Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K.Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng "Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K.Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai)" được nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu bổ sung cơ sở dữ liệu về đặc điểm hình thái, sinh thái, giải phẫu, khả năng tích luỹ Saponin và góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng Sâm Lai Châu tại tỉnh Lai Châu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K.Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai)

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ KIM HƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC, SINH THÁI VÀ KỸ THUẬT TRỒNG CÂY SÂM LAI CHÂU (PANAX VIETNAMENSIS VAR. FUSCIDISCUS K.KOMATSU, S.ZHU & S.Q.CAI) Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9 62 01 10 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023
Công trình hoàn thành tại: HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn: PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình TS. Nguyễn Mai Thơm Phản biện 1: PGS.TS. Lê Hùng Lĩnh Viện Di truyền nông nghiệp Phản biện 2: PGS.TS. Đồng Huy Giới Học viện Nông nghiệp Việt Nam Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Viết Hưng Học viện Dân tộc Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện, họp tại: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi giờ phút, ngày tháng năm 2023 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Trung tâm Thông tin - Thư viện Lương Định Của, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Lai Châu là một tỉnh miền núi phía Bắc, có điều kiện tự nhiên, khí hậu đa dạng, đặc biệt có nhiều vùng khí hậu khá phù hợp để các loài thuộc họ sâm phát triển như tam thất hoang, sâm vũ diệp. Sâm Lai Châu được biết đến là loài cây bản địa lâu đời, đặc hữu phân bố trên các dãy núi thuộc huyện Mường Tè, Sìn Hồ và Tam Đường. Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K. Komatsu, S. Zhu & S.Q.Cai) là một loài thuộc chi Nhân sâm (Panax L.), họ Ngũ gia bì (Araliaceae) (The Plant list, 2016). Theo một số nghiên cứu công bố cho thấy Sâm Lai Châu có nhiều đặc tính quý tương đồng như sâm ngọc linh, được sử dụng để bồi bổ sức khỏe, hỗ trợ tiêu giảm kích thước khối u và phòng chống bệnh ung thư. Kết quả phân tích cho thấy, Sâm Lai Châu có 52 chất saponin, hàm lượng saponin tổng số đạt 21,95% (Đỗ Thị Hà & cs., 2016). Tại Lai Châu, việc trồng, bảo tồn loài cây quý cho thu nhập giá trị từ cao hơn nhiều lần so với các cây trồng hiện đang trồng phổ biến tại địa phương. Bên cạnh đó, việc tư liệu hóa nguồn gen cây sâm Lai Châu phục vụ cho nghiên cứu, đào tạo và đặc biệt phát triển nhân rộng diện tích trồng sâm còn chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ. Nhận thấy tầm quan trọng của việc phát triển cây sâm tại Lai Châu. Chiến lược phát triển của Tỉnh Lai châu giai đoạn 2020 - 2025 và tầm nhìn năm 2030 đã nêu rõ sự cần thiết phải xây dựng đề án phát triển một số cây dược liệu trên địa bàn tỉnh Lai Châu nhằm chuyển dịch cơ cấu cây trồng trong Tỉnh, sử dụng hiệu quả lợi thế các vùng trồng dược liệu, cung cấp nguồn dược liệu trong khám chữa bệnh và chăm sóc sức khoẻ nhân dân trong đó cần bảo tồn và phát triển. Chiến lược đặc biệt chú trọng ưu tiên phát triển Sâm Lai Châu với diện tích đến năm 2025 đạt ít nhất 200ha trên địa bàn Tỉnh. Xuất phát từ thực tiễn đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (Panax Vietnamesis var 1
fuscidiscus K. Komatsu, S.Zhu & S. Q. Cai” nhằm nghiên cứu bổ sung đặc điểm sinh học, điều kiện sinh thái; Xác định một số biện pháp kỹ thuật trồng và bước đầu khảo sát khả năng tích luỹ hàm lượng saponin theo độ tuổi của Sâm Lai Châu nhằm góp phần bảo tồn và phát triển loại cây dược liệu quý tại địa phương và các vùng sinh thái tương tự. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1. Mục tiêu chung Nghiên cứu bổ sung cơ sở dữ liệu về đặc điểm hình thái, sinh thái, giải phẫu, khả năng tích luỹ Saponin và góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng Sâm Lai Châu tại tỉnh Lai Châu. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu bổ sung đặc điểm sinh học, điều kiện sinh thái của cây Sâm Lai Châu. - Xác định một số biện pháp kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (thời vụ, khoảng cách, độ cao so với mặt biển, độ tàn che và phương thức trồng) - Bước đầu khảo sát khả năng tích luỹ hàm lượng saponin theo vùng trồng và độ tuổi của cây Sâm Lai Châu. 1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng: Hạt, cây, củ, thân ngầm của Sâm Lai Châu; Thời gian: Từ tháng 2/2015 đến tháng 12 năm 2019; Không gian/địa điểm nghiên cứu: Các thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện tại các huyện Mường Tè Lai Châu; các kết quả phân tích hàm lượng hoạt chất, vi phẫu thực hiện tại phòng thí nghiệm Khoa phân tích tiêu chuẩn và khoa Tài nguyên của Viện Dược Liệu; Phân tích đất tại phòng thí nghiệm đất và môi trường của Viện nghiên cứu Đất và Môi trường rừng; Nghiên cứu làm mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản của Viện Nghiên cứu Lâm Sinh. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI 1. Đánh giá được đặc điểm sinh học và sinh thái của 2 dạng Sâm Lai Châu, có đặc điểm hình thái đặc trưng với 2 nhóm thân màu tím, củ màu xám tím ghi 2
và thân màu xanh, củ màu vàng sáng. Sâm Lai Châu ra chồi và lá tháng 2 đến tháng 5, ra hoa tháng 4 đến tháng 8, hình thành quả tháng 6 đến tháng 10 và chín rộ vào tháng 9. Sâm Lai Châu phân bố tự nhiên ở khu vực có độ cao từ 1400 – 2200m, nhiệt độ bình quân năm từ 17-23,30C, độ ẩm không khí đạt 82,8-84,1%. Nhiệt độ trung bình năm là 17-23 độ C, lượng mưa từ 2420- 2844mm/năm, dưới tán rừng có độ tàn dư thực vật che lớn hoặc thảm thực bì dày trên 70%, pHKcl 3,3-3,99, đất mùn, thoát nước tốt, các bón hữu cơ tổng số đạt 2,27-29.37% độ ẩm khô kiệt và dung trọng đất ở mức thấp, hàm lượng Nts, P2O5ts, K2Ots ở mức trung bình đến giàu. Đặc điểm giải phẫu (thân, rễ, lá) Sâm Lai Châu có nhiều điểm tương đồng với sâm Ngọc Linh. 2. Xác định được thời vụ trồng Sâm Lai Châu thích hợp là 15/9 đến 15/10, vùng trồng có độ cao từ 1500 – 2000 m so với mặt biển, mật độ trồng thích hợp 8 cây/m2 tương đương với khoảng cách 30 x 30 cm, trong điều kiện che sáng từ 75% - 90% Sâm Lai Châu trồng trong điều kiện luống cao 30 cm, trong đó độ dày mùn núi 10 cm cho tỷ lệ cây sống đạt >80%, khả năng sinh trưởng, phát triển cho năng suất là tốt nhất. Sâm Lai Châu trồng trong bầu sinh trưởng phát triển tốt hơn trồng trên luống trong thời gian từ 1 - 4 năm đầu. 3. Hàm lượng Saponin được tính lũy trong củ Sâm Lai Châu theo tuổi, hàm lượng saponin tổng số tăng dần từ 13,38 ± 0,20 % trong các mẫu 2 tuổi lên 21,34 ± 0,50 % trong mẫu 13 tuổi. Tương tự, hàm lượng majonosid R2 cũng tăng rõ rệt, từ 2,56 ± 0,02 % trong các mẫu 2 tuổi lên đến 23.85 ±0.62% trong mẫu 16 tuổi. Tương tự, hàm lượng majonosid R2 (MR2) cũng tăng rõ rệt, từ 2,56 ± 0,02% trong các mẫu 2 tuổi lên đến 8,0 ± 0,06% trong các mẫu 16 tuổi. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học góp phần khẳng định sự cần thiết phải bảo tồn đa dạng sinh học và bảo tồn phát triển các nguồi gen quý nói chung và cây Sâm Lai Châu nói riêng trên vùng đất miền núi phía Bắc. Kết quả đề tài là tài liệu tham khảo có giá trị trong nghiên cứu và chuyển giao ứng dụng phát triển Sâm Lai Châu. 3
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu cung cấp luận chứng khoa học giúp UBND tỉnh Lai Châu và các cơ quan quản lý có cơ sở khoa học thực hiện quy hoạch vùng trồng và phổ biến kỹ thuật nhân giống, trồng cây Sâm Lai Châu có hiệu quả. Kết quả của đề tài có thể chuyển giao đến các Doanh nghiệp, các HTX trồng và phát triển Sâm Lai Châu phục vụ nguyên liệu cho ngành dược, nhân rộng mô hình. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. NGUỒN GỐC, PHÂN LOẠI VÀ GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA CÂY SÂM 2.1.1. Nguồn gốc Chi Nhân sâm - Panax Linnaeus (1753: 1058) là một chi nhỏ trong họ Ngũ gia bì (Araliaceae) với khoảng 16-18 loài và dưới loài phân bố tập trung ở Bắc bán cầu trong khu vực Đông Á, dãy Hymalaia, Trung Quốc, Đông Dương và Bắc Mỹ (Linnaeus Carol (1753), Wen J. & Zimmer E. A.(1996), Wen J (2000)). Hình 2.1. Mối quan hệ giữa loài Châu Á và Sâm Mỹ Nguồn: Kim & cs. (2018) 4
Sâm là loại cây thảo thuộc loại cây sống lâu năm. Sâm chia thành hai thứ chính đó là sâm Châu Á (Panax ginseng Asian) và sâm Mỹ (Panax quinquefolium American). Trong đó phần lớn các chi phân bố ở Châu Á, từ Đông - Bắc Á đến cận Himalaya và chỉ có 3 loài ở vùng Bắc Mỹ. Đặc biệt tất cả những loài thuộc chi Panax đều có giá trị làm thuốc, một số loài của chi này hiện đang được trồng với quy mô lớn ở nhiều quốc gia và đã trở thành những cây thuốc nổi tiếng, không chỉ trong phạm vi của nền y học cổ truyền Phương đông mà trên toàn thế giới như Nhân Sâm (Panax ginseng); Giả nhân sâm (P. pseudoginseng); Tây dương sâm (P. quiquefolius) và Tam thất (P. notoginseng) Kim & cs. (2018). Ở Việt Nam, năm 1968 các nhà thực vật học bước đầu ghi nhận 2 loài thuộc chi Panax là P. pseudoginseng Wallich (ở biên giới phía bắc Việt Nam thuộc Hà Giang) và P. bipinnatifidus Seem (dãy Hoàng Liên Sơn, Lào Cai). 2.1.2. Phân loại Theo hệ thống phân loại thực vật của Takhtajan (1987), chi sâm (Panax L.) có vị trí phân loại như sau. Giới: Thực vật (Plante) Ngành: Ngọc lan - Magnoliophyta Lớp: Ngọc lan - Magnoliopsida Bộ: Hoa tán - Apiales Họ: Ngũ gia bì - Araliaceae Chi: Sâm - Panax L. Panax vietnamensis var. fuscidiscus K. Komatsu, S. Zhu & S.Q. Cai là phân bậc dưới loài Panax vietnamensis Ha et Grushv., thuộc chi Nhân sâm (Panax L.), họ Ngũ gia bì (Araliaceae). Được ghi nhận có tại Vân Nam, Trung Quốc và công bố năm 2003. Các tác giả đã mô tả đó là một thứ mới của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.). Cũng theo nhóm tác giả, thứ mới này khác với thứ chuẩn Panax vietnamensis var.vietnamensis về 4 vị trí các nucleotide trên gen matK (Zhu & cs., 2003). 5
Hình 2.3. Cây phát sinh các loài trong chi Panax dựa trên phân tích dữ liệu gen trK và 18S Nguồn: Zhu & cs. (2003) Tại Việt Nam, chi Nhân sâm Panax L. gồm có 15 loài và dưới loài và hầu hết chúng là nguồn dược liệu cho y học cổ truyền như các loại Nhân Sâm, Nhân Sâm Hoa kỳ, Tam thất, Nhân Sâm Nhật Bản và Sâm Ngọc Linh (Nguyễn Tập, 2005). 2.1.3. Giá trị sử dụng Nhân sâm (Ginseng) là loài cây thảo lưu niên có củ nạc sinh trưởng chậm thuộc chi Panax, họ Araliaceae. Trong tiếng Anh, từ “ginseng” xuất phát từ một thuật ngữ Trung Quốc rénshēn có nghĩa là có hình dạng giống người. Trong danh pháp thực vật, tên chi Panax có nghĩa là “khỏe toàn thân”. Các loài Nhân sâm được sử dụng làm thuốc nhờ có các loại ginsenoside. Ginsenoside hay còn gọi là panaxoside có bản chất là steroid glycoside và triterpene saponin vốn có nhiều hoạt tính sinh học. Lịch sử sử dụng nhân sâm bắt đầu từ 4.500 năm trước. 2.2. ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ SINH THÁI CÂY SÂM 2.2.1. Đặc điểm hình thái Chi Nhân sâm (Panax L.) là một chi có số lượng loài rất ít trong số khoảng 70 chi của ho ̣ Araliaceae trên thế giới được Carl von Linnaeus mô tả năm 1753 với chỉ hai loài là P. quinquefolius L. và P. trifolius L.. Theo Linnaeus điểm khác biệt so với các chi khác trong họ Araliaceae là bầu 2 ô, 6
hoa mẫu 5, xếp van hay xếp lợp. Đến năm 1763, tác giả mô tả bổ sung thêm một loài mới cho khoa học, P. fructicosus, với đặc điểm là đài xếp van. Trong giai đoạn này, khi số lượng loài được phát hiện còn ít, nên tác giả chỉ giới hạn ở các đặc điểm của hoa: hoa vừa xếp lợp vừa xếp van. Đây là đặc điểm chính của chi để phân biệt với các chi khác của họ Araliaceae. Tuy nhiên, với cách sắp xếp này thì đặc điểm của chi Panax bao gồm một số chi khác thuộc họ Araliaceae, đặc biệt là chi Nothopanax, theo đó, loài P. fructicosus có đài xếp van giống với chi Nothopanax là một ví dụ (Linnaeus, 1754). 2.2.2. Đặc điểm sinh thái Nhân sâm được trồng tự nhiên trong khoảng 33° N đến 48° N, tương ứng với vùng khí hậu ôn đới và á nhiệt đới ở Hàn Quốc (từ 33°7/N đến 43°1/N), Mãn Châu (từ 43°N đến 47° N), và vùng Siberia (Choi & cs., 2007; Ryu & cs., 2012). Các yếu tố môi trường khác nhau như đất và khí hậu (lượng mưa, thời gian chiếu sáng, bức xạ và nhiệt độ không khí được), chất dinh dưỡng, quần thể vi sinh vật... ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của sâm (Ryu & cs., 2012). 2.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ CÂY SÂM LAI CHÂU Phan Kế Long & cs. (2013) đã mô tả đặc điểm hình thái của sâm Lai Châu cho thấy lá, thân, rễ, hoa, quả về cơ bản cây có các đặc điểm giống với sâm Ngọc Linh: Cây thảo, sống lâu năm. Cây mang hoa cao khoảng 0,5-0,8 m. Nguyễn Thị Phương Trang & cs. (2013), Phan Kế Long & cs. (2014b) mô tả và phân tích các mẫu thu được ngoài tự nhiên kết hợp với các đặc trưng phân tử dựa trên mối quan hệ di truyền giữa các mẫu Sâm thu được ở Lai Châu đã xác định tên cây Sâm mọc tự nhiên ở Lai Châu là Panax vietnamensis var. fuscidiscus. Trong nghiên cứu này đã nghiên cứu mối quan hệ di truyền trên cơ sở phân tích trình tự nucleotide vùng matK và ITS-rDNA cho 17 cá thể cho 2 loại Sâm thuộc chi Panax thu được ở Lai Châu. Kết quả phân tích trình tự nucleotide chỉ ra Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. Fuscidiscus) và Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha & Grushv. var. vietnamensis) có quan hệ chị em. Từ kết quả phân tích các mẫu Sâm thu được trong tự nhiên, tác giả đã định danh (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K.Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai.) đặt theo Việt Nam là “Sâm Lai Châu”, xác định đây là bậc phân 7
loại dưới loài của Sâm Việt (Panax vietnamensis). Như vậy sâm Việt có hai 2 thứ là: - Thứ chuẩn: Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis var. vietnamensis). - Thứ: Sâm Lai Châu (Panax vietnamensis var. fuscidiscus). Trần Văn Tiến & cs. (2016) đã có công bố mới về các loài trong chi Panax tại Việt Nam. Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả dựa vào mô tả hình thái và phân tích DNA so sánh với 3 loài (P. stipuleanatus , P.bipinnatifidus, Polyscias fruticosa) và 2 thứ đã biết của Sâm Ngọc Linh (P. vietnamensis var. vietnamensis, P. vietnamensis var. fussidiscus). Kết quả nghiên cứu đã xác định thêm một thứ nữa cho Sâm việt (Panax vietnamensis) đưa tổng số bậc phân loại dưới loài lên con số 3 thứ: - Thứ chuẩn: Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis var. vietnamensis). - Thứ 2: Sâm Lai Châu(Panax vietnamensis var. fuscidiscus). - Thứ 3: Sâm LangBiang (Panax vietnamensis var. langbianensis). Theo những tài liệu đã công bố tại Việt Nam, cây Sâm Lai Châu có phân bố hẹp trên dãy núi Pu Si Lung và lân cận (Mường Tè và Tây Sìn Hồ, giáp biên giới với Trung Quốc) và dãy núi Pu Sam Cáp nằm giữa các huyện Sìn Hồ và Tam Đường với Thành phố Lai Châu, tỉnh Lai Châu (Phan Kế Long & cs., 2013). Vùng sinh thái có độ cao so với mặt nước biển khoảng trên 1.500m. Đây là cây ưa ẩm, phát triển trên đất tốt nhiều mùn, đất thoát nước, độ tàn che khoảng 0,7. Cây phát triển vào đầu xuân sau đó lụi vào mùa đông, tái sinh hạt tốt. PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1.1. Địa điểm nghiên cứu Đề tài luận án được thực hiện tại các huyện Mường Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ, Tam Đường và Thành phố Lai Châu, tỉnh Lai Châu; Phòng thí nghiệm Khoa phân tích tiêu chuẩn của Viện Dược liệu, Phòng thí nghiệm đất và môi trường của Viện nghiên cứu Đất và Môi trường rừng và Phòng tiêu bản của Viện Nghiên cứu Lâm sinh. 8
3.1.2. Thời gian nghiên cứu Các nội dung của Luận án được thực hiện từ tháng 2 năm 2015 đến tháng 12 năm 2019. 3.1.3. Vật liệu nghiên cứu Các bộ phận của cây sâm Lai Châu mọc tự nhiên và cây sâm gieo, trồng theo các độ tuổi khác nhau; mùn núi, lưới đen, kính hiển vi quang học Nikon Alphaphot YS 2. 3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của Sâm Lai Châu; Nội dung 2: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng Sâm Lai Châu; Nội dung 3: Khảo sát khả năng tích lũy hoạt chất saponin trong củ Sâm Lai Châu. 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm sinh vật, sinh thái học của Sâm Lai Châu 3.3.1.1. Điều tra thu thập số liệu và mẫu vật - Điều tra phân bố cây Sâm Lai Châu trong tự nhiên tại 4 huyện Mường Tè, Phong Thổ, Sìn Hồ và Tam Đường. - Thời điểm điều tra từ tháng 2 đến tháng 12 năm 2015, 2016. - Số liệu thứ cấp điều kiện tự nhiên của huyện Mường tè, tỉnh Lai Châu được thu thập tại phòng Nông nghiệp huyện Mường Tè, Trạm khí tượng thủy văn tỉnh Lai Châu. - Số liệu sơ cấp: Thực hiện điều tra đặc điểm vùng sinh thái, thảm thực vật, thành phần tổ thành loài theo ô điều tra, tổng số 120 ô tiêu chuẩn, 30 ô/huyện, diện tích ô tiêu chuẩn 400m2 (20mx20m). Trong ô, xác định loài và đo chiều cao và đường kính tán tất cả các cây có đường kính đo tại vị trí cách mặt đất 1,3m có giá trị từ 5cm; Khảo sát cây bụi và cây tái sinh tự nhiên: trong ô tiêu chuẩn 400m2 lập 5 ô dạng bản, diện tích 4m2 (2m x 2m) ở bốn góc và giữa OTC, tổng số 600 ô dạng bản. Xác định loài cây bụi, cây tái sinh trong ô và xác định độ che phủ của thảm thực vật. 9
- Đánh giá đặc điểm sinh vật học thực hiện thu thập mẫu cây Sâm Lai Châu mọc tự nhiên theo các độ tuổi 1-13 tuổi. Thu thập tại 4 huyện x 1 mẫu/OTC x 30 OTC/huyện=120 mẫu. - Thực hiện lấy phẫu diện đất: Lấy tại các OTC, lấy phần đất mặt dày 20cm, tổng số 12 mẫu đất, trong đó lấy 05 mẫu tại huyện Mường Tè, 03 mẫu tại huyện Sìn Hồ, 03 mẫu tại huyện Tam Đường và 01 mẫu tại huyện Phong Thổ. 3.3.1.2. Phân tích, mô tả Mô tả hình thái cây Sâm Lai Châu thân xanh và thân tím tại Viện nghiên cứu Lâm sinh; Các chỉ tiêu đánh giá tầng cây trong rừng theo TCCS, 2015 của trường Đại học Lâm Nghiệp. Phân tích thành phần đất được thực hiện tại Phòng thí nghiệm đất và môi trường (Viện nghiên cứu sinh thái và môi trường rừng). Thời gian phân tích từ ngày 18/10/1015 đến ngày 06/12/2015. Mô tả và giải phẫu, vi phẫu cây Sâm Lai Châu thân tím tại Viện Dược Liệu. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp phân tích mẫu Các chỉ tiêu lý, hóa tính các mẫu đất được phân tích theo các tiêu chuẩn quy định, cụ thể: Độ ẩm: TCVN 4048:2011; Thành phần cấp hạt: TCVN 5257:1990; pH KCL: TCVN 5979:2007; Các bon hữu cơ tổng số: TCVN 8941:2011; Đạm tổng số: TCVN 6498: 1999; Lân tổng số: TCVN 8940:2011; Kali tổng số: TCVN 8860: 2011; Độ chua trao đổi; Độ ẩm khô kiệt; Dung trọng. Các chỉ tiêu giải phẫu vi phẫu: lá, thân, rễ, thân ngầm, bột lá, bột thân khí sinh, bột thân rễ, bột rễ. Thực hiện cắt vi phẫu, tẩy sáng trong dung dịch Cloramin 5-10%, rồi nhuộm màu bằng phương pháp nhuộm kép với đỏ son phèn và xanh methylen. Lên tiêu bản, sử dụng kính hiển vi để quan sát các đặc điểm vi phẫu của Theo dõi đặc điểm hình thái, sinh trưởng các mẫu giống: Các đặc điểm hình thái bộ phận trên mặt đất của các mẫu giống Sâm Lai Châu được theo dõi lặp lại trong thời gian thực hiện thí nghiệm, trong đó thân khí sinh, lá được quan sát và mô tả trên cây trưởng thành (giai đoạn lá bánh tẻ); hoa, quả, hạt được theo dõi vào giai đoạn cây ra hoa đến quả chín. Các đặc điểm hình thái bộ phận dưới mặt đất gồm 10
thân ngầm và rễ được theo dõi vào thời điểm thu hoạch (năm thứ 3); Mô tả đặc điểm hình thái các mẫu giống Sâm Lai Châu theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). + Theo dõi đặc điểm giải phẫu các mẫu giống: Rễ, thân rễ, lá của các mẫu Sâm Lai Châu được thu vào năm thứ 3, thân lá ở giai đoạn bánh tẻ. Giải phẫu các bộ phận tại Trung tâm Tài nguyên Dược liệu, Viện Dược liệu. Mô tả đặc điểm hình thái và giải phẫu: Theo phương pháp của (Nguyễn Nghĩa Thìn, 2007). 3.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng 3.3.2.1. Địa điểm nghiên cứu, thời gian nghiên cứu Các thí nghiệm trồng được bố trí thực hiện tại các địa điểm khác nhau, cụ thể thí nghiệm 1, 3, và 4, 5 được thực hiện tại bản Sín Chải B xã Pa Vệ Sử, huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu. Các thí nghiệm về vùng sinh thái được thực hiện tại các địa điểm huyện Sìn Hồ, huyện Mường Tè và thành phố Lai Châu, tỉnh Lai Châu. Thời gian thực hiện từ năm 2016 - 2019, thời điểm cụ thể theo thí nghiệm. 3.3.2.2. Bố trí thí nghiệm (*) Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu Thí nghiệm gồm 5 công thức + CT1: Trồng ngày 15/2; + CT2: Trồng ngày 15/3 (đối chứng); + CT3: Trồng ngày 15/4; + CT4: Trồng ngày 15/9; + CT5: Trồng ngày 15/10. (*) Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất Sâm Lai Châu Thí nghiệm được bố trí tại 3 địa điểm (3 vùng sinh thái) theo độ cao như sau: + CT1: Độ cao 1000m; + CT2: Độ cao 1500m 11
+ CT3: Độ cao 2000m. Thí nghiệm trồng ở độ cao 1000m thực hiện tại Công ty cổ phần Sâm Lai Châu, phường Đông Phong, thành phố Lai Châu. Nhiệt độ thời gian khảo nghiệm dao động từ 20-25oC, độ ẩm không khí 70-85%. Thí nghiệm trồng ở độ cao 1500m thực hiện tại Hợp tác xã sâm và Tam Thất Sìn Hồ, Thị trấn Sìn Hồ, tỉnh Lai Châu. Thí nghiệm trồng ở độ cao 2000m thực hiện tại Bản Sín Chải B xã Pa Vệ Sử, huyện Mường Tè, tỉnh Lai Châu. Địa điểm nghiên cứu ở độ cao 1500m và 2000m có nhiệt độ trong thời gian thí nghiệm dao động từ 15-20oC, độ ẩm không khí 80-90%. (*) Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng mật độ (khoảng cách trồng) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất Sâm Lai Châu Thí nghiệm gồm 4 công thức: + CT1: Khoảng cách 25x30cm, mật độ 12 cây/m2 + CT2: Khoảng cách 30x30cm(mật độ 8 cây/m2); + CT3: Khoảng cách 35x30cm( mật độ 6 cây/m2); + CT4: Khoảng cách 40x30cm (mật độ 4 cây/m2). (*) Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của phương thức trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu CT1: Trồng trên luống CT2: Trồng trong bầu Thí nghiệm được thực hiện tại xã Pa Vệ Sử, Mường Tè Lai Châu. Sâm Lai Châu được trồng trên luống và trong bầu trong cùng 1 điều kiện sống (Theo Quy trình Kỹ thuật và phương pháp trồng các nội dung khác). Bầu trồng Sâm Lai châu được thực hiện bằng vật liệu nilon dẻo, kích thước 30 cm x 40 x 25 cm (như kích thước khoảng cách trồng thích hợp. Mỗi bầu chứa 5 kg giá thể là mùn núi trộn với đất rừng tầng canh tác mặt). (*) Thí nghiệm 5. Ảnh hưởng của độ che sáng đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu Thí nghiệm gồm 3 công thức 12
+ CT1: Che 50% ánh sáng trực xạ; + CT2: Che 75% ánh sáng trực xạ; + CT3: Che 90% ánh sáng trực xạ. Thí nghiệm 2, 3, 4, 5 bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ 3 lần nhắc lại diện tích ô thí nghiệm là 20m2 chưa kể dải bảo vệ. Thí nghiệm 5 Làm giàn che, chiều cao giàn che là 1,2m (tính từ mặt luống). Lưới che 25% cường độ ánh sáng (nguồn gốc Trung Quốc); Lưới che 50% cường độ ánh sáng (nguồn gốc Thái Lan); Lưới che 75% cường độ ánh sáng (nguồn gốc Đài Loan). + Đo cường độ ánh sáng: sử dụng máy đo cường độ ánh sáng Extech Light Meter Model 401025 – Italia. Đo ở các thời điểm 12h trưa để cố định lượng ánh sáng trực xạ. - Bố trí thí nghiệm luống trồng cao 30 cm, độ dày đất mùn núi mặt luống 10 cm và được bón bổ sung mỗi năm 10cm mùn núi trên mặt luống. Ô thí nghiệm 5m2; Các thí nghiệm 1,2, 4 và 5 bố trí khoảng cách trồng 30*30 cm. - Các thí nghiệm sử dụng cây sâm từ hạt đủ 2 tuổi, cây cao 10-12cm, có 4-5 lá chét trên thân giả. Thời điểm thí nghiệm trồng ngày 15 tháng 10 năm 2016. - Tưới nước: 2 lần/tuần. Sử dụng bình ô doa tưới nước giữ ẩm trong thời gian trồng thí nghiệm. 3.3.3. Nội dung 3: Đánh giá hàm lượng saponin ở vùng trồng và độ tuổi khác nhau 3.3.3.1. Xác định hàm lượng saponin tại vùng trồng Mẫu được thu trên cây 3 năm tuổi tại các vùng sinh thái tương ứng với độ cao + CT1: Độ cao 1000m (Thành Phố Lai châu) + CT2: Độ cao 1500m (Sìn Hồ Lai Châu) + CT3: Độ cao 2000m (Pa vệ Sử, Mường Tè) 3.3.3.2. Xác định hàm lượng saponin ở các độ tuổi Sử dụng củ Sâm Lai Châu trong vườn hộ gia đình và trong rừng tự nhiên 13
trong quá trình điều tra, độ tuổi mẫu từ 2 - 13 tuổi. Danh sách mẫu nghiên cứu được trình bày ở bảng. Phân tích hàm lượng saponin tổng số và hàm lượng MR2 được thực hiện tại Khoa phân tích (Viện Dược liệu). Thời gian phân tích từ ngày 15/8/2016 - 25/11/2017. Phương pháp phân tích bằng sắc ký lớp mỏng, theo Dược điển VN IV, phụ lục 5.3 • Phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC, Phụ lục 5.4 Dược Điển Việt Nam IV) • Phương pháp định lượng saponin tổng số trong Sâm Lai Châu bằng phương pháp cân • Phương pháp định lượng majonosid R2 trong Sâm Lai Châu bằng phương pháp HPLC 3.3.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi 3.3.4.1. Chỉ tiêu hình thái, giải phẫu và phương pháp theo dõi, mô tả - Các chỉ tiêu theo dõi đặc điểm hình thái của cây Sâm Lai Châu gồm cấu trúc và các đặc điểm của lá, thân, rễ, hoa, quả, hạt trên cây Sâm Lai Châu. + Hình thái của cụm hoa/cây: tán đơn và chùm tụ tán; + Hình thái của tán hoa: theo dõi chùm tán và tán đơn; + Hình thái của một hoa: đặc điểm của cuống hoa, đế hoa, đài, tràng, nhị và nhụy; - Các chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển + Ngày xuất hiện nụ (ngày): tính đến thời điểm cây có 10% nụ; + Số hoa/cây (hoa/cây): đếm tổng số hoa/cây, mỗi công thức đếm 10 cây tính giá trị trung bình; + Chiều dài cuống hoa (cm): đo từ nách lá đến đài hoa; + Đường kính tán hoa (cm): đo tại hai điểm chéo góc trên tán, tính giá trị trung bình; + Số quả/một cụm hoa (quả/một cụm hoa); 14
+ Ngày quả chín (ngày): tính đến thời điểm khi cây có 10% quả chín; + Tỷ lệ quả một, quả đôi và quả ba (%); + Số quả/cây (quả/cây): tổng số quả thu được/ tổng số cây; + Kích thước hạt (mm) và màu sắc hạt; + Khối lượng trung bình của một quả và một hạt (mg). 3.3.4.2. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi các thí nghiệm đồng ruộng - Diện tích lá/cây (dm2/cây) dùng kính 1dm2 để dán lá làm chuẩn. - Chỉ số diện tích lá (LAI) (m2 lá/m2đất) = Diện tích lá/cây x mật độ cây/m2. - Thời điểm xuất hiện nụ, thời điểm xuất hiện quả chín: Được tính tại thời điểm xuất hiện chỉ tiêu. - Các chỉ tiêu: Chiều cao cây, đường kính thân, chiều dài lá, chiều rộng lá, đường kính tán lá, số hoa/chùm, số chùm hoa/cây, số quả/chùm, số chùm quả/cây Số rễ (rễ/cây), Chiều dài rễ (cm), Chiều dài củ (cm), Đường kính củ (cm): Được tính là giá trị trung bình của từng chỉ tiêu - Năng suất cá thể (g/củ) = cân khối lượng củ khi thu hoạch của một cây. - Năng suất lý thuyết (tạ/ha) = năng suất cá thể x mật độ cây/m2 x 10.000. - Sâu hại: được đánh giá theo % cây bị hại. - Bệnh hại: được đánh giá theo % lá (củ) bị hại. - Các chỉ tiêu cấu thành năng suất và năng suất sâm trồng được đo ở các năm 2016, 2017, 2018 và 2019 khi các thân giả đã thực hiện xong một chu kỳ tích lũy, lúc này đa số thân giả và lá của cây sâm đã héo rụng. Chọn mỗi ô thí nghiệm 3 củ, tưới nước và gỡ củ lên trên mặt đất, tiến hành đo đếm ghi chép các chỉ tiêu. - Theo dõi mức độ nhiễm sâu bệnh hại vào các tháng: tháng 4, tháng 6, tháng 8 năm 2016, 2017 và 2018. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh hại theo thang điểm từ 1 - 9 của CIP như sau: + Điểm 1: không bị sâu, bệnh hại; + Điểm 3: nhẹ - dưới 20% thân lá trên cây bị sâu, bệnh hại; 15
+ Điểm 5: trung bình, từ 20 - dưới 50% thân lá trên cây bị sâu, bệnh hại; + Điểm 7: nặng, từ trên 50 - dưới 70% thân lá trên cây bị sâu, bệnh hại; + Điểm 9: rất nặng, từ trên 70 - 100% thân lá trên cây bị sâu, bệnh hại. 3.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ SỐ LIỆU - Bố trí thí nghiệm và phân tích số liệu theo phương pháp thí nghiệm của Nguyễn Thị Lan & Phạm Tiến Dũng (2006). Xử lý số liệu trên phần mềm IRRISTAT 5.0. PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. ĐẶC ĐIỂM SINH VẬT HỌC, SINH THÁI HỌC CỦA SÂM LAI CHÂU 4.1.1. Đặc điểm sinh vật học của Sâm Lai Châu 4.1.1.1. Đặc điểm hình thái, vi học của cây Sâm Lai Châu a. Đặc điểm hình thái Bảng 4.1. Đặc điểm hình thái của Sâm Lai Châu STT Tính Sâm Lai Châu thân tím Sâm Lai Châu thân xanh trạng 1 Đặc Rễ củ nạc có màu xám tro, có Rễ Củ nạc, có màu vàng điểm nhiều vết sẹo so le xen kẽ xám, có nhiều vết sẹo so le thân rễ xen kẽ nhau có một chùm rễ và rễ nhau, có một chùm rễ ở cuối ở cuối củ. củ củ. 2 Ruột Ruột củ màu tím nhạt. Ruột củ màu vàng nhạt. củ Kích thước, dài 5-35 cm, Kích thước, dài 5-35 cm, đường kính 1-3,2 cm. đường kính 1-3,2 cm. 3 Thân Thân khí sinh thường Thân khí sinh thường khí chết vào mùa đông và mọc lại chết vào mùa đông và mọc sinh vào mùa xuân năm sau và để lại vào mùa xuân năm sau lại sẹo trên thân củ có hình và để lại sẹo trên thân củ có trụ nhỏ dần lên đỉnh, lõi xốp, hình trụ nhỏ dần lên đỉnh, có các gờ tròn. Chiều cao từ lõi xốp, có các gờ tròn. 16
24 đến 80 cm. Đường kính Chiều cao từ 24 đến 80 cm. gốc từ 0,3-1,2 cm, Đường kính gốc từ 0,3-1,2 cm. 4 Màu Thân màu tím. Thân màu xanh. sắc thân 5 Lá Lá kép chân vịt, có từ 3-5 lá, Lá kép chân vịt, có từ 3-5 lá, mọc vòng trên đỉnh thân. mọc vòng trên đỉnh thân. Cuống lá dài 7-18 cm, không Cuống lá dài 7-18 cm, lông đường kính 2-3,5 mm. không lông, đường kính 2- Mang 4 đến 7 lá chét. Không 3,5 mm. Mang 4 đến 7 lá có lá kèm. chét. Không có lá kèm. 6 Lá Lá chét hình bầu dục thuôn Lá chét hình bầu dục thuôn chét hoặc hình mác thuôn, lá ở đến hình trứng ngược, lá ở giữa có kích thước to nhất rồi giữa có kích thước to nhất nhỏ dần sang hai bên, kích rồi nhỏ dần sang hai bên, thước: dài 5-14 cm rộng 2-3,5 kích thước: dài 5-12 cm cm, đáy lá nhọn, chót lá córộng 2-4 cm, đáy lá hình đuôi dài 1,5cm; gân chính ởchót buồm hoặc tròn, lệch; 1/3 phía đáy lá có màu tím chót lá có đuôi dài 1cm; gân (đôi khi màu xanh), gân bênchính màu xanh, gân bên có có từ 4-11 đôi, có lông dài 2 từ 6-10 đôi, có lông dài mm trên gân hệ gân ở cả hai2mm trên gân hệ gân ở cả mặt. Mép lá có răng cưa nhọn hai mặt. Mép lá có răng cưa, cây non có thể gặp dạng xẻ lông chim nông 7 Cuống Cuống lá có màu tím, hoặc có Cuống lá có màu xanh. lá đốm màu tím ở phần gần tiếp Cuống lá chét có màu xanh, giáp với thân. Cuống lá chét có màu tím, ít khi màu xanh, 17
8 Hoa Mang 1 (đôi khi là 2) cụm trên Mang 1 (đôi khi là 2) cụm cùng 1 cuống ở đỉnh thân, cao trên cùng 1 cuống ở đỉnh 15-36 cm, mang 40-120 hoa, thân, cao 15-36 cm, mang đường kính cụm hoa từ 3-5,5 40-120 hoa, đường kính cụm cm. Cuống chung dài 12 – 34 hoa từ 3-5,5 cm. Cuống cm, đường kính 2 - 3,5 mm, có chung dài 12 – 34 cm, đường các gờ tròn. Mỗi hoa có 1 lá kính 2 - 3,5 mm, có các gờ bắc hình mác, dài 1-1,5 mm, tròn. Mỗi hoa có 1 lá bắc màu xanh; cuống hoa dài 1,2- hình mác, dài 1-1,5 mm, màu 2,3 cm, đường kính 0,7 mm; xanh; cuống hoa dài 1,2-2,3 đĩa mật lồi màu xanh, đài 5, cm, đường kính 0,7 mm; Đĩa hình tam giác cao 0.5mm, màu mật lồi màu xanh, đài 5, hình xanh; cánh hoa 5, hình lưỡi, tam giác cao 0.5mm, màu dài 2mm, rộng 0,6 mm; nhị 5, xanh; cánh hoa 5, hình lưỡi, đính xen kẽ với cánh hoa, dài dài 2mm, rộng 0,6 mm; nhị 3 – 4 mm; bầu hạ, mang 2-3 5, đính xen kẽ với cánh hoa, noãn. dài 3 – 4 mm; bầu hạ, mang 2-3 noãn. 9 Thân Thân thường chỉ mang 1 cụm Thân mang 1 (đôi khi là 2) mang hoa trên cùng một cuống cụm hoa trên cùng 1 cuống hoa chung. Cuống chung và chung. Cuống chung và cuống hoa có màu tím, hoặc cuống hoa có màu xanh. có đốm tím nơi tiếp giáp với Cánh hoa màu trắng xanh. thân và cụm hoa; Cánh hoa Bầu có 1 vòi nhụy, mang 1- màu xanh. Bầu có 1-2 vòi 2 noãn. nhụy, có 2-3 noãn. 10 Quả Quả hình thận, chín màu đỏ, Quả hình thận, chín màu đỏ, có một vòng tròn màu đen ở có một vòng tròn màu đen ở trên đỉnh quả. trên đỉnh quả. 11 Số Quả thường 1-2 hạt, đôi khi Quả thường có 1-2 hạt. hạt/quả là 3 hạt. 12 Hạt Hạt màu trắng, hình trứng Hạt màu trắng, hình trứng. 18