ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
LÃ THỊ THU HẰNG
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG IN VITRO
VÀ TRỒNG CÂY HOA CHUÔNG (SINNINGIA
SPECIOSA) TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
HUẾ, 2015
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
LÃ THỊ THU HẰNG
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG IN VITRO
VÀ TRỒNG CÂY HOA CHUÔNG (SINNINGIA
SPECIOSA) TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ
Chuyên ngành: Khoa học cây trồng
Mã số: 62 62 01 10
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Lê Thị Khánh
2. PGS.TS. Trần Thị Thu Hà
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các hộ nông dân ở các vùng trồng hoa truyền
thống của tỉnh Thừa Thiên Huế: xã Phú Dương, huyện Phú Vang; phường Thủy
Dương, thị xã Hương Thủy; xã Quảng An, huyện Quảng Điền đã giúp tôi xây dựng
các mô hình thực nghiệm của đề tài.
Luận án này dành tặng Bố Mẹ - người đã sinh thành, chịu nhiều vất vả để nuôi
dưỡng tôi nên người.
Cảm ơn sự động viên của chồng và các con tôi - những người đã truyền nhiệt
huyết để tôi hoàn thành luận án này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm sâu sắc đến tất cả mọi người đã giúp tôi trong
việc hoàn thành luận án này mà tôi không kể tên hết được.
Xin trân trọng cảm ơn./.
Lã Thị Thu Hằng
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... xi
MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
2. Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. 3
2.1. Mục tiêu tổng quát ....................................................................................... 3
2.1.2. Giá thể .................................................................................................... 45
2.1.3. Phân bón ................................................................................................. 45
2.1.4. Chất kích thích sinh trưởng .................................................................... 45
2.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 46
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 47
2.3.1. Nội dung 1 .............................................................................................. 47
2.3.2. Nội dung 2 .............................................................................................. 51
2.3.3. Nội dung 3 .............................................................................................. 54
2.3.4. Nội dung 4 ............................................................................................... 56
2.4. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xác định ............................................. 58
2.4.1. Các chỉ tiêu trong nuôi cấy in vitro ........................................................ 58
2.4.2. Các chỉ tiêu về sinh trưởng phát triển ................................................ 59
v
2.4.3. Các chỉ tiêu về hoa, năng suất và chất lượng hoa .................................. 60
2.4.4. Các chỉ tiêu về đặc điểm sinh học .......................................................... 61
2.4.5. Phương pháp đánh giá chất lượng chồi in vitro và cây giống in vitro ... 61
2.4.6. Các chỉ tiêu theo dõi về sâu bệnh hại ..................................................... 61
2.4.7. Đánh giá hiệu quả kinh tế ....................................................................... 62
2.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 62
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 63
3.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro cây
hoa chuông ..................................................................................................... 63
3.1.1. Giai đoạn tạo nguồn vật liệu khởi đầu ................................................... 63
3.1.2. Giai đoạn tạo sự phát sinh hình thái và nhân nhanh ............................... 65
3.1.3. Giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh ................................................................. 70
3.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng quy trình kỹ thuật ươm cây giống hoa
chuông in vitro giai đoạn vườn ươm.............................................................. 73
3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng cây giống in vitro đến khả năng
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ABA - Axít abscicic
ADN - Axít Deoxyribo Nucleic
ARN - Axít ribonucleic
ATP - Adenosin triphosphat
BA - 6-benzyl adenine
BVTV - Bảo vệ thực vật
cs - cộng sự
CCC - Chlormequat chlorid
CEC - Khả năng trao đổi cation (Cation exchange capacity)
đ/c - Đối chứng
EU - Liên minh Châu Âu
GA3 - Gibberellic axít
IAA - Axít indolylacetic
IBA - Axít indolyl butyric
lux - đơn vị đo cường độ ánh sáng
MS - môi trường Murashige và Skoog
NAA- Axít naphthylacetic
NADPH2 - nicotinamide adenine dinucleotide hydrogen phosphate
ppm - đơn vị minigam/lít
Q (calo) - Nhiệt lượng
TDZ - Thidiazuron
UDS - Đô la Mỹ
VCR - value cost ratio
2,4-D - Axít diclorophenoxy acetic
viii
ix
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến một số đặc điểm sinh học
của hai giống hoa chuông in vitro giai đoạn vườn ươm ..........................85
Bảng 3.12. Tiêu chuẩn cây giống hoa chuông in vitro khi đưa ra vườn ươm và
xuất vườn ươm .........................................................................................87
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian các giai đoạn sinh trưởng,
phát triển của hai giống hoa chuông ........................................................91
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của các thời vụ trồng đến khả năng sinh trưởng và năng
suất của hai giống hoa chuông .................................................................93
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến chất lượng hoa của hai giống hoa
chuông ......................................................................................................96
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến các giai đoạn sinh trưởng,
phát triển của hai giống hoa chuông ........................................................99
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến khả năng sinh trưởng của
hai giống hoa chuông .............................................................................101
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến quá trình nở hoa của hai
giống hoa chuông ...................................................................................104
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến một số đặc điểm sinh học
của hai giống hoa chuông.......................................................................105
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của các loại phân bón lá đến năng suất và chất lượng
hoa hoa của hai giống hoa chuông .........................................................107
Bảng 3.21. Ảnh hưởng của thời điểm bấm ngọn đến các giai đoạn sinh trưởng,
phát triển của hai giống hoa chuông ......................................................110
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của thời kỳ bấm ngọn đến khả năng sinh trưởng của hai
giống hoa chuông ...................................................................................111
Bảng 3.23. Ảnh hưởng của thời kỳ bấm ngọn đến năng suất và chất lượng hoa
của hai giống hoa chuông.......................................................................113
Bảng 3.24. Thành phần sâu bệnh hại chủ yếu trên hai giống hoa chuông .............116
1. Đặt vấn đề
Hoa chuông (Sinningia speciosa) thuộc họ tai voi (Gesneriaceae), bộ hoa môi
(Lamiales), có nguồn gốc nhiệt đới (thuộc khu vực rừng nhiệt đới của Brazil ở Nam
Mỹ). Hoa chuông được phát hiện từ rất sớm (1785) nhưng chỉ thực sự được nuôi
trồng, nhân giống và lai tạo vào những năm 70 thế kỷ 18. Sau đó, hoa chuông được
trồng phổ biến ở nhiều nước trên thể giới như Hà Lan, Pháp, Đức… và được người
châu Âu chọn tạo ra nhiều giống hoa mới ngày nay [39].
Ở Việt Nam, hoa chuông là một trong những loại hoa mới được nhập nội với
nhiều ưu điểm: màu sắc, hình dáng hoa đa dạng, hương thơm thanh dịu, độ bền tự
nhiên của hoa dài và được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: trang trí
trong nhà, ban công, công viên, công sở,... Do vậy, hoa chuông đã nhanh chóng trở
thành một trong những loài hoa nhập nội có giá trị, đáp ứng được xu hướng ưa thích
các loài hoa mới lạ của người chơi hoa và sự quan tâm của người trồng hoa. Tuy
nhiên, nguồn cây giống đang được sử dụng tại Việt Nam chủ yếu là ở dạng hạt
(nhập nội từ Trung Quốc), chất lượng cây giống không cao (cây bị phân ly, tỷ lệ
mọc thấp,…) và không chủ động. Vì vậy, diện tích trồng hoa chuông còn rất ít, chủ
yếu phục vụ cho công tác nghiên cứu ở các Trường Đại học, Viện nghiên cứu,… ở
Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh.
Cây hoa chuông trong tự nhiên có thể được nhân giống bằng hạt, đoạn thân,
lá và củ [63]. Các phương pháp nhân giống truyền thống này thường cho hệ số
nhân thấp, cần số lượng lớn cây bố mẹ, tốn thời gian, phụ thuộc vào điều kiện thời
tiết và cây giống dễ bị thoái hóa qua quá trình canh tác lâu dài [107]. Để khắc
phục những hạn chế của các phương pháp nhân giống truyền thống và đảm bảo
nguồn cung cấp cây giống có chất lượng cao cho người sản xuất. Phương pháp
nhân giống vô tính bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật đã trở thành phương
pháp nhân giống rất có hiệu quả với hệ số nhân giống cao, cây giống tạo ra hoàn
2
3
hoa chuông tốt nhất (giống hoa màu đỏ cánh kép, giống hoa màu trắng cánh đơn),
phù hợp với điều kiện sinh thái Thừa Thiên Huế và giá thể trồng thích hợp là hỗn
hợp đất phù sa, cát, phân chuồng và trấu hun, tỷ lệ (1:1:1:1) [6]. Tuy nhiên, để phát
triển được diện tích trồng cây hoa chuông trên quy mô lớn ở Thừa Thiên Huế, thì
những nghiên cứu cụ thể về kỹ thuật nhân giống, kỹ thuật trồng cây thương phẩm…
cần được tiến hành có hệ thống để hạn chế được những yếu tố bất lợi về điều kiện
sinh thái và phát huy ưu điểm của giống. Từ đó, làm cơ sở khoa học để xây dựng
các quy trình kỹ thuật phục vụ sản xuất.
Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu kỹ
thuật nhân giống in vitro và trồng cây hoa chuông (Sinningia speciosa) tại tỉnh
Thừa Thiên Huế”.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
Xác định được quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh từ khâu sản xuất cây giống hoa
chuông in vitro có chất lượng tốt, đến trồng cây hoa chuông thương phẩm có năng
suất, chất lượng hoa cao và phát triển diện tích trồng cây hoa chuông ở tỉnh Thừa
Thiên Huế.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Xây dựng được quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro cây hoa chuông có
chất lượng tốt đáp ứng nhu cầu sản xuất ở quy mô lớn.
- Xây dựng được quy trình kỹ thuật ươm cây giống hoa chuông in vitro ở giai
đoạn vườn ươm.
- Xây dựng được quy trình kỹ thuật trồng cây hoa chuông thương phẩm phù
hợp với điều kiện sinh thái Thừa Thiên Huế và phát triển diện tích trồng cây hoa
chuông ra diện rộng.
5
tháng 8/2012 đến tháng 3/2013.
Nghiên cứu quy trình ươm cây giống sau nuôi cấy mô tế bào (giai đoạn cây
con ở vườn ươm) được thực hiện từ tháng 1/2013 đến tháng 12/2013.
Nghiên cứu quy trình trồng cây hoa chuông thương phẩm (giai đoạn vườn
sản xuất) được thực hiện từ tháng 8/2013 đến tháng 3/2015.
Thực nghiệm trồng cây hoa chuông thương phẩm được thực hiện từ tháng
10/2014 đến tháng 3/2015.
- Địa điểm thực hiện
Các thí nghiệm của luận án được thực hiện tại Khoa Nông học, Trường Đại
học Nông Lâm Huế. Thực nghiệm trồng cây hoa chuông thương phẩm ở một số
vùng trồng hoa truyền thống tại tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Thực nghiệm 1: Tại vườn của gia đình ông Đặng Văn Tình, xã Phú Dương,
huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Thực nghiệm 2: Tại vườn của gia đình bà Nguyễn Thị Huệ, xã Quảng An,
huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Thực nghiệm 3: Tại vườn của gia đình ông Lê Bá Thông, phường Thủy
Dương, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế.
5. Những đóng góp mới của luận án
Cung cấp được quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro cây hoa chuông, để tạo
ra cây giống có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu sản xuất ở quy mô lớn.
Cung cấp được quy trình kỹ thuật ươm cây giống hoa chuông in vitro phù hợp
với điều kiện sinh thái của tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng và khu vực miền
Trung nói chung.
Cung cấp được quy trình kỹ thuật trồng cây hoa chuông thương phẩm phù hợp
với điều kiện sinh thái của địa phương, có năng suất và chất lượng hoa cao, đáp
ứng nhu cầu của người chơi hoa và phát triển diện tích trồng cây hoa chuông ra
diện rộng.
Các giống hoa chuông hoang dại đầu tiên được phát hiện ở Brazil có sự đa
dạng về màu sắc, kích thước và hình dáng hoa. Thông qua quá trình lai tạo và chọn
lọc, các giống hoa chuông trồng hiện nay có nhiều ưu điểm để phù hợp với thị hiếu
của người chơi hoa.
Cây hoa chuông (Sinningia speciosa hay Gloxinia speciosa), là loài hoa mới
được nhập nội vào nước ta trong những năm gần đây. Ở Việt Nam, hoa chuông còn
có nhiều tên gọi khác: hoa tình yêu (valentine), hoa thánh, tử la lan, tứ quý, mõm
chó biển, đại nhâm đồng, hồng xiêm…
Hoa chuông là cây thân thảo lưu niên, củ nằm dưới mặt đất, sống tự dưỡng thuộc:
Giới: Plantae (Thực vật)
Ngành: Magnoliophyta (Ngành Ngọc lan)
Lớp: Magnoliopsida (Lớp Ngọc lan)
Bộ: Lamiales (Bộ Hoa môi)
Họ: Gesmeriaceae (Họ Tai voi)
Chi: Sinningia (Chi Hoa chuông)
Loài: Sinningia speciosa.
Sinningia speciosa thuộc một họ lớn là Gesmeriaceae. Họ này có trên 2.500
loài [35], [66], [111], [112], [125], [127]. Thuộc bộ Lamiales [27], [92]. Hầu hết
8
chúng được phân bố ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới. Chúng thường được tìm
thấy ở những nơi đất mùn, khe đá và rừng phủ mùn.
Hoa chuông rất đa dạng về màu sắc hoa và hình dạng hoa, kích thước bộ lá…
Chi Sinningia có khoảng 40-50 loài và vô số các loài lai. Hiện nay Sinningia
speciosa được trồng phổ biến trên thế giới như: Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc, Nhật,
Thái Lan, Brazil, Ấn Độ, Philippin… Ở điều kiện khí hậu lạnh, hoa chuông được
trồng như là cây một năm và chúng sẽ ra hoa vào mùa hè, vùng có điều kiện khí hậu
ấm hơn thì chúng có thể ra hoa quanh năm [63].
1.1.2. Đặc điểm thực vật học
hai thùy. Ngoài ra, còn có thêm túi mật thu hút côn trùng (ong, kiến) và động vật
nhỏ (chim, ruồi, dơi) làm tăng khả năng thụ phấn của hoa nhờ côn trùng và gió.
Vì vậy, hoa chuông có thể đáp ứng được sự đa dạng về thị hiếu, sở thích của
người chơi hoa. Ngoài ra, cấu tạo hoa rất phù hợp để lại tạo, chọn lọc ra nhiều giống
mới có màu sắc và kiểu dáng hoa khác nhau.
- Quả và hạt: Quả có dạng quả nang (khi chín sẽ nứt ra theo 3 đường nứt dọc để
giải phóng các hạt), hạt nhiều và nhỏ (12.000 hạt/g), có nội nhũ.
Như vậy, cây hoa chuông vừa có khả năng nhân giống vô tính và nhân giống
hữu tính. Tuy nhiên, nhân giống bằng phương pháp hữu tính thường khó (khả năng
thụ phấn thụ tinh thấp ở những vùng sinh thái có nhiệt độ, ẩm độ… không phù hợp),
tỷ lệ cây mọc thường biến động, cây có thời gian sinh trưởng rất dài 5 - 6 tháng, cây
thường bị phân ly với tỷ lệ cao. Nhân giống vô tính được sử dụng phổ biến ở các
giống hoa chuông hiện nay.
- Sinh trưởng: Vô hạn (cây có củ, các chồi mới mọc nên từ củ, khi cây kết thúc
một chu kỳ sinh trưởng).
- Giai đoạn ngủ nghỉ: Bắt buộc, khi lá rụng hết [63]. Đặc điểm sinh trưởng này
của cây giúp cho người trồng hoa có thể tiếp tục sử dụng củ để làm giống cho vụ
sau khi cây kết thúc chu kỳ sinh trưởng. Các chồi mới mọc lên từ củ sẽ sinh
trưởng phát triển tốt cho năng suất và chất lượng hoa cao nếu được chăm sóc đúng
quy trình kỹ thuật.
10
1.1.3. Yêu cầu ngoại cảnh của cây hoa chuông
- Nhiệt độ: Hoa chuông có nguồn gốc nhiệt đới nên đa số các giống hoa chuông
được trồng hiện nay đều ưa khí hậu mát mẻ, nhiệt độ thích hợp dao động từ 18 240C. Trong giai đoạn ra hoa, nhiệt độ 16 - 180C sẽ kéo dài thời gian ra hoa. Nhiệt
độ nhỏ hơn 100C cây ngừng sinh trưởng, gây tổn thương đến lá và hoa, khi nhiệt độ
lớn hơn 270C cây sinh trưởng nhanh. Yêu cầu điều kiện nhiệt độ này, vụ Đông
Xuân ở tỉnh Thừa Thiên Huế có thể đáp ứng để cây hoa chuông sinh trưởng phát
triển tốt, cho năng suất và chất lượng hoa cao.
trưởng, phát triển của cây hoa chuông trên địa bàn Thừa Thiên Huế được thuận lợi
(cân đối giữa cơ quan sinh dưỡng: thân, lá… với cơ quan sinh sản: hoa), nâng cao
năng suất và chất lượng hoa thương phẩm, cần tiến hành nghiên cứu trên các giống
cụ thể và áp dụng các biện pháp kỹ thuật trồng như: thời vụ, giá thể, phân bón…
phù hợp với từng giai đoạn sinh trưởng.
1.1.4. Tình hình sản xuất, tiêu thụ hoa chuông trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.4.1. Trên thế giới
Ngày nay, sản xuất hoa trên thế giới đang phát triển một cách mạnh mẽ và trở
thành một ngành thương mại với giá trị sản lượng cao. Sản xuất hoa mang lại chuỗi
giá trị rất lớn cho nền kinh tế của các nước trồng hoa cây cảnh. Cùng chung xu
hướng phát triển của thế giới, sản xuất hoa ở các nước châu Á cũng đang phát triển
mạnh và cạnh tranh quyết liệt để chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ hoa. Diện tích trồng
hoa trên thế giới ngày càng mở rộng và không ngừng tăng lên.
Theo Sudhagar và Phil năm 2013, trên thế giới có hơn 145 quốc gia tham gia
vào việc trồng hoa và diện tích các loại cây hoa đang gia tăng đều đặn. Năm 2013
có khoảng 305.105 ha diện tích sản xuất hoa ở các nước trên thế giới, trong đó tổng
diện tích ở châu Âu là 44.444 ha, Bắc Mỹ 22.388 ha, Châu Á và Thái Bình Dương
215.386 ha, Trung Đông và Châu Phi 2.282 ha, Trung Phi và Nam Phi 17.605 ha.
Ấn Độ có diện tích lớn nhất với 88.600 ha, theo sau là Trung Quốc với 59.527 ha,
Indonesia: 34.000 ha, Nhật Bản 21.218 ha, Hoa Kỳ 16.400 ha, Brazil 10.285 ha, Đài
Loan 9.661 ha, Hà Lan 8.017 ha, Ý 7.654 ha, Vương quốc Anh 6.804 ha, Đức 6.621
ha và Colombia 4.757 ha. Hoa trồng trong nhà kính trên thế giới là 46.008 ha [114].
12
Theo Barbara và cs (2014), giá trị xuất khẩu hoa trên thế giới tăng trung bình
hàng năm 9% trong giai đoạn 2001 đến 2012 từ 7,1 tỷ đô la Mỹ năm 2001 lên 17,8
tỷ đô la Mỹ năm 2012. Trong đó hoa cắt cành tăng từ 47 % năm 2001 lên 49 % năm
2012 về tổng giá trị xuất khẩu hoa trên thế giới [30].
Sản xuất hoa thế giới tiếp tục phát triển mạnh mẽ ở các nước châu Á, châu