RRIV 124, PB 254, vùng Bắc Trung Bộ và Tây Bắc đang đượcđược khuyến các giống: RRIM 600, RRIM 712, RRIV 121, IAN 873 [106] Nghiêncứu tuyển chọn những giống cao su chịu lạnh là định hướng nghiên cứu và yêu cầuđặt ra để phát triển bền vững cao su tại vùng miền núi phía Bắc [11], [13],[14],[22]

Về điều kiện đất đai, cây cao su thích hợp với các vùng đất có cao trình tươngđối thấp (dưới 200 m) [36], [161]; ít dốc; pH đất từ 4,5-5,5 Đất trồng cao su lýtưởng có tầng canh tác sâu 2 m; trong đó không có tầng trở ngại cho sự tăng trưởngcủa rễ cao su như tầng nước ngầm, lớp đá ong, đá tảng, thành phân sét ở lớp đất mặt(0-30 cm) tối thiểu 20% và lớp đất sâu hơn tôi thiểu là 25% Trong thực tế, các loạiđất có chiều sâu tầng canh tác từ 1 m trở lên có thể xem là đạt yêu cầu để trồng cao

su Đối với cây cao su, các chất dinh dưỡng trong đất không phải là yếu tố giới hạnnghiêm trọng Tuy nhiên, nếu trồng cao su trên các loại đất nghèo dinh dưỡng, cầnđầu tư nhiều phân bón sẽ làm tăng chi phí đầu tư, giảm hiệu quả kinh tế [37] Dovậy, tại những vùng trồng cao su mới cần có nghiên cứu về lượng phân bón phù hợpgiúp cây cao su tăng cường khả năng sinh trưởng, rút ngắn được thời kỳ KTCB

1.1.1.3 Đặc điểm thực vật học của cây cao su

Cây cao su khi sống hoang dại tại vùng nguyên sản có chu kỳ sống trên 100năm, có dạng cây rừng lớn Trong điều kiện kinh doanh, cây trưởng thành cao tối đa

từ 25 - 30 m và đạt vanh thân tối đa là 1 m khi vào cuối chu kỳ kinh doanh Ở dạngcây thực sinh (cây phát triển từ hạt) có thân cây hình nón với vanh thân giảm dần từthấp lên cao; các cây cao su nhân trồng ở dạng cây ghép có thân cây hình trụ có mộtmối ghép (chân voi) phình to ra ở vị trí ngay phía trên mặt đất [36]

Cây cao su có hai loại rễ là rễ cọc (rễ cái, rễ trụ) và rễ bàng (rễ hấp phụ) Hệthống rễ bàng cao su phát triển rất rộng, phần lớn rễ bàng cây cao su nằm trong lớpđất mặt: 50% rễ tập trung ở lớp đất sâu 0 - 75 cm Lúc cây trưởng thành, khối lượngtoàn bộ hệ thống rễ cao su chiếm 15% khối lượng toàn cây

Lá cao su là lá kép gồm 3 lá chét với phiến lá nguyên, mọc cách Khi trưởngthành, lá có màu xanh đậm ở mặt trên lá và màu nhạt hơn ở mặt dưới lá Những đặcđiểm của lá chét giữa như: Hình dạng lá, kích thước lá, góc đầu lá, cấu tạo bìa lá,mặt cắt dọc lá, mặt cắt ngang lá, vị thế của lá chét; đặc điểm của tầng lá: hình dạngtầng lá, độ kín tầng lá, khoảng cách giữa hai tầng lá, màu sắc tầng lá được sử dụng

để nhận dạng giống cao su trên vườn nhân [69] Cây cao su từ tuổi 3 trở lên có hiệntượng rụng lá sinh lý còn gọi là rụng lá qua Đông [37] Ở thực vật, hình dạng vàkích thước của lá khác nhau tùy theo loài và môi trường sinh sống [4] Thực vật ônđới thường có kích thước lá nhỏ hơn thực vật nhiệt đới Cấu tạo giải phẫu của lágồm có: lớp cutin, biểu bì, mô dậu, mô khuyết, gân lá và hệ thống khí khổng ở mặttrên và mặt dưới của lá Một số đặc điểm giải phẫu lá được chứng minh có liên quanđến khả năng chịu lạnh ở thực vật: Ở thực vật lá kim [173], loài khoai tây chịusương giá [152], độ dày phiến lá và độ dày mô dậu tăng lên trong điều kiện nhiệt độthấp Độ dày phiến lá tăng lên trong điều kiện nhiệt độ thấp được ghi nhận ở cây lúa

mì [129], cây Quạ đen (Empetrum hermaphroditum) [168] và một số loại cỏ [147].

Nhiệt độ thấp cũng làm tăng độ dày mô dậu và độ dày biểu bì trên lá cây chè [33].Như vậy, đặc điểm hình thái, giải phẫu lá đặc trưng cho mỗi loài thực vật và có liênquan đến khả năng chống chịu với điều kiện ngoại cảnh Trong nghiên cứu này, đặcđiểm hình thái lá, tầng lá, chiều dày lá, chiều dày mô dậu, chiều dày lớp biểu bì vàgân lá được sử dụng trong việc đánh giá khả năng chịu lạnh của một số DVT cao su

Cây cao su từ 5 - 6 tuổi trở lên bắt đầu ra hoa (tháng 2 - tháng 3 dương lịch).Hoa cao su là hoa đơn tính đồng chu: hoa đực và hoa cái mọc riêng nhưng mọc trêncùng một cây Trên một chùm hoa, hoa đực thường tụ họp thành một nhóm từ 3 - 7hoa mọc ở đoạn dưới các nhánh thứ cấp Hoa cái mọc riêng lẻ từng cái ở đầu cành,hoa cái to hơn hoa đực Quả cao su hình tròn hơi dẹp có đường kính từ 3 - 5 cm, quảnang gồm 3 ngăn, mỗi ngăn chứa 1 hạt Bên trong vỏ hạt có nhân hạt gồm phôi nhũ

và cây mầm Phôi nhũ có dầu cao su chiếm 10 - 15% khối lượng hạt [158]

Vỏ cây cao su cấu tạo gồm 3 lớp: tầng mộc thiêm, lớp trung bì và lớp nội bì.Lớp nội bì chứa nhiều ống mủ và các ống mủ sắp xếp khít nhau thành từng hàng,càng sát tượng tầng số lượng ống mủ càng nhiều Tượng tầng có vai trò quyết địnhđến sinh trưởng và sản lượng của cây Tượng tầng của cây cao su hoạt động mạnh

và liên tục Sinh trưởng tượng tầng của cây cao su bị gián đoạn hoặc hạn chế trongmùa Đông Dòng vô tính nào có khả năng duy trì mức độ sinh trưởng trong mùađông hoặc ít chịu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ thấp chứng tỏ sinh trưởng củatượng tầng được duy trì tốt Đầy là cơ sở cho việc nghiên cứu sinh trưởng vanh thân

và mức độ tăng trưởng vanh thân trong giai đoạn mùa Đông đối với một số DVT

[37], [139] 1.1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và nhu cầu phân bón đối với cây cao su

Trong giai đoạn KTCB, cây cao su chủ yếu yêu cầu tăng trưởng nhanh, khỏe,các chất dinh dưỡng cây hút được để tạo nên sinh khối thực vật như rễ, thân, cành,lá Tỷ lệ tích lũy khối lượng của lá, cành non và rễ trên cây cao su cao nhất trongnăm đầu tiên nhưng giảm dần ở những năm tiếp theo Ngược lại đối với vỏ, thân vàcành có tỷ lệ tích lũy thấp trong năm đầu tiên và tăng mạnh nhất trong giai đoạn từnăm thứ 3 đến năm thứ 7 với tỷ lệ tích lũy từ 49,5%-71,1% Đây cũng là giai đoạncây có mức độ tăng độ dày vỏ cao nhất (0,6mm/năm) [35],[36] Cây cao su phâncành khi cây có tầng lá thứ 9 hoặc thứ 10, hệ thống rễ bàng phát triển tối đa khi cây

ra lá non sau thời gian rụng lá qua đông và tối thiểu vào giai đoạn lá già trước khirụng Thời kỳ ra lá mới, cây cần huy động các chất dinh dưỡng để tạo ra một khốilượng lớn chất xanh [36] Tốc độ tăng vanh thân cây là một đặc tính di truyền củagiống nhưng chịu ảnh hưởng của môi trường và điều kiện chăm sóc Chu kỳ kinhdoanh của cây cao su trải qua hai giai đoạn: thời kỳ KTCB và thời kỳ sản xuất kinh

doanh Mục tiêu chính của các biện pháp kỹ thuật chăm sóc là thúc đẩy sinh trưởngcủa vườn cây thời kỳ KTCB, sớm đưa vườn cây vào thời kỳ sản xuất kinh doanh.Nhu cầu dinh dưỡng của cây cao su rất khác biệt so với nhiều loại cây trồngkhác Trên thế giới hiện nay, trong khuyến cáo sản xuất và các công trình nghiêncứu phân bón cho cây cao su đều tập trung vào phân N,P,K và Mg trong trường hợpthiếu nghiêm trọng thông qua chẩn đoán dinh dưỡng Đạm Urê; quặng (lân tựnhiên), supe lân hoặc lân nung chảy và kali clorua là các dạng phân bón hiệu quả.Đối với nguyên tố trung lượng được sử dụng là Magiê (Mg) và lưu huỳnh (S) Nhucầu dinh dưỡng cần bổ sung cho vườn cao su KTCB và kinh doanh là đạm, lân, kali

và một phần Magiê [78] Tăng cường liều lượng phân vô cơ; phân bổ liều lượngphân vô cơ hợp lý theo từng năm tuổi là một trong những biện pháp được áp dụngnhằm rút ngắn thời gian KTCB vườn cây [74],[76] Nhu cầu phân bón của cây cao

su được khẳng định phụ thuộc vào điều kiện vùng trồng và thời gian sau trồng Theo

đó trên cùng một loại đất, nhu cầu phân bón bình quân hàng năm của cây cao sutrong năm thứ 3 và thứ 4 sau trồng gấp 2,0-2,5 lần so với những năm về sau [77].Các loại phân bón có ảnh hưởng quan trọng đến mức tăng trưởng của cây cao su,nâng cao hàm lượng các chất dinh dưỡng trong lá cao su Vai trò của các chất dinhdưỡng nói trên với cây trồng nói chung và cây cao su nói riêng đã được chỉ ra:Đạm là thành phần quan trọng của chất diệp lục, nguyên sinh chất và axitnucleic, là một loại dinh dưỡng thiết yếu, chiếm hàm lượng cao nhất trong các loạikhoảng chất trong cây cao su Đạm được cung cấp đầy đủ sẽ thúc đẩy quá trình tổnghợp các loại protein, nucleic axit và diệp lục, kích hoạt quá trình phần chia và pháttriển của tế bào, tăng số lượng lá và chu vi thân Thiếu đạm có thể làm suy giảm lụclạp, giảm khả năng tổng hợp diệp lục và protein Điều này sẽ thể hiện qua sự chậmphát triển, giảm năng suất [183] Tại Việt Nam, lượng phân đạm được sử dụng chocây cao su phụ thuộc vào tuổi cây và loại đất trồng: Trên đất trồng cao su hạng IIIthời kỳ KTCB, năm trồng thứ nhất bón 30 kg N/ha, từ năm thứ 2 đến năm thứ 8 ápdụng lượng bón 60 kg N/ha [108]

Lân có vai trò quan trọng đối với cây cao su Thông qua nhiều phản ứng hóahọc khác nhau, lân được tổng hợp vào các hợp chất hữu cơ, bao gồm các axit

nucleic (DNA và RNA), các protein có chứa photpho, lipid có chứa photpho, đườngphốt phát, các enzyme, và các hợp chất phốt phát giàu năng lượng,… Lân cũngtham gia vào một số chức năng quan trọng như: chuyển hóa năng lượng, quang hợp,vận chuyển đường, tinh bột và dinh dưỡng trong cây trồng cũng như chuyển các đặctính di truyền sang các thế hệ kế tiếp Nếu đủ lân sẽ giúp phát triển rễ và mủ cao suđược tổng hợp kịp thời Thiếu lân sẽ làm giảm khả năng mở rộng diện tích lá, giảmtrao đổi chất, cây chậm phát triển và giảm năng suất mủ [183] Nhu cầu lượng bónphân cho cây cao su phụ thuộc vào hạng đất và tuổi cây: Trên đất trồng hạng III,năm trồng thứ nhất sử dụng 30 kg P2O5/ha, từ năm thứ hai 2 đến năm thứ 2 áp dụnglượng bón 60 kg P2O5/ha [108].

Kali có vai trò tổng hợp và duy trì sự ổn định của protein, điều khiển tính thấmqua màng và pH, sử dụng nước điều chỉnh khí khổng Kali giúp cải thiện sử dụngánh sáng khi thời tiết lạnh và mây mù, nâng cao khả năng của cây chống rét và cácđiều kiện bất thuận khác [17] Kali kích hoạt ít nhất 60 loại enzyme khác nhau thamgia vào quá trình phát triển của cây Kali có vai trò tăng cường sinh trưởng rễ vàtăng khả năng chịu hạn, duy trì sức trương, giảm sự mất nước và héo rũ, giảm sự hôhấp và ngăn chặn sự mất năng lượng, cải thiện khả năng dịch chuyển của đường vàtinh bột, tăng khả năng tổng hợp mủ cao su [183] Đối với cây cao su, trên đất trồngcao su hạng III, năm trồng thứ nhất sử dụng lượng bón 15 kg K2O/ha, từ năm trồngthứ 2 đến năm trồng thứ 8 áp dụng lượng bón 30 kg K2O/ha [108] Kali là mộtnguyên tố dinh dưỡng khoáng có vai trò rất lớn đối với thực vật Vai trò của kaliliên quan đến nhiều quá trình sinh lí, hóa sinh của thực vật như hoạt hóa enzyme,hoạt động khí khổng, quang hợp, vận chuyển đường, nước và dinh dưỡng, tổng hợpprotein và tinh bột, chất lượng nông sản [189] Ngoài ra, kali còn có vai trò quantrọng đối với đáp ứng của thực vật với điều kiện bất lợi của môi trường [192] Kali

ở nồng độ cao đã được chứng minh có khả năng hoạt hóa hệ chống oxi hóa có liênquan đến khả năng chịu lạnh ở cây sâm (Panax ginseng) [186]

Magiê là nguyên tố trung tâm của diệp lục Magiê vừa là chất kích hoạtenzyme vừa là thành phần của nhiều enzyme Magiê tham gia vào quá trình tổnghợp đường và chuyển vận tinh bột, ổn định mủ nước trên cao su Thiếu magiê lá

cao su bị vàng ở phần phiến lá giữa các gân lá [37], [183] Phân bón Magiê làm tănghàm lượng Mg/P và giảm hàm lượng K/Mg trong mủ Nếu Mg có trị số cao thì mủ

dễ đông đặc [37] Tỷ lệ giữa MgO và K2O có sự khác biệt trong khuyến cáo phânbón ở một số nước Tỷ lệ này à 1/3 tại Ấn Độ [30], 1/3 tại Trung Quốc [183], 1/2 tạiThái Lan [30] và 1/5 tại Malaysia [183] Tại Việt Nam, Magiê chưa có mức khuyếncáo cụ thể về lượng bón cho loại phân này Trong nghiên cứu này, dựa trên tỷ lệNPK đang được khuyến cáo là 2:2:1, tác giả đã bổ sung lượng phân bón Magiê với

tỷ lệ 2:2:1:0,5 ở các công thức tăng lượng phân bón

Như vậy, sử dụng phân bón phù hợp là một trong những yếu tố quan trọngtrong việc thúc đẩy sinh trưởng cây cao su thời kỳ KTCB, sớm đưa vườn cây vàogiai đoạn kinh doanh Thông thường, thời kỳ bón phân cho cây cao su tại Việt Namđược chia làm 2 lần bón: lần 1 (tháng 5 dương lịch) lần 2 bón vào tháng 10 Tuynhiên, với điều kiện lạnh tại vùng miền núi phía Bắc đã làm ảnh hưởng đến thời kỳrụng lá và ra lá qua đông Do vậy, cần nghiên cứu thời vụ bón phân thích hợp đểcung cấp đủ dinh dưỡng, giúp cây sinh trưởng tốt

1.1.1.5 Hình thức nhân giống cây cao su

Trong thời kỳ đầu mới được di nhập vào châu Á, cây cao su được trồng trựctiếp từ hạt Năm 1916, Van Helten tìm ra phương pháp ghép cao su [93] Cây cao sughép cho năng suất cao hơn cây trồng từ hạt từ 40-70% Ngoài ra, cây cao su cònđược nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô Tuy nhiên, nhân giống bằngphương pháp nuôi cấy mô ít được ứng dụng vì đòi hỏi cơ sở vật chất và kỹ thuật ápdụng phức tạp Hiện nay, nhân giống vô tính bằng phương phép ghép vẫn là phươngpháp nhân giống chủ yếu để tạo cây con phục vụ sản xuất cao su trên thế giới cũngnhư tại Việt Nam [85] Một số loại vật liệu được sản xuất bằng phương pháp nàybao gồm: tum trần, tum bầu có tầng lá, bầu cắt ngọn và bầu có tầng lá Tuy nhiên,tum bầu có tầng lá và bầu có tầng lá là hai loại vật liệu chính được sản xuất do cónhững ưu điểm như: tỷ lệ sống cao sau khi trồng đại trà, tỷ lệ hoàn chỉnh vườn câycao, rút ngắn được thời kỳ KTCB từ 6- 12 tháng [26], [34], [55] Thời gian cần thiết

để sản xuất hai loại vật liệu này từ 9-11 tháng Để tiến hành công tác ghép cần có 2vật tư thực vật là mắt ghép và gốc ghép đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật:

Mắt ghép lấy trên những đoạn cành gỗ ghép cung cấp từ vườn nhân giống đạt chiềucao trung bình từ 1,2 - 2,0 m có màu xanh nâu, số mắt ghép hữu hiệu trung bình đạt 10 mắtghép/ 1m cành Loại mắt ghép chính được sử dụng là mắt nách lá và vảy cá Thông thường,1ha vườn nhân trồng với mật độ 25.000 cây/ha trong năm trồng thứ nhất có khả năng cungcấp 14.000-15.000 m gỗ xanh nâu, 22.000-24.000 m gỗ xanh nâu trong năm thứ 2 và từnăm thứ 3 trở đi có khả năng cung cấp trên 30.000 m gỗ xanh nâu/ha [29], [37] Từ nămthứ 2 có thể cung mắt mắt ghép cho 200-300 ha vườn sản xuất

[36] Lượng phân hữu cơ bón lót khuyến cáo theo mật độ trồng: 30 – 40 tấn phân hữu cơ+ 800 -1.100 kg phân lân cho mật độ trồng 25.000 cây/ha [29], [37]; 20 tấn phân hữu cơ +1.100 kg phân lân cho mật độ 20.000 cây/ha [101] Tùy theo mục đích sử dụng mà gỗ ghép

có thể sử dụng ở các dạng khác nhau: gỗ xanh (4-5 tháng tuổi), xanh nâu (6-8

tháng tuổi) và gỗ nâu (10-12 tháng tuổi) Vườn nhân giống được đốn định hình sau khiđược sử dụng gỗ ghép hàng năm và được cưa phục hồi sau 4-5 năm sử dụng [37] Một

số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cung mấp mắt ghép trên vườn nhân gồm có: bố trímật độ trồng cây mẹ, áp dụng lượng phân bón và thời vụ đốn thích hợp

Gốc ghép là các cây con được trồng bằng hạt, đảm bảo các tiêu chuẩn như: đườngkính thân đo ở chiều cao 10 cm cách mặt đất đạt tối thiểu 10 mm, khỏe mạnh, có đoạnthân gần gốc thẳng Các giống cao su có hạt sử dụng làm gốc ghép tốt như: GT 1, PB

235 (cây sinh trưởng khỏe, cây mầm có tỷ lệ bạch tạng thấp) Hiện nay, phương phápghép mắt xanh đang được áp dụng rộng rãi để nhân giống cao su Khi cây gốc ghép đạttiêu chuẩn, vườn ươm được ghép rải vụ từ tháng 2 đến tháng 8[110] Sau khi ghép, câyđược mở băng ghép sau 18-20 ngày, cắt ngọn ở vị trí 5cm cách mí trên của mắt ghép vàchăm sóc trong vườn ươm Để sản xuất bầu 1-3 tầng lá, lượng phân áp dụng cho lầnbón 1 sau cắt ngọn là 1,0 gN + 1,0 gP2O5 + 0,5 gK2O/cây; 2,0 gN + 2,0 gP2O5 + 1,0

gK2O/cây cho lần bón thứ 2 đến thứ 4 và 3,0 gN + 3,0 gP2O5 + 1,5 gK2O/cây từ thángthứ 5 Sau khi ghép, cây con cần cung cấp đủ dinh dưỡng để thúc đẩy khả năng sinhtrưởng của mầm ghép, tăng cường khả năng chống chịu và sớm đạt tiêu chuẩn xuấtvườn Tỷ lệ ghép sống là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến hệ số nhân giống, chịuảnh hưởng bời các yếu tố như: chất lượng gốc ghép, chất lượng mắt ghép, thời vụ ghép,tuổi cành ghép Như vậy, để nâng cao được hệ số nhân giống,

ngoài các biện pháp kỹ thuật trên vườn cây mẹ để tạo ra số lượng mắt ghép nhiều,chất lượng tốt cần xác định được thời vụ ghép thích hợp.

1.1.2 Cơ sở khoa học nghiên cứu đánh giá khả năng chịu lạnh cây cao su

1.1.2.1 Khái niệm và tác hại của nhiệt độ thấp ở thực vật

Tác hại của nhiệt độ thấp đến sinh trưởng phát triển của thực vật đã được đềcập nhiều theo Nguyễn Văn Mã (2015): Nhiều cây trồng nhiệt đới, cận nhiệt đới và

cả các cây ôn đới đều bị hại khi nhiệt đột thấp gần 100C Chịu lạnh là khả năng củathực vật chịu đựng được trong khoảng từ 00C đến 200C, không có đóng băng.Ngưỡng nhạy cảm lạnh của thực vật cũng thay đổi theo loài, thời kỳ sinh trưởng vàtừng bộ phận của cây trồng [44] Nguyên nhân cơ bản làm tổn thương các loại câytrồng ưa nhiệt là sự chuyển pha lipit màng từ trạng thái tinh thể lỏng sang trạng tháigen rắn Ở một số loài cây trồng nhiệt đới nhiệt độ chuyển pha cao (150C) so vớicây trồng vùng ôn đới (5-60C)

Khi nhiệt độ thấp, cường độ quang hợp của thực vật giảm sút, nhất là ở nhữngloài mẫn cảm với nhiệt độ thấp; khả năng điều chỉnh đóng mở khí khổng bị ảnhhưởng Lục lạp thường bị phá vỡ cấu trúc đã có trước đó, giảm hàm lượng diệp lục.Loài thực vật có khả năng chịu lạnh thường giữ được hàm lượng sắc tố quang hợpcao ở nhiệt độ thấp Ở điều kiện nhiệt độ thấp, sự giảm hàm lượng diệp lục,carotenoit, xantophin và giảm hoạt tính của chúng ảnh hưởng rất lớn tới quang hợp.Đối với hô hấp, nhiệt độ thấp gây ra tăng và giảm hô hấp Những sự thay đổi này cóthể khác nhau ở các loài thực vật khi gây lạnh với cường độ và thời gian khác nhau.Nhiệt độ thấp cũng gây ra tình trạng thiếu nước như trường hợp hạn hán

Tác động của lạnh gây ra khó khăn cho cây hút các ion khoáng từ đất, phá vỡ sựphân bố dinh dưỡng giữa các cơ quan và cuối cùng là giảm nồng độ của chúng ở trong

mô Thực vật bị lạnh giảm sút các hợp chất hữu cơ chứa photpho và tăng photpho vô

cơ Việc hấp thụ kali, canxi, magiê giảm ít hơn so với nitơ và photpho khi cây bị lạnh.Khi xử lý lạnh thấy sự hình thành gốc superroxit anion (O2-) tăng đáng kể và mang đặctrưng của loài cây Sự tổn thương cấu trúc màng, sự tách rời quá trình vận chuyển điện

tử và tổng hợp ATP dẫn tới tạo các gốc oxy hóa tự do nhiều ở lục lạp và ty thể Sự tăngcường H2O2 trong điều kiện lạnh cũng được phát hiện

1.1.2.2 Phản ứng chịu lạnh ở thực vật

Khi cây trồng chịu tác động của nhiệt độ thấp, các phản ứng chống chịu stresslạnh của thực vật sẽ diễn ra Theo Nguyễn Văn Mã (2015), các phán ứng đó gồmcó:

Thay đổi thành phần lipit màng: Để chống chịu lạnh, ở tế bào thực vật thườngthay đổi thành phần lipit màng, đối tượng liên quan đến tính thấm đối với nước.Màng có hàm lượng axit béo không no cao thường linh động hơn ở nhiệt độ thấp,giữ được độ nhớt thích hợp của lớp lipit kép và hoạt tính chức năng của màng trongđiều kiện nhiệt độ thay đổi Tổng hợp protein stress lạnh: khi gặp nhiệt độ thấp, thựcvật tăng cường biểu hiện một số nhóm gen có vai trò tăng sức chống chịu của câynhư: COR (cold responsive protein) Các protein được mã hóa tạo ra như dehydrin,protein sốc lạnh, protein chống đóng băng,

Tổng hợp các chất bảo vệ: trong quá trình tiếp xúc với nhiệt độ thấp, các loạiđường hòa tan có trong lá, bao gồm sacaroza, rafinoza và kể cả galactinol tăng lên đáng

kể Một loại axit amin là Proline cũng thấy tích lũy nhiều trong điều kiện nhiệt độ thấp,

có thể tăng lên gấp 2 lần so với đối chứng Theo Szabados, Laszlo (2010) thì Proline cóthể hoạt động như một phân tử báo hiệu để điều chỉnh các chức năng ty lạp thể, ảnhhưởng đến sự tăng sinh tế bào hoặc chết tế bào và kích hoạt biểu hiện gen cụ thể, có thểcần thiết cho việc phục hồi cây trồng khỏi stress[172] Hayat, Shamsul (2012) cho rằngProline là một axit amin, đóng một vai trò rất có lợi trong thực vật tiếp xúc với các điềukiện bất lợi Proline duy trì sự cân bằng tế bào hoặc sự thẩm thấu; ổn định màng do đóngăn ngừa rò rỉ; ngăn ngừa quá trình oxy hóa [136]

Hệ thống chống oxy hóa: lạnh thường gây stress oxy hóa Thực vật chống lạiquá trình này bằng các chất chống oxy hóa không phải enzym và các enzym chốngoxy hóa Các chất chống oxy hóa không phải enzym gồm có: Tocopherol, Glutation,Ascorbat, Antoxian Các enzym chống oxy hóa: Ascrobat peroxydaza (APX) vàCatalase (CAT) có vai trò ức chế enzym SOD (Superoxide dismutase) và loại bỏ

H2O2 ở thực vật trong điều kiện nhiệt độ thấp Do đó CAT có thể được sử dụng đểsàng lọc các giống chịu lạnh Ở nhiệt độ thấp, thực vật giảm tổng hợp các chất kíchthích có bản chất hormon và phi hormon; tăng cường tổng hợp chất ức chế, dẫn đếnkìm hãm quá trình sinh trưởng

Nhiệt độ thấp có thể gây ra sự ức chế sinh trưởng, sự phân hủy màng tế bào,

sự mất nước, mất cân bằng và mất chức năng trao đổi chất [181] Hoạt tính củaquang hệ II được phản ánh bởi huỳnh quang chlorophyll Sự nhạy cảm của hoạt tínhquang hệ II là một chỉ số cho biết thực vật đáp ứng như thế nào với sự thay đổi môitrường [117] Hiệu suất quang hóa của quang hệ II (Fv/Fm) liên quan đến năng suấtlượng tử quang hợp, chỉ số này thường giảm thấp hơn ở lá cây khi đặt trong các điềukiện bất lợi của môi trường như nhiệt độ thấp, hạn, mặn… [188]

1.1.2.3 Những thay đổi sinh lí liên quan đến tổn thương do lạnh trên cây cao su

Tình trạng nước trong cây: Quá trình tổn thương do lạnh diễn ra trong cây baogồm các phản ứng khử nước nguyên sinh chất Khi sự tổn thương tức thời xảy ra dolạnh (< 50C), tình trạng nước thay đổi đến một mức độ nhất định và sự xuất hiện cáctriệu chứng tổn thương do lạnh có phần chậm hơn so với các phản ứng sinh lí bêntrong Triệu chứng tổn thương do lạnh đặc trưng là sự chết ngược của bộ lá trên tán,sau đó đến chồi và thân Các tổn thương do lạnh là hệ quả của tương tác giữa nhiệt

độ thấp và sự mất nước của tế bào Ở các DVT có khả năng thích ứng với điều kiệnlạnh thì có hàm lượng nước liên kết trong tổng hàm lượng nước cao hơn các DVTkém thích nghi hơn Đáng chú ý là một số DVT có khả năng chịu hạn đồng thờicũng có khả năng chịu lạnh [43]

Quang hợp: Khi ở nhiệt độ lạnh, cường độ quang hợp của cây cao su bị giảmsút Một trong những nguyên nhân là: độ dẫn khí khổng trong lá bị giảm sút; sự phá

vỡ tổng hợp diệp lục, liên kết diệp lục với phức hợp protein-lipit; lục lạp bị phá vỡcấu trúc, giảm hàm lượng diệp lục Đối với cây cao su, nhiệt độ có mối liên hệ mậtthiết với tỷ lệ đồng hóa CO2: tỷ lệ đồng hóa CO2 bắt đầu tăng từ 90C và đạt tối ưu ởngưỡng 25-280C, tỷ lệ này giảm ở nhiệt độ 180C và lớn hơn 280C Trong điều kiệnlạnh chỉ số huỳnh quang diệp lục giảm, tỷ lệ giảm hàm lượng diệp lục và carotenoid

ở những DVT cao su chịu lạnh thấp hơn so với DVT mẫn cảm [141]

Hô hấp: Ở cây cao su có 3 kiểu hô hấp vào mùa đông: Thứ nhất, trong khoảngnhiệt độ thấp nhất định, cường độ hô hấp giảm theo sự giảm của nhiệt độ không khí.Quá trình trao đổi chất suy yếu giúp cây có thể thích ghi với điều kiện môi trường.Thứ 2, mức trầm trọng của các tổn thương do lạnh có quan hệ mật thiết với cường

độ hô hấp Những cây bị tổn thương do lạnh có cường độ hô hấp cao, mức tổnthương càng nặng thì cường độ hô hấp càng cao Thứ ba, cây cao su trở lại sinhtrưởng bình thường sau khi qua đông Trong các nghiên cứu cho thấy việc xử lýlạnh làm tăng hàm lượng ATP ở các DVT chịu lạnh đến một mức nào đó trongkhoảng thời gian nhất định trước khi nó trở lại và duy trì ở mức độ khi chưa được

xử lý Trong khi đó ở các DVT mẫn cảm với lạnh có sự giảm đáng kể hàm lượngATP (còn 69,4% so với trước khi xử lý) Nhiệt độ thấp làm suy giảm hoạt tính củaenzyme catalase trong lá cao su Thời gian xử lý lạnh càng dài, mức độ tổn thươngcàng nặng và hoạt tính của enzyme càng thấp [43]

Biến đổi của màng sinh học: Vào mùa đông, ở các DVT mẫn cảm với lạnh,các lỗ trên màng nhân giãn ra và qua đó các chất trong nhân tế bào di chuyển ra tếbào chất và ngược lại Sự di chuyển qua lại thường xuyên các chất trong nhân và tếbào chất kết hợp với sự phân bào liên tục làm cho những DVT này dễ bị tổn thương

do thời tiết lạnh Trong khi đó, các DVT chống chịu quá trình trên diễn ra ngược lại

Sự ổn định về cấu trúc của nhân tế bào và lục lạp quan hệ thuận với tính chống chịutrong khi sự phá vỡ màng nguyên sinh lại có mối tương quan nghịch với tính chốngchịu của cây Sự tổn thương màng do nhiệt độ thấp làm tăng tính thấm của màng và

sự thất thoát của các ion Thành phần lipit trong màng nguyên sinh chất đóng mộtvai trò nhất định trong việc chống chịu lạnh của cây Những DVT có khả năng chịulạnh có hàm lượng acid béo chưa bão hòa cao hơn ở các DVT mẫn cảm với lạnh.Khi cây cao su chịu tác động của không khí lạnh trong mùa đông hay sự gâylạnh nhân tạo, sự tổng hợp các chất chiếm ưu thế trong quá trình trao đổi chất củacây tạo ra một số chất dự trữ vào giai đoạn đầu ở ngưỡng nhiệt độ thấp có thể chịuđựng được và thời gian duy trì nhiệt độ thấp tương đối ngắn Tuy nhiên, trong điềukiện nhiệt độ giảm thấp hơn sẽ làm giảm hàm lượng carbonhydrate trong lá đồngthời cản trở sự tổng hợp chất này Nhiệt độ thấp thúc đẩy quá trình trao đổi nitrogencủa cây cao su theo khuynh hướng phân hóa hơn là tổng hợp; ức chế hoạt động tổnghợp của các amino acid và các amin trong khi lại thúc đẩy sự phân hủy chúng; cácacid hữu cơ và amino acid tự do không thay đổi về loại nhưng thay đổi về nồng độ

Khô hạn Stress thẩm thấu

LạnhMặn

- Sự mất cân bằng Sự mất nước

nội bào

- Phá hủy protein,Phá hủy màng

Tiếp nhận tín hiệu

Các chất nhận tín hiệu

(mở kênh canxi, tính lỏng của màng)

Sự truyền tín hiệu

Tín hiệu thứ cấp (Ca2+, ROS)

Cảm biến Ca 2+ , MAP kinase, CDPK, Phosphatase

Sự biểu hiện các gen điều hòa

Tác nhân phiên mã

(DREB, ABF, bZip, MYB, HSF, NAC, WRKY, …)

Sự biểu hiện các gen thực thi

HSP, LEA, SOD, Aquaporin, tổng hợp đường đơn, …

Các đáp ứng sinh lý

Thiết lập lại cân bằng thẩm thấu Bảo vệ màng và các phân tử protein

Sự giải độc hóa

Chống chịu với các stress

Hình 1.3 Con đường đáp ứng với các stress vô sinh ở thực vật Cao Phi Bang (2013)[123].ROS: Reactive Oxygen Species, CDPK: Calcium Dependent Protein Kinase, DREB: DRE Binding factor, ABF: ABRE Binding Factor, HSF: Heat Shock transcription Factor, LEA: Late Embryogenesis Abundant, HSP: Heat Shock Protein, SOD: SuperOxide Dismutase

Như vậy, nhiệt độ thấp là nhân tố gây ra những biến đổi đối với quá trình sinh lýcủa thực vật nói chung và cây cao su nói riêng Khả năng chống chịu của cây trong điềukiện nhiệt độ thấp có thể tìm hiểu qua một số chỉ tiêu như: Hiệu suất quang hóa củaquang hệ II (Fv/Fm), hàm lượng sắc tố quang hợp, hàm lượng proline và enzymecatalase trong lá Đây là những chỉ tiêu được tìm hiểu trong nghiên cứu này

1.1.3 Đặc điểm khí hậu đất đai vùng miền núi phía Bắc

1.1.3.1 Đặc điểm khí hậu

Vùng miền núi phía Bắc có nhiệt độ trung bình năm từ 21-230C Chỉ số chênhlệch nhiệt độ trung bình tháng ở miền Bắc dao động từ 9-140C, trong khi ở Nam bộ,chỉ số này là 3-40C Biên độ nhiệt độ dao động từ 4-110C, biên độ nhiệt dao độnglớn nhất tại vùng Tây Bắc trong tháng 2 và 3 (14-150C) Nguyên nhân chủ yếu của

sự phân hóa này là do miền Bắc chịu ảnh hưởng của gió mùa cực đới trong mùaĐông tạo thành một giai đoạn khí hậu lạnh Mùa mưa ở Bắc bộ bắt đầu từ tháng 4-5

và kết thúc vào tháng 10, vùng Tây Bắc mùa mưa kết thúc giữa tháng 11 Lượngmưa tập trung lớn nhất tại vùng miền núi phía Bắc từ tháng 6 đến tháng 8, trong khimùa đông giảm cả về lượng và số ngày mưa Độ ẩm thấp thường tập trung vào cáctháng 1,11,12 [28]

Bảng 1.2 Một số đặc điểm khí hậu vùng trồng cao su tại miền núi phía Bắc so với

điều kiện khí hậu vùng truyền thống tại Việt Nam và điều kiện thí hậu tối ưu

Nhiệt độ trung bình (0C) 22,8 22,5 21,5 22,9 23,6 26,7 25-28Nhiệt độ trung bình tối 29,1 28,9 27,1 27,8 27,8 33,1 29-34cao (0C)

Nhiệt độ trung bình tối 19,4 18,7 17,9 20,0 20,7 22,8 20,0thấp (0C)

Nguồn: Tổng cục thống kê 2001-2009; * Nguồn: Rao (1992) [161] Như vậy có thể

thấy rằng điểm hạn chế lớn nhất về điều kiện khí hậu tại một số điểm trồng cao su

tại vùng miền núi phía Bắc so với vùng trồng cao su truyềnthống như Đồng Phú (Bình Phước) tại Việt Nam và điều kiện khí hậu tối ưu đối vớisinh trưởng và phát triển của cây cao su là điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ trung bình

tại các điểm dao động từ 21,5-23,60C là thấp hơn so với vùng truyền thống và yêucầu tối ưu; nhiệt độ trung bình tối cao đều thấp hơn so với yêu cầu; giá trị nhiệt độtrung bình tối thấp (17,9-20,70C) đều nằm trong ngưỡng gây hạn chế đến sinhtrưởng của cây cao su.

Nguồn: Tổng cục thống kê 2001-2009

Hình 1.4 Diễn biến nhiệt độ, lượng mưa trung bình các tháng trong năm tại một số

điểm trồng cao su tại vùng miền núi phía Bắc so với vùng truyền thống

Điều kiện nhiệt độ thấp tại vùng miền núi phía Bắc thường kéo dài từ tháng 11,

12 năm trước đến hết tháng 3 năm sau; nhiệt độ cao duy trì từ tháng 4 đến tháng 10.Mức độ ảnh hưởng của stresst nhiệt độ đối với cây cao su tại miền núi phía Bắc nghiêmtrọng hơn các vùng trồng khác [175] Ngoài yếu tố nhiệt độ, về số giờ nắng tại cácđiểm trồng cao su tại vùng miền núi phía Bắc cũng thấp hơn so với vùng Đông Nam

Bộ Đặc biệt như tại Phú Hộ (1.397 giờ/năm) và Nghĩa Lộ (1472 giờ/năm) Những đặcđiểm này đặt ra vấn đề càn tuyển chọn được giống cao su lạnh cho Vùng

Tại vùng miền núi phía Bắc lượng mưa phân bố chủ yếu từ tháng 4 đến tháng

9 hàng năm, lượng mưa thấp trong các tháng 1,2,3,11 và 12 Ngoài Lai Châu cólượng mưa tương đối cao (2.112mm/năm), các điểm phát triển cây co su khác như:Sơn La, Điện Biên, nghĩa Lộ và Phú Hộ đều có lượng mưa thấp Thời gian có lượngmưa thấp trùng với thời gian có nhiệt độ thấp làm ảnh hưởng đến khả năng sinhtrưởng của cây cao su

1.1.3.2 Đặc điểm đất trồng cao su ở miền núi phía Bắc

Đất có khả năng trồng cao su tại vùng miền núi phía Bắc thuộc nhóm đất đỏvàng (đất đỏ vàng trên đá macsma bazơ và trung tính, đất đỏ vàng trên đá sét vàbiến chất và đất đỏ vàng khác) Trong tổng số 161,9 nghìn ha đất có khả năng trồngcao su tại các tỉnh Tây Bắc, diện tích trồng cao su chủ yếu tập trung trên nhữngvùng có độc dốc từ 15-200 Các loại đất hiện trạng chủ yếu là đất màu đang trồngcây hàng năm, đất chưa sử dụng và đất rừng sản xuất nghèo Diện tích có khả năngtrồng cao su tập trung khoảng 40% Phần lớn diện tích đất trồng cao su đang đượcngười dân canh tác, là nguồn sống của họ Đất trồng cao su có tầng canh tác mỏng;

độ chua pH trên dưới 4,5; các chất dinh dưỡng tổng số nghèo, dung tích cation traođổi thấp [25], [50]

Tống Viết Thịnh (2009) đã đề cập một số hạn chế về dinh dưỡng đất trồng cao

su tại vùng miền núi phía Bắc: đất bị rửa trôi mạnh, độ bão hòa bazơ thấp, hàmlượng mùn không cao, lân tổng số và lân dễ tiêu thấp, magiê trao đổi rất thấp [75].Kết quả đánh giá đặc điểm đất đai và yếu tố hạn chế trong đất nông nghiệp vùngTây Bắc Việt Nam Nam cho thấy: 65,6% diện tích đất có độ dốc từ 8-250, độ nobazơ có chiều hướng giảm Hầu hết các loại đất có hàm lượng hữu cơ và đạm ở mức

độ trung bình đến nghèo Hàm lượng lân dễ tiêu ở mức thấp tới trung bình thấp vàhàm lượng lân tổng số ở mức trung bình Hàm lượng kali trong đất đều ở mức thấpđến trung bình thấp Đất có xu thế thoái hóa về độ phì nhiêu Do vậy, việc bón bổsung dinh dưỡng cho đất là một trong những biện pháp khắc phục những yếu tố hạnchế nêu trên [60]

Đánh giá đặc điểm đất đai có khả năng trồng cao su tại vùng miền núi phíaBắc so với yêu cầu tối ưu của cây cao su cho thấy: điều kiện đất trồng cao su cónhững giới hạn về mức độ tập trung, độ dốc lớn và đặc biệt là thành phần dinhdưỡng đất được đánh giá ở mức nghèo đến trung bình Mặc dù đối đối với cây cao

su, các chất dinh dưỡng trong đất không phải là yếu tố giới hạn nghiêm trọng nhưng

rõ ràng đầu tư phát triển cao su trên những vùng đất nghèo dinh dưỡng đồng nghĩavới việc gia tăng chí phí cho đầu tư phân bón Điều này làm cho chi phí đầu tư trồngcao su tại vùng miền núi phía Bắc sẽ cao hơn mức đầu tư tại vùng Đông Nam bộ

1.1.4 Cơ sở của việc trồng xen trong vườn cao su giai đoạn kiến thiết cơ bản

1.1.4.1 Yêu cầu phát triển bền vững

Quỹ đất trồng cao su tại vùng miền núi phía Bắc chủ yếu được chuyển đổi từđất canh tác của người dân, phân tán và có độ dốc lớn Do đó, các kỹ thuật canh táccây cao su một mặt cần hướng đến giá tăng mức sinh trưởng của cây để rút ngắnthời gian KTCB mặt khác cần hướng đến mục tiêu hạn chế xói mòn, tăng độ phì củađất và đồng thời tạo ra thu nhập cho người dân trồng cao su trước khi vườn cây cao

su đưa vào khai thác Xem xét đặc điểm vườn cao su KTCB cho thấy: thời gian kiếnthiết cơ bản kéo dài từ 6-8 năm; tùy độ dốc, mật độ từ 500-571 cây/ha (hàng cáchhàng từ 7-8m và cây cách cây là 2,5m) [109]; trong 2 năm đầu sau trồng, cây cao suchủ yếu phát triển về chiều cao, bộ rễ sẽ phát triển vào giữa hàng từ năm thứ 3 trở

đi Ánh sáng giữa các hàng cao su tương đối dồi dào Chính những đặc điểm này là

cơ sở cho việc xen canh trong vườn cao su để đáp ứng các mục tiêu trên

Trồng xen trong cao su thời kỳ KTCB cho thấy không có ảnh hưởng xấu đếntăng trưởng, trong nhiều trường hợp sự tăng trưởng của cao su được cải thiện Điềunày phụ thuộc vào loại cây trồng xen, kỹ thuật canh tác, lượng phân bón áp dụng vàquản lý cỏ dại [5],[23],[25], [98],[135],[142]

Mặt khác, trồng xen canh trong vườn cao su thời kỳ KTCB đã đưa ra nhữngbằng chứng thuyết phục về hiệu quả kinh tế, tăng thêm thu nhập cho người dân khicây cao su chưa được khai thác Thu nhập từ cây trồng xen phụ thuộc vào nhu cầucủa thị trường và có sự biến động lớn giữa các loài cây trồng [23],[25],[135],[142].Trồng xen tạo thành hệ thực vật đa tầng Điều này giúp giữ nước mưa, giảmlượng đất xói mòn và bảo vệ độ phì của đất Cây trồng xen ngoài sản phẩm chínhcho thu hoạch, sẽ cung cấp tàn dư cho đất Khả năng cung cấp này tùy thuộc vàoloại cây trồng xen Một số cây trồng xen có khả năng trả lại tàn dư cao như: riềng(13.890 kg/ha/năm), hồ tiêu (7.545-9.205 kg/ha/năm), dứa (9.000 kg/ha/năm).Ngoài ra, các mô hình trồng xen hợp lý thường đi kèm với việc bổ sung phân bóncũng như quản lý đất tốt hơn Điều này giúp tăng hàm lượng chất hữu cơ và cảithiện tính chất vật lý của đất đồng thời làm tăng dinh dưỡng trong đất [135]

1.1.4.2 Đặc điểm của cây trồng xen

Mỗi một cây trồng đều có yêu cầu sinh thái riêng Khi lựa chọn cây trồng xentrong vườn cao su ngoài các lợi ích mong đợi được nêu ở trên cần tính đến sự phùhợp của cây trồng xen với từng thời kỳ của vườn cao su: thời kỳ đầu KTCB, vườncây chưa khép tán, ánh sáng khá dồi dào nên có thể trồng xen những cây ưa sáng.Một số loại cây trồng xen phù hợp với thời kỳ đầu KTCB: Các loại cây họ đậu, lúa,ngô [23] Từ năm thư 4 đến hết thời kỳ KTCB vườn cây dần khép tán Dó đó trongthời kỳ này cần lựa chọn những cây trồng có khả năng chịu bóng Nhóm cây dượcliệu và cây gia vị thích hợp với điều kiện ánh sáng tán xạ nên có thể phát triển tronggiai đoạn này Đây là hướng nghiên cứu đề tài hướng đến

Khi khoảng cách trồng xen từ 17-20m (cây trồng hàng kép) có thể xen canhcác loại cây dài ngày như cây ăn trái, cây cà phê, chè hoặc các cây ngắn ngày (dứa,dâu tằm ) trong suốt chu kỳ kinh tế của cây cao su [37] Tại Trung Quốc, chia câytrồng xen làm ba loại: Cây trồng hàng năm (lúa cạn, ngô, đậu tương, khoai lang,sắn, dưa ) có thể trồng xen trong vườn cao su sau 4 năm trồng; cây ăn quả và câytrồng kinh tế khác (chuối, dứa, mía, cà phê, hồ tiêu, chè ); Cây dược liệu (sa nhân,

ba kích, giảo cổ lam, riềng ) Loại cây này có thể sinh trưởng tốt trong điều kiệnvườn cao su che bóng cao Khả năng sử dụng đất trồng xen phụ thuộc vào loại cây:cây chè (30-50%), hồ tiêu (30-75%), sa nhân (39,1%), riềng (30-50%) [135]

Tuy không phải là cây trồng mang lại hiểu quả kinh tế trực tiếp nhưng câythảm phủ có rất nhiều tác dụng khác trong việc cải tạo đất và thúc đẩy sinh trưởngcủa cây cao su Đất trồng cây thảm phủ trở nên tơi xốp, hạn chế cỏ dại, dễ cày bừa;

rễ cao su dễ dàng phát triển sâu và rộng để hút được nhiều chất dinh dưỡng Ngoài

ra hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cũng được cải thiện Cây phủ đất có tácdụng giúp cây cao su non tăng trưởng nhanh, rút ngắn được thời gian KTCB và giúpnâng cao sản lượng cây đưa vào khai thác Hướng phát triển của cây thảm phủthường được sử dụng tại trên các diện tích đất nghèo dinh dưỡng, đất dốc hoặc cácdiện tích trồng có vị trí cách xa làng công nhân Một số loại cây trồng thảm phủ phổbiến tại nước ta hiện nay gồm có: kudzu, cỏ stylo, đậu bướm, đậu lông [37]