TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trên thế giới
Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) là loài cây có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonesia, nổi bật với tốc độ sinh trưởng nhanh và khả năng thích nghi với nhiều điều kiện lập địa khác nhau Loài cây này đóng vai trò quan trọng trong trồng rừng, vì vậy đã có nhiều nghiên cứu tập trung vào đặc điểm sinh học, kỹ thuật gây trồng và khả năng sử dụng của nó.
Từ những kết quả nghiên cứu có thể tóm tắt như sau:
1.1.1 Đặc điểm phân bố của Keo tai tượng
Keo tai tượng, một loài cây đặc trưng của Australia, phân bố tự nhiên chủ yếu ở vùng Queensland Cụ thể, nó được tìm thấy từ Jardine đến sông Claudie (vĩ độ từ 11°20' đến 12°44' Nam) và từ Ayton đến Nam Ingham (vĩ độ từ 15°54' đến 18°30' Nam).
Keo tai tượng chủ yếu phân bố ở vùng nhiệt đới duyên hải thấp, với độ cao dưới 800m so với mực nước biển, kéo dài tới các tỉnh miền tây Papua New Guinea và tỉnh Irian Jaya thuộc Indonesia Vùng sinh thái của loài cây này thường là nhiệt đới ẩm, có mùa khô ngắn từ 4 đến 6 tháng, với lượng mưa trung bình dao động từ 1.446mm đến 2.970mm Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất nằm trong khoảng 13°C - 21°C, trong khi nhiệt độ trung bình tháng cao nhất dao động từ 25°C đến 32°C (Awang và Taylor, 1993).
Hoa có màu trắng nhạt hoặc kem, mọc thành chùm từ 5-12cm trên cuống dài 0.6-1cm, với 1-2 chùm hoa tại mỗi nách lá Quả có dạng đậu, dẹt, mỏng, dài 7-8cm và rộng 0.3-0.5cm, khi chín vỏ quả cong xoắn lại Hạt có màu đen, bóng, hình ovan hoặc thuôn, kích thước 5-5 x 2.
- 3mm có đính dải màu vàng hoặc màu cam nhạt
Keo tai tượng có thể bắt đầu ra hoa từ 18 - 24 tháng tuổi, nhưng hoa nở rộ nhất vào độ tuổi 4 - 5 Hoa nở quanh năm, với mùa chính vào tháng 6 - 7 ở bán đảo Malaysia, tháng Giêng ở Saba, tháng 10 - 11 ở Đài Loan và tháng 9 ở Thái Lan Quả thường chín sau 6 - 7 tháng kể từ khi ra hoa.
Keo tai tượng là cây phát triển nhanh và xanh tốt quanh năm trong điều kiện thuận lợi, nhưng ở Thái Lan, cây này có thể sinh trưởng chậm hoặc ngừng phát triển do nhiệt độ thấp và lượng mưa ít Với chu kỳ sống từ 30 đến 50 năm, keo tai tượng thích nghi với môi trường có pH từ 4.5 đến 6.5 Cây đôi khi có nhiều thân, nguyên nhân có thể liên quan đến độ phì nhiêu của đất và sự cạnh tranh về điều kiện sống, mặc dù vấn đề này chưa được nghiên cứu sâu.
1.1.4 Nghiên cứu về chọn giống
Các nghiên cứu của CSIRO trong thập niên 1980 tại Đông Á, Đông Nam Á, Australia và Fiji đã xác định những nguồn gốc tiềm năng cho các quốc gia tham gia, trong đó các nguồn gốc từ PNG được đánh giá phù hợp với điều kiện lập địa của Trung Quốc và Đài Loan (Harwood C.E và William E.R, 1992).
Tính đến nay, miền Nam Trung Quốc đã khảo nghiệm 179 xuất xứ và 469 gia đình thuộc 21 loài keo trên tổng diện tích 130ha Keo tai tượng là một trong ba loài keo được trồng rộng rãi để cung cấp gỗ Các nhà chọn giống Trung Quốc đã xác định các xuất xứ triển vọng của Keo tai tượng, bao gồm Abergowie (Qld), Claudie River (Qld) và Oriomo (PNG) Trung Quốc đã phát triển 40ha rừng giống và vườn giống tại Quảng Đông và Hải Nam, bao gồm vườn giống thế hệ 1 và 1,5, dự kiến cung cấp khoảng 1.000kg hạt giống mỗi năm.
Keo tai tượng đã được khảo nghiệm và trồng tại Philippines từ những năm 1980, với tiềm năng cao và năng suất rừng trồng 10 tuổi đạt 32m³/ha/năm tại Tal ogon Bốn nguồn gốc tốt nhất của loài này bao gồm Kini, Bensbach, Wipim (PNG) và Claudie River (Qld) (Baggayan & Baggayan, 1998).
Kết quả khảo nghiệm xuất xứ Keo tai tượng ở giai đoạn 6.1 tuổi tại Malaysia cho thấy ba xuất xứ triển vọng gồm Western Province (PNG) với đường kính D1.3 là 19.1cm, Claudie River (Qld) và Olive River (Qld) với D1.3 lần lượt là 19.1cm và 18.7cm Đối với khảo nghiệm ở độ tuổi 5.7, ba xuất xứ tốt nhất được xác định là Broken Pole Creek (Qld), Abergowrie (Qld) và Olive River (Qld).
Khamis bin Selamat (1991) cho biết, bên cạnh việc cải thiện giống cây, các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đã được áp dụng nhằm chuyển đổi rừng trồng từ việc cung cấp nguyên liệu dăm và bột giấy có giá trị kinh tế thấp thành rừng trồng cung cấp gỗ xẻ Việc tỉa cành và tỉa thưa được thực hiện với mục tiêu tạo ra chiều cao dưới cành lớn (Hdc > 9m) (Mead D.J và Miller R.R, 1991).
Khảo nghiệm giống Keo tai tượng tại một số nước nhiệt đới cho thấy sự biến động trong tăng trưởng, dao động từ 20-44m³/ha/năm, phụ thuộc vào giống, lập địa và biện pháp kỹ thuật lâm sinh Các giống này sinh trưởng nhanh hơn ở gần xích đạo và chậm hơn ở những vùng xa xích đạo Để phát triển các giống chất lượng, công tác cải thiện giống Keo tai tượng đã được chú trọng từ sớm và thực hiện ở nhiều quốc gia, với việc xây dựng các khảo nghiệm xuất xứ và quần thể chọn giống.
Trong giai đoạn 1990-2000, nghiên cứu cải thiện giống chủ yếu tập trung vào việc xác định các dòng vô tính và xuất xứ có năng suất cao Các khảo nghiệm ở nhiều quốc gia cho thấy sự biến dị di truyền lớn về sinh trưởng, độ thẳng thân và các đặc tính cành, đặc biệt là giữa ba vùng phân bố tự nhiên của Keo tai tượng (Papua New Guinea, Queensland và Northern Territory) Xuất xứ từ PNG có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn so với các xuất xứ từ Queensland và Northern Territory (Awang&Taylor, 1993) Bên cạnh đó, các xuất xứ từ Far North Queensland cho thấy khả năng chống chịu gió mạnh tốt nhất (Susumu & Rimbawanto, 2004) Tại Malaysia, năm xuất xứ tiềm năng được xác định bao gồm Western Province (PNG), Claudie River (Qld) và Broken Pole.
Creke (Qld), Abergowrie (Qld) và Olive River (Qld) (Khamis bin Selamat 1991)[42]
Giai đoạn 2000-2010, nghiên cứu về biến dị di truyền trong gia đình được chú trọng nhằm cải thiện tính trạng sinh trưởng, chất lượng thân cây và tỷ trọng gỗ Kết quả cho thấy biến dị di truyền về sinh trưởng và chất lượng thân cây của Keo tai tượng dao động từ thấp đến trung bình, trong khi tỷ trọng gỗ có mức biến dị di truyền trung bình Tương quan di truyền giữa sinh trưởng và chất lượng thân cây là dương, cho thấy cải thiện sinh trưởng cũng đồng nghĩa với cải thiện chất lượng thân cây Tăng thu di truyền thực tế từ các lô hạt vườn giống thế hệ 2 tại Indonesia đạt 3.1% - 5.2% về sinh trưởng và độ thẳng thân Việc chọn lọc tổng hợp ba tính trạng này được khuyến nghị để chọn lọc gia đình Ngoài ra, tương tác di truyền - hoàn cảnh cũng được xác định có ý nghĩa giữa Sumatra và Kalimantan, nhưng phụ thuộc vào tuổi và tính trạng nghiên cứu.
1.1.5 Nghiên cứu về bệnh cây
Bệnh rỗng ruột ở cây Keo, đặc biệt là Keo tai tượng, do một số loại nấm gây ra, gây giảm chất lượng gỗ và ảnh hưởng đến tính chất bột giấy, làm giảm hiệu suất sử dụng gỗ và chất lượng cơ lý của gỗ Mức độ rỗng ruột phản ánh nguồn giống hẹp và kỹ thuật lâm sinh chưa hoàn thiện Hiện tượng này có sự biến động lớn giữa các lập địa, với tỷ lệ rỗng ruột từ 6.7% ở East Kalimantan đến 46.7% ở West Java Tại Malaysia, tỷ lệ rỗng ruột ở rừng trồng Keo tai tượng rất cao, lên tới 50%.
- 98% nhưng tỷ lệ gỗ bị phá hoại bởi rỗng ruột lại thấp, khoảng 1% thể tích gỗ (Mahmud et al., 1993)[45]
1.1.4 Nghiên cứu về nhân giống và trồng rừng
Ở Việt Nam
Keo tai tượng được du nhập vào Việt Nam từ đầu những năm 1980 và hiện nay đã được trồng phổ biến trên khắp cả nước Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về loại cây này, cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng đối với keo tai tượng trong lĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp.
1.2.1 Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học và lâm sinh
Keo tai tượng phát triển tốt ở vùng có lượng mưa trung bình hàng năm từ 1300 đến 2500mm, với mưa chủ yếu vào mùa hè Thời gian mùa khô kéo dài từ 4 đến 6 tháng, nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 22 đến 28 độ C Trong tháng nóng nhất, nhiệt độ tối đa trung bình đạt từ 28 đến 35 độ C, trong khi tháng lạnh nhất có nhiệt độ tối đa trung bình từ 10 đến 22 độ C (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1992).
Keo tai tượng có khả năng thích ứng tốt với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, điều này giúp nó trở thành cây trồng phổ biến ở nhiều khu vực có khí hậu nhiệt đới.
Keo tai tượng là loài cây có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau, bao gồm cả những khu vực khô hạn với lượng mưa dưới 1.000 mm và mùa khô kéo dài, như tại các tỉnh Tây Nguyên, cũng như những vùng có mùa đông lạnh giá.
Nhiệt độ 10 độ C, như tại Lạng Sơn, Lai Châu và Sơn La, có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây trồng Ở những khu vực khô cằn, cây thường phát triển kém và dễ gặp phải tình trạng rỗng ruột.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sinh trưởng của Keo tai tượng ở cấp độ vĩ mô bao gồm độ dày tầng đất, dung trọng, pHKcl, hàm lượng mùn và phospho dễ tiêu Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và tối ưu hóa điều kiện sinh trưởng của cây.
3 yếu tố quan trọng nhất là độ dày tầng đất hàm lượng mùn và hàm lượng
P2O5 dễ tiêu trong đất và có thể coi đây là những yếu tố giới hạn với năng suất của rừng (Nguyễn Văn Thắng Ngô Đình Quế, 2008)[26]
- Khả năng cải tạo đất
Keo tai tượng có khả năng sinh trưởng trên đất kém và có độ pH thấp, đồng thời có khả năng cạnh tranh hiệu quả với cỏ dại Loài cây này cũng nổi bật với khả năng cố định đạm nhờ vào các nốt sần chứa vi khuẩn, góp phần cải thiện chất lượng đất.
Rhizobium, nấm Thelephora ở rễ cây và hiệu quả nhiễm khuẩn Rhizobium ở
Keo tai tượng thường cao hơn Keo lá tràm ( Lê Đình Khả, 2003)[14]
Nghiên cứu của Lê Quốc Huy và Nguyễn Minh Châu (2004) cho thấy việc sử dụng nấm cộng sinh và chế phẩm Rhizobium có thể nâng cao chất lượng cây con và tăng năng suất cây trồng Cụ thể, bón 10 g Rhizobium cho mỗi bầu cây có thể tăng chỉ tiêu sinh trưởng từ 180 - 200% Trong trồng rừng, việc sử dụng 20 g Rhizobium cho mỗi cây đã giúp tăng sinh trưởng từ 120 - 125% sau 10 tháng và tăng 115%.
Sử dụng chế phẩm nấm cộng sinh có thể tăng năng suất lên đến 120% sau 24 tháng so với việc không sử dụng Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Nguyễn Huy Sơn (1995), mỗi loài cây chỉ tương thích với một số chủng Rhizobium nhất định, do đó, cây Keo tai tượng nên được kết hợp với chủng V và chủng 1.14 để đạt hiệu quả tốt nhất.
Keo tai tượng, với tán lá dày và rậm, có khả năng che phủ mặt đất, chống xói mòn và cải tạo đất Nhờ những đặc điểm này, cây keo tai tượng đã trở thành cây tiên phong trong các chương trình trồng rừng như WFP, 327, 661, nhằm phủ xanh đất trống và đồi núi trọc, đồng thời cải thiện độ phì nhiêu của đất.
- Khả năng tái sinh của Keo tai tượng
Nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng Keo tai tượng tại miền Đông Nam Bộ cho thấy việc nuôi dưỡng cây tái sinh cần thực hiện tỉa thưa 5 lần với cường độ từ 15-20% (Kiều Thanh Tịnh, 2005) Tuy nhiên, hiện nay, hạt giống Keo tai tượng chủ yếu do người dân thu hái và phân phối tự do, dẫn đến nguồn giống kém chất lượng, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng rừng trồng.
Khả năng tái sinh tự nhiên của rừng Keo tai tượng đã được dự đoán thông qua quan sát thực tế và một số điều tra bước đầu Tuy nhiên, nghiên cứu về phương pháp tạo rừng bằng tái sinh tự nhiên vẫn còn hạn chế Trần Hậu Huệ (1996) đã thực hiện một nghiên cứu tương đối hệ thống về khả năng tái tạo rừng Keo lá tràm thông qua phương pháp tái sinh tự nhiên và gieo hạt thẳng tại Trị.
An (Đồng Nai) Gần đây, Kiều Thanh Tịnh (2005)[31] đã công bố kết quả
Nghiên cứu về kỹ thuật xúc tiến tái sinh tự nhiên và nuôi dưỡng rừng Keo tai tượng sau khai thác tại vùng Đông Nam Bộ đã chỉ ra rằng tiềm năng tái sinh hạt của loại rừng này là rất lớn Để thúc đẩy quá trình tái sinh tự nhiên, cần gom cạnh ngọn thành hàng và đốt để kích thích hạt nẩy mầm theo hàng đã định sẵn Bên cạnh đó, việc tỉa thưa cây tái sinh nên được thực hiện bằng cách cày bỏ 2/3 diện tích, trong 1/3 diện tích còn lại, cần tỉa thưa cây trong hàng 5 lần trong 2 năm, mỗi lần tỉa khoảng 15-20% số cây tái sinh, nhằm định hình mật độ cuối cùng vào năm thứ 2 đạt từ 1.600-2.500 cây/ha.
Nghiên cứu của Nguyễn Quang Dương (2009) đã xác định các cơ sở khoa học cho việc xúc tiến tái sinh tự nhiên của Keo tai tượng (Acacia mangium Wild.) tại các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam Cụ thể, nghiên cứu đã lượng hóa một số đặc điểm sinh học quan trọng liên quan đến quá trình tái sinh tự nhiên, bao gồm thời gian ra hoa, thời gian hạt chín, và tuổi cây trồng, từ đó xác định được số lượng và chất lượng hạt giống tốt nhất trong khu vực nghiên cứu.
1.2.2 Các nghiên cứu về chọn giống và nhân giống
Từ những năm 1980, Việt Nam đã nhập nhiều loài keo để tiến hành khảo nghiệm và trồng thử nghiệm Nguồn hạt giống chủ yếu được cung cấp bởi các dự án và tổ chức quốc tế, trong đó các dự án của UNDP, FAO, PAM, SIDA, SAREC và CSIRO đóng vai trò quan trọng.
MỤC TIÊU NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu này nhằm xác định mức độ biến dị và khả năng di truyền liên quan đến sinh trưởng cùng một số chỉ tiêu chất lượng của cây Keo tai tượng trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Kết quả sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc cải thiện giống cây trồng, tối ưu hóa năng suất và chất lượng sản phẩm.
- Xác định được mức độ tương tác Di truyền - Hoàn cảnh của các gia đình cây trội Keo tai tượng
Chọn lọc gia đình và cây trội Keo tai tượng phù hợp là bước quan trọng để thiết lập các vườn giống chất lượng cao tại từng khu vực nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu
1 Đánh giá mức độ biến dị về sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng của các gia đình Keo tai tượng trong khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 tại
Ba Vì (Hà Nội), Sơn Dương (Tuyên Quang)
2 Xác định khả năng di truyền, tăng thu di truyền lý thuyết và mức độ tương tác Di truyền - Hoàn cảnh của một số chỉ tiêu nghiên cứu
3 Chọn lọc các gia đình và cá thể Keo tai tượng trong khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2.
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 được thực hiện với thiết kế thí nghiệm khối ngẫu nhiên không đầy đủ theo hàng - cột, bao gồm 10 lần lặp Mỗi ô thí nghiệm được bố trí 3 cây/gia đình, với khoảng cách trồng là 3 m x 2 m.
Để điều tra các chỉ tiêu sinh trưởng, cần thực hiện khảo sát tất cả các cây trong các ô của vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 Phương pháp điều tra được áp dụng theo hướng dẫn trong giáo trình "Điều tra rừng" của Trường Đại học Lâm nghiệp và giáo trình "Giống cây rừng" của các tác giả Vũ Tiến Hinh và Phạm Ngọc Giao (1997).
- Chiều cao vút ngọn (Hvn): được đo bằng thước đo cao
- Đường kính tại vị trí 1,3m (D1.3): được đo bằng thước kẹp kính tại vị trí 1,3m từ mặt đất
Điều tra các chỉ tiêu phản ánh chất lượng thân cây:
- Độ thẳng thân (Đ tt ): Được xác định bằng mục trắc và cho điểm theo 5 cấp từ 1-5 điểm (Lê Đình Khả & Dương Mộng Hùng, 2003)
+ Thân cây rất cong 1 điểm + Thân cây cong 2 điểm + Thân cây tương đối thẳng 3 điểm + Thân cây thẳng 4 điểm + Thân cây rất thẳng 5 điểm
- Độ nhỏ cành (Đnc): Được xác định bằng phương pháp mục trắc và cho điểm theo 5 cấp từ 1-5 điểm
+ Cành rất lớn: đường kính gốc cành ≥ 1/2 đường kính thân tại vi trí phân cành: 1 điểm
+ Cành lớn: đường kính gốc cành 1/2 – 1/4 đường kính thân tại vi trí phân cành: 2 điểm
+ Cành trung bình: đường kính gốc cành 1/4 - 1/8 đường kính thân tại vị trí phân cành: 3 điểm
+ Cành nhỏ: đường kính gốc cành 1/8 - 1/10 đường kính thân tại vị trí phân cành: 4 điểm
+ Cành rất nhỏ: Đường kính gốc cành < 1/10 đường kính thân tại ví trí phân cành: 5 điểm
- Phát triển ngọn (P tn ): Được xác định bằng phương pháp mục trắc, cho điểm theo 5 cấp từ 1-5 điểm
+ Cây mất ngọn, cụt ngọn:1 điểm
+ Cây có nhiều ngọn cùng phát triển, tán dạng hình elip phát triển theo chiều rộng (ngang): 2 điểm
+ Có ngọn chính phát triển, ngọn phát triển lệch, tán lệch hay tán dạng hình tròn: 3 điểm
+ Có ngọn chính phát triển, tán hình tháp tù: 4 điểm
+ Có một ngọn chính phát triển mạnh, tán có dạng hình tháp nhọn cân đối (phát triển chiều cao): 5 điểm
Chỉ tiêu sức khỏe (S k) là thước đo phản ánh toàn diện hình thái, sức sống của cây và tình trạng sâu bệnh Đánh giá chỉ tiêu sức khỏe được thực hiện thông qua mục trắc và chấm điểm theo thang 5 cấp, từ 1 đến 5 điểm.
+ Cây rất kém phát triển: cây không có khả năng sống, tán rất thưa lá úa khô, cụt ngọn hay mất ngọn:1 điểm
+ Cây kém phát triển: cây thiếu sức sống, cây ngọn cong queo, tán thưa lá úa vàng màu xanh nhạt : 2 điểm
+ Cây phát triển trung bình: Cây phát triển bình thường, tán lá vừa phải, ít xanh: 3 điểm
+ Cây phát triển khá: Tán lá xanh, không có hiện tượng sâu bệnh, thân và tán cân đối: 4 điểm
+ Cây phát triển tốt: Cây phát triển rất mạnh, cân đối về thân và tán lá, không sâu bệnh: 5 điểm
2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu được thực hiện theo các phương pháp của Williams et al (2002) bằng cách sử dụng các phần mềm thống kê phổ biến như DATAPLUS 3.0 và Genstat 7.0 (CSIRO) nhằm cải thiện giống.
+ Xác định thể tích thân cây: f
D1.3(cm) - đường kính ngang ngực
Hvn (m) - chiều cao vút ngọn f - hình số (giả định là 0,5)
+ Đánh giá chỉ số chất lượng tổng hợp (Icl) theo Lê Đình Khả (1999)
[10] được đánh giá theo công thức
Icl = Đtt*Đnc*Ptn*Sk
Xác định biến động các chỉ tiêu chọn lọc
Mô hình toán học được áp dụng để xác định phương sai thành phần, giúp phân tích ảnh hưởng của các yếu tố thí nghiệm như lập địa, gia đình, lặp, hàng, cột và ô.
- giá trị trung bình quần thể
B i - ảnh hưởng của lần lặp j i R
B - ảnh hưởng tương tác của lặp i và hàng j k i C
B - ảnh hưởng tương tác của lặp i và cột k
P l - ảnh hưởng của ô l f n - ảnh hưởng của dòng vô tính n ln e ijk - sai số
- Xác định các đặc trưng thống kê
V S d + Lượng tăng trưởng bình quân năm xác định theo công thức t i Xi
∆i – tăng trưởng bình quân năm của chỉ tiêu sinh trưởng
X i - sinh trưởng trung bình của chỉ tiêu sinh trưởng t – thời gian sinh trưởng (năm)
+ Khoảng sai đị đảm bảo (least significant diference – L.s.d) tính theo công thức
L.s.d= S.e.d * t05(k) Trong đó S.e.d là khoảng sai dị có ý nghĩa giữa các trung bình mẫu t05(k) là giá trị tra bảng ở mức xác xuất có ý nghĩa 0.05 và bậc tự do k
- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến thí nghiệm
So sánh sai dị giữa các trung bình mẫu được tiến hành theo tiêu chuẩn Fisher (tiêu chuẩn F)
Nếu F.pr (xác suất tính được) 0.05 thì sự sai khác giữa các trung bình mẫu là không rõ rệt
Xác định hệ số di truyền và tăng thu di truyền
Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp xác định mức di truyền trong vườn giống thế hệ 2, đặc biệt khi cây mẹ được thụ phấn tự do.
Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp là chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng di truyền trong các khảo nghiệm hậu thế thụ phấn tự do nửa Sib, được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ Chỉ số này được xác định dựa trên các công thức do Falconer (1981) và Zobel & Talbert (1984) đề xuất.
+ Theo cá thể tính theo công thức:
Trong đó: h 2 - là hệ số di truyền theo nghĩa hẹp
2 A - phương sai di truyền luỹ tích
Các phương sai thành phần bao gồm: phương sai giữa các gia đình ( 2 F), phương sai tương tác giữa lặp với gia đình ( 2 RF), và phương sai ngẫu nhiên trong ô ( 2 W), mô tả sự biến động trong nghiên cứu.
Hệ số di truyền được xác định bằng phần mềm chuyên dụng trong cải thiện giống ASREML 1.0 (VSN International)
- Xác định tăng thu di truyền (G)
Kết quả của quá trình chọn lọc giống được đánh giá thông qua tăng thu di truyền, hay còn gọi là đáp số chọn lọc Tăng thu di truyền là phần tăng thêm đạt được nhờ áp dụng các phương pháp chọn giống hiệu quả Để ước lượng tăng thu di truyền lý thuyết, có thể tham khảo công thức tính trong giáo trình Giống cây rừng của Lê Đình Khả và Dương Mộng Hùng (2003).
Trong đó: G- là tăng thu di truyền
S - là phân sai chọn lọc i - là cường độ chọn lọc
- là sai tiêu chuẩn hay độ lệch chuẩn h 2 - là hệ số di truyền
Xác định hệ số tương quan giữa các tính trạng
Hệ số tương quan di truyền giữa các tính trạng theo kiểu hình được tính toán dựa trên công thức
Trong đó: P 1P 2 - là hiệp biến động di truyền và kiểu hình của tính trạng A1 và A2
P , P 2 - là các biến động di truyền và kiểu hình của tĩnh trạng A1 và A2 Qui ước trị tuyệt đối của r (Nguyễn Hải Tuất, 2006) [33] như sau:
0 r < 0,3 : Tương quan yếu 0,3 r < 0,5 : Tương quan vừa phải 0,5 r < 0,7 : Tương quan tương đối chặt 0,7 r < 0,9 : Tương quan chặt
Đánh giá hiệu quả tương tác giữa gen và hoàn cảnh là một quá trình quan trọng trong nghiên cứu di truyền, thường được thực hiện thông qua phân tích phương sai hai nhân tố Việc này giúp xác định mức độ ảnh hưởng của các yếu tố di truyền và môi trường đến sự phát triển của đặc điểm sinh học Để tối ưu hóa kết quả, cần đề xuất các biện pháp tỉa thưa di truyền, nhằm cải thiện hiệu quả tương tác này.
Tính toán cường độ tỉa thưa giữa các cá thể và gia đình trong vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 là cần thiết để đạt được tăng thu di truyền mong muốn, đồng thời duy trì đa dạng di truyền của vườn giống.
Chọn lọc các gia đình và cá thể có tiềm năng cao nhất để làm nguồn giống cải thiện cho trồng rừng và các chương trình nâng cao giống trong tương lai.
ĐỊA ĐIỂM VẬT LIỆU VÀ ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Địa điểm và vật liệu nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm nghiên cứu Đề tài triển khai nghiên cứu tại hai địa điểm: Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Keo tai tượng tại Ba Vì – Hà Nội và Sơn Dương - Tuyên Quang
Vật liệu xây dựng khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 được chọn lọc từ các rừng giống, vườn giống thế hệ 1 và các nguồn gốc hạt nguyên sản.
Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 (Ba Vì – Hà Nội) được xây dựng năm
Vào năm 2008, vườn giống thế hệ 2 được xây dựng từ 112 gia đình Keo tai tượng, sử dụng hạt từ các cây trội được chọn lọc từ 24 gia đình trong vườn giống thế hệ 1 tại Ba Vì, 71 gia đình trong vườn giống thế hệ 1,5 tại Bầu Bàng, và 17 lô hạt từ nơi nguyên sản Thiết kế vườn giống bao gồm các khối hàng - cột, với mỗi ô chứa 3 cây của mỗi gia đình, được trồng thành 1 hàng và thực hiện 10 lần lặp hoàn toàn ngẫu nhiên.
Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 tại Sơn Dương, Tuyên Quang, được thiết lập vào năm 2008 với 70 gia đình cây Keo tai tượng Mỗi gia đình trong khảo nghiệm được bố trí theo dạng khối hàng - cột, với mỗi ô trồng 3 cây và thực hiện 10 lần lặp hoàn toàn ngẫu nhiên.
Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
3.2.1 Điều kiện khí hậu khu vực nghiên cứu
Dữ liệu khí hậu được trình bày trong bảng 3.1 được thu thập từ các trạm khí tượng thủy văn như Ba Vì Đối với những khu vực không có trạm khí tượng, thông tin khí hậu được lấy từ trạm gần nhất theo công bố của Cục khí tượng thủy văn.
Bảng 3.1: Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu
Khu vực Ba Vì – Hà Nội và Sơn Dương (Tuyên Quang) có khí hậu đặc trưng của vùng Đông Bắc Bộ, miền Bắc Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa và 4 mùa rõ rệt: Xuân, Hạ, Thu, Đông Mùa đông ở đây đặc trưng bởi sự khô ráo, lạnh lẽo và có mưa phùn Dựa vào lượng mưa phân bố trong năm, khí hậu của vùng Đông Bắc Bộ có thể được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa.
11 đến tháng 3 năm sau, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10
Khu vực Ba Vì – Hà Nội có lượng mưa bình quân hàng năm đạt 1700mm, chủ yếu tập trung vào các tháng 6, 7 và 8 Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,1°C, với nhiệt độ cao nhất ghi nhận là 32,9°C và thấp nhất là 13,1°C Độ ẩm không khí trung bình ở đây là 85%, trong khi lượng bốc hơi trung bình hàng năm là 959mm.
Khu vực Sơn Dương, thuộc tỉnh Tuyên Quang, có nhiệt độ trung bình năm khoảng 22,9°C, với nhiệt độ cao nhất đạt 32,1°C và thấp nhất là 13,1°C Độ ẩm không khí trung bình tại đây là 85%, trong khi lượng bốc hơi hàng năm khoảng 760 mm Khu vực này nhận lượng mưa trung bình lên tới 1640 mm, với mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10.
3.2.2 Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu
Mẫu đất được lấy từ địa điểm nghiên cứu theo phương pháp rải đều 5 điểm đại diện Tại các tầng 0-10cm, 11-30cm, 31-50cm, mỗi mẫu lấy khoảng
Mẫu đất 1kg được tạo ra bằng cách trộn đều các tầng của 5 phẫu diện, lấy hai phần đối diện và tiếp tục trộn cho đến khi còn lại 1kg Các mẫu đất từ các tầng này được phân tích tại phòng phân tích đất thuộc trung tâm Sinh thái và môi trường rừng – Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam Đặc điểm đất đai của hai khu vực nghiên cứu được thể hiện trong bảng 3.2.
3.2.2.1 Đặc điểm đất đai tại Ba Vì – Hà Nội
Khu vực xây dựng vườn giống Keo tai tượng thế hệ 2 nằm trên đất đồi điển hình, với địa hình hơi dốc và độ dốc từ Đặc điểm đất đai tại đây đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển và chăm sóc cây giống, đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bền vững cho vườn giống.
10 o - 12 o Với nền thực bì chủ yếu là Tế Guộc,…
Khu vực nghiên cứu Ba Vì (Hà Nội), đất của khu vực khảo nghiệm thuộc nhóm đất feralit màu nâu vàng phát triển trên đá mẹ sa thạch
Đặc điểm đất đai của hai khu vực nghiên cứu, như thể hiện trong bảng 3.2, cho thấy rằng các thí nghiệm thuộc nhóm đất đồi điển hình với độ chua cao, thiếu hụt chất dinh dưỡng, đặc biệt là lân, kali và canxi Đất ở Ba Vì có hiện tượng đá ong hóa và chứa lượng cation nhôm trao đổi cao, điều này ảnh hưởng đáng kể đến đặc điểm của cây trồng.
3.2.2.2 Đặc điểm đất đai tại Sơn Dương ( Tuyên Quang)
Đất có phản ứng gần trung tính với pHKCL > 6,0 ở tất cả các tầng Hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số cao ở tầng mặt nhưng giảm dần xuống các tầng dưới Lân tổng số phong phú (>0,1%), lân dễ tiêu ở mức trung bình, trong khi kali tổng số trung bình nhưng kali dễ tiêu lại nghèo Tổng lượng canxi và magiê trao đổi cao, với canxi chiếm ưu thế hơn Dung tích hấp thụ từ trung bình đến cao giữa các tầng đất Hàm lượng Fe trong đất thấp, và với thành phần cơ giới từ thịt nặng đến sét, đất có khả năng giữ nước và các chất dinh dưỡng tốt.
Bảng 3 2: Đặc điểm đất đai khu vực nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu Độ sâu phẫu diện
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Biến dị gia đình và nguồn hạt trong các khảo nghiệm hậu thế thế hệ 233 1 Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Keo tai tượng tại Ba Vì - Hà Nội 33 2 Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Keo tai tượng tại Sơn Dương - Tuyên Quang
Nghiên cứu cải thiện giống cho các loài Keo, đặc biệt là Keo tai tượng, tập trung vào các chỉ tiêu sinh trưởng như đường kính, chiều cao, thể tích và các chỉ tiêu hình dạng thân như độ thẳng thân, độ nhỏ cành, góc phân cành Những tính trạng này dễ đo đếm và có vai trò quan trọng đến năng suất và chất lượng rừng Do đó, bất kỳ chương trình cải thiện giống nào cũng cần xem xét và đánh giá kỹ lưỡng Keo tai tượng là cây trồng rừng kinh tế chủ lực, vì vậy việc cải thiện giống cần được thực hiện với cường độ cao thông qua chọn lọc gia đình và chọn lọc cá thể ưu trội trong các gia đình ưu việt.
Kết quả nghiên cứu này đánh giá đặc điểm biến dị và khả năng di truyền của các chỉ tiêu sinh trưởng và chất lượng thân cây của Keo tai tượng trong hai khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Nghiên cứu đề xuất các cá thể và gia đình có triển vọng tốt nhất, ước lượng khả năng di truyền và tăng thu di truyền lý thuyết cho từng khảo nghiệm Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng tìm hiểu ảnh hưởng của tương tác di truyền – hoàn cảnh giữa hai lập địa khảo nghiệm, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho chương trình cải thiện giống Keo tai tượng tiếp theo.
4.1.1 Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Keo tai tượng tại Ba Vì - Hà Nội a) Biến dị về sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng giữa các nguồn hạt
Khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 tại Ba Vì được thiết lập vào tháng 8/2008, bao gồm 112 gia đình hạt thụ phấn tự do từ các cây trội chọn lọc trong vườn giống thế hệ 1 tại Ba Vì, với 24 lô hạt, cùng với vườn giống thế hệ 1,5 tại Bầu.
Bàng - Bình Dương (71 lô hạt), thu từ vườn giống Siloo ở Philippine (15 lô hạt) và từ vườn giống Kuranda (2 lô hạt)
Kết quả phân tích dữ liệu về sinh trưởng và các chỉ tiêu chất lượng thân cây từ các nguồn hạt ở thời điểm 42 tháng tuổi, được thu thập từ tháng 8/2008 đến tháng 3/2012, đã được tổng hợp trong bảng 4.1.
Bảng 4.1: Sinh trưởng và chất lượng các nguồn hạt giống khác nhau trong khảo nghiệm hậu thế thế hệ 2 Keo tai tượng tại Ba Vì - Hà
Nội (42 tháng tuổi) (trồng 8/2008 - đo 3/2012)
STT Nguồn Hạt D1.3 (cm) Hvn (m) V (dm3/cây) Dtt Dnc
Tb V% Tb V% Tb V% Tb V% Tb V%
Kết quả từ bảng 4.1 cho thấy sự phân hoá rõ rệt về sinh trưởng đường kính, thể tích thân cây và chất lượng thân cây giữa các nguồn hạt sau 42 tháng tuổi (F.pro