Nghiên cứu biến dị di truyền và đánh giá tăng thu di truyền cho các vườn giống keo lá liềm (acacia crassicarpa) tại vùng bắc trung bộ

Bộ giáo dục và đào tạo
bộ nông nghiệp và PTNT
Trường đại học lâm nghiệp
-----------------------------------

phạm xuân đỉnh

Nghiên cứu biến dị di truyền và đánh giá
tăng thu di truyền cho các vườn giống
Keo lá liềm (Acacia crassicarpa)
tại vùng Bắc Trung Bộ
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.60

luận văn thạc sĩ khoa học lâm nghiệp

Người hướng dẫn khoa học
TS. Hà Huy Thịnh

hà tây, năm 2007


1

Mở đầu
Để thực hiện chiến lược phát triển lâm nghiệp Chính phủ đã có quyết
định số 661/QĐ-TTg về mục tiêu, nhiệm vụ, chính sách và tổ chức thực hiện
dự án trồng mới 5 triệu ha rừng và sản xuất 1 triệu m3 ván nhân tạo. Trong đó
việc chọn loài cây trồng hợp lý là vấn đề hết sức quan trọng. Trong tập đoàn
các loài cây được chọn thì các loài Keo nói chung và Keo lá liềm nói riêng là
một trong những loài cây có nhiều giá trị và công dụng để phát triển rộng rãi

đáp ứng nhiều mục đích quan trọng như phủ xanh, chóng xói mòn, cung cấp
nguyên liệu làm bột giấy, ván nhân tạo. Trong những năm gần đây gỗ rừng
trồng các loài Keo ngày càng được sử dụng rộng rãi để sản xuất đồ mộc xuất khẩu.
Keo (Acacia) là một chi thực vật họ phụ Trinh nữ (Mimosoideae) thuộc
họ Đậu (Leguminosae) bao gồm khoảng 1200 loài có phân bố rộng ở châu á,
và châu Đại Dương. Riêng Austrailia có khoảng 850 loài Keo (Acacia) với
hàng trăm loài có lá giả (Pedley, 1987) [30]. Keo lá liềm hay còn có tên gọi
khác Keo lưỡi liềm hoặc Keo lưỡi mác, tên khoa học Acacia crassicarpa
thuộc Họ Đậu (Fabaceae), Bộ Đậu (Legumimosa). Keo lá liềm phân bố tự
nhiên tại vùng Bắc Queensland, bao gồm cả các quần đảo ở Torres Strait, và
New Guinea. ở Queensland, Keo lá liềm phân bố chủ yếu trên đất cát, vùng
đất thấp, vùng duyên hải hoặc vùng đụn cát ven biển. ở New Guinea, Keo lá
liềm phân bố ở các vùng đất thấp phía Nam từ Tây nam Irian Jaya, Indonesia
tới Oriomo River của Papua New Guinea (McDonald and Maslin, 2000) [26].

ở Việt Nam Keo lá liềm được đưa vào trong vòng khoảng 25 năm trở lại
đây (Lê Đình Khả và các cộng sự, 2003) [6]. Một số khảo nghiệm loài và
xuất xứ trên vùng đồi cho thấy Keo lá liềm sinh trưởng nhanh hơn Keo lá
tràm và Keo tai tượng. Trong đó các xuất xứ từ Papua New Guinea sinh


2

trưởng nhanh nhất, đó là các xuất xứ: Manta prov, Gubam và Derideri
(Nguyễn Hoàng Nghĩa và Lê Đình Khả, 1998)[12].
Mục tiêu của các chương trình cải thiện giống là tạo ra nguồn giống có
năng suất và chất lượng cao. Kết quả đó không chỉ dừng lại ở chỗ có được
những giống được cải thiện mà điều quan trọng hơn nữa là phải sản xuất được
những giống đó trên quy mô lớn để phục vụ lâu dài cho các chương trình
trồng rừng. Có thể sản xuất vật liệu giống tốt từ những giống được cải thiện

thông qua sinh sản hữu tính hoặc sinh sản sinh dưỡng. Vì thế xây dựng rừng
giống và vườn giống vẫn là một biện pháp quan trọng và đơn giản nhất để
cung cấp giống có chất lượng di truyền được cải thiện cho các chương trình
trồng rừng.
Trong các chương trình cải thiện giống, sau quá trình khảo nghiệm loài
và xuất xứ, thì việc thu hái hạt giống từ các cây trội của các xuất xứ tốt nhất ở
nơi nguyên sản để thiết lập các khảo nghiệm hậu thế kết hợp với xây dựng
vườn giống được coi là phương thức tiếp cận hợp lý và hiệu quả nhất đã được
nhiều nước trong khu vực bao gồm cả Việt Nam áp dụng cho nhiều loài cây,
đặc biệt là đối với các loài cây nhập nội như Keo, Bạch đàn. Các khảo nghiệm
hậu thế sẽ được coi là các quần thể chọn giống phục vụ công tác cải thiện
giống sau này thông qua đánh giá các biến dị di truyền. Đây chính là một
khâu để chọn lọc các biến dị tự nhiên phù hợp với mục đích của chương trình
chọn giống. Sau khi đánh giá, các khảo nghiệm hậu thế sẽ được tỉa thưa di
truyền và là nơi cung cấp hạt giống được cải thiện cho sản xuất.
Nhận thức được vai trò, vị trí và tầm quan trọng của Keo lá liềm cho các
chương trình trồng rừng ở Việt Nam đặc biệt là trên các lập địa ở vùng cát nội
đồng và đất đồi trọc bị thái hóa và thông qua chương trình thuần hóa các loài
cây rừng Australia được đồng tài trợ bởi ACIAR và AusAID, Trung tâm
nghiên cứu giống cây rừng đã nhận được một nguồn giống tương đối đa dạng


3

di truyền để xây dựng các vườn giống kết hợp làm khảo nghiệm hậu thế cho
Keo lá liềm tại ba lập địa khác nhau là Cam Lộ - Quảng Trị, Phong Điền Thừa Thiên Huế và Bình Thuận. Để có thể sử dụng có hiệu quả nguồn giống
có giá trị này cho các mục tiêu trước mắt là cung cấp hạt giống có chất lượng
di truyền được cải thiện và mục tiêu lâu dài là thiết lập các quần thể chọn
giống có tính đa dạng cao, việc đánh giá sinh trưởng, quy mô biến dị ở mức độ
xuất xứ, gia đình và cá thể cũng như khả năng di truyền của một số tính trạng

kinh tế quan trọng là hết sức cần thiết .
Xuất phát từ yêu cầu trên đề tài: "Nghiên cứu biến dị di truyền và
đánh giá tăng thu di truyền cho các vườn giống Keo lá liềm (Acacia
crassicarpa) tại vùng Bắc Trung Bộ " được thực hiện.
Với tư cách là cộng tác viên khoa học của các đề tài và dự án về nghiên
cứu và phát triển giống cây lâm nghiệp do Trung tâm nghiên cứu giống cây
rừng chủ trì, tác giả của luận án là người chịu trách nhiệm và trực tiếp tham
gia vào quá trình xây dựng, quản lý, chăm sóc và theo dõi các vườn giống Keo
lá liềm tại Cam Lộ - Quảng Trị và Phong Điền - Thừa Thiên Huế . Số liệu và
các kết quả trình bày trong luận án là nguồn số liệu mới nhất do chính tác giả
thu thập vào tháng 12/2006.


4

Chương 1
tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1. Tầm quan trọng của vấn đề nghiên cứu
Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của sản xuất nông lâm
nghiệp. Nhờ có giống được cải thiện và áp dụng các biện pháp kỹ thuật thâm
canh khác mà nâng cao năng suất rừng trồng. Giải pháp kỹ thuật chủ yếu là
chọn tạo giống mới, nhân giống với phương pháp vô tính và hữu tính.
Yêu cầu mọi mặt của xã hội ngày càng tăng và đa dạng đòi hỏi các
ngành sản xuất trong đó có Nông - Lâm nghiệp cần nâng cao năng suất, chất
lượng và đa dạng thể loại các sản phẩm của mình nhằm đáp ứng các nhu cầu
đó. Để giải quyết được vấn đề này sản xuất Nông - Lâm nghiệp ngày càng
phải có nhiều giống tốt hơn nữa. Những giống này nếu chỉ tuyển chọn từ
những dạng sống tự nhiên trong tự nhiên thì chắc chắn không đáp ứng được
nhu cầu đòi hỏi càng tăng của xã hội.Vì vậy, các nhà chọn giống cây trồng

một mặt vừa đáp ứng các biện pháp chọn lọc, vừa nghiên cứu gây tạo giống
mới, nhất là đối với những giống cây được trồng rừng rộng rãi, có giá trị kinh
tế cao. Việc áp dụng các phương pháp chọn lọc đã có được nhiều giống cây
trồng mới có năng suất, chất lượng tốt, có khả năng thích ứng những vùng sinh
thái có điều kiện hoàn cảnh khắc nghiệt và đặc tính mới khác.
Cải thiện giống cây rừng đạt được hiệu quả cao nhất khi nó kết hợp
được tất cả sự khéo léo về lâm sinh và chọn giống hay nói cách khác là cuộc
hôn nhân giữa chọn giống cây rừng và các biện pháp lâm sinh (Zobel, B. và
Talbert, J., 1984) [7]. Năng suất cây rừng chỉ đạt được tối đa khi sử dụng
những cây giống có chất lượng di truyền tốt nhất, nhưng một cây rừng có chất
lượng di truyền cao như thế nào đi nữa vẫn không đạt được sản phẩm tối đa
nếu không áp dụng các biện pháp lâm sinh trong một thời gian dài. Vì vậy, khi
nói đến cải thiện giống cây rừng một mặt phải áp dụng các nguyên lý di


5

truyền và chọn giống để nâng cao năng suất và chất lượng mặt khác phải áp
dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thích hợp.
Công tác cải thiện giống cây rừng trong những năm qua đã đạt được
một số thành tích quan trọng về chọn tạo và nhân giống, đã cung cấp một số
giống mới có năng suất, chất lượng cao cho trồng rừng sản xuất song tỷ lệ
giống đã được cải thiện trong sản xuất chưa đáng kể là bao. Để đáp ứng yêu
cầu to lớn của các chương trình trồng rừng cần có bước đi thích hợp với tình
hình thực tế của nước ta. Một mặt phải tận dụng những thành quả đã đạt được
ở trong nước trên thế giới về chọn tạo giống mới và nhân giống đáp ứng yêu
cầu ngày càng tăng của sản xuất, mặt khác phải chú ý công tác bảo tồn nguồn
gen cây rừng để làm cơ sở cho công tác cải thiện giống lâu dài.
Khảo nghiệm loài và
chọn loài

Khảo nghiệm xuất
xứ (chọn xuất xứ)

Chọn lọc với cây trội

Lai giống
Rừng tự nhiên
và rừng trồng
Khảo nghiệm
giống
Rừng giống chuyển
hóa

Rừng giống

Vườn giống

Vật liệu giống
(Hạt, hom
Rừng trồng mới
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ chung của cải thiện giống cây rừng
(Lê Đình Khả và Dương Mộng Hùng, 1998) [7]


6
1.2. Nghiên cứu về Keo lá liềm (Acacia crassicarpa) trên thế giới.
Keo lá liềm: Acacia crassicarp thuộc họ đậu (Fabaceae), Bộ Đậu
(Legumimosa). Tên thường gọi: Keo lá liềm, Keo lưỡi liềm, Keo lưỡi mác.
Tên tiếng Anh: Northern Wattle, Papua New Guinea: Red Wattle, tên

khác Akasia Cook Islands.
Keo lá liềm là cây gỗ lớn, có thể cao tới 7 -10 fit (tức khoảng 21 - 30m)
hoặc hơn. Cây có lá màu xanh bạc, cành nhánh nhỏ và ít, lá cong hình lưỡi
liềm, dài 11 - 20cm, rộng 2.5 - 5.0 cm. Hoa thường 5 cánh, cánh mỏng. Quả
lớn, hình chữ nhật, phẳng, cứng, dày, chiều dài 5,0 - 7.5cm, chiều rộng 22,5cm, tán dày, đơn thân, thẳng hoặc ít cong (Bentham & Mueller, 1864) [17].

ảnh 1.1. Quả và hạt Keo lá liềm (Acacia. crassicarpa)

Keo lá liềm phân bố tự nhiên ở Bắc Queensland Australia, Nam Papua
New Guinea và Irian Jaya của Indonesia từ vĩ độ 80 N đến 200 N. Độ cao từ 0 200m, có khi đến 700m. Keo lá liềm thích ứng được với các loại đất có độ pH
từ 4 - 8, có thể chịu được mùa khô kéo dài 6 tháng, lượng mưa phù hợp từ
1000 - 3500mm và nhiệt độ tối đa đạt tới 32 - 340C, tối thiểu đạt 15 - 220C.


7

Keo lá liềm là loài cây sinh trưởng nhanh, có khả năng cố định đạm tự
nhiên, sinh trưởng được trên nhiều loại đất khác nhau, là cây chịu lửa, chịu
gió, cát, cạnh tranh được với cỏ dại, sinh trưởng được trên đất nghèo dinh dưỡng.
ở Australia Keo lá liềm được tìm thấy ở các đồi cát, các sườn dốc của
các đụn cát cố định, trên các đụn cát ven biển và các chân đồi. Chúng xuất
hiện trên các loại đất khác nhau kể cả cát biển (chứa nhiều Canxi và Kali), đất
cát vàng phát triển trên đá Granit, đất đỏ phát triển trên núi lửa, đất đỏ vàng
phát triển trên phiến thạch, đất bị xói mòn và đất phù sa. ở Papua New Guinea
và Indonesia chúng xuất hiện trên địa hình không ổn định của phù sa cổ vùng
cao nguyên Oriomo. Hầu hết chúng được tìm thấy trên địa hình thoát nước tốt,
đất có tính Axit mạnh. Tuy nhiên Keo lá liềm cũng xuất hiện trên những vùng
không thoát nước, thậm chí cả những vùng bị úng ngập trong mùa mưa và
nhanh chóng khô trong mùa khô, đất đỏ vàng glay hoá và đỏ vàng sét.
Một số nghiên cứu ở Thái Lan cho thấy với rừng trồng A. crassicarpa

xuất xứ Papua New Guinea sau 3 năm đạt 207 tấn sinh khối khô/ha. ở vùng
khô hơn là Ratchaburi - Thái Lan sau 3 năm có năng suất ngang bằng Keo lá
tràm 40 tấn sinh khối khô/ha.
ở Sarah - Malaysia nó được trồng trên đất đá có tầng mặt mỏng và đất
cát cho kết quả H = 15-23m, D1,3 = 10-16cm sau 4 năm tuổi, tốt hơn cả A.
auriculiformis và A. mangium (Nor Aini Ab. Shukor, Abel Nelson Nang and
Kamis Awang, 1998) [28].
Nhiều nghiên cứu của các nước trong khu vực cho thấy A. crassicarpa
sinh trưởng ngang bằng hoặc hơn cả A. auriculiformis và A. mangium (các
nghiên cứu ở Thái Lan, Myanma, Trung Quốc, Lào...).
Các nghiên cứu của Mianma cho thấy A. crassicarpa sinh trưởng
nhanh, cây 2 tuổi, tỷ lệ sống đạt 95 - 100%, H = 7 - 9,4m, D0 = 7 - 9,6cm.


8

ở Papua New Guinea người ta sử dụng A. crassicarpa làm gỗ đóng đồ
gia dụng, thuyền, ván sàn, gỗ củi, bột giấy...
Trọng lượng khô trong không khí của A. crassicarpa là 710 kg/m3, sấy
khô là 620kg/m3 (Stephen Midgley, 2000) [32].
A. crassicarpa được trồng 40.000 ha ở Sumatra Indonesia trên đất ẩm,
có pH thấp và thỉnh thoảng bị ngập nước. A. crassicarpa trồng trên đất ẩm cho
sinh trưởng bình quân hàng năm thấp hơn A. mangium trên đất khô nhưng do
tỷ trọng A. crassicarpa lớn hơn so với A. mangium nên sản lượng bột giấy vẫn
có thể ngang bằng, do đó sản lượng bột giấy/ha vẫn chấp nhận được. Từ
40.000ha A. crassicarpa cung cấp nguyên liệu cho nhà máy bột giấy thu được
trên 1 triệu USD.
Các nghiên cứu về đánh giá biến dị di truyền cho các vườn giống Keo lá
liềm cũng đã được tiến hành ở nhiều nước như Indonesia (Arif, N., 1997) [14],
Phillipine (Arnold và Cuevas, 2003) [15] và Australia (Harwood và cộng sự,

1993) [23]. Các tác giả ghi nhận rằng có sự sai khác rõ rệt giữa các xuất xứ và
giữa các gia đình trong xuất xứ. Tuy nhiên, biến dị di truyền và hệ số di truyền
theo nghĩa hẹp về các chỉ tiêu sinh trưởng ở mức trung bình (0.25). Theo Arif
(1997) [14] hệ số di truyền theo nghĩa rộng về các tính trạng sinh trưởng của
Keo lá liềm ở Indonexia cũng chỉ ở mức độ trung bình và có biến động lớn
theo các lập địa H2 = 0.44 - 0.62 cho chiều cao và H2 = 0.27 - 0.58 cho đường kính.
Cùng với A. magium và A. mearnsii, A. crassicarpa là một trong ba loài
cây cố định đạm tốt nhất thuộc Bộ đậu Legumimosa và có vai trò hết sức quan
trọng trong việc bảo vệ và khôi phục đất thoái hoá do canh tác quá mức hoặc
khai thác rừng cạn kiệt ở vùng nhiệt đới. Những loài này cung cấp gỗ nguyên
liệu giấy, gỗ củi, tanin và gỗ lớn. Chúng cũng được trồng rộng rãi để chống
xói mòn và phục hồi đất.


9

A. crassicarpa được xác định là cây có khả năng hấp thụ CO2 tốt, chính
phủ Australia đã đầu tư một dự án lớn để trồng các loài cây có khả năng hấp
thụ khí CO2 tốt trên 9 nước khác nhau trong đó có Việt Nam.
1.3. Nghiên cứu về Keo lá liềm (Acacia crassicarpa) ở Việt Nam
So với Keo lá tràm và Keo tai tượng, Keo lá liềm là một loài cây được
nhập nội muộn hơn (Lê Đình Khả, và các cộng sự, 2003) [6], đồng thời sự
quan tâm và chú ý của các tổ chức trồng rừng, không những ở Việt Nam mà
cả các nước khác trong khu vực đối với loài cây này cũng chỉ mới xuất hiện
trong những năm gần đây. Vì lẽ đó, các chương trình cải thiện giống đối với
Keo lá liềm về cơ bản mới chỉ là những bước đầu.
ở Việt Nam một số khảo nghiệm loài và xuất xứ trên vùng đồi cho kết
quả A. crassicarpa sinh trưởng nhanh hơn A. auriculiformis và A. mangium.
Trong đó các xuất xứ từ Papua New Guinea như Manta prov., Gubam, Derideri
là có sinh trưởng nhanh nhất (Nguyễn Hoàng Nghĩa và Lê Đình Khả, 2000) [12].

Một số nghiên cứu của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam cho một
số loài cây trồng trên đất cát vùng Bắc Trung Bộ bao gồm: Phi lao, Keo lá
tràm, Keo tai tượng, Keo lá liềm, các loài Keo chịu hạn, các loài Bạch đàn,
Muồng đen đã cho thấy Phi lao có khả năng thích ứng rộng nhưng cũng chỉ
trên đất cát vàng và cát di động còn A. crassicarpa loài cây vừa có khả năng
sinh trưởng nhanh, lại vừa có thể thích ứng được với vùng cát nội đồng úng
ngập và khô hạn nên rất có triển vọng đối với các tỉnh miền Trung (Nguyễn
Hoàng Nghĩa và Lê Đình Khả, 2000) [12].
Keo lá liềm là loài có triển vọng nhất trên cát nội đồng vùng Bắc Trung
Bộ. Đây là loài có khả năng thích nghi tốt trên điều kiện khắc nghiệt của cát
nội đồng. Chúng có khả năng sinh trưởng tốt trên cát nội đồng ngập úng khi
được lên líp, vừa thích ứng trong điều kiện cát bay cục bộ vì nó có bộ rễ đặc


10

biệt phát triển. Ngoài ra với bộ rễ phát triển, có nhiều nốt sần và tán lá phát
triển, rụng lá nhiều nên có ưu thế trong cải tạo đất, cải tạo môi trường
(Nguyễn Thị Liệu, 2006) [10].
Theo một số khảo nghiệm của WFP trên cát nội đồng tại Đông Phong Thừa Thiên Huế cho một số loài cây lá rộng và lá kim thì sau 2 năm tuổi cho
thấy A. crassicarpa có tỷ lệ sống đạt >90%, và cao tới 6,0m, trong khi đó A.
mangium chỉ sống 40% và cao 3,0m, còn các loài khác thì không sống được
(Lê Đình Khả, 2001) [8].
Tuy nhiên loài Keo lá liềm mới được đưa vào Việt Nam trong vòng 25
năm trở lại đây. Vì vậy, các kết quả nghiên cứu còn nhiều hạn chế do đó có
thể nói rằng đây là cơ hội nhưng cũng không ít thách thức đối với tác giả
nghiên cứu.


11

Chương 2
Mục tiêu - đối tượng - địa điểm nghiên cứu

2.1. Mục tiêu nghiên cứu.
2.1.1. Xác định mức độ biến dị về sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất
lượng thân cây trong các gia đình và giữa các xuất xứ Keo lá liềm tại hai vườn
giống Cam Lộ - Quảng Trị và Phong Điền - Thừa Thiên Huế.
2.1.2. Dự đoán mức tăng thu di truyền lí thuyết và đánh giá tương tác
kiểu gen - hoàn cảnh của Keo lá liềm ở hai lập địa vùng Bắc Trung Bộ.
2.1.3. Chọn lọc một số gia đình tốt nhất của những xuất xứ có triển
vọng trong vườn giống ở Cam Lộ - Quảng Trị và Phong Điền -Thừa Thiên
Huế từ đó đề xuất phương án tỉa thưa cho các vườn giống.
2.2. Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu trong luận văn này là các xuất xứ và gia đình Keo
lá liềm trong 2 vườn giống tại Quảng Trị và Thừa Thiên Huế (Bảng 2.1 và
2.2). Vườn ging ở Cam Lộ - Quảng Trị gồm 105 lô hạt, trong đó 4 xuất xứ
chính có 11- 24 gia đình đều từ Papua New Guinea (PNG), các xuất xứ khác
chỉ có từ 1-2 gia đình và 12 lô hạt hỗn hợp. Vườn giống ở Phong Điền - Thừa
Thiên Huế bao gồm 107 gia đình của 5 xuất xứ, chủ yếu là 4 xuất xứ của
PNG. Các lô hạt có nguồn gốc từ Trung quốc và Fiji là các lô hạt được thu từ
các vườn giống thế hệ một. Ngoài ra còn có 3 lô hạt thu hái từ các cây trội dự
tuyển tại khu rừng trồng khảo nghiệm giống xây dựng trước đây tại Việt Nam.


12

Bảng 2.1: Thông tin về xuất xứ và số gia đình của vườn giống Keo lá liềm ở
Cam Lộ - Quảng Trị
Lô hạt

Xuất xứ

Kinh độ Số gia đình

8 37'

141 55'

16

16597

Gubam Village

17552

Bensbach

PNG

8 52'

141 17'

11

17849

Samlleberr irian jaya

INDO

8 20'

141 00'

4

18937

Oriomo

PNG

8 55'

142 03'

23

18940

Bimadebum

PNG

8 38'

142 03'

24

18947

Bensbach

PNG

8 53'

141 17'

7

19150

Suixi Exp ST Guandong

CHIN

21 25'

110 20'

2

19704

SPA Hainan

CHIN

19 56'

109 44'

1

20003

SSO Laulau Viti Levu

FIJI

18 00'

178 00'

2

Đông Nam Bộ

VN

3

17561

Hỗn hợp Limal-Malam

PNG

1

17603

Hỗn hợp Morehead District PNG

1

18202

Hỗn hợp Dimisisi Village PNG

1

18210

Hỗn hợp Serisa Village

PNG

1

18936

Hỗn hợp Serisa

PNG

1

18938

Hỗn hợp Arufi

PNG

1

19389

Hỗn hợp Wipim

PNG

1

19681

Hỗn hợp Bituri WP

PNG

1

19685

Hỗn hợp Podari Village

PNG

1

19739

Hỗn hợp Bituri Prov WP

PNG

1

19741

Hỗn hợp Pohaturi Prov WP PNG

1

20141

Hỗn hợp Trans Fly

1

Cộng

PNG

Vĩ độ

PNG

105


13

Bảng 2.2: Thông tin về xuất xứ và số gia đình của vườn giống Keo lá liềm ở
Phong Điền - Thừa Thiên Huế
Lô hạt

Xuất xứ

Vĩ độ

Kinh độ

Số gia đình

16597

Gubam Village WP-PNG

8 37'

141 55'

14

17849

Samllerr Irian

JY-INDO

8 20'

141 00'

3

18937

Oriomo

PNG

8 55'

142 03'

23

18940

Bimadebum

WP-PNG

8 38'

142 03'

27

18947

Bensbach

WP-PNG

8 53'

141 17'

37

Đông Nam Bộ

VN

Cộng

3
107

2.3. Giới hạn nghiên cứu.
2.3.1.Giới hạn chỉ tiêu nghiên cứu.
- Đề tài tập trung nghiên cứu đánh giá sinh trưởng và biến dị di truyền

của vườn giống Keo lá liềm cho các tính trạng sinh trưởng về đường kính,
chiều cao, chất lượng của thân cây (độ thẳng thân cây) và pilodyn theo xuất xứ
và gia đình. Từ đó tỉa thưa giữ lại những gia đình và cá thể tốt nhất của những
xuất xứ có triển vọng để thành vườn giống lấy hạt cung cấp giống cho trồng
rừng ở miền Trung và Việt Nam.
- Đánh giá tương tác kiểu gen - hoàn cảnh để làm cơ sở cho việc thiết
lập các quần thể chọn giống Keo lá liềm cho các dạng lập địa khác nhau.
- Ước lượng tăng thu di truyền lý thuyết cho một số tính trạng sinh
trưởng và chất lượng thân cây của 2 vườn giống Keo lá liềm.
2.3.2. Giới hạn địa bàn nghiên cứu.
2.3.2.1 Điều kiện tự nhiên.
+ Vị trí địa lý.


14

Khu vực nghiên cứu nằm trên địa bàn 6 tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà
Tỉnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, chiều rộng trung bình khoảng
60-90km.
Phía Bắc giáp với 3 tỉnh Sơn La, Hòa Bình, Ninh Bình
Phía Nam giáp tỉnh Đà, Nẵng, Quảng Nam
Phái Đông giáp Biển Đông
Phía Tây giáp nước Công hòa Dân chủ Nhân dân Lào
+ Đất đai
Vùng Bắc Trung Bộ được chia làm 4 vùng
- Vùng núi: Chiếm khoảng 25-30% diện tích khu vực, đây là vùng có
nhiều dãy núi cao, xen kẽ các thung lũng, đáng kể như ở A lưới nằm trên độ
cao từ 550 - 600 m so với mặt nước biển.
- Vùng trung du: Chiến khoảng 50% diện tích, gồm đạo bộ phận là đồi
bát úp, có cây thấp hoặc cây bụi xen lẫn là thung lũng hẹp và một số vung

đồng bằng ven các suối.
Đất đai hai vùng này có những nét chung là đất chua, nghèo dinh dưỡng, tầng
đất mỏng, độ dốc lớn dễ bi xói mòn hoắc rửa trôi. Tổng cộng có khoảng 17
loại đất, trong đó loại đất phổ biến là đất đỏ vàng trên đá sét và biến chất, đất
có màu nâu đỏ trên đá bazơ và trung tính.
- Vùng đồng bằng: Chiến khoảng 10% diện tích, có khoảng 18 loại đất,
song chủ yếu có 7 loại thuộc nhóm đất phù sa.
- Vùng đất cát ven biển: Chiếm khoảng 5-10%, được phân bố theo dải
hẹp ven biển. Đây là loại đất nghèo dinh dưỡng, chua và khó sử dụng, tác
động rất lớn đến chiến lược phát triển kinh tế xã hội đến các tỉnh Bắc Trung
Bộ. Vì vậy, nâng cao hiệu quả sử dụng đất cát ven biển đã và đang là mối
quan tâm của các tổ chức trong và ngoài nước.


15
+ Địa hình
Bắc Trung Bộ có địa hình phức tạp, với địa thế thấp dần từ Tây sang
Đông và được chia thành nhiều dải. Phần cao nhất nằm trong khu vực dãy
Trường Sơn chạy từ Tây Bắc xuống Đông Nam, độ cao trung bình của dãy này
khoảng 500 800 m.
Đồi núi chiếm 3/4 diện tích tự nhiên, cùng với các dãy núi đâm ngang.
Ngoài ra còn những dãy núi thấp hơn cũng nhô sát ra biển như đèo Ngang,
đèo Lý Hòa, núi Chân Mây
Địa hình vùng đất cát ven biển khá bằng phẳng gồm 3 dạng chủ yếu là
bãi cát, cồn cát và đụn cát, chiều cao tương đối của cồn cát và đụn cát khoảng
3 - 30 m nhưng hai dạng địa hình này chiếm diện tích không nhiều. Đây cũng
là thấp thức cho các công trình nghiên cứu trong việc sản xuất và phòng hộ
đối với loại địa hình này.
+ Khí hậu
Theo Phân Viện Điều tra Quy hoạch rừng vùng Bắc Trung Bộ có tính

chất chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa, song do ảnh hưởng của điều kiện tự
nhiên, đặc biệt là 3 đèo lớn Đèo Ngang, Hải Vân và Mụ Dạ nên khí hậu có
những nét đặc thù riêng và khắc nghiệt hơn các vùng khác ở nước ta.
- Chế độ nhiệt: Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 24-25oC, tổng
nhiệt độ hàng năm khoảng 8.800 9.200oC. Có 3 tháng (XII, I, II) nhiệt độ
giảm xuống dưới 22oC ở đồng bằng và những nơi có độ cao trên 400 m. Mùa
lạnh bắt đầu từ cuối tháng XI năm trước và đến đầu tháng III năm sau, tháng
lạnh nhất vào tháng I có nhiệt độ trung bình <20oC ở đồng bằng và <10oC ở
vùng có độ cao >400 m, thậm chí ở vùng rẻo cao nhiệt độ xuống dưới 5-70C.
Mùa nóng từ tháng IV đến tháng X, tháng nóng nhất là tháng VI, VII có nhiệt
độ trung bình >34oC. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối đạt đến mức 39 - 40oC. Biên
độ giao động nhiệt ngày và đêm khoảng 7 - 8oC.


16

- ẩm độ không khí: Độ ẩm rất cao, trung bình hàng năm khoảng 8588%. Mùa ẩm kéo dài từ tháng IX đến tháng IX năm sau, tháng ẩm nhất vào
giữa mùa đông, có độ ẩm trung bình 90-93%. Độ ẩm có thể giảm xuống dưới
40-50% vào mùa hề.
- Chế độ mưa: Lượng mưa trrung bình hàng năm lớn đạt 2256 3974
mm. Số ngày mưa nhiều trung bình khoảng 140-150 ngày. Mùa mưa bắt đầu
từ tháng VIII và kết thúc vào tháng I năm sau. Lượng mưa lớn nhất vào tháng
X và XI với lượng mưa trung bình khoảng 607 - 922mm, lượng mưa ít nhất
vào tháng IV và tháng VI hàng năm với lượng mưa trung bình khoảng 51-73 mm.
- Chế độ gió: Bắc Trung Bộ là khu vực có gió Tây khô nóng, mạnh nhất
vào tháng VI, VII, với tốc độ gió 4-5m/s, kéo dài 3-5 ngày. Trong những đợt
có gió Tây khô nóng nhiệt độ có thể lên đến 39-40oC. Hàng năm gió mùa
Đông Bắc bắt đầu tháng XI đến tháng III, IV năm sau, tốc độ từ 4-6 m/s,
thường kèm theo mưa nên gây ra hiện tượng ẩm ướt. Đây là khu vực thường
xãy ra gió bão đặc biệt vào tháng VII đến tháng IX hàng năm.

+ Thủy văn
Khu vực Bắc Trung Bộ tập trung nhiều con sông ngắn, dốc và nhiều
thác ghềnh, có thể kể ra những con sông lớn như Sông Gianh, sông Kiến
Giang, sông Bến Hải, sông Hương, sông Ô Lâu Nhờ hệ thông sông này mà
chế độ nước khu vực được cải thiện nhưng cũng gây ra không ít trận lũ lụt lớn
vào mùa mưa.
Tóm lại: Băc Trung Bộ có điều kiện tự nhiên khắc nghiệt, thường hứng chịu
những loại thiên tai như bão lụt, hạn hán tàn phá hàng năm rất nặng nề. Địa
hình tương đối phức tạp, đất đai có nhiều loại, phần lớn là đất nghèo dinh
dưỡng, đặt biệt là vùng đất cát ven biển gây khó khăn cho chiến lược phát
triển Nông Lâm nghiệp.


17

2.3.2.2. Kinh tế - xã hội
Vùng Bắc Trung Bộ được đánh giá là vùng có thu nhập thấp trong cả
nước, khu vực có kinh tế phát triển không đồng đều, sự phân hóa giàu nghèo
khá rõ nét giữ nhóm người thành thị và nông thôn, giữa người kinh và dân tộc
thiểu số. Theo số liệu của Tổng cục thống kê thu nhập bình quân đầu người
khu vực Bắc Trung Bộ trên dưới 1 triệu đồng/tháng, nhưng thu nhập của nhóm
thu nhập thấp chỉ đạt khoảng 110.000 đồng - 120.000 đồng/tháng.
Trong những năm gần đây thực hiện đường lối đổi mới của Đảng vùng
Bắc Trung Bộ đã phát huy tiềm năng, lợi thế của mình như phát triển nuôi
trồng thủy hải sản, du lịch, dịch vụ bước đầu đã đưa nền kinh tế phát triển
một bước đáng kể, thu nhập và đời sống của người nhân dân được cải thiện.
Tuy nhiên để phát triển kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa còn
rất nhiều khó khăn. Để vượt qua những trở lực đó, cần có phương hướng đúng
đắn, mục tiêu rõ ràng, cơ chế chính sách thông thoáng, giải pháp hữu hiệu.
Trong những năm qua cơ sở hạ tầng cũng được cải thiện một bước, đặc biệt là

hệ thống đường bộ, đường sắt, sân bay, bến cảng, đây là những việc rất thuận
lợi cho việc giao lưu văn hóa, buôn bán, du lịch Đáng chú ý là cuộc sống
của người dân trên vùng cát hầu hết còn rất nghèo do đất đai nghèo dinh
dưỡng dẫn đến năng suất cây trồng thấp trong khi thiên tại gió bão, cát bay
thường xuyên đe dọa.


18

Chương 3
Nội dung và Phương Pháp nghiên cứu
3.1. Nội dung nghiên cứu.
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu của đề tài, các nội dung được tiến
hành nghiên cứu như sau:
3.1.1. Đánh giá sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng về hình dạng
thân cây của các xuất xứ và gia đình Keo lá liềm tại vườn giống Cam Lộ Quảng Trị và Phong Điền - Thừa Thiên Huế.
3.1.2. Xác định mức độ biến dị, khả năng di truyền và tương tác di
truyền hoàn cảnh về sinh trưởng và một số chỉ tiêu chất lượng về hình dạng
thân cây ở hai vườn giống Cam Lộ - Quảng Trị và Phong Điền - Thừa Thiên Huế.
3.1.3. Chọn lọc được các gia đình tốt nhất của những xuất xứ có triển
vọng và đề xuất phương thức, cường độ tỉa thưa di truyền hợp lý.
3.2. Phương pháp nghiên cứu.
3.2.1. Phương pháp luận trong nghiên cứu.
Biến dị di truyền là cơ sở cho việc lựa chọn xuất xứ, gia đình và cá thể.
Tuỳ theo đặc điểm biến dị và phạm vi khu phân bố mà loài có biến dị lớn hay
nhỏ, nhiều hay ít. Thông thường các loài có phân bố rộng, xuất hiện ở nhiều
đai độ cao và dạng lập địa khác nhau thì biến dị càng lớn và có nhiều xuất xứ.
Phạm vi biến dị càng lớn thì tăng thu di truyền nhận được thông qua chọn lọc
càng cao. Nói cách khác sai khác giữa các xuất xứ và gia đình của loài càng
lớn thì tăng thu di truyền đạt được khi chọn lọc cũng càng cao.

Mỗi tính trạng trong mỗi loài cây đều có một khả năng nhất định di
truyền lại cho đời sau. Khả năng đó được gọi là mức di truyền. Mức di truyền
là mức độ di truyền các tính trạng riêng biệt là phần kiểm tra của kiểu gen
trong các biến dị chung của kiểu hình. Mức di truyền khi được thể hiện bằng


19

trị số tương đối thì gọi là hệ số di truyền. Hệ số di truyền thường là một số
nhỏ hơn 1, nếu càng gần đến 1 thì khả năng di truyền tính trạng đó càng cao.
Kết quả của chọn lọc phải được đánh giá bằng tăng thu di truyền. Tăng
thu di truyền (genetic gain) còn có tên khác là đáp số chọn lọc (response to
selection), là phần tăng thêm đạt được nhờ áp dụng các phương pháp chọn
giống. Nhưng tăng thu di truyền chỉ có thể được thực hiện trên cơ sở biến dị
giữa các xuất xứ, các gia đình và các cá thể trong vườn giống. Nhờ biến dị di
truyền mà chúng ta có thể tiến hành chọn lọc những biến dị có lợi nhất làm cơ
sở cho các bước chọn giống tiếp theo. Mặt khác biến dị được thể hiện mới là
kiểu hình phải thông qua khảo nghiệm mới đánh giá được thực tế tăng thu của
chúng. Các phương pháp để thu nhận tăng thu chính là chọn lọc, lai giống và
khảo nghiệm xác định đúng chỉ tiêu chọn lọc có hệ số di truyền cao, bảo đảm
tỷ lệ chọn lọc cần thiết dùng các phương pháp khảo nghiệm hậu thế kết hợp
với các phương pháp nhân giống hợp lý trong đó nhân giống sinh dưỡng có vai
trò ngày càng quan trọng. Đồng thời biết kết hợp chặt chẽ với các biện pháp
kỹ thuật thâm canh thích đáng sẽ tạo ra tăng thu mong muốn cho đời sau, từng
bước nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng.
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu hiện trường.
+ Vật liệu để xây dựng vườn giống:
Vật liệu xây dựng vườn giống là các lô hạt thu hái riêng cho từng cây
trội (family seedlot) và một số khác là lô hạt hỗn hợp (bulk seedlot) chọn lọc
tại nơi nguyên sản và từ các vườn giống ở Papua New Guinea(PNG), Trung

Quốc, Fiji và Indonesia và 3 lô hạt thu hái từ các cây tốt chọn lọc trong khu
khảo nghiệm giống trước đây tại Bầu Bàng (Đông Nam Bộ - Vịêt Nam).
Vườn giống ở Cam Lộ - Quảng Trị có diện tích 2 ha, gồm 105 lô hạt
(trong đó 93 gia đình cây trội riêng rẽ của 9 xuất xứ và 12 lô hạt hỗn hợp)
(bảng 2.1). Thiết kế thí nghiệm hàng cột, với 6 lặp và mỗi ô có 3 cây trồng


20

theo hàng, khoảng cách trồng 4 x 2m (1250 cây/ha), kích thước hố 40 x 40 x
40cm, mỗi hố bón 500g phân vi sinh.
Vườn giống ở Phong Điền - Thừa Thiên Huế được trồng trên cát nội
đồng có lên líp cao 0.5m với khoảng cách 4 x 2 m (1250 cây/ha) vào tháng 12
năm 2002, Vườn giống này bao gồm 107 gia đình của 5 xuất xứ (Bảng 2.1).
Thiết kế thí nghiệm cũng là hàng cột với 8 lần lặp lại và mỗi ô có 4 cây trồng
theo hàng. Tại thời điểm trồng, mỗi cây được bón lót 2kg phân chuồng hoai và
0,1 kg NPK.
Với mục tiêu là vừa sử dụng để cung cấp hạt giống và kết hợp làm khảo
nghiệm hậu thế, ngoài một số lô hạt hỗn hợp, phần lớn các lô hạt được sử
dụng để xây dựng vườn giống là các gia đình thụ phấn tự do (open-pollinated
family seedlot) thu hái từ các cây trội ở nơi nguyên sản hoặc từ các vườn
giống rừng trồng khảo nghiệm tại Trung Quốc, Fiji, Indonesia và Việt Nam.
Sau 4 năm vườn giống tại Cam Lộ - Quảng Trị đã được tỉa thưa kiểu
hình lần thứ nhất, mỗi gia đình chỉ để lại một cây tốt nhất. Vườn giống Phong
Điền - Thừa Thiên Huế do tuổi còn ít nên chưa tiến hành tỉa thưa kiểu hình,
theo kế hoạch sẽ được tỉa thưa trong thời gian tới.
+ Thu thập số liệu:
Việc thu thập số liệu sinh trưởng và chỉ tiêu chất lượng được thực hiện
cho từng cá thể theo các gia đình và xuất xứ.
- Chỉ tiêu sinh trưởng:

Đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn) được thực hiện
theo phương pháp đo đếm của giáo trình Điều tra rừng (Vũ Tiến Hinh và
Phạm Ngọc Dao, 1997) - Trường Đại học Lâm nghiệp [2].
- Chỉ tiêu chất lượng:
Độ thẳng thân: Thực hiện bằng phương pháp cho điểm theo 5 cấp (Lê
Đình Khả và cộng sự, 2001) [8] cụ thể như sau:
* Cây rất thẳng:

5 điểm


21

* Cây thẳng:

4 điểm

* Cây hơi cong :

3 điểm

* Cây cong :

2 điểm

* Cây rất cong:

1 điểm

Duy trì trục thân: Mức độ duy trì trục thân được thực hiện theo phương

pháp của (Luangviriyasaeng & Pinyopusarerk, 2002) [24] đề xuất. Hai chỉ tiêu
quan trọng để đánh giá mức độ duy trì trục thân là độ cao phân cành và độ lớn
cành. Một cây được xem là phân nhánh nếu đường kính của cành lớn hơn hoặc
bằng 1/2 đường kính thân cây ở độ cao đó và mức độ duy trì trục thân được
cho điểm theo 6 cấp cụ thể như sau:
* Phân nhánh ngay tại gốc:

1 điểm

* Phân nhánh ở 1/4 thứ nhất:

2 điểm

* Phân nhánh ở 1/4 thứ 2:

3 điểm

* Phân nhánh ở 1/4 thứ 3:

4 điểm

* Phân nhánh ở 1/4 thứ 4:

5 điểm

* Không phân nhánh:

6 điểm

- Pilodyn: Được dùng để đánh giá gián tiếp tỷ trọng gỗ (hình vẽ 3.1).

Đối với Keo lá liềm, đường kính kim pilodyn được sử dụng là 2mm. Trước khi
bắn pilodyn, 2 cửa sổ nhỏ được mở theo hai hướng Đông Tây - Nam Bắc ở vị
trí 1,3m bằng cách đục bỏ vỏ cây. Tại 2 cửa sổ, bắn pilodyn và ghi chép độ
sâu của kim tiến vào thân cây (Greaves và các cộng sự, 1996 & Wang, 1999)
[21] [33].


22

Hình 3.1. Pilodyn và phương pháp thu thập số liệu pilodyn
+ Xử lý số liệu
Các số liệu thu thập đều được xử lý bằng phương pháp toán thống kê
thích hợp cụ thể như sau:
* Trung bình mẫu (X) được tính theo công thức
X = 1/n Xi.

(1)

* Hệ số biến động (V%) được tính theo công thức
Sd
V% =
x 100
(2)
X
* Tính thể tích thân cây theo công thức.
x (D1.3)2 x Hvn x f
Vc =

(3)

4
Trong đó: D1,3 : là đường kính ngang ngực
Hvn : là chiều cao vút ngọn
f : là hình số (được giả định là 0,5)
* Mô hình toán học để xử lý số liệu là:
Mô hình toán học được sử dụng để xác định phương sai thành phần
nhằm xác định ảnh hưởng của các nhân tố thí nghiệm như lập địa, xuất xứ, gia
đình, lặp, hàng, cột, ô.
Yijkln = + Bi +Bi.Rj+BiCk+Pl +fn+eijkln


23

Trong đó:

Yijkln : là chỉ số quan sát
: là giá trị bình quân quần thể
Bi: là ảnh hưởng của lặp
Bi.Rj: là ảnh hưởng của tương tác lặp i và hàng j
BiCk: là ảnh hưởng tương tác của lặp i và cột k
Pl: là ảnh hưởng của ô l
fn: là ảnh hưởng của gia đình n
eijkln là sai số

Việc xử lý số liệu theo mô hình này được thực hiện bằng các chương trình
phần mềm chuyên dùng trong nghiên cứu di truyền số lượng và cải thiện giống
cây rừng là chương trình ASREML (Gilmour, A.R. và cộng sự, 2002) và SAS
(SAS, 1996) [20].
* Hệ số di truyền theo nghĩa hẹp ( h 2 ), biến động gen tích lũy ( 2 A ),
biến động tổng kiểu hình ( P2 ) được tính toán theo các công thức sau:

P2 f e
2

A2 3 f

(4)
(5)

2

2

và
h
2

A

2

f e
2

Trong đó:




(6)

2

2
2

f

e

là biến động gia đình
là biến động môi trường và được dự đoán bằng chương

trình thống kê chuyên dụng.
* Tăng thu di truyền lý thuyết được tính toán theo phương pháp của
Mullin và Park (1992) [27] như sau:
RY in , N h 2 Y PY

Trong đó:

(7)

Ry: là tăng thu di truyền lý thuyết


24

in,N: là tỷ lệ chọn lọc dựa trên việc chọn lọc n gia đình từ
N dòng tham gia vào khảo nghiệm (giá trị in,N được lấy từ bảng quy đổi tỷ lệ
chọn lọc của Becker (1992) [16]).
h 2Y : là hệ số di truyền của tính trạng Y

h 2Y PY : là phương sai kiểu hình của tính trạng Y.

* Tương quan di truyền và tương quan kiểu hình giữa các tính trạng
được tính toán dựa theo công thức (8) và (9).
rg

rp

A1 A2
A1 A2

(8)

P1P2
P1 P2

(9)

Trong đó:
A A , P P là hiệp biến động di truyền và kiểu hình của tính trạng A1 và A2
A , A , P , P là các biến động di truyền và kiểu hình của tính trạng A1 và A2
- Giá trị chọn giống (Breeding value) của tính trạng và chỉ số chọn lọc
1 2

1

1 2

2

1

2

đều tính toán theo chương trình SAS (SAS, 1996)
Công thức tính cụ thể như sau:
Breeding value = 2 x GCA
I = b1P1 + b2P2 + b3P3

(10)

h 2 (1 rt )
b=
1 t2

(11)

Trong đó:
GCA là khả năng tổ hợp chung
b là giá trị được định lượng theo chương trình chọn giống và được tính
toán bằng công thức (11).
h2: là hệ số di truyền
r = 0,5 nếu là gia đình half-sib