Thiết kế trung tâm nhân giống cây keo lai, năng suất 2 000 000 câynăm

Đồ án tốt nghiệp

-1–

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước nông nghiệp đang cố gắng công nghiệp hóa và hiện
đại hóa đất nước. Để góp phần tích cực vào q trình này, chính phủ Việt Nam đã
nhận thức được vai trị và tầm chiến lược của cơng nghệ sinh học với sự phát triển
kinh tế và xã hội ở Việt Nam. Ngày 11/4/1994, chính phủ Việt Nam đã công bố Nghị
quyết 18/CP về “Phương hướng phát triển của Công nghệ sinh học ở Việt Nam đến
năm 2010”. Công nghệ sinh học là một trong bốn công nghệ then chốt của nghành
khoa học công nghệ nước nhà.
Để phát triển cơng nghệ sinh học ở Việt Nam, ngồi cơ sở hạ tầng như trang
thiết bị phịng thí nghiệm, cơ sở dịch vụ, Việt Nam cần phải đào tạo được một đội
ngũ cán bộ công nghệ sinh học và khoa học sinh học đồng bộ và giỏi chun mơn.
Vì vậy, việc được giao đề tài “Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai,
năng suất 2.000.000 cây/năm” là đề tài thực tế, khả thi, phù hợp với Chiến lược
Phát triển Lâm nghiệp Quốc gia 2006-2020 (tăng năng suất các loài cây trồng
rừng kinh tế lên từ 20-50% so với hiện nay), phù hợp với kế hoạch trồng rừng theo
từng mục đích phịng hộ, sản xuất, phù hợp với phát triển công nghệ chế biến trong
tương lai và đáp ứng yêu cầu xuất khẩu.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-2–

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

CHƯƠNG 1
LUẬN CHỨNG KINH TẾ
1.1

Sự cần thiết phải đầu tư trung tâm
-

Thực trạng đất trống đồi núi trọc đang rất báo động Việt Nam nói chung,

Nghệ An nói riêng đang rất báo động, rất cần được phủ xanh.
+ Việt Nam:
Đến cuối năm 2005, cả nước có trên 12,3 triệu ha rừng, độ che phủ đạt
36,7% diện tích lãnh thổ, trong đó rừng đặc dụng 1,92 triệu ha, rừng sản xuất 4,47
triệu ha, còn lại là rừng phòng hộ (5,92 triệu ha). Theo Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn, trữ lượng gỗ rừng của Việt Nam hiện nay là khoảng 835 triệu m 3,
trong đó rừng tự nhiên là 800 triệu m 3, cịn lại là rừng trồng, tre nứa có 8,5 tỷ cây.
Rừng giàu và trung bình chỉ chiếm 200.000 ha với trữ lượng gỗ chiếm gần 80 % trữ
lượng gỗ của rừng sản xuất song rất khó khai thác vì xa trục đường giao thông, dốc.
Rừng nghèo chủ yếu phải thực hiện chế độ khoanh nuôi rừng. Như vậy tài nguyên
về gỗ đã bị hạn chế, diện tích rừng trồng cịn rất thấp so với đất đồi núi trọc (1,32
triệu ha). Rừng đầu nguồn của nhiều cơng trình thuỷ lợi, thuỷ điện và các con sông
lớn trong vùng bị suy giảm nghiêm trọng.
Quyền Bộ Trưởng Nông nghiệp và Phát triển nông thơn vừa cho hay, năm
nay Chính phủ chỉ cho phép khai thác dưới 200.000 m 3 gỗ, trong khi nhu cầu xã hội
cần khoảng 900.000 m3. Do đó Việt Nam phải nhập khẩu ít nhất 500.000 m3 gỗ.
+ Nghệ An:
Trung tâm đặt tại xã Hưng Đông, TP.Vinh, tỉnh Nghệ An.
Nghệ An có tổng diện tích rừng 745,557 ha, độ che phủ đạt 45,29 % (theo số

liệu năm 2004).
-

Thực hiện tốt chủ trương của ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

về vấn đề quản lý giống cây lâm nghiệp.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-3–

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

- Góp phần sản xuất cây giống với các dịng vơ tính có nguồi gốc chất lượng
được cơ quan chức năng công nhận. Nhằm đảm bảo nhu cầu giống tốt cho trồng
rừng.
- Áp dụng các tiến bộ khoa học trong sản xuất cây giống, tạo ra hàng loại cây
giống chất lượng tốt để phục vụ nhu cầu trồng rừng nguyên liệu giấy nhằm tạo
những khu rừng năng suất cao và chất lượng tốt.
1.2

Đặc điểm thiên nhiên
Kinh tuyến: 102010’ đến 109030’ Đông.
Vĩ tuyến: 8030’ đến 23022’ Bắc.
Nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam là một dải đất hình chữ S, nằm ở

trung tâm khu vực Ðơng Nam Á, ở phía Ðơng bán đảo Ðơng Dương, phía Bắc

giáp Trung Quốc, phía Tây giáp Lào, Campuchia, phía Ðơng và Nam trơng ra biển
Ðơng và Thái Bình Dương. Bờ biển Việt Nam dài 3260 km, biên giới đất liền dài
3730 km. Trên đất liền, từ điểm cực Bắc đến điểm cực Nam (theo đường chim
bay) dài 1650 km, từ điểm cực Ðông sang điểm cực Tây nơi rộng nhất 600 km
(Bắc bộ), 400 km (Nam bộ), nơi hẹp nhất 50 km (Quảng Bình).
-

Khí hậu:

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới và á nhiệt đới có gió mùa, có ánh
nắng chan hồ, lượng mưa dồi dào và độ ẩm cao. Một số nơi gần chí tuyến hoặc
vùng núi cao có tính chất khí hậu ơn đới.
Nhiệt độ trung bình năm từ 22÷27 0C. Tuy nhiên nhiệt độ trung bình ở từng
nơi có khác nhau, Hà Nội 230C, thành phố Hồ Chí Minh 260C, Huế 250C.
Khí hậu Việt Nam có hai mùa rõ rệt, mùa khô rét (từ tháng 11 đến tháng 4
năm sau), mùa mưa nóng (từ tháng 5 đến tháng 10), nhiệt độ thay đổi theo mùa rõ
rệt nhất ở các tỉnh phía Bắc, dao động nhiệt độ giữa các mùa chênh nhau tới 12 0C.
Ở các tỉnh phía Nam, sự chênh lệch nhiệt độ giữa các mùa không đáng kể, khoảng
30C. Ở các tỉnh phía Bắc, khí hậu thay đổi bốn mùa: Xuân, Hạ, Thu, Ðông.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-

-4–

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

Địa hình

Lãnh thổ Việt Nam bao gồm 3/4 là đồi núi. Bốn vùng núi chính là:
+ Vùng núi Ðơng Bắc (cịn gọi là Việt Bắc)
+ Vùng núi Tây Bắc
+ Vùng núi Trường Sơn Bắc
+ Vùng núi Trường Sơn Nam
Việt Nam có hai đồng bằng lớn là đồng bằng châu thổ sông Hồng và đồng
bằng châu thổ sông Cửu Long…
+ Ðồng bằng sông Hồng (đồng bằng Bắc bộ): rộng khoảng 15.000 km2
+ Ðồng Bằng sông Cửu Long (đồng bằng Nam bộ): rộng khoảng 36.000 km2
Những đặc điểm thiên nhiên trên rất thích hợp cho cây Keo lai phát triển.
1.3

Nguyên liệu
Giống ban đầu là dòng vơ tính được bộ Nơng nghiệp và Phát triển nơng thôn

công nhận.
1.4

Tiêu thụ sản phẩm
Cây Keo lai phát triển được trên nhiều loại địa hình, khí hậu. Với thực trạng

rừng như chúng ta như hiện nay thì lượng giống cây trồng lâm nghiệp cần lượng rất
lớn.
1.5

Nguồn cung cấp điện
-

Sử dụng nguồn điện từ mạng lưới quốc gia.

-

Ngồi ra cịn nguồn điện dự phịng.

1.6

Giao thơng vận tải
Nghệ An là một đầu mối giao thơng quan trọng của cả nước. Có mạng lưới

giao thơng phát triển và đa dạng, có đường bộ, đường sắt, đường sơng, sân bay và
cảng biển, được hình thành và phân bố khá hợp lý theo các vùng dân cư và các
trung tâm hành chính, kinh tế.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-

-5–

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Đường bộ: quốc lộ 7, quốc lộ 48, quốc lộ 46, quốc lộ 15 ngồi ra, cịn có

132 km đường Hồ Chí Minh chạy ngang qua các huyện miền núi, trung du của tỉnh.

-

Đường sắt: 124 km, trong đó có 94 km tuyến Bắc - Nam, có 7 ga, ga Vinh

là ga chính.
-

Đường khơng: có sân bay Vinh, các tuyến bay: Vinh - Đà Nẵng; Vinh -

Tân Sơn Nhất (và ngược lại).
-

Cảng biển: cảng Cửa Lị hiện nay có thể đón tàu 1,8 vạn tấn ra vào thuận

lợi, làm đầu mối giao lưu quốc tế.
-

Cửa khẩu quốc tế: Nậm Cắn, Thanh Thuỷ, sắp tới sẽ mở thêm cửa khẩu

Thông Thụ (Quế Phong).
1.7

Nguồn cung cấp nước
Có hai nguồn cung cấp nước:
-

Nguồn nước máy: cung cấp nước cho phịng mơ.

-

Nguồn nước giếng khơi: sau khi kiểm tra đạt tiêu chuẩn, dùng để tưới cho

vườn ươm, nêu khơng đạt tiêu chuẩn thì nước tưới cho vườn ươm là nước máy.
1.8

Biện pháp xử lý nước và thoát nước
• Biên pháp xử lý nước
Trung tâm có hai nguồn nước thải:
-

Nguồn nước thải từ phịng mơ: nguồn nước nay là nước rửa dụng cụ sau

khi nuôi cấy và pha chế mơi trường, nên chứa một ít hóa chất cịn dính lại. Do đó
phải có xử lý .
-

Nguồn nước thải từ vườn ươm: nguồn nước này ít độc hại, có thể thải

trực tiếp ra sơng biển.
• Thốt nước
Để tránh cho cây ở vườn ươm không bi ngập úng vào mùa mưa, vấn đề thoát
nước cũng rất cần thiết.
Trung tâm xây dựng hệ thống thốt nước ra sơng biển hoặc cống thoát nước
địa phương.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

1.9

-6–

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

Cơng nhân
Trung tâm tổ chức tuyển cơng nhân, cán bộ kĩ thuật có trình độ, tay nghề,

kinh nghiệm, từ các tỉnh, các trường đào tạo chuyên ngành trên toàn quốc. Nhưng
tập trung chủ yếu là nguồn nhân lực của tỉnh nhà, các tỉnh lân cận. Đây chính là
nguồn nhân lực chủ yếu góp phần nâng cao năng suất, đem lại hiệu quả kinh tế cho
trung tâm. Việc tuyển nhân công địa phương sẽ giúp cho trung tâm đỡ phần đầu tư
xây dựng nhà ở cho cơng nhân của trung tâm.
Ngồi ra, đến mùa vụ công nhân trực tiếp sản xuất là lực lượng lao động th
ngồi đã thuần thục cơng việc ươm tạo cây con và chăm sóc cây giống để kịp tiến
độ sản xuất, giảm chi phí đầu tư.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-7–

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ CÂY KEO LAI, NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT VÀ
VƯỜN ƯƠM CÂY

2.1

Đặc điểm cây Keo lai
Tên khác: Keo lai tự nhiên
Tên khoa học: Acacia mangium × Auriculiformis
Họ thực vật: Trinh nữ (Minosaceae)

2.1.1

Lược sử hình thành
-

Cây Keo lai được chấm phá đầu tiên vào năm 1972 bởi 2 nhà khoa học

Hepbum và Ghim thành một quần thể ven biển vùng Sabah, Malaysia. Năm 1976,
M.Tham đã kết luận thông qua việc thụ phấn chéo giữa Keo tai tượng (Acacia
mangium) và Keo Lá Tràm (Auriculiformis) sẽ tạo ra được cây Keo lai (Acacia
Hybrid) có sức sinh trưởng nhanh hơn cầy bố mẹ. Kết luận trên cũng đã được xác
nhận bởi kết quả nghiên cứa của Pedley năm 1987. Sau đó hàng loạt các cơng trình.
nghiên cứu của các nhà khoa học khác về năng lực sản xuất hạt giống, chất lượng
gỗ, đặc tính di truyền, sự ra hoa kết quả của Keo lai. . . đã được công bố rộng rãi.
-

Được nhập vào Việt Nam từ những năm đầu của thế kỷ XX. Đến nay

được coi như một loài bản địa, có thể trồng ở mọi điều kiện lập địa trên tồn lãnh
thổ Việt Nam. Dịng Keo lai (A.Hybrid) được lai tạo và phổ biến rộng rãi trên lãnh
thổ Việt Nam trong sản xuất Lâm nghiệp từ 10 năm trở lại đây.
2.1.2

Đặc điểm sinh lý
Mang đặc điểm di truyền của hai loài keo bố mẹ, cây Keo lai sinh trưởng

thuận lợi ở điều kiện đất có tầng mặt tương đối sâu, ẩm và cịn tốt; khả năng chịu
khơ hạn ở mức trung bình, chịu ngập kém; khơng thích hợp với đất có độ chua cao,
độ phèn và độ mặn mạnh. Do nguồn gốc giống cây con đem trồng rừng là giống vơ
tính nhân bằng kỹ thuật giâm hom nên hệ rễ cây không ăn sâu, tán lá dày và nặng
nên khi gặp gió mạnh thường bị đổ hàng loạt hoặc bị gãy ngang thân. Ngoài ra, qua

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-8–

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

thực tế đã phát hiện thấy rằng một số dòng Keo lai khi trồng mật độ dày ở những
nơi có độ ẩm khơng khí cao, ít thống gió có tỷ lệ số cây bị nhiễm khuẩn gây hiện
tượng "mục thân" làm giảm cường độ chịu lực cũng như hố tính của gỗ rất cao.
Bên cạnh đó, hiện tượng cây Keo lai trồng ở lập địa kém thuận lợi có tỷ lệ "đa thân"
(7-8 thân chính) làm giảm phẩm chất gỗ khi dùng làm nguyên liệu giấy, đồ mộc
hoặc xây dựng.
Cho đến nay, Keo lai đã được khẳng định là lồi cây có khả năng chịu đựng
được khô hạn, tăng trưởng nhanh và ưu việt hơn Keo Lá Tràm kể cả trên đất cát
nghèo dinh dưỡng. Việc đẩy mạnh trồng rừng phòng hộ và rừng kinh tế bằng Keo
lai vơ tính nhằm thay thế dần cây Keo Lá Tràm để tạo ra các quần thể rừng trồng
chất lượng cao, trước hết là đối với dự án trồng rừng 661 trong đó Keo lai giữ vai
trò là cây tiên phong đang là giải pháp hữu hiệu của lâm nghiệp nước ta trong trồng

rừng Acacia hiện nay.
Những ưu điểm nổi bật của cây Keo lai như sau:
-

Tốc độ sinh trưởng nhanh trong thời gian 1÷2 năm có thể che phủ đất

trống với độ che phủ P = 0,6÷0,8 (nếu trồng với mật độ 2500÷3000 cây/ha).
-

Phạm vi thích ứng rộng (từ Bắc vào Nam đều có hiệu quả kinh tế cao).

-

Có khả năng cải tạo đất trồng do hệ rễ có nấm cộng sinh nên sau vài chu

kỳ trồng keo có thể trồng các loại cây ăn quả hoặc cây nông nghiệp khác.
-

Chu kỳ kinh doanh ngắn, cung cấp sản phẩm gỗ sau 1 chu kỳ ngắn (5÷10

năm) với năng suất 100÷200 m3/ha. Hiện nay đang là loại nguyên liệu giấy có giá trị
xuất khẩu cao.
Có thể so sánh q trình sinh trưởng của 3 lồi keo (Tính ở tuổi thứ 5 của
chu kì 8 năm, mật độ 2000 cây/ha.): (bảng 2.1)

Bảng 2.1. Thông số một số loại keo

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm

Đồ án tốt nghiệp

Thơng số

-9–

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

Keo Lá Tràm

Keo Mangium

Keo lai

D1.3,cm

10-15

15-18

18-22

H,m

3-5

4 - 10

12 - 15

65

160

200

M/ha(m3)

Rõ ràng bảng trên cho ta thấy ưu điểm của cây Keo lai hơn hẳn những lồi
khác. Nếu ni dưỡng các rừng Keo lai đến giai đoạn thành thục (10÷20 năm) thì có
thể đạt:
D 1,3 : 40-50 cm
H

: > 30 m.

Nhưng trồng cây với mục đích lấy gỗ phục vụ cho ngành cơng nghệ sản xuất
giấy thì người ta khai thác cây ở tuổi thứ 5.
Trên đất cát đỏ, đất trống đồi trọc bạc màu của Bình Thuận, trong điều kiện
chăm sóc thâm canh, Keo lai có thể cho năng suất bình qn từ 15÷25m3
gỗ/ha/năm, gấp 2÷3 lần keo lá tràm. Sản lượng khai thác khoảng 90÷150m 3/ha sau
5÷6 năm.
Ngồi các ưu điểm trên, các lồi Keo nói chung và Keo lai nói riêng cịn có
khả năng chống cháy rất tốt, có ngoại hình đẹp, có thể trồng làm cây phong cảnh...
Nhằm hạn chế tinh trạng phân ly của giống lai, Keo lai thường được tạo cây
con bằng phương pháp vơ tính (hom), hạn chế kỹ thuật tạo cây con từ hạt (hữu
tính).
2.1.3

Các bệnh thường gặp ở cây Keo lai và

hướng giải quyết
Cây Keo lai rất ít bị tác động của các loại sâu bệnh hại:
-

Giai đoạn vườn ươm chỉ phổ biến bệnh lở cổ rễ do nấm. Nếu ni trong

mơi trường có độ ẩm quá cao hoặc bị bệnh nấm trắng. Hai bệnh này có thể giải
quyết bằng các phương pháp đơn giản:

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 10 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

+ Nấm lở cổ rễ: ngừng tưới nước, làm khô nhanh mặt luống bầu bằng đất
nung (lấy từ các lò gạch ngói).
+ Nấm phấn trắng: Tuỳ theo mức độ nặng nhẹ mà phun dung dịch Boocdo
0,5 % (phịng bệnh) và 0,75÷1 % (khi xuất hiện bệnh).
-

Giai đoạn trồng rừng: có xuất hiện rải rác sâu cuốn lá. Nhưng nói chung

các loại sâu, bệnh hại ở Keo nói chung và Keo lai nói riêng khơng có khả năng phát
triển thành bệnh dịch gây ảnh hưởng lớn đến năng suất lâm nghiệp.
2.2

Nuôi cây mơ tế bào thực vật

2.2.1

Mục đích
Ni cấy mơ (tissue culture) là thuật ngữ dùng để chỉ q trình ni cấy vô

trùng in vitro các bộ phận tách rời khác nhau của thực vật. Kỹ thuật nuôi cấy mô
dùng cho cả hai mục đích nhân giống và cải thiện di truyền, sản xuất sinh khối các
sản phẩm hóa sinh, bệnh học thực vật, duy trì và bảo quản các nguồn gen quý…
Các hoạt động này được bao hàm trong thuật ngữ công nghệ sinh học
(biotechnology).
Nếu đứng trên quan điểm ứng dụng mà nhìn nhận thì ni cấy mơ và tế bào
thực vật có bốn lĩnh vực ứng dụng lớn:
-

Sản xuất và chuyển hóa sinh học các dược liệu tự nhiên.

-

Cải thiện về mặt di truyền các giống cây trồng nông - lâm nghiệp và dược

-

Nhân giống in vitro các cây trồng quý.

-

Làm sạch bệnh virus.

liệu.

2.2.2

Các nhân tố đảm bảo thành công trong

ni cấy mơ-tế bào thực vật
Có 3 nhân tố chính:
-

Bảo đảm điều kiện vô trùng.

-

Chọn đúng môi trường và chuẩn bị môi trường đúng cách.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-

- 11 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Chọn mơ cấy, xử lý mơ cấy thích hợp trước và sau khi cấy.

2.2.2.1 Bảo đảm điều kiện vô trùng
a) Ý nghĩa của vô trùng trong nuôi cấy mô và tế bào thực vật
Môi trường để nuôi cấy mô và tế bào thực vật có chứa đường, muối khống,
vitamin... rất thích hợp cho các loại nấm và vi khuẩn phát triển. Do tốc độ phân bào
của nấm và vi khuẩn lớn hơn rất nhiều so với các tế bào thực vật (thông thường,
một chu kỳ nuôi cấy mô và tế bào thực dài từ 1÷5 tháng trong khi ni cấy vi sinh
vật có thể kết thúc trong một vài ngày), nếu trong môi trường nuôi cấy chỉ nhiễm
một vài bào tử nấm hoặc vi khuẩn thì sau vài ngày đến một tuần, tồn bộ bề mặt
mơi trường và mơ ni cấy sẽ phủ đầy một hoặc nhiều loại nấm và vi khuẩn. Mẫu
ni phải bỏ đi vì trong điều kiện này mơ ni cấy sẽ khơng phát triển và chết dần.
Nói cách khác, mức độ vơ trùng trong phịng ni cấy mơ và tế bào thực vật
địi hỏi rất nghiêm khắc, khi đó mới thành cơng được.
b) Nguồn nhiễm tạp
Có 3 nguồn nhiễm tạp chính:
-

Dụng cụ thủy tinh, mơi trường và nút đậy không được vô trùng tuyệt đối.

-

Trên bề mặt hoặc bên trong mô nuôi cấy tồn tại các sợi nấm, bào tử nấm

hoặc vi khuẩn.
-

Trong quá trình thao tác làm rơi nấm hoặc vi khuẩn theo bụi lên bề mặt

mơi trường.
2.2.2.2 Chọn mơi trường dinh dưỡng
Thành cơng chính trong ni cấy mơ và tế bào thực vật là tìm ra thành phần

vật chất của môi trường dinh dưỡng cần thiết để tế bào có thể sinh trưởng và phát
triển được. Thành phần của môi trường dinh dưỡng thay đổi tùy theo lồi và bộ
phận ni cấy, tùy theo sự phát triển và phân hóa của mơ cấy, tùy theo việc muốn
duy trì mơ ở trạng thái callus, muốn tạo rễ, tạo mầm hay muốn tái sinh cây hoàn
chỉnh.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 12 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Để bắt đầu, cần phải thử trong những môi trường thông dụng nào đó, chẳng
hạn mơi trường Murashige-Skoog (1962) nếu khơng thành cơng thì sau đó thử trên
các mơi trường khác.
Tuy vậy, tất cả những môi trường nuôi cấy bao giờ cũng gồm năm thành
phần chính:
-

Đường cung cấp nguồn carbon.

-

Các muối khống đa lượng.

-

Các muối khống vi lượng.

-

Các vitamin.

-

Các chất kích thích sinh trưởng.

Ngồi ra, tùy từng tác giả có thể bổ sung thêm một số chất hữu cơ có thành
phần hóa học xác định (các amino acid, EDTA...) hoặc khơng xác định (nước dừa,
dịch chiết nấm men, dịch chiết cà chua ...).
2.2.2.3 Chọn mô cấy và xử lý mô cấy
Không có những hướng dẫn cụ thể trong việc chọn mơ cấy. Về ngun tắc,
trừ những mơ cấy đã hóa gỗ, các mơ khác trong cơ thể thực vật đều có thể dùng làm
mơ cấy. Tuy vậy, có thể nhận xét chung là các mô đang phát triển, thịt quả non, lá
non, cuống hoa, đế hoa, mô phân sinh... khi đặt vào mơi trường có chứa một lượng
chất sinh trưởng thích hợp đều có khả năng phân chia và phân hóa (Bảng 2.2). Để
bắt đầu nghiên cứu nhân giống vơ tính một cây nhất định, trước tiên người ta chú ý
đến các chồi nách và mô phân sinh ngọn.
Cần biết rằng tuy mang một lượng thông tin di truyền như nhau, các mơ khác
nhau trên cùng một cây có thể sinh trưởng và phát triển với khả năng tái sinh chồi,
rễ hay cây hồn chỉnh rất khác nhau.
Vì vậy, khi khởi sự chọn giống, nhân giống một cây cụ thể bằng phương
pháp nuôi cấy mô và tế bào thực vật, trước hết cần tìm hiểu phản ứng các bộ phận
khác nhau của cây trong nuôi cấy ở các nồng độ chất sinh trưởng khác nhau.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm

Đồ án tốt nghiệp

- 13 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Sau khi cấy, mô cấy cần được đặt trong điều kiện nhiệt độ và ánh sáng ổn
định. Tùy vào các mục đích nghiên cứu mà có các chế độ chiếu sáng khác nhau,
chẳng hạn q trình tạo callus có thể cần bóng tối hoặc chiếu sáng nhưng q trình
tái sinh và nhân giống vơ tính nhất thiết cần ánh sáng. Nhiệt độ phịng ni nên giữ
ổn định từ 25 ± 20C bằng máy điều hòa nhiệt độ. Cường độ chiếu sáng khoảng từ
2000÷3000 lux.
Bảng 2.2. Các cơ quan của thực vật sử dụng trong nuôi cấy mô và tế bào
Stt

Nguồn gốc mẫu vật
ni cấy

Kích thước

Mẫu ni cấy

1

Mơ phân sinh đỉnh

0,5-1 mm

Đỉnh sinh trưởng

2

Chồi đỉnh

0,5-1 cm

Chóp đỉnh có chứa một phần thân

3

Chồi nách

0,5-1 cm

Chồi bên có chứa một phần thân, lá
và chồi nách

4

Cuống lá

0,2-0,3 cm

Cuống lá được cắt nhỏ, phân nửa
được cấy chìm vào mơi trường

5

Phiến lá

0,2-1 cm

Phiến lá non đặt trên môi trường, mặt
dưới đặt trên mặt thạch

6

Rễ

0,5-1 cm

Mẫu rễ được đặt trên mặt thạch

7

Dạng hành

1-2 cm

Mẫu được đặt trên bề mặt hay cấy
chìm phân nửa vào mơi trường

8

Cây mầm

2-3 mm

Chồi non

9

Hạt phấn

0,1-0,5 mm

Hạt phấn trong bao phấn

2.2.2.4 Một số điểm cần lưu ý
-

Các dụng cụ dùng cho nuôi cấy mô sau khi tiệt trùng ở nồi khử trùng đều

phải được tiệt trùng sau mỗi lần dùng đến bằng cách nhúng vào cồn 90 % rồi hơ lên
ngọn lửa đèn cồn.
-

Trước khi cấy phải vệ sinh toàn bộ khu vực cấy bằng cồn 90 %.

-

Nên để số mẫu cấy trong đĩa petri từ 4÷5 mẫu, tránh trường hợp để nhiều

khơng cấy kịp mẫu sẽ bị khô.
-

Cồn dùng để đốt dụng cụ phải được thay sau mỗi đợt cấy.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm

Đồ án tốt nghiệp

- 14 –

2.2.3

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

Mơi trường dinh dưỡng

2.2.3.1 Thành phần chính của mơi trường
• Đường
Trong nuôi cấy nhân tạo, nguồn carbon để mô và tế bào thực vật tổng hợp
nên các chất hữu cơ giúp tế bào phân chia tăng sinh khối của mô không phải do quá
trình quang hợp cung cấp mà do đường có trong mơi trường dinh dưỡng.
Hai dạng đường thường được sử dụng là saccharose và glucose. Nhưng
saccharose được sử dụng phổ biến hơn, tùy theo mục đích ni cấy mà nồng độ
saccharose biến đổi từ 1÷12 %, thơng dụng là 2ữ3 %.
ã Cỏc mui khoỏng a lng
Nhu cu mui khoỏng của mô và tế bào thực vật tách rời không khác nhiều
so với cây trồng trong điều kiện tự nhiên. Các nguyên tố đa lượng cần phải cung
cấp là: N, P, K, Ca, Mg và S (Bảng 2.3).
Bảng 2.3. Các muối khống đa lượng dùng trong ni cấy mơ
Stt

Ngun tố

Dạng sử dụng

Nồng độ (mM)

N

Ca(NO3)2.4H2O, KNO3, NaNO3, NH4NO3,

∑[NO3-, NH4+]

(NO3-, NH4+)

(NH4)2SO4

khoảng 20

2

P

NaH2PO4.7H2O, KH2PO4

khoảng 1

3

K

KNO3, KCl.6H2O, KH2PO4

khoảng 10

4

Ca

Ca(NO3)2.4H2O, CaCl2.2H2O hoặc

khoảng 2

5

Mg

MgSO4.7H2O

0,5-3

6

S
(NH4)2SO4
• Các muối khống vi lượng (bảng 2.4)

1

khoảng 1

Rất ít các ngun tố vi lượng đã được chứng minh là không thể thiếu được
đối với sự phát triển của mô và tế bào ni cấy. Tuy nhiên, nó đã được sinh lý học
thực vật chứng minh đối với cây hồn chỉnh, do đó có thể sử dụng được hầu hết các

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 15 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

nguyên tố vi lượng cần thiết đối với cây cho mô và tế bào ni cấy trong mơi
trường nhân tạo. Vì vậy, tùy những trường hợp cụ thể có thể là khơng cần thiết.
Bảng 2.4. Các muối khống vi lượng dùng trong ni cấy mơ
Stt

Ngun tố

Dạng sử dụng

Nồng độ (mg/L)

1

Mn

MnSO4.4H2O

15-100

2

B

H3BO3

6-100

3

Zn

ZnSO4.7H2O

15-30

4

Cu

CuSO4.5H2O

0,01-0,08

5

Mo

Na2MoO4.2H2O

0,007-1

6

Co

CoCl2.6H2O

0,1-0,4

7

I

KI

2,5-20

8

Fe

FeSO4.7H2O

15-27,9

• Các vitamin
Bảng 2.5 trình bày các vitamin thường được dùng trong các môi trường nuôi
cấy (chủ yếu là bốn loại đầu). Các dung dịch stock vitamin dễ hỏng do nấm khuẩn
nhiễm tạp, vì vậy cần giữ trong điều kiện lạnh dưới 00C.

Bảng 2.5. Các loại vitamin thường dùng trong nuôi cấy mô
Stt

Tên vitamin

Nồng độ (mg/L)

1

myo-inositol

100

2

Nicotinic acid

0,5-1

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 16 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

3

Pyridoxine.HCl (Vit B6)

0,05-0,5

4

Thiamine.HCl (Vit B1)

10-50

5

Panthotenate calcium (Vit B5)

1-5

6

Riboflavin (Vit B2)

1-5

7

Biotin

0,1-1

8

Folic acid

0,1-1

• Các chất điều khiển sinh trưởng (bảng 2.6)
Một số chất sinh trưởng khơng tan trong nước, do đó khi pha dung dịch mẹ
chất sinh trưởng cần chú ý:
-

Đối với 2,4-D, NAA, IAA, IBA và GA 3: cân một lượng chất sinh trưởng

đủ pha trong 50 ml dung dịch mẹ vào một ly khơ, thêm 2÷3 ml cồn 90 % rồi lắc đến
khi tan hết, sau đó mới thêm nước cất đến 50 ml.
-

Đối với BAP (hay BA): trước hết thêm 2÷3 giọt nước cất và vài giọt HCl

1N, lắc cho tan sau đó thêm nước cất đến thể tích cần pha.
-

Đối với KIN: thêm 2÷3 giọt NaOH 1N trước khi pha đến thể tích cần

thiết.
Bảo quản dung dịch mẹ chất sinh trưởng trong lọ kín (riêng IAA bảo quản
trong lọ màu nâu), cất giữ tủ lạnh. 2,4-D, NAA tương đối bền có thể bảo quản như
vậy trong một năm. BAP, IBA, KIN, và GA 3 bảo quản được từ 2÷3 tháng. IAA cần
pha lại hàng tháng để đảm bảo hoạt tính.
Bảng 2.6. Một số chất kích thích sinh trưởng
Ký hiệu

Tên

Ký hiệu

Tên

BA

Benzyladenin

KIN

Kinetin

BAP

Benzyladeninpurine

NAA

Naphthaleneacetic acid

GA3

Gibberellic acid

2hZ

Dihydrozeatin

IAA

Indoleacetic acid

TDZ

Thidiazuron

IBA

Indolebutyric acid

Zea

Zeatin

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 17 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

2-Ip

2-Isopentenyl adenin

2,4-D

2,4-Dichlorophenoxyacetic acid

NOA

Naphthoxyacetic acid

Pic

Picloram

Chú ý
Chất sinh trưởng có thể tác động lên mô nuôi cấy ở nồng độ rất thấp (10-8).
Cần dùng pipette riêng cho từng loại chất sinh trưởng một. Và chú ý rửa cẩn thận
các ly, cốc, chai lọc đã dùng để đựng và pha các chất sinh trưởng ở nồng độ cao.
Ngoại trừ IAA và GA 3, các chất sinh trưởng còn lại được coi là bền vững trong q
trình hấp vơ trùng.
IAA sau khi pha dung dịch stock, được lọc qua màng lọc millipore, sau đó
chứa trong các tube eppendof được bọc giấy nhơm bên ngồi, bảo quản lạnh sâu.
Môi trường sau khi hấp khử trùng để nhiệt độ giảm xuống cịn khoảng 50÷60 0C khi
đó mới cho IAA đã lọc vào (các thao tác thực hiện trong tủ cấy vơ trùng).
• Các chất hữu cơ khác
-

Nước dừa

Chất có hoạt tính trong nước dừa hiện đã được chứng minh là myo-inositol
và một số amino acid khác. Lượng nước dừa dùng trong môi trường nuôi cấy
thường khá cao, từ 10÷20 % thể tích mơi trường. Lấy nước dừa già, lọc trong, cho
vào các túi nilon và bảo quản trong lạnh sâu cho đến khi dùng. Thời gian bảo quản

không quá vài tháng. Tốt nhất là nên sử dụng tươi.
-

Dịch chiết nấm men và dịch thủy phân casein

Đây là các chế phẩm có thành phần hóa học khơng rõ. Dung dịch thủy phân
casein cung cấp một số amino acid, lượng thường dùng là 1g/1 lít mơi trường.
2.2.3.2 Vấn đề lựa chọn môi trường
Khi khởi sự nuôi cấy mô và tế bào một số đối tượng nhất định, vấn đề đặt ra
là chọn môi trường nào và trên cơ sở nào để phối hợp tỷ lệ các chất dinh dưỡng.
Cách thường làm là qua các tài liệu đã xuất bản, xem các tác giả nuôi cấy mô trên

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 18 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

cùng đối tượng ấy hoặc các đối tượng gần gũi về mặt phân loại đã dùng loại mơi
trường gì. Bước đầu có thể giữ ngun mơi trường của các tác giả đó hoặc trên cơ
sở đó mà cải tiến cho phù hợp qua một số thí nghiệm thăm dị.
Trong hàng trăm môi trường do rất nhiều tác giả đề nghị cho nhiều loại cây
khác nhau, nhiều mục đích ni cấy khác nhau, có thể chia ra làm ba loại:
-

Mơi trường nghèo chất dinh dưỡng: điển hình là mơi trường White, Knop

và Knudson C.
-

Mơi trường trung bình: điển hình là mơi trường B5 của Gamborg.

-

Mơi trường giàu chất dinh dưỡng: Điển hình là mơi trường Murashige-

Skoog và Linsmaier-Skoog.
Vì vậy, khi bắt đầu nghiên cứu nuôi cấy mô một số đối tượng mới, chưa có
tài liệu trước thì nên thăm dị so sánh ba loại mơi trường trên xem đối tượng nghiên
cứu thích hợp với loại mơi trường nào nhất. Sau đó, cần tìm tỷ lệ NO 3-/NH4+ thích
hợp.
Hiện nay, mơi trường Murashige-Skoog được coi như là một mơi trường
thích hợp với nhiều loại cây do giàu và cân bằng về chất dinh dưỡng. Trong thực tế
và đồ án này tôi chọn môi trường Murashige-Skoog và phối trộn một số chất khác
như: Saccharose, BAP, NAA để làm môi trường nuôi cấy chồi cây Keo lai.
2.2.3.3 Chuẩn bị các dung dịch làm việc
Để thuận tiện cho việc pha các môi trường nuôi cấy (môi trường làm việc),
người ta khơng cân hóa chất cho mỗi lần pha môi trường mà chuẩn bị trước dưới
dạng đậm đặc (stock), sau đó chỉ cần pha lỗng khi sử dụng. Các dung dịch đậm đặc
được bảo quản dài ngày trong tủ lạnh thường hoặc tủ lạnh sâu. Nếu chuẩn bị mơi
trường tốt thì sẽ giảm một số thời gian đáng kể cho công tác nuôi cấy.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

2.3

- 19 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Vườn ươm cây

2.3.1

Mục đích
-

Chăm sóc vườn giống

-

Ươm tạo cây con

Để xuất vườn đảm bảo chất lượng, tỷ lệ và chỉ tiêu được giao.
2.3.2

Xây dựng
Tùy theo khả năng điều kiện để đầu tư xây dựng vườn ươm theo 1 trong 3

mức độ: Kiên cố, bán kiên cố, hoặc tạm thời.
• Mức độ kiên cố: Gồm nhà ươm cây, nhà huấn luyện và vườn ươm. Quy
mô và quy cách theo báo cáo đầu tư và thiết kê xây dựng do cấp có thẩm quyền phê
duyệt.
• Mức độ bán kiên cố:

-

Lều nền gạch được bố trí:

+ Luống: Rộng 1,2 m chiều dài tùy nhưng khơng q 2 m. mắt luống nền
nghiêng 1÷20 để thốt nước. Thành luống cao 10 cm có chứa khe hoặc lỗ thốt
nước.
+ Vịm: có 2 bộ phận chính: sườn vom bằng kim loại để làm giá đỡ và vòm.
Mặt cắt ngang vịm có hình parabol, vịm là bộ phận để điều tiết cường độ chiếu
sáng, độ ẩm khơng khí thích hợp cho cây mần.
+ Hệ thống vòi phun đặt trên luống ươm.
-

Vườn ươm: Là nơi huấn luyện và nuôi dưỡng đế lúc đạt phẩm chất theo

quy cách để xuất vườn. Về yêu cầu vườn ươm này tương tự như các lồi cây lâm
nghiệp khác.
• Mức độ tạm thời: về ngun tắc hoạt động và quy trình sản xuất cây con
tương tự như mức độ bán kiên cố chỉ khác ở chổ luống không bằng nền gạch mà chỉ
bằng nền đất.
Trong đồ án này tôi chọn mức độ kiên cố: bao gồm nhà ươm, nhà huấn luyện
và vườn ươm.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 20 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Giống Keo lai gốc
Cắt đỉnh phân sinh & chồi bên
Xử lý

Phối trộn mơi trường

Cấy gây

Phân phối vào bình

Mơi trường

Khử trùng

Phịng ni

Cấy chuyền lặp lại

Cây đủ tiêu chuẩn
Xử lý

CHƯƠNG 3

HồVÀ
rễ THUYẾT MINH QUY TRÌNHĐất
QUY TRÌNH
SẢN XUẤT

3.1

Cấy
Bầu đất

Quy trinh sản xuất
Vào bầu
Xử lý bầu

Nhà ươm
Nhà huấn luyện
Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm
Vườn ươm


Đồ án tốt nghiệp

- 21 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Phân loại

Đất vườn giống lấy hom

Cây đủ tiêu chuẩn

Cày đất

Trồng cây

Cuốc hố

Hố trồng

Bón lót & lấp hố

Chăm sóc
Cắt cành và đốn tạo chồi
Chồi và cành đạt tiêu chuẩn
Cắt tạo hom
Xử lý hom
Cắm hom

Đất

Bầu

Tạo bầu

Nhà ươm
Khu huấn luyện
Phân loại
Vườn ươm
Chăm sóc
Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm
Xuất vườn


Đồ án tốt nghiệp

3.2

- 22 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Thuyết minh quy trình

3.2.1

Q trình ni cấy mơ

3.2.1.1 Mục đích
Sản xuất cây giống Keo lai bằng phương pháp nuôi cấy mô phục vụ nhu cầu
cây giống chất lượng cao.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-

- 23 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Tiến hành vào mẫu giống cây Keo lai dịng vơ tính được Bộ NN&PTNT

cơng nhận có nhiều đặc điểm ưu trội được thị trường chấp nhận hoặc khách hàng
đặt hàng theo yêu cầu.
-

Nhân nhanh các bình chồi giống Keo lai đã vào mẫu nhằm đảm bảo số

lượng bình chồi giống để sản xuất đủ số lượng cây giống theo kế hoạch.
-

Sản xuất cây giống đúng thời vụ, đảm bảo cây giống chất lượng cung cấp

cho khách hàng theo yêu cầu.
3.2.1.2 Chuẩn bị
• Dụng cụ
-

Bình tam giác hoặc bình trịn (100 ml, 250 ml)

-

Giấy nhôm, nilon

-

Giấy thấm vô trùng

-

Lọ thủy tinh khử trùng mẫu vật nuôi cấy

-

Forceps, kéo, dao mổ

-

Đĩa petri vô trùng

-

Cốc chịu nhiệt, ống đong, micropipette các loại

• Thiết bị
-

Nồi khử trùng

-

Tủ sấy

-

Tủ cấy

-

Tủ lạnh bảo quản hóa chất

-

Microwave, bếp điện nấu agar

-

Cân phân tích 10-3g

-

Cân kỹ thuật 10-2g

-

Máy cất nước 1 lần, 2 lần

• Hóa chất cần chuẩn bị

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

-

- 24 –

SVTH: Nguyễn Thế Hoàng Nam

Dung dịch stock môi trường MS (Murashige-Skoog, 1962): MS1, MS2,

MS3, MS4 và MS5 (bảng 3.1).
-

Dung dịch HgCl2 0,1%

-

Cồn 90%

-

Agar

-

Saccharose

-

Nước cất vô trùng

-

Dung dịch stock các chất kích thích sinh trưởng: BAP và NAA.

• Mơi trường ni cấy: dùng cho 01 lít môi trường
-

Môi trường MS đầy đủ (20ml MS1+ 10ml MS2 + 10ml MS3 + 10ml

MS4 +10 ml MS5)
-

Saccharose 3%

-

Agar 0,8%

-

BAP 2 mg/L

-

NAA 1 mg/L

-

pHmôi trường ∼ 5,8

Bảng 3.1. Thành phần môi trường MS (Murashige-Skoog,1962)
Dung dịch stock
MS1 KNO3
KH2PO4

Nồng độ

Nồng độ dung dịch mẹ

(mg/L)

(g/200 mL)

1900
170

×10

19

Dung tích dùng cho
1 lít mơi trường
20 mL

1,7

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm


Đồ án tốt nghiệp

- 25 –

NH4NO3

1650

16,5

MgSO4.7H20

370

3,7

MS2 CaCl2.2H2O

440

×20

8,8

H3BO3

6,2

0,124

MnSO4.4H2O

22,3

0,446

CoCl2.6H2O

0,025

0,5 mg

MS3 CuSO4.5H2O

MS4

SVTH: Nguyễn Thế Hồng Nam

0,025

×20

0,5 mg

ZnSO4.4H2O

8,6

0,172

Na2MoO4.2H2O

0,25

5 mg

KI

0,83

16,6 mg

FeSO4.7H2O

27,8

Na2-EDTA

37,3

myo-inositol

100

2

Thiamine.HCl

0,1

2 mg

MS5 Pyridoxine.HCl
Nicotinic acid
Glycine

0,5

×20

×20

0,556
0,746

10 mg

0,5

10 mg

2

40 mg

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

3.2.1.3 Tiến hành
-

Pha môi trường dinh dưỡng đúng theo tỷ lệ, phân phối môi trường vào

trong bình tam giác hoặc bình trịn loại 250 hoặc 100 mL tương ứng. Nút miệng
bình bằng giấy nhơm hoặc bao nilon sau đó đem khử trùng ở 121 0C (1 atm)/15-30

phút (môi trường chuẩn bị trước từ 2 ngày trở lên).
-

Rửa sạch chồi đỉnh và chồi bên bằng xà phòng dưới dòng nước chảy, cắt

bỏ những lá xung quanh chỉ để lại một vài lá, cho vào lọ thủy tinh vô trùng để
chuẩn bị khử trùng mẫu vật.

Đề tài: Thiết kế trung tâm nhân giống cây Keo lai năng suất 2 triệu cây/năm