Nghiên cứu nhân giống và sinh trưởng của giống dầu mè (jatropha curcas l.) tự nhiên ở Thừa Thiên Huế - Võ Thị Mai Hương

81 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 63, 2010 NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG VÀ SINH TRƯỞNG CỦA GIỐNG DẦU MÈ (JATROPHA CURCAS L.) TỰ NHIÊN Ở THỪA THIÊN HUẾ Võ Thị Mai Hương, Trần Thanh Phong Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Cây dầu mè (Jatropha curcas L.) là đối tượng đang được quan tâm ở nhiều nước trên thế giới và ở Việt Nam do khả năng ứng dụng của nó trong việc phát triển nhiên liệu sinh học và nhiều mục đích khác. Kết quả nghiên cứu trên giống dầu mè tự nhiên của Thừa Thiên Huế cho thấy khả năng nảy mầm của hạt dầu mè phụ thuộc rất lớn vào thời gian bảo quản. Hạt tươi có tỷ lệ nảy mầm 100%. Thời gian bảo quản càng lâu, khả năng nảy mầm của hạt càng thấp. Hạt được bảo của sau 1-3 tháng có tỷ lệ nảy mầm 96 – 85%, hạt bảo quản sau 6 tháng tỷ lệ nảy mầm chỉ còn 20%. Khả năng tái sinh tự nhiên của cành giâm cây dầu mè tự nhiên tỷ lệ sống của các cành giâm là 100%. Các cành ở phần ngọn có số lượng chồi nhiều hơn phần gốc. Dầu mè ở Thừa Thiên Huế ra lá vào khoảng tháng II, thời gian ra hoa đợt 1 vào cuối tháng III, thời gian ra quả vào khoảng giữa tháng IV và thời gian quả chín vào khoảng tháng V. Năng suất (đợt 1): số quả trung bình trên cây đạt từ 34 đến 84 quả, trọng lượng trung bình 100 hạt đạt từ 66,6 đến 78,2 g, tỉ lệ hạt trong quả đạt từ 62,0 đến 74,6%. 1. Mở đầu Cây dầu mè (Jatropha curcas) hay còn gọi là dầu lai, cọc rào có nguồn gốc từ châu Mỹ và là loại cây đa mục đích. Đây là đối tượng đang được quan tâm ở nhiều nước trên thế giới và ở Việt Nam do khả năng ứng dụng của nó trong việc phát triển nhiên liệu sinh học [2, 6]. Dầu ép từ hạt dầu mè là nguyên liệu để sản xuất diesel sinh học (biodiesel) thân thiện với môi trường, có hiệu quả sinh thái cao. Ngoài ra, dầu mè còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như trong chăn nuôi, mỹ phẩm, dược phẩm, trong nông nghiệp Trồng dầu mè tăng độ che phủ, cải tạo đất, cải tạo môi trường trên những vùng đất khô cằn có điều kiện khí hậu khắc nghiệt, nghèo dinh dưỡng [3], [4], [5]. Thừa Thiên Huế - là địa phương có diện tích đất chưa được khai thác, chủ yếu là đất cát nội đồng rất lớn nên nghiên cứu để đưa loại cây này vào ứng dụng trong thực tiễn là rất cần thiết. Tuy nhiên, dầu mè vẫn là cây hoang dại, nửa hoang dại, mới chuyển thành cây trồng trong thời gian ngắn nên về mặt nông học, cây dầu mè có độ biến dị cao, tính trạng di truyền rất đa dạng, không đồng nhất, khả năng sinh trưởng, ra quả, năng suất dầu và sản lượng hạt của cây này đang còn bàn cãi nhiều. Nghiên cứu, đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất, chất lượng của các giống dầu mè, đặc biệt là 82 các giống có nguồn gốc ở địa phương làm cơ sở khoa học cho việc định hướng cho việc phát triển và khai thác hợp lý loại cây này ở Thừa Thiên Huế nói riêng và ở Việt Nam nói chung là vô cùng bức thiết. Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu kết quả nghiên cứu về khả năng sinh trưởng của các giống dầu mè mọc tự nhiên ở Thừa Thiên Huế. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng Giống dầu mè tự nhiên ở thành phố Huế.  Cây dầu mè (Jatropha curcas L.)  Họ Thầu dầu: Euphorbiaceae  Bộ Thầu dầu: Euphorbiales  Dưới lớp Sổ: Dilleniidae  Lớp Ngọc lan: Magnoliopsida [1] Hình 1. Cây dầu mè ( Jatropha curcas L.) 2.2. Phương pháp nghiên cứu * Thời gian: Từ tháng I đến tháng VI năm 2009. * Địa điểm: - Theo dõi sinh trưởng và phát triển của cây dầu mè tự nhiên ở thành phố Huế. - Các thí nghiệm sinh hóa được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn Sinh lí, Sinh hóa, Vi sinh - khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa, Đại học Huế. * Phương pháp nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến tỉ lệ nảy mầm của hạt Hạt chín được thu từ cây dầu mè tự mọc ở một số vùng tại thành phố Huế, phơi khô tự nhiên. 83 + Chọn các hạt chắc, đều, ngâm vào nước ấm 600C trong 12 giờ. + Gieo hạt ở nhiệt độ phòng trên các khay có chứa bông tẩm nước để giữ ẩm đảm bảo cho hạt nảy mầm. + Xác định tỉ lệ hạt nảy mầm và thời gian nảy mầm (thí nghiệm lặp lại 3 lần, mỗi lần 30 hạt). Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến sự nảy mầm, tiến hành bảo quản hạt khô trong chai nhựa, đậy kín rồi gieo hạt với phương pháp như trên sau các khoảng thời gian bảo quản 1 tháng, 3, tháng, 6 tháng, 9 tháng và 12 tháng. - Tỉ lệ sống và khả năng mọc chồi của cành giâm + Cắt 20 cành giâm từ các cành bánh tẻ, gồm các cành ở phần ngọn và phần gốc (dài khoảng 30 cm). + Các cành giâm sau khi thu về tiến hành trồng ngay trên đất. + Quan sát thời gian ra chồi, đếm tỉ lệ sống, số chồi trên các cành giâm, số lá và đo chiều cao. - Sinh trưởng của cây dầu mè - Chọn ngẫu nhiên 15 cây dầu mè tự nhiên ở 3 địa điểm tại thành phố Huế (ký hiệu là A, B và C) để theo dõi thời gian sinh trưởng của cây (2 tuần/lần). Xác định thời gian ra lá, ra hoa, ra quả, thời gian chín của quả, số quả/cây... (đợt 1). Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được xử lý bằng Duncan’test theo phần mềm SPSS 11.5 (SPSS Inc. Headquarter, United State, 2004). 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.1. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến khả năng nảy mầm của hạt Khả năng nảy mầm là một trong những chỉ tiêu sinh lý quan trọng phản ánh khả năng sinh trưởng của thực vật. Kết quả nghiên cứu tỷ lệ nảy mầm của hạt dầu mè ngay sau khi thu hoạch, sau 1 tháng, 3 tháng, 6 tháng, 9 tháng và 12 tháng bảo quản (Hình 2) cho thấy: Hạt dầu mè được đem gieo ngay sau khi thu hoạch có khả năng nảy mầm tốt, tỷ lệ nảy mầm là 100%. Tỷ lệ nảy mầm của hạt giảm nhanh theo thời gian bảo quản. Hạt được bảo quản trong thời gian 1-3 tháng có tỷ lệ nảy mầm 85 - 96%. Tỷ lệ này chỉ còn 20% sau 6 tháng bảo quản và hạt bảo quản sau 12 tháng tỷ lệ nảy mầm của hạt là 0%. Như vậy, tỷ lệ nảy mầm của hạt dầu mè phụ thuộc rất lớn vào thời gian bảo quản. Thời gian bảo quản càng lâu, khả năng nảy mầm của hạt càng giảm. Theo chúng tôi không nên sử dụng hạt bảo quản sau 6 tháng để làm giống vì tỷ 84 lệ nảy mầm rất thấp. Mặt khác cần lưu ý và nghiên cứu cách bảo quản để có thể kéo dài thời gian bảo quản hạt giống mà vẫn đảm bảo chất lượng và duy trì khả năng nảy mầm cao. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 20 40 60 80 100 T Ø l Ö n¶ y m Çm ( % ) Thêi gian b¶o qu¶n (th¸ng) Hình 2. Tỷ lệ nảy mầm của hạt dầu mè tự nhiên theo thời gian bảo quản 3.2. Khả năng tái sinh của cành giâm của cây dầu mè tự nhiên 3.2.1. Tỉ lệ sống và khả năng hình thành chồi của cành giâm Tiến hành giâm phần ngọn và phần gốc cành dầu mè tự nhiên, kết quả thu được ở bảng 1. Bảng 1. Tỉ lệ sống và khả năng hình thành chồi của cành giâm ở phần gốc và ngọn Phần ngọn Tỉ lệ sống (%) 100 Thời gian ra chồi (ngày) 20 ± 2 Số chồi trung bình / 1 cành (sau 30 ngày) 7,0 ± 1,8 Phần gốc Tỉ lệ sống (%) 100 Thời gian ra chồi (ngày) 20 ± 4 Số chồi trung bình / 1 cành (sau 30 ngày) 5,0 ± 0,8 Thời gian hình thành chồi của các cành giâm ở phần ngọn và gốc khoảng 20 ngày. Tỉ lệ sống của các cành giâm ở cả phần ngọn và phần gốc là 100%, tất cả các cành giâm đều sinh trưởng tốt. Số chồi trung bình/cành của phần ngọn cao hơn phần gốc. Như vậy, dầu mè rất dễ tái sinh bằng giâm hom. Đây là một thuận lợi để có thể nhân giống dầu mè, đáp ứng cho nhu cầu cây giống với các đặc tính nguyên bản của cây bố mẹ khi cần thiết. 85 3.2.2. Một số chỉ tiêu sinh trưởng của cành giâm ở các phần khác nhau Theo dõi số chồi, số lá và chiều cao của cành giâm ở phần ngọn và phần gốc cành cho thấy chiều cao của các cành giâm ở phần ngọn và phần gốc rất ít thay đổi và không có sự chênh lệch đáng kể. Sau 2 tháng, chiều cao của các cành giâm chỉ tăng khoảng 3 cm (Bảng 2 và Bảng 3). Bảng 2. Sinh trưởng của cành giâm ở phần ngọn của cây dầu mè tự nhiên Chỉ tiêu Thời gian (ngày/ tháng) Chiều cao trung bình (cm) Số chồi trung bình Số lá trung bình/chồi Ban đầu 45,0b - - Sau 15 ngày 45,0b 5,0b 8,0c Sau 30 ngày 45,2b 7,0a 9,2c Sau 45 ngày 46,5b 7,0a 13,0b Sau 60 ngày 48,9a 7,2a 20,0a Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột khác nhau có ý nghĩa thống kê với p<0,05. (-): Chưa hình thành chồi và lá. Khả năng hình thành chồi ở cành giâm phần ngọn tốt hơn so với phần gốc. Sau 30 ngày, số chồi trung bình của phần ngọn là 7 chồi và của phần gốc là 5 chồi. Trong thời gian tiếp theo, số lượng chồi ở cả 2 loại cành giâm đều không tăng và cây tập trung dinh dưỡng cho sự sinh trưởng chồi và lá. Nhìn chung các chồi đều phát triển bình thường. Bảng 3. Sinh trưởng của cành giâm ở phần gốc của cây dầu mè tự nhiên Chỉ tiêu Thời gian (ngày /tháng) Chiều cao trung bình (cm) Số chồi trung bình Số lá trung bình/chồi Ban đầu 39,1b - - Sau 15 ngày 39,1 b 3,0b 3,0d Sau 30 ngày 39,6 b 5,0a 8,0c Sau 45 ngày 40,5b 5,0a 14,0b Sau 60 ngày 43,2a 5,0a 24,1a Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột khác nhau có ý nghĩa thống kê với p<0,05. (-): Chưa hình thành chồi và lá. 86 Khả năng ra lá ở phần ngọn và phần gốc có sự chênh lệch khá rõ. Cùng thời gian và điều kiện sinh trưởng như nhau, 1 tháng đầu phần ngọn có số lá (8-9 lá) nhiều hơn phần gốc (3-8 lá). Nhưng sau đó phần gốc sinh trưởng mạnh, số lá tăng nhanh hơn so với phần ngọn: số lá trung bình của phần gốc khoảng 14-24 lá, nhiều hơn phần ngọn (12-20 lá). Các lá phát triển xanh tốt ở cả 2 loại cành giâm. Như vậy dầu mè là đối tượng dễ nhân giống, có thể trồng bằng hạt hoặc giâm hom. Trong thực tế có thể quan sát thấy các hạt dầu mè nảy mầm ngay dưới gốc cây khi hạt khô và rụng xuống (Hình 4a), thậm chí hạt có thể nảy mầm khi quả khô vẫn còn ở trên cành nếu có độ ẩm thích hợp (Hình 4b). Hình 4. Hạt Dầu mè rụng và nảy mầm ở gốc cây (a) và nảy mầm ngay trên cành (b) Tuy nhiên khả năng nảy mầm của hạt và sự tái sinh của cành giâm phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện giâm cành và thời gian bảo quản. 3.3. Sinh trưởng của cây dầu mè trong tự nhiên * Thời gian ra lá, ra hoa, ra quả và thời gian quả chín Kết quả theo dõi sự sinh trưởng của các cây dầu mè trong tự nhiên ở 3 địa điểm được trình bày ở bảng 4. Bảng 4. Sinh trưởng của cây dầu mè trong tự nhiên Chỉ tiêu Địa điểm Thời gian ra hoa đợt I (tuần thứ/tháng) Thời gian ra quả (tuần thứ/tháng) Thời gian quả vàng (tuần thứ/tháng) Thời gian quả đen (tuần thứ/tháng) A 3/III 1/IV 3/V 4/V B 3/III 1/IV 3/V 4/V C 3/III 1/IV 3/V 4/V a b 87 Kết quả theo dõi ở cả 3 địa điểm cho thấy, thời gian ra hoa, tạo quả cho đến lúc quả chín của các cây ở cả 3 địa điểm tương tự nhau. Vào giữa cuối tháng 3, cây ở tất cả các địa điểm nghiên cứu đều phát triển xanh tốt và bắt đầu ra hoa. Thời gian ra hoa và hình thành quả tương đối ngắn. Ở địa điểm A và địa điểm B, thời gian ra hoa đợt I tập trung, không kéo dài nhưng số lượng hoa không nhiều. Còn các cây ở địa điểm C thời gian ra hoa không tập trung mà có sự ra hoa kéo dài. Điều này có thể là do ảnh hưởng điều kiện dinh dưỡng ở cả 3 địa điểm khác nhau. Qua quan sát thực tế ở địa điểm C, cây được phát triển trên điều kiện dinh dưỡng tốt, độ ẩm cao. Còn cây ở địa điểm A và địa điểm B phát triển trên đất đồi cằn cỗi, dinh dưỡng kém, khô hạn nên khả năng sinh trưởng và phát triển của cây không tốt bằng địa điểm C. Mặc dù giới hạn thời gian của nghiên cứu này chỉ đến tháng V, nhưng theo dõi tiếp, chúng tôi ghi nhận hiện tượng ra hoa nhiều đợt của dầu mè ở cả 3 địa điểm (sẽ được trình bày trong nghiên cứu khác). Đây là hiện tượng cần được lưu ý khi nghiên cứu đối tượng này với mục đích chọn cây giống. Nếu giống có nhiều đợt ra hoa và thời gian ra hoa không tập trung thì sẽ rất bất lợi cho việc chăm sóc, mất thời gian thu hoạch, năng suất không ổn định và giá thành cao. * Một số chỉ tiêu năng suất Khả năng cho năng suất của cây dầu mè trong đợt đầu theo dõi ở 3 địa điểm trên có sự chênh lệch (Bảng 5). Các cây ở địa điểm C cho số quả trung bình trên cây là nhiều nhất (84 quả/cây), các cây ở địa điểm B cho số quả trung bình trên cây ít nhất (34 quả/cây). Bảng 5. Một số chỉ tiêu về năng suất của cây dầu mè tự nhiên Chỉ tiêu Địa điểm Số quả trung bình /cây (đợt I) Trọng lượng trung bình 100 hạt (g) Tỉ lệ hạt trong quả (%) A 48b 66,6b 62,0c B 34c 69,8b 68,6b C 84a 78,2a 74,6a Các chữ cái khác nhau trên cùng một cột khác nhau có ý nghĩa thống kê với p<0,05. Trọng lượng trung bình 100 hạt giữa các địa điểm có sự chênh lệch. Chỉ tiêu này cao nhất (78,2 g) ở quả thu tại địa điểm C, ở địa điểm A và B trọng lượng trung bình 100 hạt không khác nhau đáng kể và đạt 66,6 – 69,8 g. Khi đếm số hạt trong quả, hầu hết các quả ở địa điểm C quả đều có 3 hạt và hạt khá lớn, có một số quả có 4 hạt (rất ít). Còn ở điạ điểm A và B, quả có 3 hạt, không có quả nào có 4 hạt và hạt có kích thước và trọng lượng thấp hơn so với hạt ở địa điểm C. 88 Hình 5. Hoa và quả dầu mè tại điểm C vào tháng 5/2009 Tỉ lệ hạt trong quả khô ở 3 địa điểm cũng có sự chênh lệch nhau. Ở địa điểm A, tỉ lệ hạt trong quả khô là 62,0%, ở địa điểm B là 68,6%, ở địa điểm C là 74,6%. Theo kết quả của Nguyễn Quốc Huy và cộng sự thì tỉ lệ trung bình của hạt trong quả khô là 73,3% [3], như vậy chỉ tiêu này ở địa điểm A và B tương đối thấp. Trọng lượng trung bình 100 hạt của dầu mè ở thành phố Huế là 66,6 – 78,2 g, xấp xỉ chỉ tiêu này ở các giống khác (dầu mè giống 03 - Bình Thuận là 68,1 g/100 hạt, giống 06 - Buôn Mê Thuột là 72,2 g/100 hạt, và giống 01 - M’đrăk là 70,1 g/100 hạt [6]. Sơ bộ đánh giá thì năng suất hạt dầu mè thu được ở địa điểm C là lớn nhất, và ở địa điểm A là nhỏ nhất. Qua quan sát thực tế còn cho thấy giống dầu mè tự nhiên ở Huế có thời gian ra hoa không tập trung, hoa ra nhiều đợt trong năm. Tại một điểm có thể quan sát được cả quả chín khô, quả xanh và hoa mới nở trên một cành (hình 5). Đây là vấn đề cần được lưu ý khi chọn giống dầu mè, vì giống ra hoa nhiều đợt sẽ có tỷ lệ đậu quả không ổn định, việc thu hoạch kéo dài, tốn nhiều công sức, thời gian dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao. 4. Kết luận 4.1. Khả năng nảy mầm của hạt dầu mè phụ thuộc rất lớn vào thời gian bảo quản. Hạt tươi có tỷ lệ nảy mầm 100%. Thời gian bảo quản càng lâu, khả năng nảy mầm của hạt càng thấp. Hạt được bảo của sau 1-3 tháng có tỷ lệ nảy mầm 96 – 85%. Không nên sử dụng hạt bảo quản sau 6 tháng để làm giống vì tỷ lệ nảy mầm rất thấp (20%). 4.2. Khả năng tái sinh tự nhiên của cành giâm cây dầu mè tự nhiên ở địa phương cao; Tỷ lệ sống của các cành giâm là 100%. Các cành ở phần ngọn có số lượng chồi nhiều hơn phần gốc. 4.3. Dầu mè ở Thừa Thiên Huế ra lá vào khoảng tháng II, thời gian ra hoa đợt 1 vào cuối tháng III, thời gian ra quả vào khoảng giữa tháng IV và thời gian quả chín vào khoảng tháng V. 89 4.4. Năng suất của cây dầu mè tự nhiên (đợt 1): số quả trung bình trên cây đạt từ 34 đến 84 quả, trọng lượng trung bình 100 hạt đạt từ 66,6 đến 78,2 g, tỉ lệ hạt trong quả đạt từ 62,0 đến 74,6%. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Võ Văn Chi, Trần Hợp. Cây cỏ có ích ở Việt Nam. Tập 2. NXB Giáo Dục, 2002. [2]. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Đề án nghiên cứu phát triển sử dụng cây cọc rào (Jatropha curcas L.) ở Việt Nam giai đoạn 2008-2010 và tầm nhìn đến 2025, 2008. [3]. Lê Quốc Huy, Ngô Thị Thanh Huệ, Nguyễn Thu Hương, Một số kết quả gây trồng phát triển cây Cọc rào (Jatropha curcas) cho sản xuất dầu diesel sinh học tại Việt Nam. Báo cáo Hội thảo phát triển cây Cọc rào ở Việt Nam. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (MARD) và Cục Lâm nghiệp (DoF), Ninh Thuận, 2008. [4]. Makkar H.P.S., Becker K., Sporer F., Wink M, Studies on Nutritive Potential and Toxic Constituents of Different Provenances of Jatropha curcas. J. Agric. Food Chem., 45 (8), (1997), 3152 – 3157. [5]. Mikihiro I, Base on Master Plant Study on Improvement of Rural Living Conditions in Northwestn Mountainuos Region in Vietnam, Workshop on (Jatropha curcas L.) development in Vietnam, Ninh Thuan, 2008. [6]. Sở Nông nghiệp và phát triển Nông thôn tỉnh Ninh Thuận, Kết quả bước đầu và định hướng phát triển cây cọc rào (Jatropha curcas L.) tại Ninh Thuận. Báo cáo Hội thảo phát triển cây Cọc rào ở Việt Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (MARD) và Cục Lâm nghiệp (DoF), Ninh Thuận, 2008. STUDY ON PRODUCTION AND GROWTH OF JATROPHA CARCUS IN THUA THIEN HUE Vo Thi Mai Huong, Tran Thanh Phong College of Sciences, Hue University SUMMARY Jatropha carcus can be used to produce biodiesel and many other products that serve a wide range of purposes such as agriculture, pharmaceutical industry and environmental protection. That is why Jatropha carcus is attracting more and more attention from many countries. The study on Jatropha carcus collected in Thua Thien Hue showed that the seed viability and the rate of germination depend largely on storage time. The germination rate of freshly harvested seed was 100%. The longer the seed is stored, the less viable the seed and the 90 lower the rate of germination. After 1 - 3 months in storage, the percentage germination of seed amounted to 85 - 96 %, and after 6 months, it was 20%. Studies on propagation by cuttings of Jatropha carcus were constructed in natural condition. The overall survival rate of cuttings was 100%. The number of bud appeared on the young cutting part was higher than that on the old part. Jatropha carcus flowered in March for the first time, make fruit in the middle of April and make mature seed in May. For the first time in the year, the average number of fruits on tree, average weight of 100 of seeds and percentage of seed per fruit attainted were 34 - 84, 66,6 - 78,2 g and 62,0 - 74,6% respectively.