Luận án 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) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023 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 Người hướng dẫn: PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình TS. Nguyễn Mai Thơm HÀ NỘI - 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2023 Tác giả luận án Trần Thị Kim Hương i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận án, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận án, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết pưn sâu sắc PGS.TS. Hà Thị Thanh Bình và TS. Nguyễn Mai Thơm đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban quản lý đào tạo, Khoa Nông học, bộ môn Canh tác học, Học viện Nông viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo, cán bộ, công chức thuộc Viện Nghiên cứu Lâm sinh, Viện Dược liệu, UBND huyện Mường Tè, UBND xã Pa Vệ Sử, Ka Lăng, Thu Lũm, Hợp tác xã sâm và tam thất Sìn Hồ; công ty cổ phần Sâm Lai Châu và Trung tâm nghiên cứu dược liệu SaPa đặc biệt Sở Khoa học và Công nghệ Lai Châu đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên, khuyến khích tôi hoàn thành luận án./. Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2023 Tác giả luận án Trần Thị Kim Hương ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình .................................................................................................................. x Trích yếu luận văn ........................................................................................................... xi Thesis abstract ................................................................................................................ xiii Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ........................................................................... 2 1.2.1. Mục tiêu chung ................................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................................... 2 1.3. Đối tượng, địa điểm và phạm vi nghiên cứu ...................................................... 2 1.4. Những đóng góp mới của luận án ....................................................................... 3 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ......................................................... 4 1.5.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 4 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................ 4 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 5 2.1. Nguồn gốc, phân loại và giá trị sử dụng của cây Sâm ........................................ 5 2.1.1. Nguồn gốc ........................................................................................................... 5 2.1.2. Phân loại ........................................................................................................... 10 2.1.3. Giá trị sử dụng .................................................................................................. 11 2.2. Đặc điểm hình thái và sinh thái cây Sâm .......................................................... 13 2.2.1. Đặc điểm hình thái ............................................................................................ 13 2.2.2. Đặc điểm sinh thái ............................................................................................ 14 2.3. Kỹ thuật canh tác cây Sâm ............................................................................... 16 iii 2.3.1. Phương pháp trồng............................................................................................ 16 2.3.2. Phân bón ........................................................................................................... 18 2.4. Hoạt chất dược liệu của cây Sâm...................................................................... 18 2.4.1. Thành phần hoá học .......................................................................................... 18 2.4.2. Tác dụng dược lý .............................................................................................. 20 2.4.3. Nghiên cứu động thái tích luỹ saponin ............................................................. 21 2.5. Kết quả nghiên cứu về cây Sâm Lai Châu ........................................................ 21 2.5.1. Phân loại ........................................................................................................... 21 2.5.2. Phân bố ............................................................................................................. 23 2.5.3. Đặc điểm hình thái ............................................................................................ 24 2.5.4. Đặc điểm sinh thái ............................................................................................ 26 2.5.5. Giá trị sử dụng .................................................................................................. 27 2.5.6. Kỹ thuật canh tác .............................................................................................. 28 Phần 3. Vật liệu, nội dung, phương pháp nghiên cứu ............................................... 30 3.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 30 3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 31 3.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 31 3.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm sinh vật, sinh thái học của Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 31 3.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng................................ 33 3.3.3. Nội dung 3: Đánh giá hàm lượng saponin ở vùng trồng và độ tuổi khác nhau .................................................................................................................. 37 3.3.4. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .............................................................. 41 3.4. Phương pháp xử số liệu .................................................................................... 44 Phần 4. Kết quả và thảo luận ...................................................................................... 45 4.1. Đặc điểm sinh vật học, sinh thái học của Sâm Lai Châu ....................................... 45 4.1.1. Đặc điểm sinh vật học của Sâm Lai Châu ........................................................ 45 4.1.2. Đặc điểm sinh thái của Sâm Lai Châu .............................................................. 55 4.2. Kết quả nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng ....................................... 64 4.2.1. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu ............................................................................. 64 iv 4.2.2. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu ........................................................................ 76 4.2.3. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu ........................................................................ 83 4.2.4. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu ........................................................................ 91 4.2.5. Ảnh hưởng của mức độ che sáng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất của Sâm Lai Châu ............................................................................. 98 4.3. Đánh giá khả năng tích lũy saponin của Sâm Lai Châu ................................. 107 4.3.1. Khảo sát khả năng tích luỹ saponin theo độ cao vùng trồng. ......................... 107 4.3.2. Khảo sát khả năng tích luỹ saponin theo tuổi. ................................................ 108 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ..................................................................................... 111 5.1. Kết luận ........................................................................................................... 111 5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 111 Danh mục công trình công bố có liên quan đến luận án ............................................... 113 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 114 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CDR Chiều dài rễ CCC Chiều cao cây CT Công thức ĐKT Đường kính thân KL Khối lượng 100 cây N1 Năm 1 N2 Năm 2 N3 Năm 3 N4 Năm 4 NSLT Năng suất lý thuyết SR Số rễ TGMM Thời gian mọc mầm TLC Tỷ lệ hình thành cây TLCh Tỷ lệ hình thành chồi TLHTC Tỷ lệ hình thành cây TLHTC/M T lệ hình thành chồi/mắt TLMM Tỷ lệ mọc mầm TLS Tỷ lệ sống TLR Tỷ lệ ra rễ TXB Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh trung bình TXG Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh giàu TXK Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh kiệt TXN Rừng gỗ tự nhiên núi đất lá rộng thường xanh nghèo vi DANH MỤC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1. Phân loại hóa học chi Panax theo Toshinobu ................................................... 19 3.1. Danh sách mẫu Sâm nghiên cứu ....................................................................... 30 3.2. Danh sách mẫu nghiên cứu ............................................................................... 38 3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu thí nghiệm.................................................. 43 4.1. Đặc điểm hình thái của Sâm Lai Châu ............................................................. 45 4.2. Bảng chu kỳ phát dục của cây Sâm Lai Châu sống trong điều kiện tự nhiên ................................................................................................................. 51 4.3. Đặc điểm khí hậu khu vực nghiên cứu ............................................................. 56 4.4. Đặc điểm tầng cây cao ...................................................................................... 56 4.5. Đặc điểm tầng cây cao phân theo đai cao ......................................................... 57 4.6. Tổ thành tầng cây cao ....................................................................................... 58 4.7. Đặc điểm tầng cây tái sinh ................................................................................ 59 4.8. Tổ thành tầng cây tái sinh ................................................................................. 60 4.9. Đặc điểm tầng cây bụi ...................................................................................... 61 4.10. Kết quả phân tích đất tại địa điểm phân bố Sâm Lai Châu............................... 62 4.11. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến tỷ lệ cây sống của Sâm Lai Châu ............ 65 4.12. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến chiều cao cây và đường kính thân của Sâm Lai Châu ................................................................................................... 66 4.13. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến kích thước lá và đường kính tán Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 67 4.14. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 69 4.15. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng ra hoa, đậu quả Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 70 4.16. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến số rễ và chiều dài rễ Sâm Lai Châu ......... 71 4.17. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến chiều dài củ và đường kính củ Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 73 vii 4.18. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 74 4.19. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất cá thể và năng suất lý thuyết Sâm Lai Châu ................................................................................................... 75 4.20. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến chiều cao cây và đường kính thân Sâm Lai Châu ........................................................................................... 77 4.21. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến kích thước lá và đường kính tán Sâm Lai Châu ................................................................................................... 78 4.22. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá Sâm Lai Châu ................................................................................................... 78 4.23. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến khả năng ra hoa, đậu quả Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 79 4.24. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến số rễ và chiều dài rễ Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 80 4.25. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến chiều dài và đường kính củ Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 81 4.26. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 81 4.27. Ảnh hưởng của độ cao vùng trồng đến năng suất cá thể và năng suất lý thuyết Sâm Lai Châu ........................................................................................ 83 4.28. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến chiều cao cây và đường kính thân Sâm Lai Châu ........................................................................................... 84 4.29. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến kích thước lá và đường kính tán Sâm Lai Châu ................................................................................................... 85 4.30. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá Sâm Lai Châu ................................................................................................... 86 4.31. Ảnh hưởng của khoảng cách đến khả năng ra hoa, đậu quả Sâm Lai Châu ..... 87 4.32. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến số rễ và chiều dài rễ Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 88 4.33. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến chiều dài củ và đường kính củ Sâm Lai Châu ................................................................................................... 89 4.34. Ảnh hưởng của khoảng cách trồng đến sâu bệnh hại Sâm Lai Châu ..................... 89 viii 4.35. Ảnh hưởng của khoảng cách đến năng suất cá thể và năng suất lý thuyết Sâm Lai Châu ........................................................................................ 90 4.36. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến chiều cao cây và đường kính thân Sâm Lai Châu ........................................................................................... 91 4.37. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến kích thước lá và đường kính tán Sâm Lai Châu ................................................................................................... 92 4.38. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá Sâm Lai Châu ................................................................................................... 93 4.39. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến khả năng ra hoa, đậu quả Sâm Lai Châu ........................................................................................................... 94 4.40. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến số rễ và chiều dài rễ Sâm Lai Châu .................................................................................................................. 95 4.41. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến chiều dài củ và đường kính củ Sâm Lai Châu ................................................................................................... 96 4.42. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến sâu bệnh hại Sâm Lai Châu ............ 97 4.43. Ảnh hưởng phương thức trồng đến năng suất cá thể và năng suất lý thuyết Sâm Lai Châu ........................................................................................ 97 4.44. Ảnh hưởng của mức độ che sáng đến chiều cao cây và đường kính thân Sâm Lai Châu ................................................................................................... 99 4.45. Ảnh hưởng của độ che sáng đến kích thước lá và đường kính tán Sâm Lai Châu ......................................................................................................... 100 4.46. Ảnh hưởng của độ che sáng đến diện tích lá và chỉ số diện tích lá Sâm Lai Châu ......................................................................................................... 101 4.47. Ảnh hưởng của độ che sáng đến khả năng ra hoa, đậu quảcủa Sâm Lai Châu ................................................................................................................ 102 4.48. Ảnh hưởng của độ che sáng đến số rễ và chiều dài rễ Sâm Lai Châu ............ 103 4.49. Ảnh hưởng của độ che sáng đến chiều dài củ và đường kính củ Sâm Lai Châu ................................................................................................................ 104 4.50. Ảnh hưởng của độ che sáng đến sâu bệnh hại trên cây Sâm Lai Châu .......... 105 4.51. Ảnh hưởng độ che sáng đến năng suất cá thể và năng suất lý thuyết Sâm Lai Châu ................................................................................................. 106 4.52. Hàm lượng saponin trong Sâm Lai Châu tuổi 3 theo độ cao .......................... 108 4.53. Hàm lượng saponin trong các mẫu Sâm Lai Châu theo độ tuổi ..................... 110 ix DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang 2.1. Mối quan hệ giữa loài Châu Á và Sâm Mỹ ........................................................ 5 2.2. Sự phân bố của các loài sâm trên thế giới .......................................................... 7 2.3. Cây phát sinh các loài trong chi Panax dựa trên phân tích dữ liệu gen trK và 18S ............................................................................................................... 11 2.4. Hình ảnh của Panax vietnamensis var fuscidiscus ........................................... 25 3.1. Vị trí ô tiêu chuẩn điều tra Sâm Lai Châu ........................................................ 31 4.1. Sơ đồ cấu tạo thân củ Sâm Lai Châu ................................................................ 48 4.2. Màu sắc ruột củ Sâm Lai Châu ......................................................................... 48 4.3. Hình dạng củ Sâm Lai Châu ............................................................................. 48 4.4. Hình thái cơ quan sinh sản cây Sâm Lai Châu màu tím ................................... 49 4.5. Hình thái cơ quan sinh sản cây Sâm Lai Châu màu xanh ................................ 50 4.6. Hình thái các bộ phận Sâm Lai Châu ............................................................... 51 4.7. Vi phẫu lá .......................................................................................................... 52 4.8. Vi phẫu thân khí sinh ........................................................................................ 52 4.9. Vi phẫu thân rễ .................................................................................................. 54 4.10. Vi phẫu rễ .......................................................................................................... 54 4.11. Đặc điểm bột lá ................................................................................................. 54 4.12. Đặc điểm bột thân khí sinh ............................................................................... 54 4.13. Đặc điểm bột thân rễ ......................................................................................... 55 4.14. Đặc điểm bột rễ ................................................................................................. 55 4.15. Hình ảnh mẫu khảo sát củ Sâm Lai Châu theo các độ cao ............................. 107 4.16. Sắc ký đồ TLC của các mẫu Sâm Lai Châu theo các độ cao .......................... 107 4.17. Sắc ký đồ TLC của các mẫu Sâm Lai Châu theo các độ tuổi ......................... 108 4.18. Sắc ký đồ HPLC của các mẫu Sâm Lai Châu theo các độ tuổi ...................... 109 x TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Trần Thị Kim Hương Tên Luận án: 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 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam 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. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp điều tra số liệu thứ cấp điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu thông qua các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Lai Châu. Điều tra thảm thực vật, thành phần tổ thành loài bằng phương pháp điều tra trực tiếp thông qua ô tiêu chuẩn. Đánh giá đặc điểm sinh học, sinh thái của cây sâm tại địa điểm điều tra. Thu thập và lấy mẫu giống sâm xác định độ tuổi từ 1 – 13. Giải phẫu các bộ phận trong Sâm Lai Châu theo phương pháp nghiên cứu thực vật của Nguyễn Nghĩa Thìn, 2007. Sử dụng các thí nghiệm 1 nhân tố để xác định thời vụ, độ cao, mật độ, độ che sáng đến sinh trưởng, năng suất của cây Sâm Lai Châu. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ 3 lần nhác lại. Diện tích ô thí nghiệm là 20 m2, chưa kể dải bảo vệ. Phân tích hàm lượng saponin tổng số và hàm lượng MR2 được thực hiện tại Khoa phân tích (Viện Dược liệu) bằng phương pháp sắc ký lỏng theo Dược điển Việt Nam IV, 2010. Phụ lục 5.4. Kết quả chính và kết luận 1. Đánh giá được đặc điểm sinh học và sinh thái của 2 kiểu hình Sâm Lai Châu. Các mẫu thu thập được có đặc điểm hình thái đặc trưng với 2 nhóm thân màu tím, củ màu xám tím ghi 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 xi 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 tỷ lệ cây sống đạt >80%; tại thời điểm 4 năm sau trồng chiều dài củ đạt 3,5 cm, đường kính củ đạt 2,34 cm năng suất đạt cao nhất là 27,8 g/cây – 28.1 g/cây. Xác định được vùng trồng có độ cao từ 1500m – 2000 m so với mặt biển,. Sâm Lai Châu cho năng suất cá thể đạt hơn 32,7 g/cây vào năm thứ 3 sau trồng. Xác định được mật độ trồng thích hợp cho cây Sâm Lai Châu với khoảng cách là 30 x 30 cm, mật độ trồng tương đương khoảng 8 cây/m2, trong điều kiện che sáng từ 75% - 90%, với độ cao luống 30 cm và độ mùn núi dày ít nhất 10 cm cây sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao nhất. Sâm Lai Châu có thể trồng trên luống hoặc bầu, 1- 4 năm đầu, cây sinh trưởng trong bầu tốt hơn trên luống. 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 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. xii THESIS ABSTRACT PhD candidate: Tran Thi Kim Huong Thesis title: Research on ecological, biological characteristics and cultivated techniques of Sam Lai Chau (Panax vietnamensis var. fuscidiscus K. Komatsu, S.Zhu & S.Q.Cai) Major: Plant Science Code Code: 9 62 01 10 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives Adding the database on morphological, ecological, anatomical characteristics, the ability to accumulate Saponin and contribute to completing the cultivated techniques for Panax vietnamensis var. fuscidiscus in Lai Chau province. Materials and Methods Using the method of collecting the database of natural conditions in the study area at the District Department of Agriculture; Direct survey method through standard plots to identifying the number of botanical species and evaluation of biological and ecological characteristics of Panax vietnamensis var. fuscidiscus at the investigation site. Collecting Panax vietnamensis var. fuscidiscus accessions to determine the age from 1 to 13 year, Anatomy of parts in Lai Chau ginseng according to the botanical research method of Nguyen Nghia Thin, 2007. Using 1-factor experiments to conduct effect of planting season, altitude, planting density, canopy shading to growth, yield of Panax vietnamensis var. fuscidiscus. The experiment was arranged in a randomized complete block design with 3 replications. Analysis of total saponin and MR2 content was carried out at the Department of Analysis (Institute of Medicinal Plants) by liquid chromatography according to Vietnam Pharmacopoeia IV, 2010. Appendix 5.4. Main results and conclusions 1. Identifying the biological, microbiological characteristics and ecological conditions of Panax vietnamensis var. fuscidiscus: Panax vietnamensis var. fuscidiscus has diverse morphological characteristics with 2 groups of purple stems with green, purple and green tubers and green stems with bright yellow bulbs. Panax vietnamensis var. fuscidiscus shoots and leaves grow from February to May, flowers grow from April to August and fruits from June to October, and ripens in September. Panax vietnamensis var. fuscidiscus is naturally distributed in areas with average temperature from 13-200C, xiii humidity over 80%, the rainfall from 2200-3000mm/year, under the canopy of the forest with great canopy from 75% - 90%, pH kcl 3.04-3.99 with humus and good drainage. Anatomical characteristics (stem, roots, leaves) of Panax vietnamensis var. fuscidiscus have many similarities with Panax vietnamensis Ha et Crush V. 2. The planting area for Panax vietnamensis var. fuscidiscus at a 1500m - 2000 m above the sea level, planted on September 15th to October 15th in a covered garden, canopy shaded form 70 % to 90% planting distance is 30x30cm, bed height is 30cm, bed humus thickness is 10cm. 3. Saponin content was accumulated in Panax vietnamensis var. Fuscidiscus tubers by age, total saponin content increased gradually from 13.38 ± 0.20% in 2-year-old plants to 23.85 ±0.62% in 16-year-old plant. Similarly, majonosid R2 content also increased significantly, from 2.56 ± 0.02% in the 2-year-old to 8,0 ± 0,06% in the 16- year-old plant. xiv 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). Do Sâm Lai Châu sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên tự nhiên có giá trị dược liệu cao. Nhu cầu sử dụng ngày càng nhiều, nên giá trị thương mại lớn, khoảng 80-120 triệu đồng một kilogam sâm tươi. Mấy năm gần đây, tại các địa bàn vùng cao của tỉnh Lai Châu, loài sâm này bị người dân địa phương săn lùng khai thác trong tự nhiên một cách ráo riết, nên trữ lượng Sâm Lai Châu trong tự nhiên trở nên vô cùng khan hiếm. Hiện nay, người dân đã quan tâm đến việc trồng, bảo tồn loài cây quý này và bước đầu cho thu nhập với giá trị từ cao hơn nhiều lần so với các cây trồng hiện đang trồng phổ biến tại địa phương. Tuy nhiên, đưa cây Sâm Lai Châu vào trồng còn mang tính tự phát, chưa có các nghiên cứu để hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng, chăm sóc cây Sâm Lai Châu. 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. 1 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 tiến hành đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái và kỹ thuật trồng cây Sâm Lai Châu (Panax Vietnamesis var 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, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng: Cây Sâm Lai Châu được thu thập tại một số huyện trong tỉnh Lai châu (Mường Tè, Tam Đường, Sìn Hồ và Phong Thổ), trồng bảo tồn và nhân giống tại xã Pa Vệ Sử huyện Mường Tè. 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. 2 Nghiên cứu làm mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản của Viện Nghiên cứu Lâm sinh. Thời gian nghiên cứu: Các nội dung của Luận án được thực hiện từ tháng 2 năm 2015 đến tháng 12 năm 2019. Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu một số đặc điểm hình thái, giải phẫu, vi phẫu cây sâm thân tím, điều kiện sinh thái, của cây sâm thu thập ở các huyện Mường Tè, Tam Đường, Sìn Hồ và Phong Thổ. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng trên mẫu giống sâm thu thập tại huyện Mường tè, trong thời gian từ 1 – 4 năm đầu. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 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 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 7,78 ± 0,12 % trong các mẫu 13 tuổi. Hàm lượng saponin đạt cao nhất ở độ cao 2000m so với mặt biển. 3 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 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. 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. 4