Bài giảng môn Giống cây rừng

Bμi giảng môn Giống cây rừng Chuyên ngμnh: Lâm học vμ CNSH Ng−ời biên soạn: ThS. Hồ Hải Ninh Email: honinhvfu@gmail.com 6/2008 1 Tài liệu tham khảo - Giỏo trỡnh Giống cõy rừng (tài liệu chớnh) sử dụng tại t ờ ĐHLN d GS TS Lờ Đỡ h Khả à PGS TS Drư ng o . n v . ương Mộng Hựng biờn soạn năm 2003. - Giỏo trỡnh Lai giống cõy rừng do GS TS Lờ Đỡnh Khả. biờn soạn (tham khảo thờm). - Giỏo trỡnh Kỹ thuật nhõn giống cõy rừng do PGS.TS Dương Mộng Hựng biờn soạn (tham khảo thờm). - Tài liệu chuyờn sõu: tài liệu quản lớ, phỏp lệnh giống cõy ồ ẩ ềtr ng, tiờu chu n ngành, qui phạm v xõy dựng và quản lớ vườn giống rừng giống,… do Bộ NN & PTNT phỏt hành. (website: agroviet gov vn/). . . 2 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng I. Khái niệm về cải thiện giống cây rừng. Để nắm vững đ−ợc khái niệm cải thiện giống cây rừng cần hiểu 3 thuật ngữ : 1. Di truyền học giống cây rừng (Forest tree genetics): 2. Khái niệm chọn giống (Forest tree breeding): - Theo nghĩa hẹp - Theo nghĩa rộng Chọn giống cây rừng- 3. Cải thiện giống cây rừng (Forest tree improvement): 3 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng 1.…………. 2. Khái niệm chọn giống (Forest tree breeding). + Theo nghĩa hẹp: Lμ sự chọn lọc những cá thể tốt nhất trong quần thể rồi lấy sản phẩm giống từ chúng đem ra sản xuất ở vụ sau hay ở lứa sau. + Theo nghĩa rộng: Chọn giống lμ một quá trình có đ−ợc những giống tốt với số l−ợng lớn để đ−a vμo sản xuất cho vụ sau, lứa sau. + Chọn giống cây rừng: Lμ lĩnh vực nghiên cứu vμ áp dụng các ph−ơng pháp tạo giống cây rừng có định h−ớng nh− tăng năng xuất, tính chống chịu vμ nhân các giống nμy phát triển vμo sản xuất. 4 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng 1. ………….. 2. ………….. 3. Cải thiện giống cây rừng (Forest tree improvement): Lμ áp dụng các nguyên lý di truyền học vμ ph−ơng pháp chọn giống để nâng cao năng xuất vμ chất l−ợng cây rừng theo mục tiêu kinh tế cùng với việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh. 5 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng II. Vị trí của công tác giống trong sản xuất Lâm nghiệp. Nh− chúng ta đã biết : P = G + E +A Ph t G t E i t Aeno ype = enno ype + nv ronmen + ge (Kiểu hình = Kiểu gen + Môi tr−ờng sống + Tuổi) - Bản chất của công tác sx LN lμ lμm tăng khả năng thay đổi về kiểu hình (P) : Có 3 cách. - Khác với sx NN ở chỗ: - Nếu tác động vμo môi tr−ờng sống trong các giai đoạn: 6 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng III. Mục tiêu của cải thiện giống cây rừng. z Nâng cao sản l−ợng vμ chất l−ợng gỗ (lấy gỗ lμ lâm sản chính) z Lấy quả, hạt, nhựa, tinh dầu, … (LS ngoμi gỗ). => MT lμ trồng rừng kinh tế z Tạo môi tr−ờng (phủ xanh) => mục tiêu cải tạo môi tr−ờng. => MT khác thì chỉ tiêu chọn lọc cũng khác . z Chỉ tiêu chọn lọc: - Sản l−ợng gỗ + chất l−ợng gỗ (độ cơ lý + hình dạng thân) => mục tiêu số một . - Sản l−ợng + chất l−ợng các sản phẩm ngoμi gỗ => mục tiêu số hai. - Tính chống chịu : Khô hạn , nóng , rét, kiềm, mặn, sâu bệnh => mục tiêu môi tr−ờng (cho năng suất cao). z Chọn giống đa mục tiêu (multipurpose): Chọn giống đa mục tiêu chỉ có kết quả đối với tính trạng có quan hệ mật thiết với nhau vμ có t−ơng quan thuận. 7 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng IV. Lịch sử phát triển của cải thiện giống cây rừng. z Về hoạt động nghiên cứu: ở Việt Nam vμ trên thế giới z Về h t độ ả ất 3 i i đ hí h oạ ng s n xu : g a oạn c n + Giai đoạn 1: Thu hái hạt giống 1 cách sô bồ (Không qua tuyển chọn, kiểm nghiệm) + Giai đoạn 2: Chọn lâm phần vμ chuyển hoá rừng => mục đích : hạt giống gồm: phôi => ph−ơng pháp di truyền => lá mầm; nội nhũ => ph−ơng pháp gieo −ơm => hạt giống tốt thì phôi vμ nội nhũ đều tốt trong tr−ờng hợp nμy nâng cao phẩm chất di truyền bằng cách tỉa th−a vμ cách ly, còn nghiên cứu phẩm chất gieo −ơm bằng thâm canh vμ thu hái quả hạt đúng thời điểm, còn tạo tán vμ kích thích sai hoa, lμm tăng sản l−ợng hạt vμ dễ dμng thu hái. + Giai đoạn ba: Chọn cây trội để xây dung v−ờn giống vμ rừng giống Ch l h ố hấ h ầ hể ( i)ọn ọc n ững cây t t n t t eo KH trong qu n t cây trộ Kiểm tra di truyền của những cây trội nhằm chọn ra những cây trội nμo theo KH có KG tốt, (cây −u việt) sau đó tiến hμnh xây dựng v−ờn giống: Cây trội – Cây −u việt Hữu tính Hữu tính(gia đình) Sinh d−ỡng Sinh d−ỡng(dòng) Rừng giống V−ờn giống Trồng không theo sơ đồ Trồng theo sơ đồ chặt chẽ 8 + Giai đoạn bốn: Chọn giống tổng hợp: => Đối với VN chúng ta đang ở giai đoạn 2 lμ chính vμ đang bắt đầu tiến hμnh giai đoạn 3. Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. 1 Quy trình cải thiện giống cây rừng bằng sơ đồ. . 9 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. Q ì ả ố ừ ằ ồ1. uy tr nh c i thiện gi ng cây r ng b ng sơ đ . 2. Các b−ớc chính : 2.1. Chọn loμi: Nguyên tắc chính trong chọn loμi: - Phù hợp với mục tiêu kinh tế hoặc phòng hộ. - Có thị tr−ờng tiêu thụ ở trong n−ớc vμ n−ớc ngoμi. - Phù hợp với điều kiện khí hậu vμ đất đai mỗi vùng . - Mau đ−a lại hiệu quả kinh tế hoặc phòng hộ. - Dễ gây trồng hoặc có hiểu biết kỹ thuật gây trồng. 10 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. 1. Quy trình cải thiện giống cây rừng bằng sơ đồ. 2. Các b−ớc chính : 2.1. Chọn loμi: 2 2 Chọn xuất xứ:. . - Phân bố, sinh tr−ởng trên điều kiện t−ơng ứng vị trí sinh thái khác nhau => phân ly tính chất (biến dị địa lí) tạo ra các dạng khác nhau => gọi lμ xuất xứ => Xuất xứ chính lμ tên địa ph−ơng mμ ng−ời ta tiến hμnh lấy giống Vd: tên một giống đ−ợc viết Mỡ, xuất xứ Lạng Sơn Mỡ, xuất xứ Yên Bái. - Xuất xứ bao gồm 2 loại: xuất xứ nguyên sinh vμ xuất xứ phái sinh. + Xuất xứ nguyên sinh: Lμ giống tồn tại trong rừng tự nhiên + Xuất xứ phái sinh: Lμ xuất xứ tồn tại trong rừng trồng Vd : Keo lá trμm xuất xứ Trảng Bom 11 , - Kiểm tra, đánh giá xuất xứ thông qua khảo nghiệm => khảo nghiệm xuất xứ Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. 1 Quy trình. cải thiện giống cây rừng bằng sơ đồ. 2. Các b−ớc chính : 2.1. ... 2 3 Chọn lọc cây trội vμ gây tạo giống mới:. . - Do hiện t−ợng phân ly hữu tính trong một quần thể (một xuất xứ) các cá thể có đặc điểm di truyền rất khác nhau vì thế phải tiến hμnh chọn lọc để có đ−ợc cá thể tốt nhất. - Về cây trội : Cây trội lμ cây có sinh tr−ởng nhanh nhất trong rừng, có chất l−ợng gỗ cũng nh− các sản phẩm khác theo mục đích kinh tế đạt yêu cầu cao nhất của nhμ chọn giống. + Cây trội dự tuyển : cây trội chọn bằng mắt + Cây trội đ−ợc chọn lọc dựa vμo kết quả điều tra thực địa + Cây −u việt: Lμ cây trội có KG tốt đ−ợc chọn thông qua khảo nghiệm hậu thế => toμn bộ việc chọn lọc nh− trên gọi lμ việc chọn lọc theo nghĩa hẹp vμ rất phụ thuộc vμo tự hiên n. - Để tăng nguồn nguyên liệu dùng cho chọn lọc con ng−ời tiến hμnh công tác lai giống nhằm tạo biến dị tổ hợp một cách có định h−ớng theo mục tiêu chọn giống. - Ngoμi lai giống đối với cây rừng còn áp dụng ph−ơng pháp gây đột biến cấu trúc NST hay đột biến gen gọi chung lμ ph−ơng pháp gây đột biến đặc biệt lμ đột biến số l−ợng NST (gọi lμ 12 ph−ơng pháp đa bội thể). Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. 1. Quy trình cải thiện giống cây rừng bằng sơ đồ . 2. Các b−ớc chính : 2.1. ... 2.4. Khảo nghiệm giống: Lμ so sánh giống tạo ra với giống đại trμ có sẵn ả ấ ỉ ố ấtrong s n xu t ch có những gi ng nμo có năng su t cao, phẩm chất tốt hay chống chịu cao mới đ−ợc nhân giống đ−a vμo sản xuất. 13 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng V. Các b−ớc chính của một ch−ơng trình cải thiện giống cây rừng. 1 Quy trình cải thiện giống cây rừng bằng sơ đồ. . 2. Các b−ớc chính : 2.1. ... 2.5. Nhân giống: Lμ b−ớc cuối cùng của một ch−ơng trình cải thiện giống . Để giữ đ−ợc các đặc tính tốt của cây giống ng−ời ta th−ờng dùng các ph−ơng thức nhân giống khác nhau. Có 3 hình thức nhân giống: - Nhân giống bằng hạt: Lấy hạt từ xuất xứ tốt (từ giống tốt) trồng vμo rừng giống hay v−ờn giống sau đó lấy hạt đ−a vμo sản xuất. - Nhân giống sinh d−ỡng: Đây lμ ph−ơng thức phân bμo về cơ bản không có sự tái tổ hợp của chất liệu di truyền cho nên các cây mới đ−ợc tạo ra vẫn giữ nguyên các đặc tính vốn có của cây mẹ lấy vật liệu giống. Vật liệu lấy giống sinh d−ỡng (hom, cμnh ghép, mô,…) tạo cây giống sau đó đem trồng vμo rừng giống hay v−ờn giống sau đó lấy vật liệu sinh d−ỡng từ rừng vμ v−ờn giống nμy đ−a vμo sản xuất. - Kết hợp giữa nhân giống sinh d−ỡng vμ bằng hạt: Lấy vật liệu sinh d−ỡng đem trồng vμo v−ờn giống theo sơ đồ chặt chẽ (của nhiều dòng vô tính) sao cho 2 cây giống trong cùng một dòng trong v−ờn giống không có cơ hội giao phấn với nhau, nh− vậy hạt giống thu đ−ợc lμ kết quả của lai khác dòng => tạo ra −u thế lai vμ đ−a vμo sản xuất. 14 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng VI. Bảo tồn nguồn gen cây rừng. - Khái niệm nguồn gen: Lμ những vật thể mang thông tin di truyền sinh ểhọc đ−ợc ding lμm đối t−ợng đ tạo ra hay tham ra tạo ra những giống mới ở ĐV, TV hay VSV. (cây, hạt giống, hạt phấn, mô phôi, …) - Khái niệm bảo tồn nguồn gen cây rừng: Chính lμ bảo tồn các vật thể mang thông tin di truyền sinh học mμ đối t−ợng có thể tham gia hoặc tạo ra giống mới ở cây rừng. - Sự cần thiết của bảo tồn cây rừng: Cây rừng rất đa dạng vμ phong phú trong đó có rất nhiều loμi cây quí hiếm vμ có giá trị kinh tế cao. Ngμy nay con ng−ời mới khai thác sử dụng có hiệu quả một số loμi trong số hμng nghìn loμi có sẵn trong tự nhiên lý do ch−a biết giá trị kinh tế hoặc biết nh−ng ch−a có điều kiện sử dụng. Do khai thác không hợp lý, bừa bãi mμ tính đa dạng sinh học hiếm dầ lμ h ồ ất dầ ì thế μ khi biết đ−ợ iá t ị ki h tến m c o ngu n gen m n v m c g r n hoặc giá trị khoa học của chúng hay điều kiện sử dụng thì lại không còn nữa. Chính vì vậy cần phải bảo tồn nguồn gen cây rừng. 15 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng VII. Quan hệ giữa cải thiện giống cây rừng với di truyền học vμ chọn giống cây nông nghiệp . - Chọn giống nói riêng vμ cải thiện giống cây rừng nói chung lμ một lĩnh vực học thuật dựa trên nguyên lý cơ bản của di truyền học cũng nh− các ph−ơng pháp chọn giống cây NN phổ biến, xong chọn giống hay cải thiện giống cây rừng vẫn có một số nét đặc tr−ng riêng: C ừ ó h bố hi h ó h ờ b ồ hiề+ ây r ng c p ân tự n ên rộng c o nên n t − ng ao g m n u dạng biến dị địa lý (nhiều xuất xứ) nên việc chọn xuất xứ lμ rất có hiệu quả. + Các loμi cây rừng chủ yếu lμ giao phấn trong khi các cây nông nghiệp chủ yếu lμ tự thụ phấn. Kết quả giao phấn khác với tự thụ phấn ở 2 điểm: ấ ầ ể ồ ể• Giao ph n trong qu n th luôn t n tại 3 ki u gen : AA, Aa vμ aa trong khi AA vμ Aa lại có cùng KH nên ng−ời ta phải chọn nhiều lần mới cho giống tốt. • Nhờ hiện t−ợng giao phấn mμ tính đa dạng của quần thể giao hấ lμ ất ới ầ thể tự th hấp n cao r so v qu n ụ p n. => Vì vậy nguồn biến dị tự nhiên của cây rừng lμ rất phong phú, vì thế đối với chọn giống cây rừng thì chọn lμ chính còn tạo lμ cần thiết. 16 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng VII. Quan hệ giữa cải thiện giống cây rừng với di truyền học vμ chọn giống cây nông nghiệp . Di truyền học Cõy lõm nghiệp Cõy nụng nghiệp + Cây rừng có đời sống dμi ngμy => mất nhiều thời gian vì thế đối ới â ừ ời h ờ ó h há h l ớv c y r ng ng− ta t − ng c p −ơng p p c ọn ọc s m. + Nhiều loμi cây rừng có khả năng sinh sản sinh d−ỡng => bảo tồn những đặc điểm quý của cây tốt ở thế hệ sau. + Sản phẩm thu hoạch từ cây rừng phần lớn không liên quan nhiều đến sức khoẻ của ng−ời tiêu dùng. Sử dụng những kỹ thuật công nghệ sinh học tiên tiến (chuyển gen) không bị cản trở, lên án. + Cây rừng đ−ợc phân bố trong hệ sinh thái quần xã sinh vật có thμnh phần loμi rất phức tạp Vì vậy công tác bảo tồn nguồn gen gắn liền 17 . với việc bảo tồn cả hệ sinh thái. Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng VIII. Quản lí giống. -……………. - Do cây rừng có chu kỳ kinh doanh dμi nên chất l−ợng giống ban đầu đem trồng có ảnh h−ởng rất lớn tới kết quả của sản xuất kinh doanh vì thế mμ vấn đề quản lí giống đặc biệt đ−ợc quan tâm. - Hiện nay ở n−ớc ta đang l−u trữ các giống có nguồn gốc rất khác nhau do: + Các cơ sở sản xuất giống cung cấp ở địa ph−ơng. + Đ−ợc mua bán tự do trên thị tr−ờng lμ nguồn giống hỗn tạp. + Do các công ty liên hiệp tự nhập về từ n−ớc ngoμi hoặc do một số cán bộ mang từ n−ớc ngoμi về. + Do các cơ sở nghiên cứu, các viện khoa học trao đổi với n−ớc ngoμi lμ nguồn giống gốc theo các xuất xứ đ−ợc xác định. 18 Ch−ơng I. Những vấn đề chính trong cải thiện giống cây rừng VIII. Quản lí giống. + Nguồn giống của các dự án trồng rừng do các tổ chức quốc tế cung cấp. + Nguốn giống do các cơ quan nghiên cứu chọn tạo trong thời gian gần đây lμ giống đã đ−ợc chọn lọc, lai giống vμ khảo nghiêm iốg ng. =>Nh− vậy, nguồn gốc giống lμ rất khác nhau nên chất l−ợng cũng rất khác nhau. Do đó để đảm bảo chất l−ợng giống cho trồng rừng phải tăng c−ờng công tác quản lí giống. + Khác với sản xuất nông nghiệp, ảnh h−ởng của giống tốt đ−ợc thể hiện rất nhanh nên khuyến khích đ−ợc ng−ời dân sử dụng giống tốt. Trong khi đó ảnh h−ởng của giống tốt trong kinh doanh rừng lμ rất lâu dμi. Vì thế bên cạnh việc tuyên truyền động viên khuyến kích, cần phải có chính sách hỗ trợ 19 ng−ời dân sử dụng giống tốt.