Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng năng suất và chất lượng mủ của một số dòng vô tính cao su trên vùng đất đỏ tại Gia Lai và Đắk Lắk

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

102
lượt xem 27
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu: xác định được các yếu tố khí hậu và đất đai ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, sản lượng mủ, đặc tính sinh lý mủ, đặc tính công nghệ mủ của 07 dòng cao su vô tính tại Gia Lai và Đắk Lắk, tuyển chọn được một số dòng cao su vô tính có triển vọng tại các địa điểm nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng năng suất và chất lượng mủ của một số dòng vô tính cao su trên vùng đất đỏ tại Gia Lai và Đắk Lắk

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ∼∼∼∼∼ ∼∼∼∼∼ NGUYỄN THỊ MAI QUYÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG MỦ CỦA MỘT SỐ DÒNG VÔ TÍNH CAO SU TRÊN VÙNG ĐẤT ĐỎ TẠI GIA LAI VÀ ĐẮK LẮK LuËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp BUÔN MA THUỘT, 2010
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ∼∼∼∼∼ ∼∼∼∼∼ NGUYỄN THỊ MAI QUYÊN NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH TRƯỞNG NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG MỦ CỦA MỘT SỐ DÒNG VÔ TÍNH CAO SU TRÊN VÙNG ĐẤT ĐỎ TẠI GIA LAI VÀ ĐẮK LẮK Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT Mã số: 60.62.01 LuËn v¨n th¹c sÜ n«ng nghiÖp Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN THỦY BUÔN MA THUỘT, 2010
i
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn ñề Cây cao su (Hevea brasiliensis) thuộc Họ thầu dầu (Euphorbiaceae), Bộ ba mảnh vỏ (Euphorbiales) là một cây công nghiệp có nguồn gốc ở lưu vực sông Amazone (Nam Mỹ), ñược trồng phổ biến trên quy mô lớn tại Đông Nam Châu Á và miền nhiệt ñới Châu Phi từ năm 1876 [9]. Cây cao su ñược du nhập vào Việt Nam từ năm 1897. Hiện nay, cây cao su ñang chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, góp phần ñáng kể cho phát triển công nghiệp trong nước và là mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế chiến lược của Việt Nam [9]. Cây cao su (Hevea brasiliensis) với sản phẩm chính là mủ, ñược dùng làm nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp quan trọng, ñặc biệt là ngành giao thông vận tải. Ngoài ra, cây cao su còn cho các sản phẩm khác cũng có công dụng không kém phần quan trọng như gỗ, dầu hạt. Cây cao su còn có tác dụng bảo vệ môi trường, cải thiện vấn ñề kinh tế xã hội nhất là ở các vùng Tây Nguyên, Trung du miền núi [9]. Trong lịch sử hơn một thế kỷ phát triển, công tác cải tiến giống cao su ñóng góp một vai trò quan trọng, ñã nâng dần năng suất cao su ban ñầu từ 500 kg/ha khi trồng bằng hạt, ñến nay năng suất ñã tăng lên 4 - 6 lần với những dòng vô tính ñược lai tạo và chọn lọc [21]. Ngoài ra công tác giống cũng ñã hướng tới mục tiêu ña dạng hóa sản phẩm (mủ - gỗ) và mở rộng ñịa bàn phát triển. Diện tích trồng cao su ở nước ta ñến năm 2009 ñạt 674.200 ha với sản lượng ñạt khoảng 723.700 tấn mủ khô. Trong ñó, diện tích và sản lượng ở vùng phi truyền thống như Tây Nguyên và Duyên Hải Miền Trung ñang tăng nhanh, chiếm khoảng 30% tổng diện tích. Để phát triển diện tích trồng cao su ñáp ứng nhu cầu nguyên liệu phục vụ sản xuất và xuất khẩu, Chính phủ có chủ trương ñưa diện tích cao su lên 800.000 ha vào năm 2020. Định hướng quy hoạch cao su ñược tập trung ở 5 vùng chính: vùng Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ, vùng Bắc Trung Bộ và các tỉnh vùng Tây Bắc [4].
2 Tây Nguyên ñã trở thành vùng trọng ñiểm phát triển cao su của cả nước. Tuy nhiên, bên cạnh những yếu tố thuận lợi như quỹ ñất cho phát triển cây công nghiệp còn nhiều, phần lớn là ñất ñỏ Bazan giàu dinh dưỡng, còn có nhiều yếu tố hạn chế tới sự phát triển của cao su như: cao trình cao, ñịa hình phức tạp và có mùa khô kéo dài, lượng bốc thoát hơi nước trong mùa khô lớn và gió mạnh thường xuyên, ñã làm hạn chế tới khả năng sinh trưởng, năng suất và mức ñộ chống chịu bệnh của nhiều dòng vô tính cao su. Vì vậy, yêu cầu cấp thiết ñang ñược ñặt ra là phải chọn những dòng vô tính cao su thích hợp cho vùng sinh thái Tây Nguyên, ñồng thời phải ñáp ứng ñược yêu cầu của sản xuất là có khả năng sinh trưởng khỏe, sản lượng cao sớm ổn ñịnh, chống chịu bệnh tốt và có các ñặc tính sinh lí mủ phù hợp với xu hướng khai thác hiện ñại có sử dụng chất kích thích mủ, ñể giảm tối ña công lao ñộng. Mặt khác, các ñặc tính công nghệ mủ cao su cũng ñược chú trọng hơn, nhằm thỏa mãn yêu cầu của các nhà tiêu dùng. Xuất phát từ ñiều kiện thực tế và yêu cầu của sản xuất tại Tây Nguyên, là cần có cơ cấu bộ giống cao su ñịa phương hóa tiến bộ có thể ñáp ứng ñược các yêu cầu: rút ngắn thời gian kiến thiết cơ bản, tăng năng suất mủ và có khả năng chống chịu bệnh có thể chấp nhận ñược. Vì vậy, chúng tôi kế thừa các số liệu nghiên cứu trước ñây và theo dõi một số chỉ tiêu nhằm chọn lọc ñược những dòng vô tính cao su thích hợp cho vùng sinh thái Tây Nguyên. Để góp phần giải quyết vấn ñề nêu trên chúng tôi ñã tiến hành nghiên cứu ñề tài. “Nghiên cứu ñặc ñiểm sinh trưởng, năng suất và chất lượng mủ của một số dòng vô tính cao su trên vùng ñất ñỏ tại Gia Lai và Đắk Lắk”. 2. Mục ñích của ñề tài Trên cơ sở xác ñịnh và ñánh giá một số yếu tố tự nhiên, nghiên cứu một số ñặc ñiểm sinh trưởng, sản lượng mủ, ñặc tính sinh lý mủ, ñặc tính công nghệ mủ của 07 dòng vô tính cao su ở vùng ñất ñỏ Gia Lai và Đắk Lắk nhằm ñóng góp cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc xây dựng và khuyến cáo bộ giống cao su ñã ñược ñịa phương hóa ở Tây Nguyên.
3 3. Mục tiêu của ñề tài Xác ñịnh ñược các yếu tố khí hậu và ñất ñai ảnh hưởng ñến khả năng sinh trưởng, sản lượng mủ, ñặc tính sinh lý mủ, ñặc tính công nghệ mủ của 07 dòng cao su vô tính tại Gia Lai và Đắk Lắk. Tuyển chọn ñược một số dòng cao su vô tính có triển vọng tại các ñịa ñiểm nghiên cứu. 4. Giới hạn nghiên cứu Bốn vườn chung tuyển giống cao su ở các huyện Mang Yang, Chư Sê, Chư Prông thuộc tỉnh Gia Lai và huyện Ea H’Leo thuộc tỉnh Đắk Lắk.
4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Nguồn gốc và các giai ñoạn lịch sử phát triển cao su thiên nhiên trên thế giới 1.1.1 Nguồn gốc và tên họ Amazone Nam Mỹ là vùng nguyên sản của cây cao su, là một vùng rộng lớn bao gồm các nước: Brazil, Bolivia, Peru, Colombia, Ecuadon, Venezucla, French, Guiana, Surinan [37]; trải rộng từ vĩ tuyến 15o Nam ñến vĩ tuyến 6 o Bắc và kinh tuyến 46 - 77 o Tây. Ngoài vùng bản ñịa trên người ta không tìm thấy cây cao su trong tự nhiên ở các nơi khác trên thế giới. Euphorbiaceae. Trong chi Hevea còn có 9 loài Hevea khác: Hevea benthamiana, H. Camanganoa, H. Camporum, H. Guianensis, H. Nitida, H. Microphylla, H. Pauciflora, H. Rigidifolia và H. Spuceara, tất cả ñều có 2n = 36 [37]. 1.1.2 Các giai ñoạn lịch sử phát triển cao su thiên nhiên - Giai ñoạn khai thác cao su hoang dại (1500- 1870) Ở giai ñoạn này, sản phẩm mủ cao su ñược khai thác từ các cây cao su hoang dại trong rừng Amazone. Đến cuối giai ñoạn này (1830) nhà máy chế biến mủ cao su ñầu tiên ra ñời, ñã ñánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong việc sử dụng sản phẩm mủ cao su vào các kỹ nghệ: giày dép, sản phẩm nhựa dẻo, áo mưa, ống nhựa, thiết bị giải phẫu [37]. - Giai ñoạn di nhập và nhân trồng cao su thiên nhiên (1870- 1914) Năm 1876, Henry Wickham mang 70.000 hạt cao su từ vùng Rio. Tapajoz ở vùng thượng lưu sông Amazone về vườn thực vật Kew (Anh), nhưng chỉ có 2.700 hạt nảy mầm và phát triển thành cây. Đến tháng 9 năm 1876, 1919 cây cao su từ vườn Kew ñược ñưa tới vườn thực vật Ceylon (Srilanka). Năm 1897, 22 cây ñược chuyển từ vườn Kiew sang Singapore. Năm 1883, các cây cao su ở Sri Lanka và Malaysia có hạt ñược làm nguồn cung cấp giống cho nhiều nước [21].
5 Ở Việt Nam, cao su ñược di nhập lần ñầu tiên vào năm 1897 bởi Bác sĩ Yersin và ñã ñược trồng ở suối dầu Nha Trang - Khánh Hòa [9]. - Giai ñoạn phát triển thành cây công nghiệp (từ 1914 ñến nay) Giai ñoạn 1914 - 1945: ñã phản ánh nhu cầu tiêu thụ sản phẩm cao su trên thế giới ngày càng tăng mạnh. Sản phẩm cao su cung cấp trên thị trường chủ yếu là từ các vườn cây cao su trồng. Sản lượng cao su thế giới ñã tăng từ 125.000 tấn vào năm 1914 lên ñến 1.504.000 tấn vào năm 1941. Sau ñó diện tích và sản lượng cao su thế giới giảm xuống do chiến tranh thế giới lần II [9]. Giai ñoạn 1945 cho ñến nay: Sau chiến tranh thế giới lần II nhiều ngành công nghiệp phát triển với tốc ñộ nhanh, ñặc biệt là công nghiệp xe hơi, ñã kéo theo nhu cầu sử dụng sản phẩm cao su ngày càng tăng. Đó là ñộng lực cơ bản cho ngành cao su thiên nhiên phát triển, ñến nay tổng diện tích cao su trên toàn thế giới là khoảng 9 triệu hecta, sản lượng năm 2009 ñạt hơn 9,6 triệu tấn. Bảng 1.1 Sản lượng cao su thiên nhiên thế giới năm 1999 và năm 2009 Đơn vị tính: 1.000 tấn Sản lượng cao su thiên Tăng (+)/ Năm 1999 Năm 2009 nhiên giảm (-) Mỹ Latinh 145 226 + 81 Châu Phi 366 444 + 78 Châu Á 6.110 8.947 + 2.837 Tổng cộng 6.621 9.617 + 2.996 Nguồn:Tập ñoàn Nghiên cứu cao su quốc tế (IRSG) Trong ñó, các nước Châu Á chiếm hơn 93% tổng sản lượng cao su thế giới, Châu Phi chiếm 4,62% và Mỹ Latinh chiếm 2,35%. Sau 10 năm sản lượng cao su thế giới ñã tăng 45,25%, cụ thể: Châu Á tăng 42,85%, Mỹ Latinh tăng 1,22% và Châu Phi tăng 1,18%. 1.1.3 Hiện trạng và ñịnh hướng phát triển của ngành cao su Việt Nam - Những quan ñiểm chủ yếu
6 Tập trung thâm canh vườn cây hiện có, mở rộng diện tích phù hợp với khả năng ñầu tư, vườn cây phải ñược thâm canh ngay từ ñầu, coi trọng ñổi mới thiết bị và công nghệ chế biến mủ cao su. Khuyến khích nhiều thành phần kinh tế cùng tham gia phát triển vườn cây. Trong ñó, kinh tế quốc doanh ñóng vai trò hỗ trợ ñể thực hiện tốt ñầu vào (cung ứng vật tư, tiến bộ kỹ thuật, khuyến nông) và ñầu ra (chế biến, tìm thị trường và tiêu thụ sản phẩm). Sản xuất phải ñạt hiệu quả toàn diện, coi trọng hiệu quả kinh tế [15]. - Hiện trạng của ngành cao su Việt Nam Theo số liệu thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2009, tổng diện tích cây cao su ñạt 674.200 ha, tăng 55.600 ha (9%) so với năm 2008. Trong ñó, diện tích cho khai thác là 421.600 ha, tăng 5,6% (chiếm 62,5% tổng diện tích); sản lượng ñạt 725.200 tấn, tăng 9,4%; năng suất cao su cả nước ñạt bình quân 1,72 tấn/ha, tăng 3,5% so với năm 2008. Bảng 1.2 Diện tích và sản lượng cao su Việt Nam từ 1976 -2009 Năm Tổng diện Diện tích Diện tích Sản lượng Năng suất tích (ha) tăng (ha) khai thác (tấn) (kg/ha) (ha) 1976 76.600 - - - - 1980 87.700 11.000 41.000 28.823 703 1985 180.200 92.500 63.650 47.900 753 1990 221.700 41.500 81.100 57.900 714 1995 278.400 56.700 146.900 124.700 849 2000 412.000 133.600 238.000 290.800 1.222 2005 482.700 70.700 334.000 481.000 1.440 2006 522.200 39.500 356.400 555.300 1.558 2007 556.300 34.100 373.300 601.700 1.612 2008 618.600 62.300 399.000 662.700 1.661 2009 674.200 55.600 421.600 725.200 1.720 Nguồn: Hiệp hội cao su Việt Nam (VRA).
7 Địa bàn phát triển cây cao su cũng ñã mở rộng ra khỏi vùng trồng cao su truyền thống Miền Đông Nam Bộ. Tây Nguyên ñã trở thành ñịa bàn trọng ñiểm ñể phát triển diện tích cao su của cả nước trong giai ñoạn 1984 - 2010, bên cạnh ñó các tỉnh Duyên Hải Nam Trung Bộ và Duyên Hải Bắc Trung Bộ (khu 4 cũ) cũng ñã khẳng ñịnh ñược khả năng phát triển và tính hiệu quả kinh tế của cây cao su trên vùng ñất này [8], [15]. Kết quả sản lượng trên các vùng trồng cao su khác trong nước cho thấy, nhìn chung năng suất bình quân giữa các vùng trồng cao su có chênh lệch khá lớn. Cây cao su ở Tây Nguyên, Duyên Hải Miền Trung và Bắc Trung Bộ ñạt năng suất thấp hơn vùng Đông Nam Bộ. Tuy nhiên, ñối với những giống thích nghi tốt với vùng trồng ít thuận lợi, có năng suất không cách biệt lớn so với vùng thuận lợi ñã mở ra triển vọng duy trì và phát triển cây cao su có hiệu quả kinh tế thoả ñáng ở Tây Nguyên và Miền Trung với những giống phù hợp. - Định hướng phát triển của ngành cao su Việt Nam trong giai ñoạn tới Chiến lược phát triển cao su thiên nhiên của Việt Nam ñến năm 2020 là thâm canh các diện tích cao su sẵn có, ñồng thời tích cực phát triển thêm diện tích tại các ñịa bàn có ñiều kiện sinh thái thích hợp cho cây cao su [4]. Ứng dụng nhanh những tiến bộ kỹ thuật về sinh học trước hết là giống cao su [8] ñể nâng cao năng suất bình quân của các vùng trồng cao su, rút ngắn thời gian kiến thiết cơ bản của cây cao su. Viện nghiên cứu cao su Việt Nam ñang chủ trì những chương trình, dự án trọng ñiểm cấp nhà nước và cấp bộ nhằm mục tiêu nghiên cứu, tuyển chọn và khuyến cáo những dòng vô tính cao su thích hợp theo vùng sinh thái. Đồng thời kèm theo các giải pháp kỹ thuật và công nghệ nhằm phát huy tối ña hiệu quả kinh tế và phát triển bền vững vùng cao su, phục vụ chế biến và xuất khẩu. Phấn ñấu ñến năm 2015 cả nước có 700.000 ha cao su. Năng suất ñạt 2,0 tấn/ha cho Đông Nam Bộ và 1,7 tấn/ha cho Tây Nguyên [4]. Trong ñó diện tích cao su tiểu ñiền sẽ chiếm tỉ trọng khoảng 50% [4].
8 1.2 Đặc ñiểm sinh vật học và sinh thái của cây cao su 1.2.1 Đặc ñiểm sinh vật học của cây cao su Đối với cây cao su (Hevea brasiliensis) hoang dại tại vùng nguyên quán Amazone (Nam Mỹ) là một loại cây ñại mộc và có chu kỳ sống trên 100 năm. Khi ñược nhân trồng trong sản xuất với mật ñộ từ 400 ñến 571 cây/ha và chu kỳ sống ñược giới hạn lại từ 30 ñến 40 năm, nên ñã làm kích thước và hình dáng cây cao su trong sản xuất trở nên nhỏ bé hơn so với cây ở tình trạng hoang dại, cao tối ña 25 - 30m và vanh thân tối ña là 1m [9]. - Trong sản xuất cây cao su ñược chia làm 2 giai ñoạn Giai ñoạn kiến thiết cơ bản: Là khoảng thời gian từ 5 - 8 năm ñầu tiên của cây cao su sau khi trồng. Đây là khoảng thời gian cần thiết ñể vanh thân cây cao su ñạt ñược 50cm ño cách mặt ñất 1m, tùy ñiều kiện sinh thái, chăm sóc và giống [9],[14]. Ở ñiều kiện sinh thái ñặc thù của vùng Tây Nguyên Việt Nam, thời gian kiến thiết cơ bản phổ biến là từ 7 - 8 năm. Tuy nhiên với ñiều kiện chăm sóc, quản lý vườn cây ñúng quy trình, chọn giống và vật liệu trồng thích hợp thì có thể rút ngắn thời gian kiến thiết cơ bản từ 6 tháng ñến 1 năm [27]. Giai ñoạn kinh doanh: Là khoảng thời gian khai thác mủ cây cao su. Cây cao su ñược khai thác khi có trên 50% tổng số cây có vanh thân ñạt ≥ 50cm. Giai ñoạn kinh doanh có thể dài từ 25 ñến 30 năm [14]. Trong giai ñoạn này cây vẫn tiếp tục tăng trưởng nhưng ở mức thấp hơn nhiều so với giai ñoạn kiến thiết cơ bản. Sản lượng mủ thấp ở những năm cạo ñầu tiên, sau ñó tăng nhanh ở các năm cạo thứ 3 và thứ 4. Đến năm thứ 5 - 6 năng suất gần như ñã ổn ñịnh ở mức cao [9],[14]. Sau giai ñoạn trung niên khi cây ở tuổi cạo trên 20 năm, năng suất giảm nhanh do ảnh hưởng tới các yếu tố: gãy ñổ do gió bão, bệnh, làm giảm mật ñộ vườn cây, ñồng thời năng lực tái tạo mủ của cây cũng giảm sút. Các yếu tố trên là nguyên nhân trực tiếp làm giảm năng suất mủ cao su [9],[14]. Cây cao su có hệ thống rễ rất phát triển bao gồm rễ cọc và rễ bàng. Rễ cọc có thể rất sâu, nếu ñất có cấu trúc tốt có thể ăn sâu tới 10m, thông thường là từ 3
9 ñến 5m. Hệ thống rễ bàng của cây cao su 7 - 8 năm tuổi có thể lan rộng 6 - 7m, ở năm tuổi thứ 24 rễ có thể lan rộng 10 - 15m [9]. Lá cao su là lá kép gồm có 3 lá chét mọc cách, kích thước, màu sắc của lá có thể thay ñổi theo môi trường, nhưng hình dạng lá là ñặc tính di truyền. Vì vậy, hình dạng lá là yếu tố quan trọng ñể nhận dạng và phân biệt giống cao su [9],[14]. Thông thường từ năm thứ 3 trở ñi sau khi trồng, bộ lá cao su ñược thay hàng năm vào khoảng thời gian từ tháng 12 ñến tháng 2 năm sau. Thời ñiểm bắt ñầu và kết thúc rụng lá là tùy thuộc vào ñiều kiện từng vùng và ñặc tính của giống [9],[21]. Hoa trổ lần ñầu tiên trên cây cao su là khi cây ñược 5 - 6 tuổi. Hoa cao su là hoa ñơn tính ñồng chu có hoa cái và hoa ñực mọc trên cùng một nhánh, mỗi nhánh có 10 - 12 chùm, mỗi chùm có khoảng 15 - 20 hoa cái có kích thước lớn hơn hoa ñực, mọc riêng lẻ ở ñầu cành. Hoa ñực mọc ñều khắp trong chùm với tỷ lệ gấp 60 lần hoa cái [9]. Hoa cái cấu tạo gồm có một bầu noãn có 3 tâm bì ghép liền nhau, mỗi tâm bì là một buồng nhỏ ñóng kín chứa 1 noãn. Vào thời ñiểm hoa chín, nuốm hoa có màu vàng trắng, ẩm ướt, sau ñó khoảng 4 ngày nuốm ñổi màu nâu ñỏ và khô ñi. Hoa ñực thường nở trước, sau ñó vài ngày hoa cái mới nở. Do ñó, trường hợp tự thụ phấn trên một hoa hầu như không xảy ra. Trong tự nhiên, hoa cao su thụ phấn nhờ côn trùng là chủ yếu [6]. Tỷ lệ ñậu quả trong tự nhiên khoảng 1 - 2%, khi giao phấn chéo nhân tạo, tỷ lệ ñậu quả có thể ñạt 2 - 5% và chịu ảnh hưởng của giống mẹ [9]. Quả cao su là loại quả nang rộng có ñường kính 3 - 5cm, quả nang gồm 3 ngăn, mỗi ngăn chứa 1 hạt, trong thực tế hiếm thấy có quả chứa ít hơn 3 hạt [9]. Hạt cao su hình bầu dục hoặc hơi tròn tùy theo giống, rộng 1,5 - 2cm, dài 2- 3,5cm, khối lượng 3,5 - 6g, bình quân 1kg hạt có khoảng 200 - 250 hạt.
10 1.2.2 Đặc ñiểm di truyền của cây cao su Cây cao su có số nhiểm sắc thể 2n = 36, có thể cây cao su là một dạng tứ bội với số lượng nhiểm sắc thể cơ bản n = 9 [21]. Các nghiên cứu về di truyền trên các ñặc tính kinh tế quan trọng của cây cao su như sản lượng và sinh trưởng cho thấy sản lượng và sinh trưởng di truyền theo phương thức cộng hợp (additive) và di truyền cao. Giá trị khả năng phối hợp chung (GCA, General combining ability) biến thiên từ 31% ñến 93% cho sinh trưởng. Ưu thế lai cao nhất về sản lượng có thể vượt bố mẹ tốt nhất là 252%, sinh trưởng có ưu thế lai thấp hơn và cao hơn bố mẹ tốt nhất khoảng 34% [40]. 1.2.3 Đặc ñiểm sinh thái của cây cao su Cây cao su phát triển ở nhiệt ñộ trung bình thích hợp nhất là từ 250C - 300C, trên 400C và dưới 100C ñều ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình sinh trưởng và năng suất mủ của cao su. Ở nhiệt ñộ 250C là nhiệt ñộ tối thích ñể cây cho năng suất cao nhất. Lượng mưa tối thiểu ñể cho cây cao su sinh trưởng, phát triển bình thường là từ 1.500 - 2.000mm/ năm. Số ngày mưa thích hợp cho cao su là khoảng 100 - 150 ngày mưa cho mỗi năm và phân bố ñều trong năm [9], [21]. Ở Tây Nguyên Việt Nam có 2 mùa mưa và khô rõ rệt, lượng mưa tập trung trong khoảng 3,5 - 4 tháng vào giữa mùa mưa. Mùa khô kéo dài 6 tháng và lượng bốc thoát hơi nước lớn ñã làm ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng phát triển của cây cao su. Cây cao su phát triển bình thường ở nơi có tối thiểu 1.600h nắng/ năm, gió nhẹ, tốc ñộ gió dưới 8m/s, nếu lớn hơn 8m/s sẽ làm ảnh hưởng tới sinh trưởng, lớn hơn 17,2m/s sẽ làm gãy thân, cành và lớn hơn 25m/s sẽ làm trốc gốc [9]. Vì vậy, ñể hạn chế tác hại của gió ở những vùng trồng cao su thường xuyên có gió bão thì cần phải chọn những dòng vô tính cao su có khả năng kháng gió. Đồng thời phải kết hợp với các biện pháp kỹ thuật khác như trồng dày, lập vành ñai chắn gió.
11 Cây cao su có thể phát triển trên các loại ñất khác nhau ở vùng khí hậu nhiệt ñới ẩm ướt, nhưng thành tích và hiệu quả kinh tế của cây là vấn ñề cần lưu ý. Đất thích hợp cho cây cao su, có pH từ 4,5 - 5,5, ñộ sâu tầng ñất canh tác >1m và cao trình từ 200 - 600m [9], [21]. 1.3 Đặc tính sinh lý và công nghệ mủ cao su 1.3.1 Vai trò của mủ cao su trong cây Có nhiều giả thuyết về vai trò của mủ trong cây cao su, nhưng ñiển hình nhất là giả thuyết cho rằng mủ ñóng vai trò vận chuyển và dự trữ dưỡng chất trong cây, nhưng giả thuyết này vẫn còn gây nhiều tranh luận vì mủ ña phần là cao su, là một chất không thể ñồng hóa hơn ñược nữa do ñó mủ khó có thể coi là kho dưỡng chất. Điều này ñã ñược chứng minh ở cây thực sinh bị héo vàng, khi gần 60% Hydratcarbon ñã mất ñi, thì hàm lượng cao su vẫn không giảm [21]. Fernando and Tambiah (1970) ñã dựa trên mối tương quan giữa lượng mưa, nhiệt ñộ với năng suất và ñã cho rằng mủ ñóng vai trò ñiều tiết nước trong cây. Tuy nhiên, giả thuyết này chưa ñược thực tế chấp nhận. Đến nay chưa có một giả thuyết nào ñã ñược chứng minh ñầy ñủ, vì vậy vai trò của mủ trong cây vẫn chưa xác ñịnh ñược [21]. 1.3.2 Thành phần mủ cao su Mủ cao su tươi là một dung dịch thể keo, có tỷ trọng từ 0,974 tới 0,991 tương ứng DRC% (hàm lượng cao su khô) từ 40% - 25% [18]. Thành phần mủ nước trung bình gồm: Cao su 30 - 40%, nước 55 - 60%, nhựa (resine) 1,5 - 2%, ñường 1%, Protein 2%, chất khoáng 0,5 - 1%. Hàm lượng chất dinh dưỡng bình quân trong mủ nước: N = 0,26%, P = 0,05%, K = 0,17%, Ca = 0,003%, Mg = 0,005%, Cu = 0,1 - 1,5 pmm [18], [21]. Trong mủ nước có nhiều loại hạt như: Phân tử cao su, hạt lutoid, hạt Frey- Wyssling, ñược chứa trong một dung dịch gọi là mủ thanh (Serum C) [21]. 1.3.3 Quá trình sinh tổng hợp mủ cao su Phân tử Hydrocacbon cao su có trọng lượng khoảng từ 105 - 107, bao gồm các chuỗi dài của các ñơn vị Isoprene, C5H8 . Nghiên cứu quá trình sinh tổng hợp
12 cao su ñã ñược một số Viện nghiên cứu trên thế giới thực hiện từ năm 1950 và quá trình sinh tổng hợp cao su có thể chia thành 2 giai ñoạn: Giai ñoạn chuyển hóa ñường thành acetate, ñồng thời cung cấp năng lượng dưới dạng ATP hoặc NAD(P)H. Giai ñoạn tổng hợp chuỗi Isoprene, sử dụng năng lượng ATP hoặc dạng khử NAD(P)H và acetate hoặc acetyl CoA ñể hình thành chuỗi Isoprene pyrophosphate và sau cùng là cao su (polyisoprene) [21]. 1.3.4 Đặc tính công nghệ mủ Ngày nay, do tính ña dạng của các sản phẩm ñược làm từ nguyên liệu là mủ cao su, vì vậy người ta ngày càng chú ý hơn tới ñặc tính công nghệ mủ cao su của các dòng vô tính. Những nghiên cứu ở Malaysia về ñộ dẻo (plasticity) cho biết chúng di truyền theo cơ chế ña gen. Độ nhầy Mooney của hầu hết các dòng vô tính PB do công ty Prang Besar lai tạo và chọn lọc có chung bố mẹ là PB 5/51 và PB 28/59 ñều rất cao, ñiều này cho thấy có thể có sự di truyền về ñộ nhầy. Nhận ñịnh này ñã mở ra một triển vọng mới về việc cải tiến các ñặc tính công nghệ mủ cao su thông qua con ñường cải tiến giống cao su [7], [17], [19]. 1.4 Quá trình cải tiến giống cao su trên thế giới và ở Việt Nam 1.4.1 Lịch sử cải tiến giống cao su trên thế giới Từ nguồn hạt do Wickham thu thập ñược ở Brazil, chuyển về trồng ở Malaysia và Sri Lanka ñã ñược xem là thủy tổ của hầu hết diện tích cao su ở Châu Á và Châu Phi hiện nay (gần 2.000 genotype). Trong thời kỳ này cao su ñược trồng bằng hạt thực sinh không chọn lọc, do ñó sản lượng ñạt ñược rất thấp, dưới 500 kg/ha. Cramer (1910) là người ñã nhận thấy trong vườn cao su thực sinh có sự biến thiên rất lớn về sản lượng giữa các cá thể, qua phân tích sự biến thiên Cramer thấy 70% sản lượng của vườn cây là từ khoảng 30% số cây trong vườn cung cấp. Từ ñó ông ñã khuyến cáo sử dụng hạt thực sinh từ những cây có năng suất cao ñể trồng. Kết quả thu ñược từ vườn trồng hạt có chọn lọc ñã ñưa năng suất bình quân lên 630 - 704 kg/ha/năm so với 496 kg/ha/năm (Dijkman - 1951). Sau ñó các nguyên tắc chọn giống lần ñầu tiên ñã ñược công
13 bố tại hội nghị ở Batavia (Indonesia) vào năm 1914. Đến năm 1917, W.M Van Helten thành công trong phương pháp nhân vô tính cao su bằng kỹ thuật ghép mầm ngủ trên gốc thực sinh [22]. Đã mở ra một con ñường mới trong tạo tuyển giống cao su là tạo các dòng vô tính. Công tác tạo tuyển giống cao su ñược chú trọng ở nhiều nước, ñặc biệt là các nước trồng cao su ở Châu Á như Malaysia, Ấn Độ, Sri Lanka, Indonesia và ở Châu Phi có Côte d’voice [32]. Tuy mỗi nước có phương hướng và bước ñi khác nhau nhưng mục tiêu chọn giống hàng ñầu vẫn là nâng cao sản lượng, ñồng thời cải tiến các ñặc tính có liên quan ñến sản lượng như sinh trưởng, kháng bệnh, kháng gió... Những phương pháp cải tiến giống phổ biến ñược sử dụng nhiều ở các nước là: Chọn lọc cây ñầu dòng (Mother tree selection hoặc Ortet selection), lai hoa nhân tạo (Hand Pollination), lai tự do trong ñiều kiện cách ly (Open Pollination), ñột biến (Mutation), ña bội hóa nhiễm sắc thể (Polyploidy).
14 CHỌN BỐ MẸ LAI HOA HẬU DUỆ TUYỂN NON SƠ TUYỂN CHUNG TUYỂN KHUYẾN CÁO CHO SẢN XUẤT BẢNG I BẢNG II BẢNG III Sơ ñồ 1.1 Sơ ñồ tổng quát tạo tuyển giống cao su bằng con ñường lai hoa nhân tạo
15 SƯU TẬP CÂY ĐẦU DÒNG DI NHẬP GIỐNG TRAO ĐỔI GIỐNG QUỐC TẾ NGÂN HÀNG GEN LAI HOA NHÂN TẠO TUYỂN NON Ô QUAN TRẮC SƠ TUYỂN SẢN XUẤT THỬ CHUNG TUYỂN KHUYẾN CÁO BỘ GIỐNG CAO SU ĐỊA PHƯƠNG HÓA BẢNG III BẢNG II BẢNG I * Ghi chú: Con ñường truyền thống: Con ñường cải tiến: Sơ ñồ 1.2 Sơ ñồ cải tiến giống cao su Việt Nam
16 Đến nay phương pháp lai hoa nhân tạo vẫn là phương pháp có hiệu quả nhất và ñã ñược hầu hết các nước trồng cao su trên thế giới áp dụng. Phương pháp này ñã ñược các nhà nghiên cứu giống cao su Malaysia và Indonesia tiến hành từ thập niên 20 của thế kỷ XX, với bố mẹ là những dòng vô tính nguyên sơ. Nguyên tắc chính của phương pháp lai hoa nhân tạo là phối hợp các cha mẹ có những ñặc tính mong muốn ñể tạo ra nhiều cá thể cây lai, bước tiếp các cây lai ñược nhân thành các dòng vô tính, rồi qua nhiều bước gạn lọc ñể chọn ra các dòng vô tính xuất sắc. Nhưng phương pháp này có yếu ñiểm lớn là thời gian ñể hoàn tất 1 chu kỳ từ khi lai hoa nhân tạo ñến khi khuyến cáo cho trồng ñại trà là một thời gian rất dài. Sơ ñồ tạo tuyển giống truyền thống yêu cầu 30 năm ñể hoàn tất một chu kỳ. Tuy nhiên, hiện nay một số nước như Malaysia ñã ñề xuất hướng rút ngắn chu kỳ tạo tuyển xuống còn 20 năm, Việt Nam xuống còn 18 - 19 năm với phương châm là gối ñầu, lấy không gian tranh thủ thời gian [15]. 1.4.2 Chương trình cải tiến giống cao su của một số nước trên thế giới Indonesia Năm 1917, ở Indonesia, nhờ có phương pháp ghép nhân vô tính cây cao su thành công, ñã tạo cơ sở cho việc chọn và nhân vô tính các cây thực sinh cao sản từ hạt tạp. Trong giai ñoạn này GT 1 ñã ñược nhân lên từ cây thực sinh ñầu dòng và ñã ñược trồng trên khắp thế giới từ năm 1921 ñến nay [32]. Đến năm 1919, Indonesia là nước ñầu tiên tiến hành phương pháp lai hoa nhân tạo ñể tạo ra giống mới, song hành với việc lai hoa nhân tạo Indonesia, cũng ñã thực hiện các cuộc trao ñổi giống ña phương giữa các nước trồng cao su ñể làm phong phú thêm nguồn gen và ñã tạo ra ñược những con lai ưu tú như: PR 255, PR 261, AVROS 2037... Sau năm 1981, từ nguồn gen do Hiệp hội Nghiên cứu và Phát triển cao su quốc tế (IRRDB: International Rubber Technology Seminar) cung cấp, Indonesia ñã chú trọng ñến việc sử dụng nguồn gen Nam Mỹ và ñã tạo ra ñược nhiều dòng vô tính có triển vọng: IRR 100, IRR 118, IRR 112 và IRR 117 [39].