Đề tài Kỹ thuật nhân giống cây cà phê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐHDL VĂN LANG ---KHOA CNSH--- K13S2 Đề tài: GVHD:Võ Thị Xuyến. NTH :Nhóm 4. Danh sách nhóm 4: Bùi Thị Yến Sương. Phạm Thị Thu Sương. Nguyễn Thị Mỹ Hằng. Trương Thị Hoàng Hạnh. Dương Ngọc Văn Long. Ngô Văn Lam. Bùi Thanh Tú. Nguyễn Quốc Cường. Nội dụng: I.Giới thiệu chung về cây cà phê. II.Nguồn nguyên liệu để nhân giống. III.Nhân giống hữu tính. IV.Nhân giống vô tính. I.Giới thiệu chung về cây cà phê. Giới thiệu chung về cây cà phê: Cây cà phê lần đầu tiên đưa vào Việt Nam từ năm 1888 và được trồng thử từ năm 1897. Từ 1920 trở đi, cây cà phê mới có diện tích đáng kể đặc biệt ở Buôn Ma Thuật, Đăklăk. Hiện nay Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê đứng thứ 2 trên thế giới nhưng kim ngạch chỉ đứng thứ 4 . Cà phê trồng ở nước ta có bao gồm cà phê vối (Robusta) chiếm 90% diện tích, cà phê chè (Arabica) 10% và cà phê mít (Excelsa) 1%. Cây cà phê chè ưa sống ở vùng núi cao và thường được trồng độ cao từ 1000-1500 m, nhiệt độ từ 16-25°C, lượng mưa khoảng trên 1000 mm. Cà phê vối ưa sống ở vùng nhiệt đới, độ cao thích hợp dưới 1000 m, nhiệt độ khoảng 24-29°C, lượng mưa khoảng trên 1000 mm và cần nhiều cần nhiều ánh sáng mặt trời hơn so với cây cà phê chè. Bản đồ các nước xuất khẩu cà phê (r: Robusta, a: Arabica, m: Cả hai) II.Nguồn nguyên liệu để nhân giống. Nguồn vật liệu để nhân giống: Hiện nay có 2 loại cà phê chè(Arabica) và giống cà phê vối(Robustta). Đây là 2 loài mang những đặc điểm di truyền cũng như yêu cầu sinh lý, sinh thái hoàn toàn khác nhau. Do vậy phương pháp và kỹ thuật nhân giống đối với từng loại vật liệu của 2 loài này có những điểm cơ bản khác nhau. Cà phê chè Cà phê vối Vật liệu giống cà phê chè: Cà phê chè là một cây thụ phấn nên hầu hết các giống cây chè hiện đang được trồng ở trong nước như: Bourbon, Typica, Caturra,Catuai, mundo, Novo, Catimor, TH1,vvv…đều có độ thuần chủng rất cao. Vì vậy, việc nhân các giống này được thực hiện bằng phương pháp hữu tính. Tuy nhiên , để tránh bị lai tạp khi thiết lập các vườn nhân giống nhất thiết mỗi vườn chỉ trồng một loại giống và phải cách ly với các vườn giống khác. Trong những năm gần đây Viện khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên  đang phổ biến ra sản xuất giống cà phê chè lai thế hệ F1. Do điều kiện hiện nay chưa thể tổ chức được sản xuất hạt giống lai F1 nên vẫn phải nhân giống bằng phương pháp vô tính. Vật liệu cà phê vối Cà phê vối là cây thụ phấn chéo bắt buộc do vậy không thể tạo ra được các dòng thuần để lấy hạt làm giống. Hiện nay, việc cung cấp hạt giống cà phê vối cho sản xuất đều là những hạt giống lai 2 hoặc đa dòng. Những vườn trồng bằng những loại hạt giống này không thể dùng để làm vườn để lấy hạt giống. Muốn thiết lập các vườn sản xuất lai 2 hoặc đa dòng người ta phải sử dụng các cây bố, mẹ được nhân bằng phương pháp vô tính và trồng thành hàng xen kẽ nhau để đảm bảo cho sự thụ phấn được tốt nhất và phải có biện pháp cách ly với các vườn cà phê vối khác tránh bị tạp giao. Ngoài hạt giống lai, nguồn vật liệu giống cà phê vối thường dùng hiện nay để nhân giống và trồng trong sản xuất là các dòng vô tính. Nhân các dòng này bắt buộc phải dùng phương pháp nhân vô tính. III.Nhân giống hữu tính. Nhân giống hữu tính. 1. Chọn lọc giống: Nguyên tắc chung là sử dụng các vườn tốt có năng suất cao: Cây tốt. Quả tốt. Tương lai việc sử dụng giống bằng con đường vô tính (giâm cành) sẽ thay thế dần việc sử dụng giống bằng hạt đối với cà phê vối (hữu tính). 2. Chế biến và bảo quản hạt giống Chọn quả giống đã chín hoàn toàn để hái đem về chế biến trong vòng 24 giờ. Khi độ ẩm ở trong hạt còn từ 20 - 30%. Thời gian bảo quản không nên quá hai tháng. Trong khi bảo quản cần rải hạt giống có độ dày từ 5 - 7 cm, hàng ngày có cào đảo để chống hiện tượng hạt giống bị thối mốc. Hạt giống được đem bảo quản ở kho lạnh sẽ kéo dài được sức nẩy mầm. 3. Xử lý hạt giống Hòa với nước vôi theo tỷ lệ: 0,5 kg vôi bột tốt trong 20 lít nước (2,5%). Sau đó chỉ gạn lấy phần nước vôi trong đem đun nóng 60oC rồi cho hạt giống vào ngâm từ 20 - 24 giờ (hạt quá khô có thể ngâm 26 giờ). Sau đó đem đãi thật kỹ cho hết lớp nhớt bám ở vỏ hạt bằng nước lã sạch tùy theo số lượng hạt giống nhiều hay ít mà có hai các ủ sau đây: Ủ hạt giống trong luống chìm: Ủ hạt giống trong thúng: 4. Kỹ thuật gieo hạt Hạt đặt sâu từ 1 - 1,5 cm so với mặt đất, đặt hạt nằm úp (phía mặt phẳng của hạt nằm phía dưới, phía mặt khum cong ở phía trên). Dưới đây là quá trình nảy mầm, ra rễ, bung lá sò và phát triển cây con (hình 4 và 5). Hình 4: Các giai đoạn phát triển của hạt giống nảy mầm đến bung lá sò Hình 5.a: rễ mọc bình thường; b, c, d: rễ mọc biến dạng  5. Chăm sóc cây con trong vườn ươm Tưới nước: Phân vô cơ: Phân hữu cơ: 6. Điều chỉnh ánh sáng, huấn luyện cây con Mái che của vườn ương trong giai đoạn đầu chỉ cho ánh sáng lọt qua từ 30 - 40%. Trước khi trồng từ 20 - 30 ngày, dỡ giàn che hoàn toàn để cây con thích ứng với điều kiện tự nhiên như ở ngoài lô trồng. Trước khi trồng từ 20 - 30 ngày cần ngừng tưới thúc phân bón. 7. Chăm sóc đặc biệt những cây con xấu và xử lý cắt bầu thân đoạn đối với những cây con còn lại từ năm trước  8. Tiêu chuẩn cây con đem trồng  9. Kỹ thuật xây dựng vườn ương và cho đất vào bầu Chọn nơi gần nước, hoặc có điều kiện tưới nước thuận lợi, không bị úng nước. Dễ dàng vận chuyển ra các khu vực trồng mới. Kín gió. Đất tốt có hàm lượng mùn trên 3%. IV.Nhân giống vô tính. 1.Nhân giống vô tính bằng phương pháp ghép. Vườn nhân chồi ghép nên bố trí gần với vườn ươm, vừa tiện lợi cho việc quản lý, chăm sóc, vừa thuận lợi cho việc thu hoạch, bảo quản và vận chuyển chồi. Thiết kế vườn thành các luống rộng khoảng 1,2-1,6m dài 10-20m tuỳ theo địa điểm, số dòng vô tính và số lượng mỗi dòng vô tính cần nhân. Sau khi trồng khoảng 3-4 tháng có thể thu lứa chồi đầu tiên. A.Kỹ thuật ghépHầu hết các phương pháp ghép áp dụng cho các loại cây ăn quả đều có thể dùng để ghép cho cây cà phê. Tuy phương pháp ghép nối ngọn là thích hợp hơn cả. - Phương pháp ghép nối ngọn có hai trường hợp: + Đối với gốc ghép đã được ươm trong bầu 4-6 tháng tuổi. + Đối với gốc ghép còn non đang ở giai đoạn đội mũ. 1.a/ Gốc ghép có từ 4-6 tháng tuổi: Những cây non được nhân bằng con đường hữu tính khi đã có từ 3 cặp lá thật trở lên là có thể sử dụng để làm gốc ghép. Dùng kéo cắt bỏ phần ngọn non cách cặp lá phía dưới khoảng 3-4 cm. Từ đỉnh vết cắt bổ dọc đoạn thân xuống phía dưới dài chừng 2-3cm. 1.b/ Gốc ghép còn non (giai đoạn đội mũ). Phương pháp này thường được sử dụng để ghép các giống cà phê chè trên gốc cà phê vối có khả năng kháng được tuyến trùng hại rễ nhằm tạo ra các giống cà phê chè có khả năng kháng được tuyến trùng. Thực chất đây không phải là phương pháp nhân giống vô tính mà là nhân giống hữu tính vì chồi ghép được dùng là những cây cà phê chè được gieo ươm bằng hạt. 2.Chồi ghép là một đoạn ngọn thu từ vườn nhân chồi ghép dài chừng 4-5cm có mang một cặp lá còn non hoặc bánh tẻ và một đỉnh sinh trưởng. Dùng kéo cắt bớt 2/3 phiến lá để làm giảm quá trình mất nước Dùng dao sắc cắt vát hai phía của đoạn chồi phía dưới tương ứng với 2 phía mang lá để tạo thành hình một cái nêm, đoạn vát dài từ 2-3cm. 3. ghép: - Đưa chồi ghép vào gốc ghép sao cho hai lớp vỏ của chồi ghép và gốc ghép tiếp giáp thật tốt với nhau. - Dùng dây nylon rộng 1-1,2cm, dài 25-30cm buộc thật chặt phần tiếp xúc giữa gốc ghép và chồi ghép. - Nếu độ ẩm không khí quá thấp thì sau khi ghép xong dùng một bao nylon buộc chụp lên phần chồi ghép trong tuần đầu sau khi ghép để hạn chế sự bốc thoát hơi nước. - Sau thời gian ghép khoảng một tháng khi thấy chồi ghép đã tiếp hợp tốt bắt đầu ra lá mới thì cắt bỏ dây buộc. 2.Nhân giống vô tính bằng phương pháp giâm cành. 2.1. Bể giâmBể giâm có thể xây gạch đóng bằng ván gỗ hoặc dùng tre làm thành khung dạng vòm, phía trên/ ngoài đậy nắp kính hoặc bọc một lớp nylon thấu quang đủ độ bền với điều kiện sao cho thật kín để giữ độ ẩm bên trong luôn ở mức gần bão hoà và nhiệt độ ổn định trong khoảng 24-28oC. Có thể dùng cát sạch, mùn cưa, vỏ trấu, vỏ cà phê khô đã hoai dùng riêng hoặc trộn lẫn với nhau dùng làm nên (giá thể). Để bể ngâm thoát nước tốt phía dưới đáy rải một lớp đá, sỏi dày chừng 20-30cm sau đó mới rải lớp chất nền dày chừng 25-30cm. Sau khi rải xong dùng các loại thuốc trừ nấm như Zinep, Manep …(trừ các loại thuốc có gốc đồng) phun đều lên trên chất  nền. 2.2. Chọn và xử lý giâm cànhChỉ sử dụng các loại chồi vượt và thân chính để làm cành giâm, không được sử dụng các cành ngang. Khi thu hoạch khoảng một tuần đến 10 ngày cắt bỏ phần ngọn còn non. Thời gian thu hoạch chồi trước 9 giờ sáng mỗi ngày để tránh bị khô héo. Chồi thu về dùng kéo cắt thành từng đoạn, mỗi đoạn là một lóng đốt dài 5-6cm có mang một cặp lá. Vết cắt phía trên cọc lá hơi xiên và cách cuống lá từ 4-5mm, Không gây xước hoặc dập nát lớp vỏ. Cặp lá này được cắt bỏ bớt chỉ giữ lại 1/3 đến 1/4 diện tích mỗi lá. Phân đuôi được cắt vát hai bên tạo thành hình cái nêm. Sau khi chuẩn bị xong nhúng cành vào nước sạch rồi đem cắm cào bể giâm. Mật độ căm khoảng từ 400-500 cành/m2. Hàng ngày dùng nước sạch tưới 2 lần vào sáng sớm và xế chiều mỗi lần 1-2 lít nước/m2 và nhặt bỏ kịp thời những lá rụng và cành bị thối. Thời gian từ khi đưa cành vào bể giâm cho đến khi ra ngôi khoảng 10-15 ngày dỡ bỏ dần tấm che phía trên và hạn chế tưới nước để cành giâm quen dần với môi trường mới. 2.3. Ra ngôi và chăm sóc cây trong vườn ươmSau thời gian 2,5-3,5 tháng trong bể giâm cành đã có bộ rễ dài trên 7 cm và thường thì mỗi cành có 1-3 rễ chính mọc thẳng đứng và hệ thống rễ tơ. Nếu thấy có từ 2 rễ chính trở lên thì tiến hành cắt bỏ bớt chỉ giữ lại một rễ to khoẻ. Trường hợp rễ chính quá dài cũng nên cắt ngắn lại chỉ để dài từ 7-10 cm nhằm tránh bị cong rễ khi cho vào bầu Tốt nhất là sử dụng loại bầu có kích thước 20×30cm Dùng một que gỗ nhọn đường kính 2-3cm chọc một lỗ ngay giữa bầu đất sâu 15cm, đưa bộ rễ cành giâm xuống sao cho không bị gấp khúc hoặc cong queo, cuốn lá cách mặt bầu 1-1,5cm rồi nén đất chặt đều bốn phía. Cành giâm đã ra ngôi xong đem đặt thành luống trong vườn ươm như vườn cây thực sinh. Những ngày đầu cần che mát hoàn toàn phía trên và tưới nước đủ ấm. Sau khoảng 4-5 tháng cây đã đạt chiều cao từ 17-20cm, có từ 5 cặp lá và 1-2 cặp cành ngang là có thể đem trồng. Trước khi đem trồng cắt bỏ cành ngang mọc sát đất. 3. Tạo phôi vô tính ở cây cà phê: Hiện nay, trên thế giới việc sử dụng kỹ thuật nuôi cấy in vitro để nhân nhanh các loại cây trồng đã trở thành một công cụ nhân giống chủ yếu. Từ năm 1993 đã có công trình nghiên cứu tạo và nhân phôi vô tính từ mô lá cho cà phê lai Arabusta của Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia tại TP Hồ Chí Minh. Kỹ thuật nhân in vitro bằng phương pháp nuôi cấy phôi vô tính trong môi trường lỏng khắc phục nhược điểm trên, có thể nhân số lượng lớn và giữ nguyên các đặc điểm tốt của các dòng vô tính cà phê vối ưu tú đã được tuyển chọn có năng suất cao, chất lượng và khả năng kháng bệnh tốt. Phôi vô tính có thể bảo quản lâu dài và cho nảy mầm vào thời vụ thích hợp. Từ phôi vô tính có thể tạo hạt nhân tạo, đây là yếu tố thuận lợi cho cơ giới hóa và tự động hóa nhân giống công nghiệp. Với cây cà phê, từ 1gr sinh khối, trong vài tháng người ta có thể tạo được 60 vạn phôi vô tính có tỷ lệ tái sinh đến 47%. Các bước tạo phôi vô tính. Bước 1:Tạo nguyên liệu: Các đoạn chồi mộc thẳng dài 1,5 – 2 cm, được cắt bỏ lá, rửa sạch bằng xà phòng sau đó rửa lại bằng cồn 70% trong 30 giây, rửa sạch cồn bằng nước cất vô trùng 3 lần, sau đó vô trùng bằng Ca – hypochlorite 10% trong 15 phút, và rửa sạch bằng nước cất vô trùng 3 lần. Mẫu được cắt thành từng đoạn có đốt thân, và được cấy trên môi trường MS (Murashige-Skoog), 30g/lit đường sucrose, 105 nước dừa, 5mg/l BA và ) 0,1 mg/lit IBA, Chiếu sáng 2500-3000 lux/8 giờ/ ngày. Sau 15 ngày chồi ngủ phát triển, sau 40 ngày cây invotro có bốn cặp lá, và được cấy truyền liên tục theo phương pháp cắt đốt (microcuting) cách khoảng 60 ngày. Môi trường cấy truyền là môi trường MS không có chất sinh trưởng Cây in vitro có thân, lá, rể phát triển với chiều cao 5-6cm trong sau 60 ngày được chuẩn bị đưa ra đất. Bước 2: Phôi có thể hình thành các tế bào soma qua quá trình nuôi cấy in vitro, và được gọi là phôi vô tính. Các phôi cà phê vô tính ban đầu có màu trắng, dạng hình càu nhỏ sau đó biến thành dạng tim, thủy lôi và cuối cùng là sự xuất hiện của hai lá sò xanh và hệ rể. Sự phát triển của phôi vô tính cà phê giống như sự phát triển của phôi hữu tính từ hạt. Lá cà phê từ các cây nuôi cấy in vitro, được cắt bỏ thành mẫu nhỏ 1cm2, không chứa gân chính, đặt trên môi trường thạch 10mg/lit BA, 0,1mg/lit IBA , 40mg/lit Adenin. Sau 50-60 ngày, chung quanh các mẫu lá xuất hiện các đốm trắng hình cầu nhỏ li ti, theo từng lát cắt có 200 – 300 tế bào, qua kính hiển vi cho thấy các tế bào này đặt trưng cho phôi tế bào chất đậm đặc, không có không bào và nhân to. Bước 3: Nhân phôi. Các phôi hình cầu có kích thước 1 – 2 mm, được cấy vào môi trường nhân phôi có: 5mg/lit BA, 0,1mg/lit IBA , 40mg/lit Adenin. Nhân phôi trên môi trường rắn, số lượng tăng lên gấp 2,5 lần sau 1 tánh nuôi cấy tương tự trên môi trường lỏng được đặt trên máy lắc 50 vòng/ phút có số lượng tăng 7-8 lần sau 1 tháng. Bước 4: Tái sinh cây Phôi được tách ra khỏi trên môi trường lỏng (lúc này phôi đã phát triến trưởng thành có rể và lá sò) cấy truyền qua môi trường tái sinh, không có chất sinh trưởng Sau 50-60 ngày có 5-6 cặp lá, chuẩn bị chuyển ra vườn ươm. Bươc 5: Thuần hóa. Đây là giai đoạn trung gian giữa in vitro và invivo. Cây cà phê in vitro 5-6cm được cắt bỏ rể, cấy vào bể dâm để tạo rể, bể giâm chứa cơ chất xốp giữ ẩm và thoát nước Mật độ cấy 5x5cm, phun sương 4 lần/ngày, 1 lần/ giờ, kéo dài 7 ngày, sau ngày thứ 7 thì phun sương 3 lần/ ngày,1 lần/30 phút. Sau 20 ngày trong bể dâm cây có bộ rể phát triển, chuẩn bị cấy qua luống đất. Bước 6: Nhân giống trên luống đất. cây cà phê được cắt đốt, mỗi đốt có một cặp lá, gọi là mạ cà phê, mạ được cấy trên luống đất, có phun sương 3 lần/ ngày, mỗ 1 lần/ 30 phút, sau hai lần thị mới tưới bình thường 2 lần/ ngày do mạ đã có rể. mạ cà phê trồng trên luống đất có lớp cơ chất chứa nhiều chất dinh dưỡng ( đất:phân là 1:0,5), mật độ 100 cây/ m2 (10x10cm), được phun dung dịc dinh dưỡng N:P:K có hàm lượng 10g/lit, thời gian phun 4 lần/tháng, 1 lít dung dịch/ m2. sau 25–30 ngày chồi ngọn được thu hoạch (khi mạ có hai cặp lá), luống mạ được di trì hai năm, thu hoạch 1500-2000 ngọn mạ/1m2. Bước 7: Cây bầu đất. Ngọn mạ được cấy vào bầu đất, kích thước bầu đất 8x15 cm, chứa 0,5kg hỗn hộp đất và phân chuồng 9:1, sau 20-30 ngày thì ra rể, sau 4 tháng cây con có 5-6 cặp lá, dường kính thân 3-5cm, sau đó cây được chuyển ra đồng ruộng, cây rên đồng ruộng sinh trưởng, phát triển, ra hoa và kết trái bình thường. Tài liệu tham khảo: www.sinhhocvietnam.com www.daktra.com.vn www.baonongnghiep.com.vn Giáo trình công nghệ sinh học thực vật-trần văn minh.