Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp kỹ thuật chọn tạo giống và gây trồng rừng giổi (michelia mediocris dandy) ( Luận án tiến sĩ)

i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

PHAN VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ
BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CHỌN TẠO GIỐNG VÀ GÂY
TRỒNG RỪNG GIỔI XANH (Michelia mediocris Dandy)
LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NHẰM
NÂNG CAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG RỪNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Hà Nội - 2014


ii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

PHAN VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ
BIỆN PHÁP KỸ THUẬT CHỌN TẠO GIỐNG VÀ GÂY

TRỒNG RỪNG GIỔI XANH (Michelia mediocris Dandy)
LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KỸ THUẬT NHẰM
NÂNG CAO NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG RỪNG
Chuyên ngành: Lâm sinh
Mã số: 62 62 02 05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS.TSKH. ĐỖ ĐÌNH SÂM
2. PGS.TS. NGUYỄN HUY SƠN

Hà Nội - 2014


iii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi,
công trình đƣợc thực hiện trong thời gian từ năm 2008 đến năm 2014. Các số liệu
và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực.
Nội dung của luận án có sử dụng một phần kết quả của nhiệm vụ “Xây dựng
mô hình cải tạo rừng Thông xen Keo thành rừng hỗn giao cây bản địa tại Chi LăngLạng Sơn” và dự án “Nâng cao chất lượng giống một số loài cây bản địa phục vụ
cho khoanh nuôi xúc tiến tái sinh rừng và làm giàu rừng giai đoạn 2006-2010” của
Trung tâm Nghiên cứu Lâm sản ngoài gỗ (trƣớc đây là Trung tâm Nghiên cứu Lâm
đặc sản) thực hiện mà nghiên cứu sinh là ngƣời chủ trì, trực tiếp tham gia. Luận án
cũng đã sử dụng số liệu điều tra 9 ô tiêu chuẩn định vị ở 3 địa điểm (Đam Rông –
Lâm Đồng, An Nhơn – Bình Định, Vũ Quang - Hà Tĩnh) của đề tài nghiên cứu
khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu đặc điểm lâm học của một số hệ sinh thái rừng tự
nhiên chủ yếu ở Việt Nam (giai đoạn II: 2011-2015)” do PGS.TS. Trần Văn Con

chủ trì cho phép sử dụng và công bố trong luận án.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2014

Ngƣời viết cam đoan

Phan Văn Thắng


iv

LỜI CẢM ƠN
Luận án này đƣợc hoàn thành tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam theo
chƣơng trình đào tạo nghiên cứu sinh khóa 20 giai đoạn 2008-2014. Trong quá trình
thực hiện và hoàn thành luận án, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ của Ban
lãnh đạo Viện, Ban Đào tạo, Hợp tác quốc tế - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt
Nam, Trung tâm Nghiên cứu Lâm sản ngoài gỗ, Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện
Nghiên cứu Sinh thái và Môi trƣờng rừng, Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ
sinh học Lâm nghiệp, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp. Nhân dịp này, tôi xin cảm ơn về
sự giúp đỡ quý báu đó.
Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng tới GS.TSKH. Đỗ
Đình Sâm, PGS.TS. Nguyễn Huy Sơn đã dành nhiều thời gian và công sức giúp đỡ
tôi hoàn thành luận án này.
Xin chân thành cảm ơn các cán bộ nghiên cứu Trung tâm Nghiên cứu Lâm
sản ngoài gỗ - Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình
điều tra, thí nghiệm và thu thập số liệu.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn tới các đồng nghiệp, cộng sự, bạn bè và
ngƣời thân trong gia đình đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cả về
vật chất, tinh thần đề tôi hoàn thành luận án.
Nghiên cứu sinh

Phan Văn Thắng


v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ iv
MỤC LỤC ................................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................. viii
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... xiii
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ .................................................................................. xiv
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
1. Sự cần thiết của đề tài ............................................................................................. 1
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 2
2.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2
2.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 2
3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 2
4. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 3
5. Giới hạn nghiên cứu ................................................................................................ 3
5.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................ 3
5.2. Địa bàn nghiên cứu .............................................................................................. 3
6. Cấu trúc và bố cục luận án ...................................................................................... 4

Chƣơng 1 ..................................................................................................................... 6
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................................... 6
1.1. Trên thế giới ......................................................................................................... 6
1.1.1. Nghiên cứu về phân loại, tên gọi, hình thái và giá trị sử dụng......................... 6
1.1.2. Nghiên cứu về phân bố, sinh thái, sinh trưởng và tái sinh ............................... 8
1.1.3. Nghiên cứu về vật hậu và giống ........................................................................ 9
1.1.4. Nghiên cứu về trồng, chăm sóc và nuôi dưỡng rừng trồng ............................ 12
1.2. Ở Việt Nam ........................................................................................................ 15
1.2.1. Nghiên cứu về phân loại, tên gọi, hình thái và giá trị sử dụng....................... 15


vi

1.2.2. Nghiên cứu về phân bố, sinh thái, sinh trưởng và tái sinh ............................. 18
1.2.3. Nghiên cứu về vật hậu và giống ...................................................................... 22
1.2.4. Nghiên cứu về kỹ thuật trồng, chăm sóc và nuôi dưỡng rừng trồng .............. 25
1.3. Đánh giá chung .................................................................................................. 28
Chƣơng 2 ................................................................................................................... 30
NỘI DUNG, VẬT LIỆU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 30
2.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 30
2.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 31
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 31
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu chung ..................................................................... 31
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể ..................................................................... 32
2.4. Điều kiện tự nhiên nơi gây trồng thí nghiệm ..................................................... 55
2.4.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 55
2.4.2. Khí hậu thủy văn ............................................................................................. 56
2.4.3. Địa hình, đất đai ............................................................................................. 57
2.4.4. Tài nguyên rừng .............................................................................................. 58
2.4.5. Đánh giá chung ............................................................................................... 58

Chƣơng 3 ................................................................................................................... 60
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 60
3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của cây Giổi xanh ................................. 60
3.1.1. Đặc điểm hình thái, giải phẫu và một số tính chất gỗ .................................... 60
3.1.2. Đặc điểm ADN mã vạch trong xác định loài ................................................. 66
3.1.3. Đặc điểm vật hậu ........................................................................................... 70
3.1.4. Đặc điểm phân bố, sinh thái ........................................................................... 71
3.1.5. Đặc điểm cấu trúc lâm phần có Giổi xanh phân bố tự nhiên ......................... 79
3.1.6. Đặc điểm tái sinh tự nhiên của Giổi xanh ...................................................... 88
3.2. Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số nhân tố hoàn cảnh đến sinh trƣởng của rừng
trồng Giổi xanh ......................................................................................................... 91
3.2.1. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng của rừng trồng Giổi xanh ............ 91


vii

3.2.2. Ảnh hưởng của ánh sáng đến hàm lượng sắc tố trong lá Giổi xanh .............. 96
3.2.3. Quan hệ giữa sinh trưởng của Giổi xanh trồng 4 năm tuổi với một số
nhân tố hoàn cảnh ..................................................................................................... 99
3.3. Nghiên cứu chọn và khảo nghiệm giống Giổi xanh......................................... 107
3.3.1. Khảo nghiệm xuất xứ .................................................................................... 107
3.3.2. Chọn giống .................................................................................................... 109
3.3.3. Khảo nghiệm hậu thế các gia đình cây trội .................................................. 115
3.4. Các biện pháp kỹ thuật trồng rừng Giổi xanh .................................................. 119
3.4.1. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống hữu tính ..................................................... 119
3.4.2. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống vô tính bằng phương pháp ghép ............... 126
3.4.3. Nghiên cứu về phương thức trồng................................................................. 127
3.4.2. Nghiên cứu về phân bón ................................................................................ 129
3.5. Đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật gây trồng Giổi xanh .................... 130
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 133

1. Kết luận ............................................................................................................... 133
2. Tồn tại ................................................................................................................. 136
3. Kiến nghị ............................................................................................................. 136
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ............................................................................................................... 137
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 138


viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Nghĩa đầy đủ

1

ADN

Acid Deoxyribo Nucleic

2

BĐ

Ngày bắt đầu nảy mầm

3

CTAB

Cetryl Ammonium Bromide

4

CT

Công thức

5

CTr

Cây trội

6

D00, mm

Đƣờng kính gốc

7

D00 , mm

Đƣờng kính gốc bình quân

8

D1,3, cm

Đƣờng kính ngang ngực

9

D1,3 , cm

Đƣờng kính ngang ngực trung bình

10

Dt , m

Đƣờng kính tán

11

Dt , m

Đƣờng kính tán bình quân

12

Đnc

Độ nhỏ cành

13

Đtt

Độ thẳng thân

TT

14

FIPI

Forest Inventory and Planning Institute (Viện Điều tra và
Quy hoạch rừng)

15

HC , %

Tỷ lệ hạt chắc

16

Hchồi , cm

Chiều cao của chồi ghép

17

HSTT

Hệ số tổ thành

18

Hvn, m

Chiều cao vút ngọn

19

Hvn , m

Chiều cao vút ngọn trung bình

20

Hdc, m

Chiều cao dƣới cành

21

%Hdc

Tỷ lệ lợi dụng gỗ

22

Hdc , m

Chiều cao dƣới cành trung bình

23

Ht

Hình thái tán

24

ICL

Chỉ số chất lƣợng tổng hợp

25

IV%

Important Value (Giá trị quan trọng)

26
27

JICA
K

Japan International Cooperation Agency (Cơ quan hợp tác
quốc tế Nhật Bản)
Bậc tự do


ix

Viết tắt

Nghĩa đầy đủ

28

KfW3

Trồng rừng Việt Đức 3

29

KHLN

Khoa học Lâm nghiệp

30

LSNG

Lâm sản ngoài gỗ

31

M (g)

Khối lƣợng hạt

32

MC (%)

Hàm lƣợng nƣớc trong hạt

33

MF

Ministry of Forestry (Bộ Lâm nghiệp)

34

NM (%)

Tỷ lệ nảy mầm

35

NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

36

OTC

Ô tiêu chuẩn

37

ODB

Ô dạng bản

38

PCR

Polymerase Chain Reaction

39

PTPS

Phân tích phƣơng sai

40

QTSS

Quần thể so sánh

41

R

Hệ số tƣơng quan

42

S

Sai tiêu chuẩn

43

S%

Hệ số biến động

44

TL NM , (%)

Tỷ lệ nảy mầm

45

TCVN

Tiêu chuẩn Việt nam

46

TLS, (%)

Tỷ lệ sống

47

Tg , ngày

Thời gian nảy mầm

48

∆D , cm

Tăng trƣởng bình quân hàng năm đƣờng kính

49

∆D00, mm

Tăng trƣởng bình quân hàng năm đƣờng kính gốc

50

∆D1,3, cm

Tăng trƣởng bình quân hàng năm đƣờng kính ngang ngực

51

∆H , m

Tăng trƣởng bình quân hàng năm chiều cao

52

∆Hdc, m

Tăng trƣởng bình quân hàng năm chiều cao dƣới cành

53

∆Hvn, m

Tăng trƣởng bình quân hàng năm chiều cao vút ngọn

54

λ, δ, α, β

Các tham số của phƣơng trình

TT


x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

3.1

Khối lƣợng thể tích của gỗ Giổi xanh

63

3.2

Tỷ lệ co rút và dãn nở của gỗ Giổi xanh

65

3.3

Tỷ lệ độ co rút tiếp tuyến và xuyên tâm của gỗ Giổi xanh

65

3.4

Mức độ tƣơng đồng nucleotide của vùng gen matK

67

3.5

Mức độ tƣơng đồng nucleotide của vùng gen TrnH-PsbA

67

3.6

Mức độ tƣơng đồng nucleotide của vùng gen rbcL

68

3.7

So sánh 6 mẫu nghiên cứu với trình tự gen của Michelia mediocris

68

3.8

Đặc điểm vật hậu của Giổi xanh

70

3.9

Chu kỳ sai quả của Giổi xanh

72

3.10

Vị trí địa lý, địa hình, kiểu rừng có Giổi xanh phân bố

73

3.11

Đặc điểm khí hậu của khu vực có phân bố tự nhiên Giổi xanh

75

3.12

Đặc điểm hóa tính đất nơi có phân bố Giổi xanh

78

3.13

Tổ thành các loài cây trong lâm phần có Giổi xanh phân bố

80

3.14

Cấu trúc tầng thứ của rừng tự nhiên có Giổi xanh phân bố tại một
số tỉnh miền Trung và Tây Nguyên

3.15

Phân bố số lƣợng và tỷ lệ cây Giổi xanh ở các vị thế tán khác nhau

3.16

Phƣơng trình liên hệ giữa sinh trƣởng và tăng trƣởng với vị thế tán
Giổi xanh

3.17

Kết quả mô phỏng và kiểm tra lý thuyết về luật phân bố N/D1,3
rừng Giổi xanh tự nhiên ở Thanh Hóa, Gia Lai và Lâm Đồng

3.18

Kết quả mô phỏng và kiểm tra lý thuyết về luật phân bố N/Hvn
rừng Giổi xanh tự nhiên ở Lào Cai, Thanh Hóa và Gia Lai

82
83
84

85

86

3.19

Phƣơng trình tƣơng quan Hvn và D1,3 Giổi xanh tự nhiên

87

3.20

Tổ thành cây tái sinh ở rừng tự nhiên tại Thanh Hóa và Gia Lai

88

3.21

Khả năng tái sinh tự nhiên của Giổi xanh ở Thanh Hóa, Gia Lai

89

3.22

Ảnh hƣởng độ tàn che tới sinh trƣởng rừng trồng
(1-3 năm tuổi) tại Chi Lăng (Lạng Sơn)

92


xi

3.23

Ảnh hƣởng độ tàn che tới sinh trƣởng rừng trồng

4 năm

tuổi tại Chi Lăng (Lạng Sơn)
3.24

Ảnh hƣởng độ tàn che tới sinh trƣởng rừng trồng
ừng non (6 năm tuổi) tại Chi Lăng (Lạng Sơn)

3.25

Ảnh hƣởng độ tàn che tới sinh trƣởng rừng trồng

ừng sào (8 năm tuổi) tại Hoành Bồ (Quảng Ninh)

3.26

Hàm lƣợng sắc tố trong lá cây Giổi xanh cho từng giai đoạn phát
triển dƣới các độ tàn che khác nhau

3.27

Phƣơng trình mô phỏng quan hệ giữa sinh trƣởng của Giổi xanh
trồng 4 năm tuổi với độ tàn che

3.28

Phƣơng trình mô phỏng quan hệ giữa sinh trƣởng của Giổi xanh
trồng 4 năm tuổi với hàm lƣợng chất hữu cơ tổng số

3.29

Phƣơng trình mô phỏng quan hệ giữa sinh trƣởng của Giổi xanh
trồng 4 năm tuổi với độ dày tầng đất

3.30

Phƣơng trình mô phỏng quan hệ giữa sinh trƣởng của Giổi xanh
trồng 4 năm tuổi với độ xốp đất

3.31

Phƣơng trình mô phỏng quan hệ giữa sinh trƣởng của Giổi xanh

trồng 4 năm tuổi với tổng hợp một số nhân tố hoàn cảnh

3.32

Bảng đề xuất phân cấp mức độ thuận lợi của một số nhân tố hoàn
cảnh cho trồng rừng Giổi xanh 4 năm tuổi

3.33

Sinh trƣởng của các xuất xứ Giổi xanh tại Hoành Bồ (Quảng
Ninh) (4 tuổi)

3.34

Một số đặc điểm lâm phần chọn cây trội sinh trƣởng Giổi xanh

3.35

Đặc điểm sinh trƣởng của 145 cây trội dự tuyển Giổi xanh so với
quần thể so sánh tại Thƣờng Xuân và K’Bang

3.36

Sinh trƣởng và chỉ số chất lƣợng của cây trội Giổi xanh

3.37

Sinh trƣởng giữa các gia đình cây trội Giổi xanh tại khảo nghiệm
hậu thế ở Hoành Bồ (Quảng Ninh) (4 tuổi)

3.38

Quan hệ giữa thời điểm quả chín và phẩm chất hạt giống Giổi

94

95

96

97

99

100

102

103

105

107

108
110
111
112
116
120

xii

xanh
3.39

Ảnh hƣởng của các công thức xử lý tới nảy mầm của hạt

3.40

Ảnh hƣởng phân bón đến sinh trƣởng cây con Giổi xanh trong giai
đoạn vƣờn ƣơm

3.41

Ảnh hƣởng tỷ lệ che sáng đến sinh trƣởng cây con Giổi xanh
trong giai đoạn vƣờn ƣơm

3.42

Ảnh hƣởng phƣơng pháp ghép, đƣờng kính gốc ghép tới khả năng
sinh trƣởng cây ghép Giổi xanh trong giai đoạn vƣờn ƣơm

3.43

Ảnh hƣởng phƣơng thức trồng tới tỷ lệ sống rừng trồng Giổi xanh
4 năm tuổi

3.44

Ảnh hƣởng phƣơng thức trồng tới sinh trƣởng rừng trồng Giổi
xanh 4 năm tuổi

3.45

Ảnh hƣởng phân bón lót tới tỷ lệ sống rừng trồng Giổi xanh 3 năm
tuổi

3.46

Ảnh hƣởng phân bón lót tới sinh trƣởng rừng trồng Giổi xanh 3
năm tuổi

121
123

125

126

127

128

129

129

xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

2.1

Vị thế tán cây rừng nhiệt đới

37

2.2

Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ánh sáng cho cây Giổi xanh ở rừng
trồng

41

2.3

Sơ đồ bố trí các điểm phụ điều tra độ tàn che trong mỗi ô thí
nghiệm

2.4

Sơ đồ bố trí 85 điểm điều tra Giổi xanh tại rừng trồng ở Lạng Sơn,

Quảng Ninh và Thanh Hóa

42

44

2.5

Sơ đồ bố trí điểm phụ điều tra độ tàn che tại 85 điểm điều tra

44

2.6

Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo nghiệm xuất xứ

46

2.7

Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo nghiệm hậu thế

48

2.8

Sơ đồ bố trí thí nghiệm che sáng cho cây con ở vƣờn ƣơm

51

2.9

Sơ đồ bố trí thí nghiệm bón phân

54

3.1

Hình thái cây Giổi xanh

61

3.2

Hình ảnh cấu tạo giải phẫu thô đại gỗ Giổi xanh

63

3.3

Hình ảnh cấu tạo hiển vi của gỗ Giổi xanh

64

3.4

Kết quả kiểm tra ADN tổng số sau tinh sạch của mẫu Giổi xanh

66

3.5

Sản phẩm PCR đại diện cho 6 mẫu nghiên cứu phân tích với cặp
mồi trnH-psbA điện di trên gel agarose 1%

66

3.6

Cây phát sinh chủng loại của 6 mẫu nghiên cứu Giổi xanh

69

3.7

Rừng Giổi xanh ở Thƣờng Xuân

74

3.8

Rừng Giổi xanh ở K’Bang

74

3.9

Phẫu diện đất feralit nâu vàng ở Xuân Liên

77

3.10

Phẫu diện feralit nâu xám ở Văn Bàn

77

3.11

Hình thái cây trội Giổi xanh tại Thanh Hóa và Gia Lai

114


xiv

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ

Tên biểu đồ

Trang

3.1

Tỷ lệ hút nƣớc của gỗ Giổi xanh theo thời gian ngâm

64

3.2

Các pha vật hậu của Giổi xanh

70

3.3

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen ở Văn Bàn (Lào Cai)

75

3.4

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen ở Thƣờng Xuân (Thanh Hóa)

75

3.5

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen của An Nhơn (Bình Định)

75

3.6

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen của Vũ Quang (Hà Tĩnh)

75

3.7

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen ở Đam Rông (Lâm Đồng)

76

3.8

Biểu đồ vũ nhiệt Gaussen của K’Bang (Gia Lai)

76

3.9

Phân bố N/D1,3 tại Thanh Hóa

85

3.10

Phân bố N/D1,3 tại Gia Lai

85

3.11

Phân bố N/D1,3 tại Lâm Đồng

85

3.12

Phân bố N/Hvn tại Thanh Hóa

86

3.13

Phân bố N/Hvn tại Gia Lai

86

3.14

Phân bố N/Hvn tại Lâm Đồng

87


1

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Kể từ năm 1945 đến nay diện tích rừng tự nhiên cũng nhƣ chất lƣợng rừng
của nƣớc ta có những thay đổi rất lớn, nếu năm 1945 diện tích rừng nƣớc ta có
khoảng 14,3 triệu ha với độ che phủ khoảng 43% thì đến năm 1995 diện tích rừng
tự nhiên chỉ còn hơn 8,3 triệu ha với độ che phủ khoảng 28% (Bộ NN&PTNT, 2002
[70]; MF, 1995 [119]). Cùng với việc suy giảm về diện tích thì chất lƣợng rừng
cũng nhƣ tính đa dạng sinh học cũng đã bị suy giảm nghiêm trọng. Với sự nỗ lực
của Chính phủ cũng nhƣ Bộ NN&PTNT đã rất quan tâm đến vấn đề phát triển rừng,
từ năm 1995 đến nay, tuy diện tích rừng đã tăng lên, nhƣng chất lƣợng rừng vẫn còn

rất nhiều hạn chế. Tính đến 31 tháng 12 năm 2012 tổng diện tích rừng của nƣớc ta
đã tăng lên khoảng 13,95 triệu ha, trong đó có hơn 10,40 triệu ha diện tích rừng tự
nhiên và 3,55 triệu ha rừng trồng (Bộ NN&PTNT, 2014) [12]. Tuy nhiên, phần lớn
diện tích rừng tự nhiên là rừng nghèo kiệt, trữ lƣợng bình quân chỉ đạt từ 8090m3/ha, tăng trƣởng bình quân từ 2-3m3/ha/năm. Hầu hết diện tích rừng trồng chủ
yếu là cây mọc nhanh với mục đích kinh doanh gỗ nhỏ làm dăm, bột giấy. Trong
khi đó nhu cầu về gỗ lớn, gỗ xẻ để sản xuất các mặt hàng thủ công mỹ nghệ xuất
khẩu và đồ mộc gia dụng ngày một tăng nhanh. Hơn nữa, Bộ NN&PTNT đã triển
khai thực hiện việc đóng cửa rừng tự nhiên năm 2014. Nhƣ vậy, khả năng cung cấp
gỗ lớn trong thời gian tới rất hạn chế. Cùng với sự suy giảm về số lƣợng và chất
lƣợng rừng thì nhiều loài động, thực vật rừng cũng đang có nguy cơ bị tuyệt chủng.
Giổi xanh (Michelia mediocris Dandy) là loài cây gỗ lớn, đa tác dụng, vừa
sinh trƣởng nhanh, vừa có giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao (Viện ĐT&QHR,
2009) [87], có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu nguyên liệu gỗ lớn trong thời gian sớm
nhất. Gỗ Giổi xanh thuộc nhóm IV, bền và chắc, thớ mịn, ít biến dạng, ít bị mối mọt
xâm hại, có vân và màu sắc đẹp, phù hợp để trang trí nội thất và sản xuất các mặt
hàng xuất khẩu hoặc đồ mộc gia dụ

ạ

, có

mùi thơm và vị cay dùng làm gia vị để chế biến thức ăn, làm hƣơng liệu trong công
nghiệp hóa mỹ phẩm và làm thuốc chữa bệnh. Hơn nữa, Giổi xanh là cây lá rộng


2

thƣờng xanh, thân thẳng, tròn đều, tán lá đẹp và cân đối, hệ rễ phát triển sâu và
rộng, vừa thích nghi rộng ở nhiều vùng sinh thái và chịu đƣợc các điều kiện khắc
nghiệt, vừa có tác dụng tạo cảnh quan và phòng hộ (Lim,T.K. 2012) [116], nên Giổi

xanh đƣợc ƣu tiên lựa chọn trong các chƣơng trình trồng rừng, thích hợp nhất là làm
giàu rừng trong các khu rừng tự nhiên nghèo kiệt, hoặc trồng phòng hộ và rừng đặc
dụng (Bộ NN&PTNT, 2004) [8]. Tuy nhiên, sự hiểu biết về đặc điểm sinh học cũng
nhƣ các biện pháp kỹ thuật từ chọn, tạo giống đến gây trồng loài cây này còn nhiều
hạn chế. Ở nhiều địa phƣơng nhƣ Gia Lai, Thanh Hóa, Phú Thọ, Lạng Sơn,... đã
gây trồng hàng nghìn ha, nhƣng tỷ lệ thành rừng rất thấp, khả năng sinh trƣởng
kém, tăng trƣởng chậm, cây phân cành sớm, mức độ phân hoá chiều cao lớn (Trần
Văn Con và cs, 2004) [20].
Vì vậy, việc "Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp kỹ thuật
chọn tạo giống và gây trồng rừng Giổi xanh (Michelia mediocris Dandy) làm cơ
sở đề xuất biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất chất lƣợng rừng" là
cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
Làm rõ một số đặc điểm sinh học của cây Giổi xanh làm cơ sở khoa học để
đề xuất bổ sung một số biện pháp kỹ thuật lâm sinh cho việc trồng rừng và phục hồi
rừng tự nhiên bằng cây Giổi xanh nhằm góp phần nâng cao năng suất và chất lƣợng
rừng ở nƣớc ta.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần hoàn thiện kỹ thuật trồng rừng và phục hồi rừng tự nhiên bằng cây
Giổi xanh nhằm cung cấp gỗ lớn, bền vững về kinh tế và môi trƣờng sinh thái.

3. Mục tiêu nghiên cứu
* Về khoa học:
- Xác định đƣợc một số đặc điểm sinh học loài Giổi xanh;
- Xác định đƣợc ảnh hƣởng của một số nhân tố hoàn cảnh tới sinh trƣởng
Giổi xanh.

3

* Về thực tiễn:
Đề xuất bổ sung đƣợc một số biện pháp kỹ thuật chọn, nhân giống và gây
trồng cây Giổi xanh.

4. Những đóng góp mới của đề tài
- Đã phát hiện, bổ sung một số điểm mới về đặc điểm sinh học, chọn, nhân
giống cây Giổi xanh làm cơ sở đề xuất một số biện pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả
gây trồng, phục hồi rừng Giổi xanh.
- Lần đầu tiên ứng dụng kỹ thuật ADN mã vạch trong việc hỗ trợ xác định
loài Giổi xanh.

5. Giới hạn nghiên cứu
5.1. Nội dung nghiên cứu
- Đề tài chỉ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cơ bản có liên quan trực
tiếp đến sinh trƣởng và phát triển của Giổi xanh còn hạn chế nhƣ: đặc điểm hình
thái, vật hậu, sinh thái, cấu trúc, tái sinh tự nhiên, sinh trƣởng nhằm bổ sung cơ sở
khoa học đề xuất biện pháp kỹ thuật chọn, nhân giống và gây trồng loài cây này.
- Biện pháp kỹ thuật chọn tạo giống và gây trồng rừng Giổi xanh chỉ nghiên
cứu khâu chọn, nhân giống, trồng, chăm sóc rừng Giổi xanh.
5.2. Địa bàn nghiên cứu
- Điều tra đặc điểm sinh học của các lâm phần có Giổi xanh tự nhiên tại Đam
Rông (Lâm Đồng), K’Bang (Gia Lai), An Nhơn (Bình Định), Vũ Quang (Hà Tĩnh),
Thƣờng Xuân (Thanh Hóa), Văn Bàn (Lào Cai).
- Điều tra, chọn cây trội Giổi xanh ở rừng tự nhiên K’Bang và Thƣờng Xuân.
- Điều tra cây Giổi xanh ở rừng trồng sẵn có ở Thƣờng Xuân (Thanh Hóa).
- Các thí nghiệm nghiên cứu về đặc điểm sinh lý, gieo ƣơm, tạo giống, ghép
Giổi xanh tại vƣờn ƣơm Trạm Nghiên cứu Thực nghiệm Hoành Bồ (Quảng Ninh).
- Các thí nghiệm trồng rừng để nghiên cứu khảo nghiệm giống, các biện pháp

kỹ thuật gây trồng đƣợc tiến hành ở Hoành Bồ (Quảng Ninh), Chi Lăng (Lạng Sơn).


4

6. Cấu trúc và bố cục luận án
Luận án gồm 150 trang trong đó có 46 bảng số liệu, 14 biểu đồ, 20 hình minh
hoạ và 139 tài liệu tham khảo đƣợc kết cấu thành 5 phần:
- Mở đầu;
- Chƣơng 1.Tổng quan vấn đề nghiên cứu;
- Chƣơng 2. Nội dung, vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu;
- Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận;
- Kết luận, tồn tại và kiến nghị.


5

BẢN ĐỒ ĐỊA ĐIỂM ĐỀ TÀI TRIỂN KHAI NGHIÊN CỨU


6

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Trên thế giới
1.1.1. Nghiên cứu về phân loại, tên gọi, hình thái và giá trị sử dụng
- Phân loại, tên gọi
Michelia, họ Magnoliaceae đã đƣợc J.E. Dandy đặt

Cây Giổ

tên Michelia mediocris Dandy và mô tả hình thái (Dandy J.E., 1928) [99]. Khi
nghiên cứu về chi Michelia, Prosea (1998) [123] cho biết
: Michelia ×alba DC., M. champaca L., M. koordersiana Noot., M. montana
Blume, M. philipinensis Parm, M. mediocris Dandy,… Law Yuh-Wu (1984) [111]
cho rằ

. Liao W.F., Xia N.H. (2007) [115], Liu Y.H., Xia N.H

(1995) [117] thông báo
bổ sung và thông báo

. Thời gian sau các nhà thực vật học lại phát hiện
ả
. Các tác giả đã xác định các
ủ yế

mediocris

Michelia

(Law.Y.W, 2004

[113]; Qi X. Ma. et al, 2005 [124]; Wang F. et al, 2005 [133]; Zhang X.H., Xia
N.H., 2007 [136]). Ngoài ra, loài Michelia mediocris Dandy còn

ọ

Magnolia macclurei (Dandy) Figlar hoặc Magnolia mediocris (Dandy) Figlar hoặc
Michelia macclurei Dandy và tên địa phƣơng gọi ở Trung Quốc là Bai Hua Han

Xiao; ở Việt Nam là Giổ

(Lim T.K. 2012) [116]. Do đó, tên loài

Michelia mediocris Dandy đƣợc thống nhất sử dụng trên phạm vi toàn thế giới,
tƣơng ứng với tên gọi ở Việt Nam là Giổi xanh.
- Hình thái
Hầu hết các nhà phân loại thực vật trên thế giới đã thống nhất cao trong việc
mô tả đặc điểm hình thái, các tác giả đều cho rằng Giổi xanh là cây gỗ lớ
, cao 35-37m, đƣờng kính 90cm hoặc hơn. Vỏ

,

nhẵn, lớp vỏ trong có màu xanh nhạt. Lá đơn mọc cách, mỏng, hình thuôn dài hoặc
elip, chiều dài 6-13cm, chiều rộng 3-5cm. Gân bên 10-15 đôi, nổi mờ ở mặt dƣới.


7

Hoa mọc ở nách lá, bao hoa màu trắng vàng (Law.Y.W, 2004 [113]; Prosea, 1998
[123]; Qi X. Ma. et al, 2005 [124]).
Nhƣ vậy, Giổi xanh đã đƣợc các nhà khoa học trên thế giới mô tả đặc điểm
hình thái và một số tính chất gỗ khá đầy đủ, làm cơ sở khoa học cho việc phân loại
và nhận biết. Tuy nhiên, các thông tin mô tả hình thái ngắn gọn, theo phƣơng pháp
phân loại kinh điển dựa trên các mẫu đƣợc thu thập đƣợc chủ yếu ở Trung Quốc,
khó nhận biết đƣợc cây Giổi xanh trong thực tế sản xuất ở Việt Nam hiện nay.
- Đa dạng di truyền và nghiên cứu ADN mã vạch
Nghiên cứu về đa dạng di truyền và ADN mã vạch của cây Giổi xanh hiện
nay mới chỉ có một số ít công trình quan tâm nghiên cứu, điển hình nhƣ Chen,S.L.
et al (2012) [98], các tác giả đã công bố chuỗi ADN trên GenBank. Đây là một

trong những cơ sở quan trọng để xác định loài Giổi xanh (Michelia mediocris
Dandy) bằng kỹ thuật sử dụng ADN mã vạch ở Việt Nam.
Những kết quả nghiên cứu trên đã đƣa ra những thông tin quan trọng về tên
gọi và phân loại loài Giổi xanh một loài có giá trị cao, đa tác dụng, có phân bố ở
Việt Nam, hiện đang đƣợc quan tâm nghiên cứu và phát triển có tên khoa học là
Michelia mediocris Dandy. Đồng thời, các kết quả này vừa là những dẫn liệu cơ
bản, có ý nghĩa gợi mở định hƣớng cho các nghiên cứu tiếp theo đặc biệt là việc
xác định loài bằng kỹ thuật sử dụng ADN mã vạch.
- Giá trị sử dụng và một số tính chất gỗ
, phầ

.

Vòng sinh trƣởng (vòng năm) rõ và có thể phân biệt đƣợc bằng mắt thƣờng, đƣợc
phân định bởi các mạch lớn và các dải rộng của các sợi mô trong từng vòng,
khoảng 2-5vòng/cm. Các ống mạch có kích thƣớc từ nhỏ đến lớn và không thể
thấy đƣợc bằng mắt thƣờng. Các tia gỗ hẹp và gần nhau. Gỗ
ối lƣợng thể tích từ 460695kg/m3 ở độ ẩm 15%. Kết cấu gỗ trung bình, thớ gỗ mịn, độ giãn nở trung bình,
có thể

(Lim T.K, 2012) [116]. Do đó, gỗ

, tốt, có

vân đẹp, chịu đƣợc mƣa nắng, ít bị mối mọt, ít cong vênh và bền nên có nhiều


8

công dụng. Gỗ đƣợc sử dụng trong xây dựng, đồ gia dụng, hàng thủ công mỹ nghệ

ội thấ

hoặ

. Gỗ Giổi xanh có nhiệt lƣợng khá cao, đạt khoảng 21.070 kJ/kg, có thể
sử dụng nhiều cho các ngành công nghiệ
(Prosea, 1998) [123]; (World Agroforestry Centre, 2006) [134]. Hơn
, có vị cay thƣờng đƣợc dùng

nữa, quả

làm gia vị trong chế biến thức ăn, làm hƣơng liệu (Dinesh K. et al, 2012 [101];
ộ

Lars Schmidt and Geral Meke, 2008 [110]). Cây Giổ

, chống xói mòn, điều hòa, làm sạch
không khí nên đƣợc lựa chọn để trồng rừng phòng hộ và trồ
(Lim T.K., 2012 [116]; Prosea, 1998 [123]).
1.1.2. Nghiên cứu về phân bố, sinh thái, sinh trƣởng và tái sinh
Nhiều nghiên cứu ở nƣớc ngoài cho rằng Giổi xanh là loài cây bản địa có
phân bố khá rộng, có mặt ở nhiều nƣớc từ Đông Nam Á đến Nam Trung Quốc, Đài
Loan, Nam Nhật Bản, Đông Srilanka, Ấn Độ. Trong đó, nhiều nhất là ở
(Dandy J. E., 1928 [99]; Lim T.K., 2012 [116]; Liu,
Y.H., Xia, N.H, 1995 [117]; Prosea, 1998 [123]; Lecomte H., 1908 [137]).
Các kết quả nghiên cứu cho thấy cây Giổi xanh thƣờng phân bố tự nhiên ở
các vùng có độ cao từ 400–

20-250

ừ 35-400

ừ 3-100

ều loại đất

phát triển trên các loại đá mẹ
, đấ

ại

đấ

(Chen, B.L. &

Nooteboom H.P., 1993 [97]; Law Yuh-Wu, 1984 [111], 1996 [112]; Prosea, 1998
[123]; Xia N.H et al, 2008 [127]). Giổi xanh thƣờng phân bố trong rừng tự
, lá rộng, thƣờng xanh, th

ặ

, hoặ

(Qing W. Z. et al, 2005 [124]; Lim T.K., 2012 [116]). Những loài thƣờng mọc


9

ộ

hỗn giao vớ

: Illiciaceae, Schisandraceae, Castanopsis,

Cyclobalanopsis, Michelia, Manglietia, Pinus, Schima, Cinnamomum, Artocarpus,
Alniphyllum, Polyathia, Elaoecarpus, Olea, Linociera, Carallia, Pentaphylax,
Camellia, Meliosma, Sizygium, Parakmeria, Ormosia, Psychotria, Dacrydium,…
ệ tổ

ổ

. Ngoài ra, Giổi xanh là cây chịu bóng khi còn nhỏ. Trong rừng tự
ừ 8m trở lên thì

từ 1,5m trở lên, nhu cầu ánh sáng tăng lên, và cây
ải đƣợ

nhu cầ

(Long W. et al., 2011 [118]; Qi X.Ma.

et al, 2005 [124]; Zang R.G. et al, 2005 [135]).
ả

Zang R.G. et al (2005) [135] còn cho rằng
ữ

. Tuy nhiên, chƣa thấy chứng minh bằng số
liệu cụ thể
ế

.

Tóm lại, các nghiên cứu đều đã khẳng định
vùng ở một số nƣớc

nhiều

. Các nghiên cứu đã chỉ ra đƣợc

một số đặc điểm về điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng, cấu trúc tổ thành lâm phần nơi
ở đề

có phân bố Giổi xanh trong tự nhiên và nhu cầ
xuất biện pháp kỹ thuật gây trồ

cụ thể về tọa độ địa lý

vùng phân bố, đặc điểm điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng chƣa cụ thể
ỉ ra đƣợc cấu trúc tầng thứ, mối quan hệ
giữa các loài trong cấu trúc lâm phần nơi có Giổi xanh phân bố để làm cơ sở khoa
học xác định phƣơng thức, điều kiện và biện pháp kỹ thuật gây trồng Giổi xanh một
cách có kết quả.
1.1.3. Nghiên cứu về vật hậu và giống
- Đặc điểm vật hậu
ế giớ
nhƣng nhiều khi có sự biến động có thể do xuất xứ khi quan trắc nên có sự sai khác.


10

Vào đầu thế kỷ XX, Dandy, J. E., (1928) [99] đã quan sát và mô tả những
đặc trƣng vật hậu Giổi xanh. Sau đó, một số nhà khoa học khác cũng nghiên cứu
đặc trƣng vật hậu Giổi xanh. Hầu hết, các tác giả đều cho rằ

ảy chồ
ở

1-2, hình thành và phát triển những cụ
2-3. Mùa ra hoa có thể

(Law Yuhừ

Wu, 1984) [111], kết thúc thụ phấ

3 đế

loài có hoa lƣỡng tính, thụ phấn nhờ côn trùng (Liu Y.H., Xia N.H, 1995) [117].
ển suốt từ tháng 4 đến tháng 9, quả

Quả

9

đến tháng 11. Chu kỳ sinh trƣởng từ khi ra hoa, thụ phấn đến khi quả chín có thể
kéo dài từ 8-9 tháng tùy thuộc vào từng vùng (Prosea,1998) [123]. Sự biến độ
ến vĩ độ

, vĩ độ càng thấp
.Ở

hoặc càng về

, các nhà
ừ

khoa học còn cho rằng Giổ
ừ

10-11 năm trƣớ

ừ

-

10-11 năm sau

(Qi X.Ma et al, 2005) [124]. Nhƣng các tác giả chƣa giải thích đƣợc nguyên nhân
củ

kéo

tới gần 1 năm.

, kích thƣớc quả và hạ

ự khác nhau

giữa các quần thể và các kiểu rừng, nhƣng trung bình quả
ừ -

ợ

ừ ừ

-

(Law

Yuh-Wu, 1996 [112]; Xia N.H et al, 2008 [127]).
Những thông tin trên là những cơ sở khoa học quan trọng, cần thiết để định
hƣớng cho công tác cải thiện giống. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu thƣờng tập
trung ở

, các kết quả nghiên cứu về thời gian ra hoa, quả chín có sự biến

động lớn và đƣợc giải thích do có liên quan đến xuất xứ, điều kiện khí hậu khi quan
trắc. Điều này hoàn toàn chƣa thuyết phục vì có thể một số nghiên cứu đặc điểm vật
hậu của Giổi xanh còn hạn chế. Do đó, vấn đề này cần tiếp tục đƣợc nghiên cứu.
- Chọn và nhân giống
Việc nghiên cứu chọn và nhân giống Giổi xanh mới đƣợc quan tâm trong


11

một vài năm gần đây nên kết quả nghiên cứu còn hạn chế.
+ Về chọn giống: có rất ít tài liệu đề cập đến công tác chọn giống Giổi xanh
mà chỉ có những thông tin về chọn giố
Michelia champaca ở Ấn Độ. Theo Prosea (1998) [123]
. Tuy

nhiên, mức độ sinh trƣởng, phát triển của vƣờn giống chƣa đƣợc đánh giá cụ thể.
Ashton (1984) [95] cho rằng ở rừng mƣa nhiệt đới vùng Đông Nam Á, hầu
hết các loài cây chỉ có từ 1-2 cá thể ra hoa trên một hecta, nên tỷ lệ thụ phấn chéo
trong quần thể có sự dao động rất lớn, ảnh hƣởng không nhỏ đến quá trình tái sinh
và chọn lọc tự nhiên của quần thể Giổi xanh. Điều này phù hợp với các nghiên cứu
của Murawski (1994) [121]; O’Malley and Bawa (1987) [122]. Nghiên cứu của Lee
S.L., Wickneswari R., Mahani M. C., Zakri A. H. (2000) [114] còn cho rằng chọn
lọc tự nhiên đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình hình thành quần thể, tỷ lệ
cây tự thụ phấn hoặc thụ phấn cận huyết khá cao ở giai đoạn tuổi non, nhƣng khi
quần thể trƣởng thành và phát dục thì tỷ lệ này còn lại rất thấp. Do đó, việc tìm hiểu
đa dạng di truyền, tỷ lệ thụ phấn chéo trong các quần thể là rất cần thiết để định
hƣớng cho công tác nghiên cứu cải thiện giống Giổi xanh nhằm hạn chế ảnh hƣởng
của thụ phấn cận huyết làm suy giảm đa dạng di truyền ở thế hệ sau.
+ Về nhân giống: đã có một số công trình nghiên cứu cho rằ
ằ
.
- Nhân giống hữu tính: kết quả nghiên cứu cho rằng quả
nên đƣợc thu hái ngay, sau đó
râm 1-2 ngày và tách hạt

. Tốt nhất hạt

nên đƣợc gieo ngay sẽ có tỷ lệ nảy mầm cao nhất (> 97%). Nếu không đem gieo
ngay, hạt có thể cất trữ trong túi nilon bịt kín để trong phòng lạnh 130C có thể cất
trữ đƣợ

4

, nế

50C thì có thể cất trữ đƣợ

. Hạ

ớc khi đem gieo đƣợc xử lý bằ
ấm (350

6 -8 giờ hoặc nƣớ

12 giờ và vớ

ồ