NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC CỦA CÂY KHẾ VÀ TUYỂN CHỌN CÁC GIỐNG KHẾ CÓ TRIỂN VỌNG

1

bộ giáo dục v đo tạo
trờng đại học nông nghiệp i
-----



cao quốc chánh



Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học
của cây khế (Averrhoa carambola L.) v
tuyển chọn các giống khế có triển vọng



Chuyên ngành : Chọn giống và nhân giống
Mã số: 4.01.05




Tóm tắt luận án tiến sĩ nông nghiệp

h nội - 2006



2
Công trình này đợc hoàn thành tại:
trờng đại học nông nghiệp i

Ngời hớng dẫn khoa học:
PGS. TS. Phan Quỳnh Sơn
1.PGS. TS. Nguyễn Văn Hoan
2.TS. Nguyễn Minh Châu


Phản biện 1: PGS. TS Nguyễn Hồng Minh

Phản biện 2: PGS. TS Vũ Mạnh Hải

Phản biện 3: TS Đào Xuân Thảng



Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp nhà nớc
họp tại Trờng Đại học Nông nghiệp I.
Vào hồi 8 giờ 30 ngày 8 tháng 9 năm 2006

Có thể tìm hiểu luận án tại:
Th viện Quốc gia
Th viện Trờng Đại học Nông nghiệp I



3
mở đầu
1. Đặt vấn đề
Cây khế (Averrhoa carambola L.) là cây ăn quả có giá trị dinh
dỡng và giá trị kinh tế đợc trồng sản xuất hàng hóa tập trung ở vùng
nhiệt đới, á nhiệt đới (Mỹ, Malaysia, Thái Lan, Đài Loan, Nam Mỹ...).
Cây khế có thể cho năng suất cao, thời vụ thu hoạch kéo dài. Giá trị sử
dụng đa dạng: quả tơi, nguyên liệu chế biến, rau gia vị. Lá, hoa, thân
và rễ khế đợc sử dụng trong đông y để chữa một số bệnh. Cây khế
còn làm cây cảnh trang trí hoa viên sân vờn.
Các giống khế đang đợc trồng ở nớc ta chủ yếu là các giống địa
phơng không rõ nguồn gốc, phong trào trồng khế đã bắt đầu phát triển
ở một số địa phơng nh Hà Nội, TP Hồ Chí Minh. Cây khế đã đợc
nghiên cứu ở một số trờng đại học và viện nghiên cứu. Vấn đề đặt ra
là chúng ta cần tìm hiểu đặc tính của các giống khế địa phơng, chọn
lọc nhập nội, khảo nghiệm đánh giá và tuyển chọn những dòng, giống
khế tốt đa vào sản suất, phù hợp với yêu cầu sinh thái từng vùng. Từ
yêu cầu thực tế của sản xuất, chúng tôi tiến hành đề tài: "Nghiên cứu
đặc điểm nông sinh học của cây khế (Averrhoa carambola L.) và
tuyển chọn các giống khế có triển vọng"

2. Mục đích nghiên cứu

- Điều tra thu thập mẫu giống khế, xây dựng bức tranh về nguồn
gen cây khế và sản xuất khế ở nớc ta.
- Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của cây khế thông qua thí nghiệm
khảo sát tập đoàn và thí nghiệm đánh giá quần thể cây khế thực sinh.
- Tuyển chọn các mẫu giống khế triển vọng.
3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Việc su tập đợc tập đoàn các mẫu giống khế có ý nghĩa bảo vệ
nguồn gen cây khế và làm nguồn thực liệu cho những nghiên cứu chọn
tạo giống khế. Kết quả thực hiện đề tài sẽ bổ sung t liệu về khả năng


4
sinh trởng phát triển, đặc tính thực vật học, năng suất và phẩm chất của
các giống khế địa phơng và nhập nội.
- Kết quả đánh giá tính đa dạng di truyền của quần thể các giống
khế địa phơng cho thấy nguồn gen cây khế ở nớc ta rất phong phú,
nhiều mẫu giống khế có những tính trạng quý.
- Những kết quả của đề tài này có thể làm tài liệu giảng dạy môn
học cây ăn quả trong các trờng chuyên nghiệp, làm tài liệu tham khảo
cho ngời làm vờn và cán bộ khuyến nông.
4. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tợng nghiên cứu bao gồm tập đoàn công tác và hai quần thể
các mẫu giống khế thực sinh. Phạm vi nghiên cứu nhằm tuyển chọn và
đề xuất các mẫu giống có những tính trạng quý làm vật liệu nghiên
cứu phát triển cải thiện giống địa phơng ở hai vùng trồng khế là đồng
bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long.
5. Những đóng góp mới của luận án
- Đã tiến hành điều tra và chỉ ra đợc bức tranh của cây khế Việt

Nam, kết quả của quá trình điều tra đã thành lập tập đoàn 89 mẫu
giống bớc đầu đáp ứng yêu cầu của các mục tiêu chọn tạo giống khế.
- Là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu về cây khế tơng
đối toàn diện từ mô tả đánh giá đặc điểm hình thái, đặc điểm di truyền
đến chọn tạo giống khế mới.
- Sử dụng phân nhóm theo khoảng cách di truyền Mahalonobis ở
mức hệ số tơng đồng 0,378 cho thấy tập đoàn các giống khế thu thập
đợc phân thành 5 nhóm đồng dạng di truyền khác nhau về nguồn gốc.
- Đã đề xuất đợc mô hình cây khế Việt Nam và tuyển chọn đợc
2 giống khế mới là QS9 và ML1-1 bổ sung vào cơ cấu cây trồng.
6. Khối lợng và cấu trúc luận án: Luận án gồm 147 trang, 54
bảng biểu, 35 hình minh họa, 4 đồ thị và 106 tài liệu tham khảo. Cấu
trúc luận án gồm 8 phần: mở đầu, tổng quan tài liệu, vật liệu nội dung


5
và phơng pháp nghiên cứu, kết quả và thảo luận, kết luận và đề nghị,
các công trình đã công bố có liên quan đến luận án, tài liệu tham khảo
và phụ lục.
Chơng 1
tổng quan ti liệu v cơ sở khoa học của đề ti
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
Quả khế là nguồn cung cấp vitamin, hàm lợng vitamin C khoảng
14-19 mg/100g thịt quả, hàm lợng vitamin A là 500UI/100g thịt quả,
vitamin B
1
khoảng 0,4 mg/100 thịt quả. Ngoài ra, còn có các chất
khoáng nh kali (K) khoảng 145 mg/100g thịt quả, photpho (P) khoảng
11 mg/100g thịt quả. Hàm lợng chất rắn hoà tan là 5 - 13 độ Brix.
Khế thuộc họ Chua Me đất (Oxalidacea). Nguồn gốc xuất xứ cây

khế (A. Carambola L.) là từ Đông Dơng, Malaysia và Indonesia; một
số nhà nghiên cứu cho rằng nên cộng thêm ấn Độ, Sri Lanka. Vùng
Bắc Nam Mỹ quanh Guyana, có thể là trung tâm thứ cấp của cây khế.
Rễ khế thuộc loại rễ cọc mọc sâu 100cm - 160cm, xung quanh là
rễ chùm. Thân khế thuộc loại thân bụi, chiều cao dao động 4m-12m.
Lá khế là dạng lá kép lông chim, số lá chét vào khoảng 3- 8 cặp hình
oval hoặc elip, lá chét phía dới nhỏ, các lá chét phía trên lớn hơn. Hoa
khế mọc thành chùm sim, mỗi chùm có 5- 50 hoa, hoa nhỏ, lỡng tính,
có đài hoa với 5 cánh màu đỏ nhạt bao quanh tràng hoa màu tím, cuống
hoa tròn ngắn (1mm) màu đỏ đậm. Cấu trúc của hoa khế có hai dạng
khác biệt là kiểu hình L-type có nhuỵ dài và nhị ngắn, ngợc lại hoa
kiểu hình S-type có nhuỵ ngắn và nhị dài. Cây khế không phản ứng rõ
rệt với quang chu kỳ.
Quả khế mọng nớc, chiều dài dao động từ 5 cm - 13 cm và chiều
ngang từ 3 cm - 6 cm. Trong mỗi quả có khoảng 1-20 hạt phân bố ở giữa
quả trong các múi khế, trung bình mỗi múi có 1- 6 hạt. Thời gian từ khi
quả thụ phấn thụ tinh đến khi chín kéo dài 60- 100 ngày


6
Cây khế có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau từ đất cát cho đến
đất sét nặng và đất đá vôi có độ thoát nớc tốt. Nhu cầu lợng nớc
tơng đối nhiều nhng cây khế không chịu đợc ngập úng. Nhiệt độ
thích hợp nhất khoảng 21-32
0
C.
1.2.Tình hình nghiên cứu, chọn tạo giống khế
Theo nhiều tài liệu cây khế có 3 dạng bội nhiễm sắc thể là 2n=16,
2n=22, 2n=24. Lai hữu tính bằng cách thụ phấn giữa các tổ hợp lai cần
chọn giống khế có vòi nhụy ngắn làm mẹ vì hạt phấn ở vị trí cao hơn

đầu nhụy nên dễ khử đực hơn. Sự bất tơng hợp khi hoa tự thụ phấn là
một trở ngại cho công tác lai tạo giống.
Đa số các giống khế ngọt đều đợc dùng để ăn tơi. Để đáp ứng
nhu cầu xuất khẩu quả tơi với giá trị kinh tế cao sang các nớc Tây
Âu và Bắc Mỹ, các nhà chọn giống đã chọn tạo các giống khế có quả
chất lợng cao, đồng đều về hình dáng và màu sắc, cấu trúc thịt quả
chắc, khẩu vị quả ngọt có pha vị chua nhẹ, mùi vị hấp dẫn. Viện Đại
học Florida đã bắt đầu chọn tạo các giống khế ăn tơi từ năm 1935 đến
năm 1965 họ đã chọn tạo đợc giống khế "Golden Star".
Tại Đài Loan, giống Ell-lin thích hợp cho chế biến nớc quả hay
xắt miếng đóng hộp, Wai-wei làm mứt là ngon nhất. Hai giống Fwang
Tung và Maha hái quả "chín xanh" rất thích hợp làm rau sống nhờ thịt
quả rất giòn mà mùi vị lại chua xen ngọt. Cây khế để làm cây cảnh đa
số đợc chọn từ các cây hoang dại và quần thể cây trồng.
Một số giống khế trên thế giới: Fwang Tung, Dah Pon, Tean Ma,
Arkin, Maha, Star King, Thai Knight, Wheeler, Leng Bak, Jurong...Viện
nghiên cứu và phát triển nông nghiệp Malaysia đã chọn tạo các giống
B1, B2, B6, B4, B8, B10 và B11. Các giống Giant Siam, Jungle Gold,
BCP-1, Hosie và Chjiuba đợc trồng ở úc.
Khế có thể nhân giống bằng gieo hạt và chiết, ghép; trong đó
phơng pháp ghép thích hợp cho sản xuất. Không có sự bất tơng hợp


7
giữa gốc ghép và mắt ghép, tuy vậy cũng có sự khác biệt về mức độ sinh
trởng của cây sau khi ghép. Nhiều tác giả đã thành công trong việc
nhân giống vô tính bằng các phơng pháp công nghệ sinh học.
Malaysia là nớc có sản lợng quả khế đứng đầu thế giới. Đài
Loan là vùng lãnh thổ đứng thứ hai trên thế giới về sản xuất khế.
Các kết quả về việc chọn tạo, nhập nội và đánh giá các giống khế ở

nớc ta hiện nay cha có công trình quy củ nào đợc công bố. Công
tác nghiên cứu về cải thiện giống khế mới đợc tiến hành ở một số cơ
quan nghiên cứu trong khoảng 5 - 6 năm gần đây. Các giống khế địa
phơng đa số đợc chọn lọc từ các thế hệ cây khế thực sinh gieo hạt từ
các quả khế thụ phấn tự do có chất lợng ngon.
Chơng 2
vật liệu, nội dung v phơng pháp nghiên cứu

2.1. Vật liệu nghiên cứu
- Tập đoàn khảo sát gồm 89 mẫu giống từ các nguồn vật liệu: các
cây khế bán hoang dại, các giống địa phơng từ các quần thể trồng
trọt, các cây khế từ các nguồn giống nhập nội.
Bảng 2.2. Các khu vực su tập mẫu giống khế trong tập đoàn
STT Địa điểm su tập Số mẫu
1 Hà Nội (Long Biên, Gia Lâm, Đông Anh, Từ Liêm) 32
2 Vùng núi phía Bắc 27
3 Đồng Bằng Bắc Bộ 17
4 Thanh Hóa, Huế 5
5 TP Hồ Chí Minh, Bến Tre 3
6 Nhập nội (Malaysia, Đài Loan, Nhật Bản, Mỹ) 5
- Hai quần thể thực sinh gieo hạt từ 2 quả khế nhập nội (Malaysia),
quần thể I 4 mẫu giống và quần thể II 9 mẫu giống.
2.2. Nội dung nghiên cứu


8
- Phân lập và đánh giá đặc điểm nông sinh học, phẩm chất quả của
các mẫu giống khế.
- Phân tích đa dạng di truyền của tập đoàn.
- Tuyển chọn các mẫu giống khế triển vọng.

2.3. Phơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phơng pháp điều tra, su tập các mẫu giống: Điều tra hiện
trạng theo phơng pháp điều tra nhanh nông thôn RRA. Su tập bằng
cách thu cành ghép, mắt ghép và nhân giống vô tính.
2.3.2. Phơng pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm điều tra khảo sát
tập đoàn các giống khế địa phơng và các giống nhập nội.
2.3.3. Phơng pháp nghiên cứu các chỉ tiêu về đặc điểm thực vật
học của cây khế. Khảo sát đo đếm và mô tả các đặc điểm thực vật học
của các mẫu giống khế dựa theo phơng pháp đánh giá của Viện tài
nguyên di truyền thực vật quốc tế (IPGRI).
2.3.4. Phơng pháp phân tích phẩm chất quả: Phân tích các chỉ tiêu: độ
Brix đo bằng Brix kế, hàm lợng chất khô (phơng pháp sấy đến khối lợng
không đổi), hàm lợng đờng (phơng pháp Bertrand), hàm lợng vitamin
C (phơng pháp chuẩn độ), hàm lợng axit hữu cơ (phơng pháp chuẩn độ).
Đánh giá cảm quan bằng thử nếm và cho điểm.
2.3.5. Phơng pháp phân tích sự đa dạng của tập đoàn vật liệu khảo
sát ban đầu: Sử dụng phơng pháp thống kê sinh học mô tả và đánh giá
của IPGRI. Xác lập và phân nhóm đa dạng di truyền trên máy tính
bằng chơng trình NTSYS pc 2.0.
2.3.6. Thí nghiệm khảo sát nhân giống đợc bố trí theo khối hoàn
toàn ngẫu nhiên (RCBD). Đánh giá khả năng sinh trởng, phát triển
cây ghép của một số mẫu giống trong thí nghiệm thông qua việc nhân
giống vô tính bằng phơng pháp ghép nêm cành và phơng pháp ghép
mắt trên cùng một loại gốc ghép là khế chua Gia Lâm.


9
2.3.7. Phơng pháp tuyển chọn: chọn lọc cá thể các mẫu giống
triển vọng theo phơng pháp "Cây mẹ u tú". Tiêu chuẩn chọn lọc là
mô hình quả khế dùng cho ăn tơi, chế biến, làm rau và mô hình cây

khế trồng tập trung, trồng phân tán; có những tính trạng quý.
2.3.8. Phơng pháp xử lý số liệu: Các số liệu, kết quả nghiên cứu
đợc xử lý bằng phơng pháp thống kê sinh học (Phạm Chí Thành - 1989)
và các chơng trình máy tính Excel, IRRISTAT, NTSYS pc 2.0.
Chơng 3
kết quả nghiên cứu v thảo luận

3.1. Kết quả điều tra sản xuất khế ở một số vùng trồng chính:
Bảng 3.2. Đặc điểm các giống khế ở Bắc Biên, Đặng Xá và Liên Mạc.
STT
Mẫu
giống
Chiều dài
lá kép
(cm)
Số lá chét/
lá kép
Kích thớc
lá chét
(cm)
Cấu trúc
hoa
Chiều dài quả,
cm
Khối lợn
g
(g/quả)
Số hạt
(hạt/
quả)

1 HX1 17,9 0,7 10,6 5,6 x 2,4 L 8,10,7 143,0 8,1
2 HX2 17,7 0,7 11,2 5,6 x 2,4 L 9,40,7 180,2 8,7
3 HX3 18,10,5 11,0 5,6 x 2,5 S 9,20,7 177,2 8,5
4 HX4 18,50,8 11,0 5,7 x 2,4 L 9,40,7 169,0 8,6
5 Huế 16,90,7 11,4 5,4 x 2,6 L 8,70,7 108,6 5,8
6 Bắc Biên 18,20,6 12,2 6,0 x 2,9 L 11,40,7 184,2 7,9
7 Cơm 16,10,6 10,2 5,2 x 2,2 L 6,00,6 121,3 6,3
- Các vùng trồng khế hàng hóa: Vùng ngoại thành Hà Nội và các
tỉnh giáp ranh nh Hải Dơng, Hng Yên, Hoà Bình, Hà Tây. Vùng
ngoại thành TP. Hồ Chí Minh một số trang trại ở các tỉnh gần TP. Hồ
Chí Minh nh Đồng Nai, Bình Dơng, Tiền Giang, Bến Tre.
- Các khu vực còn khế hoang dại sinh thực: Thái Nguyên và Bắc
Kạn, Điện Biên, khu Bến En (Thanh Hóa), Kon Tum. Khế da chuột
Averrhoa bilimbi L. rất phổ biến ở miền Nam.
- Địa điểm điều tra trên quần thể trồng trọt tại ngoại thành Hà Nội
là: Long Biên (Bắc Biên), Gia Lâm (Đặng Xá, Trâu Quỳ) và Từ Liêm


10
(Hoàng Xá). Nguồn gốc các giống địa phơng: khế Huế từ Huế, khế Bắc
Biên từ Bắc Biên, HX2 từ làng Hoàng Xá. Các giống HX1 và khế Cơm
là các cây khế lâu năm trồng tại địa phơng. Việc nhân giống khế không
đúng qui trình kỹ thuật đã làm các giống khế ngon không duy trì đợc
những đặc tính quý và mau chóng thoái hoá. Các mẫu giống địa phơng
thờng là một dòng vô tính (clone) xuất phát từ một cá thể u tú trong
quần thể thụ phấn tự do, một năm ra hoa đậu quả hai vụ. Khế Bắc Biên
là giống có các chỉ tiêu về hình thái lá và quả cao nhất (bảng 3.2).
3.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học của các giống khế
3.2.1. Đặc điểm hình thái lá: Lá khế dạng lá kép lông chim mọc
cách, mọc đối và xen lẫn cả hai dạng mọc cách và mọc đối. Chiều dài

cuống lá kép dao động từ 7,91 cm đến 18,55 cm. Số lá chét trên lá kép
biến động từ 9,2 lá đến 15,2 lá.
- Đặc điểm hình thái lá chét phía trên: Phân lập các mẫu giống
trong tập đoàn ra thành 3 nhóm dựa trên sự khác biệt rõ rệt giữa các
mẫu giống là đặc điểm uốn cong của lá chét phía trên. Mỗi nhóm
giống đợc chia thành 2 nhóm phụ theo chỉ tiêu số lá chét/lá kép (<12
hay >12). Khảo sát 89 mẫu giống của tập đoàn chúng tôi ghi nhận có
26 mẫu giống có đặc tính uốn cong bề mặt lá xuống phía dới, 19 mẫu
giống có bề mặt cong lên và 44 mẫu giống có bề mặt tơng đối phẳng.
Lá chét phía trên có chiều dài dao động từ 4,55 cm (QS12) đến 7,82 cm
(QS105) và chiều rộng từ 2,16 cm (QS12) đến 3,54 cm (QS80). Mẫu
giống có kích thớc bé nhất là QS12, QS4 và lớn nhất là QS5. Lá chét
phía dới chiều dài dao động từ 1,85 cm (QS82) đến 3,61 cm (QS104)
và chiều rộng 1,32 cm (QS4) đến 2,64cm (QS44). Chiều dài lá chét
phía trên có thể dài hơn lá chét phía dới gấp 1,83 lần (QS104) - 3,00
lần (QS102), còn chiều rộng cao nhất chỉ rộng gấp 1,6 lần). Các mẫu
giống có hệ số Dài chét trên/Dài chét dới cao và cuống lá dài, số lá
chét nhiều và nhỏ thì lá kép có hình dạng tam giác nhọn đầu rất rõ rệt.