Cẩm nang kỹ thuật về hạt giống của trung tâm nghiên cứu giống cây trồng

Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ___________________________________________________________________________ BRIAN GUNN Hà Huy Thịnh Phí Hồng Hải Nghiêm Quỳnh Chi Nguyễn Tuấn Hưng Trung tâm hạt giống Australia – CSIRO Ensis – tổ chức phối hợp giữa CSIRO và Scion và Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam HANOI, 2006 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 MỤC LỤC GIỚI THIỆU.............................................................................................................................. 4 PHẦN 1. THU HÁI HẠT GIỐNG............................................................................................6 1 Lập kế hoạch...................................................................................................................... 6 1.1 Lập kế hoạch trước.................................................................................................... 6 1.1.1 Thời điểm thu hái hạt ........................................................................................ 7 1.1.2 Xác định thời điểm chín của vụ hạt................................................................... 8 1.1.3 Đào tạo cán bộ................................................................................................... 9 1.2 Chiến lược thu hái hạt ............................................................................................... 9 1.3 Thu hái từ các lâm phần nhân tạo.............................................................................. 9 1.3.1 Thu hái hạt từ các vườn giống......................................................................... 10 1.3.2 Thu hái hạt giống ở rừng giống....................................................................... 10 1.3.3 Thu hái hạt giống tại rừng trồng...................................................................... 11 1.4 Thu hái hạt giống từ các quần thể tự nhiên ............................................................. 11 1.4.1 Thu hái xuất xứ................................................................................................ 11 1.4.2 Số lượng cây lấy mẫu trong 1 xuất xứ............................................................. 12 1.5 Phương pháp thu hái................................................................................................ 13 1.5.1 Ghi dữ liệu ở hiện trường. ............................................................................... 15 1.5.2 Những mẫu xác định về thực vât..................................................................... 16 PHẦN 1. CÁC PHỤ LỤC................................................................................................... 20 Các phụ lục ở phần 1 ........................................................................................................... 20 PHẦN 2: CHẾ BIẾN HẠT ..................................................................................................... 39 2.1.1 Sơ chế .............................................................................................................. 39 2.1.2 Làm khô........................................................................................................... 39 2.1.3 Tách hạt ........................................................................................................... 40 2.2. Làm sạch....................................................................................................................... 41 2.2 Đăng ký và phân loại hạt......................................................................................... 41 2.2.1 Hạt cây cá thể và hỗn hợp ............................................................................... 42 2.3 Tài liệu hoá.............................................................................................................. 42 PHẦN 2. CÁC PHỤ LỤC................................................................................................... 44 Phụ lục cho phần 2 .............................................................................................................. 44 PHẦN 3. KIỂM NGHIỆM HẠT GIỐNG............................................................................... 48 3.1 Lấy mẫu................................................................................................................... 48 3.2 Kiểm tra độ thuần hạt giống .................................................................................... 49 3.3 Hạt ngủ .................................................................................................................... 49 3.3.1 Phương pháp phá ngủ ở vỏ hạt........................................................................49 3.3.2 Phương pháp phá ngủ ở phôi hạt..................................................................... 50 3.4 Kiểm tra tỷ lệ nảy mầm hạt giống. .......................................................................... 50 3.4.1 Điều kiện kiểm tra ........................................................................................... 51 3.4.2 Đánh giá khả năng nảy mầm của hạt:.............................................................. 52 3.5.1 Kiểm tra lại...................................................................................................... 52 3.6 Độ ẩm hạt giống ...................................................................................................... 53 3.7 Một số vấn đề khác.................................................................................................. 54 PHẦN 3: PHỤ LỤC ............................................................................................................ 56 Phụ lục cho phần 3 .............................................................................................................. 56 PHẦN 4. BẢO QUẢN HẠT GIỐNG .....................................................................................43 4.1 Độ ẩm hạt giống ...................................................................................................... 43 2 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 4.2 Nhiệt độ cất trữ........................................................................................................ 43 4.3 Cất trữ trong không khí ........................................................................................... 44 4.4 Quy trình bảo quản hạt giống (hạt ưa khô) của RCFTI........................................... 44 4.4.1 Khử trùng hạt giống......................................................................................... 44 4.4.2 Bảo quản hạt giống.......................................................................................... 44 4.4.3 Duy trì đánh dấu hạt trong quá trình bảo quản................................................ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 47 3 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 GIỚI THIỆU Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (RCFTI) là một đơn vị thuộc Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam (FSIV) nơi thực hiện các hoạt động nghiên cứu cải thiện giống và chuyển giao giống đó được cải thiện để đáp ứng nhu cầu trồng rừng của Chính phủ Việt Nam (GoV) cũng như các chương trnh trồng rừng cộng đồng và tư nhân. RCFTI tiến hành các hoạt động nghiên cứu tại các trạm nghiên cứu trên khắp Việt Nam và tại trạm nghiên cứu thực nghiệm của mình tại Ba Vì. RCFTI đó thực hiện các chương trình cải thiện giống cho cả các loài cây bản địa và các loài cây nhập nội mọc nhanh thuộc các chi Keo, Bạch đàn, Phi lao, Tràm và Thông là những loài được ưu tiên cho trồng rừng chu kỳ ngắn ở Việt Nam. Các chương trình cải thiện giống bao gồm khảo nghiệm loài, xuất xứ và khảo nghiệm hậu thế, xây dựng và quản lý các vườn giống và rừng giống, chọn tạo giống, nhân giống sinh dưỡng và khảo nghiệm dòng ưu trội cho rừng trồng dòng vô tính. Một công việc quan trọng khác mà RCFTI thực hiện đó là chuyển giao các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực cải thiện giống tới các đơn vị sản xuất ở các vùng. RCFTI có kinh nghiệm trong việc hợp tác nghiên cứu về cải thiện giống với các Viện nghiên cứu ở nhiều nước như Australia, Trung quốc, Đan Mạch và Thuỷ Điển. Trung tâm đã có những dự án tiến hành thành công với sự tài trợ của các tổ chức nghiên cứu như ACIAR, AusAID, IPGRI và Sida-SAREC. Như kết quả của nhiều năm hợp tác nghiên cứu giữa RCFTI và Trung tâm hạt giống Australia (ATSC) – thuộc CSIRO lâm nghiệp và các sản phẩm rừng, một loạt các rừng giống (SPAs); vườn giống hữu tính (SSOs) và các vườn giống vô tính (CSOs) cho các loài cây nhập nội mọc nhanh thuộc các chi Keo, Bạch đàn, Phi lao, Tràm và Thông đó được xây dựng trên cả nước. Các lâm phần giống này được thiết kế để giảm dần sự phụ thuộc vào nguồn hạt giống chất lượng kém của các nũi địa phương. Mong rằng việc sử dụng nguồn hạt giống chất lượng cao, cùng với các biện pháp lâm sinh đó được cải tiến sẽ có thể có một năng suất rừng trồng ổn định và thu được tăng thu di truyền có giá trị từ các rừng trồng này. Chính phủ Việt Nam gần đây đang tiến hành một chương trình trồng rừng quy mô lớn, đó là Chương trình trồng mới 5 triệu hectare rừng (5MHRP). Chương trình được ban hành theo quyết định số 661/ QĐ-TTg, ngày 29/ 7/ 1998 của Thủ tướng chính phủ như một nhiệm vụ cấp bách để bù đắp cho nguồn tài nguyên rừng đang suy thoái. Diện tích che phủ của rừng đó đang bị suy thoái nghiêm trọng với tỷ lệ 100.000 ha mỗi năm bởi chặt phá rừng để sản xuất nông nghiệp, du canh, cháy rừng tự nhiên và khai thác gỗ trái phép. Điều này đó dẫn đến mất rừng và suy thoái đất và nguồn tài nguyên rừng. Mục tiêu tổng thể của chương trình là để trồng và phục hồi 5 triệu ha rừng từ này đến năm 2010 bao gồm: (i) 2 triệu ha trong đó có 1 triệu ha là rừng phũng hộ và rừng đặc dụng và 1 triệu ha là rừng trồng mới; (ii) 3 triệu ha trong đó rừng sản xuất là 2 triệu ha và rừng cây ăn quả và cây công nghiệp hàng năm là 1 ha. Việc triển khai này sẽ đòi hỏi cung cấp nguồn giống tương đương các loài cây trồng rừng sản xuất đó thích nghi với các vùng sinh thái khác nhau ở Việt Nam. Chính phủ Việt Nam đã cam kết tiến hành việc cải thiện số lượng và chất lượng giống để tăng tối đa năng suất thông qua việc thu được ngày càng nhiều hạt giống từ các vườn giống hơn là phải dựa vào nguồn hạt chất lượng kém hay không rừ nguồn gốc và nguồn hạt được nhập khẩu vào. Dự án 058/04 VIE thuộc Chương trình hợp tác phát triển Nông nghiệp và nông thôn (gọi tắt là CARD) “Tăng cường năng lực trong công nghệ hạt giống cây rừng phục vụ cho các hoạt động nghiên cứu, phát triển và bảo tồn Ex-situ” đó được xây dựng để trợ giúp cho RCFTI phát triển công nghệ hạt giống đáp ứng được nhu cầu này. Cuốn sách hướng dẫn kỹ thuật này được xem như là một trong những kết quả đầu ra của dự án với mục đích tiêu chuẩn hoá các quy trình theo như cán bộ của RCFTI đó tiến hành các hoạt động xử lý hạt giống. Cuốn sách hướng dẫn này đưa ra những phương pháp xử lý hạt giống sinh lý từ thời điểm hạt được thu hái đến khi đóng gói và chuyển tới tay các nhà trồng rừng. Tuy nhiên, cuốn sách 4 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 này tiến hành từng bước nhằm đảm bảo chất lượng di truyền của hạt được duy trì. Những bước này được liên kết với các bản hướng dẫn mà đó được viết ra trong thời gian thực hiện dự án, chẳng hạn như “ Bản hướng dẫn kỹ thuật về xây dựng và quản lý rừng giống” và “Chiến lược cải thiện giống cho các loài bạch đàn ở Việt Nam”. Mặc dù, bản hướng dẫn kỹ thuật này được thiết kế riêng cho RCFTI vì việc xử lý hạt giống liên quan đến các hoạt động nghiên cứu khác, song những thông tin này có thể được áp dụng cho bất kỳ ai quan tâm đến công nghệ hạt giống. Các kỹ thuật cũng có thể được áp dụng để thu hái cho mục tiêu bảo tồn các loài nơi mà có thể việc thu hái từng cây riêng rẽ là quan trọng hơn. Các quy trình khác bao gồm thu hái, làm sạch, chế biến, kiểm tra chất lượng hạt, cất trữ và cuối cùng là đóng gói hạt đó được thảo luận với sự tập trung nhằm đảm bảo xác định chính xác nguồn gốc hạt giống và đảm báo chất lượng sinh lý hạt tốt nhất ở mọi thời điểm. Quyển hướng dẫn kỹ thuật này được viết ra với hy vọng sẽ trở thành hữu ích với RCFTI và các đơn vị nghiên cứu và sản xuất lâm nghiệp khác của Việt Nam những nơi quan tâm đến việc trồng rừng và tìm hiểu kỹ hơn về những kiến thức liên quan đến xử lý hạt giống. Lời cảm ơn Với sự trợ giúp về tài chính của Văn phòng phát triển quốc tế của Australia thông qua dự án CARD cùng sự hỗ trợ của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đối tác phía Việt Nam, các nhà khoa học của dự án từ Ensis CSIRO: các ông Khongsak Pyniopusarerk, John Lamour và các bà Bronwyn Clarke, Debbie Solomon, cũng như GS. TSKH Lê Đình Khả, TS Hà Huy Thịnh, NCS Phí Hồng Hải, Nguyễn Tuấn Hưng, Cấn Thị Lan, Mai Trung Kiên, Dương Thanh Hoa và các cán bộ nghiên cứu và các kỹ thuật viên khác của RCFTI những người đã có nhiều đề xuất đóng góp về nội dung và cấu trúc để chúng tôi hoàn thành Quyển sách hướng dẫn kỹ thuật này. 5 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 PHẦN 1. THU HÁI HẠT GIỐNG Nội dung của phần này là tổng hợp các phương pháp thu hái hạt giống được thực hiện bởi Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng. Các điểm nhấn mạnh chính là việc thu hái hạt ở hiện trường. Ngoài ra, còn các việc như thu thập các mẫu thực vật của cây mẹ cho các nghiên cứu thực vật học; thu thập mẫu lá cho phân tích; thu thập mẫu gỗ, cành ghép và hạt phấn cho các chương trình cải thiện giống. Việc thu hái hạt giống phụ thuộc vào nhu cầu hạt giống và mục tiêu của dự án. RCFTI có khoảng trên 30 lâm phần giống bao gồm các rừng giống và vườn giống, chi tiết ở phụ lục 1.3. Hầu hết các lâm phần giống này được chuyển đổi từ các khu khảo nghiệm giống. Do vậy, chúng được duy trì vừa để tiếp tục phục vụ mục đích nghiên cứu cũng như cung cấp nguồn hạt giống có chất lượng di truyền được cải thiện. Tuy nhiên, RCFTI đang có kế hoạch tăng sản lượng hạt giống từ các diện tích lâm phần giống hiện tại bằng cách tăng thêm diện tích các lâm phần giống để đáp ứng các nhu cầu về hạt giống cho các loài cây trồng rừng chính ở Việt Nam trong tương lai. Hầu hết việc thu hái hiện tại là phục vụ các mục đích nghiên cứu, liên quan đến các cây cá thể trong rừng và vườn giống. Do việc thu hái hạt giống từ hầu hết các lâm phần giống đều để phục vụ mục đích nghiên cứu nên các cán bộ của RCFTI phải giám sát tất cả các hoạt động thu hái chỉ sử dụng chỉ sử dụng người dân địa phương trong việc trèo cây và thu nhặt quả. Trước khi tiến hành thu hái cán bộ của RCFTI thường liên hệ với cán bộ cộng tác ở địa phương để được hỗ trợ công tác chuẩn bị hiện trường. 1 Lập kế hoạch Thu hái hạt giống là một phần của chiến lược quản lý giống tổng thể của RCFTI. Chiến lược thu hái hạt hiện nay của RCFTI chủ yếu là để đáp ứng mục tiêu nghiên cứu cải thiện giống. Tuy nhiên, với các lâm phần giống hiện nay đã thuần thục trước năm 2010 và hoàn toàn có thể tạo thu nhập từ các lâm phân giống, RCFTI cũng đang quản lý theo hướng tạo tối đa sản lượng hạt từ các lâm phần này. Theo lối tư duy này, RCFTI sẽ cần thiết lập một chương trình thu hái hạt giống dài hạn cho từng nơi để thoả mãn các mục tiêu này. Đối với mục tiêu thu hái hạt phục vụ mục đích thương mại, điều quan trọng là phải phát triển thị trường cho việc trao đổi buôn bán hạt giống trước khi thu hái và thu xếp điều kiện cất trữ hạt giống. Kế hoạch dài hạn cần được áp dụng đúng nơi để phát triển nguồn hạt giống đảm bảo đúng mục tiêu thu hái hạt và duy trì được chất lượng hạt. Dưới đây là những điều điều cần xem xét khi lập kế hoạch. 1.1 Lập kế hoạch trước Lập kế hoạch trước là điều bắt buộc để đảm bảo cho sự thành công khi thu hái hạt. Điều quan trọng nhất của việc lập kế hoạch là để đảm bảo đoàn cán bộ đi thu hái hạt đến nơi thu hái trùng với thời điểm chín của hạt. Trong một số trường hợp thời điểm để thu hái hạt đã chín thuần thục có thể chỉ được tính trong vòng 1 tuần. Nếu đến quá sớm, hạt vẫn còn xanh và sẽ không duy trì được sức sống khi cất trữ, hay đến qua muộn hạt sẽ bị rơi rụng. Để lập kế hoạch thu hái phù hợp, một vụ hạt có thể đòi hỏi phải kiểm tra đều đặn hàng tháng dựa vào cán bộ hiện trường người đã được đào tạo tốt và được trang bị thiết bị đầy đủ để quan sát sự phát triển vật hậu của loài. Khi lập kế hoạch thu hái hạt bạn cần biết: ƒ Một chương trình thu hái hạt được lập kế hoạch cho 1 năm hay thậm trí là 2 hay 3 năm tiếp theo là những gì? Bao gồm cả việc ước tính khối lượng hạt có thể thu hái được ở mỗi điểm. Vì điều này sẽ tác động đến kế hoạch chế biến hạt giống sau thu hái ƒ Khi nào hạt sẽ chín thuần thục? Các loài khác nhau có thể có thời điểm chín khác nhau trên các vùng miền của cả nước, nên sẽ là tốt hơn nếu xây dựng được một bảng 6 Cam nang hat giong1.doc 07/04/2007 theo dõi thời điểm ra hoa và hình thành quả cho từng lâm phần thu hái hạt và cho từng loài ở các rừng tự nhiên. ƒ Mục tiêu thu hái hạt là gì? Ví dụ như, hạt được thu hái để xây dựng rừng trồng thương mại, rừng cộng đồng, rừng bảo tồn, khảo nghiệm xuất xứ, khảo nghiệm gia đình hay vườn giống. ƒ Khi thu hái hạt từ rừng tự nhiện, xác định địa điểm xuất xứ sẽ được thu hái, số lượng cây sẽ được lấy và số lượng hạt cần có để đáp ứng các mục tiêu. ƒ Ai sẽ tham gia thu hái? Các bộ tham gia thu hái là người của RCFTI hoặc của các đơn vị lâm nghiệp vùng được đào tạo, trang bị phù hợp và hiểu rõ họ cần làm những gì ƒ Tài liệu và nhãn mác nào họ cần mang theo khi đi thu hái hạt và họ cần biết mình phải làm những gì? ƒ Sẽ phải làm gì trước khi thu hái hạt? Loại vật liệu nào nên được sử dụng, nơi cất trữ hạt sau thu hái và các quyết định liên quan đến việc làm sạch hạt. ƒ Nguồn kinh phí nào cung cấp để đạt được một chương trình thu hái hạt thành công? 1.1.1 Thời điểm thu hái hạt Yếu tố chính trong việc lập kế hoạch là thời gian thu hái trùng khớp với thời điểm chín rộ của mùa vụ chính. Trong trường hợp của một số loài cây nhiệt đới như các loài Keo, có thể có nhiều hơn một lần nở hoa rộ song chỉ có một lần quả chín rộ tại một thời điểm nhất định trong năm. Nhiều loài cây rừng nhiệt đới không ra hoa và đậu quả hàng năm và thường ra hoa theo chu kỳ 2 hay 3 năm hay có thể dài hơn nữa. Điều quan trọng là phải kiểm tra được thông tin về mùa ra hoa và hình thành quả của loài qua các vùng trong cả nước để có được sự đánh giá riêng cho các lâm phần thu hái hạt. Phụ lục 1.2 Điều tra vật hậu học do RCFTI thiết kế sẽ cung cấp các thông tin về mùa thu hái hạt cho các loài. Phụ lục này sẽ cần được cập nhật thường xuyên khi có thêm thông tin về vật hậu. Các thông tin sau nên được quan tâm khi tiến hành việc thu hái hạt: ƒ Mùa hạt chín thuần thục là khi nào? ƒ Đã có phiếu điều tra vật hậu trước đó cho loài dự định thu hái chưa? Chẳng hạn như Phụ lục 1.2 tài liệu hay phiếu điều tra thực vật ƒ Cần có liên hệ với nơi thu hái hạt, với những người sẽ cung cấp những thông tin đáng tin cậy về sự phát triển của vật hậu chưa? Họ có thể là các cán bộ lâm nghiệp địa phương để gửi những mẫu thực vật như hoa hay quả cho RCFTI dựa trên sự liên hệ thường xuyên hàng tháng như là một cách để kiểm tra được thông tin về vật hậu học. ƒ Có bao nhiêu cây đang ra hoa và hình thành quả? Điều này có ảnh hưởng đến tỷ lệ thụ phấn chéo và chất lượng di truyền của hạt được thu hái. Đối với các lâm phần được trồng như rừng giống, nên tiền hành điều tra sơ bộ để xác định lượng hạt có đủ để đảm bảo cho quá trình thu hỏi hay không? Không nên tiến hành thu hái khi chỉ có một vài cây đậu quả. Điều này được đề cập trong Phụ lục 1 “Hướng dẫn các kỹ thuật xây dựng và quản lý rừng giống” được viết cho Dự án (Pinyopusarerk 2005). Hạt thu hái được từ những cây