Tài liệu Bước đầu nghiên cứu di thực sâm ngọc linh ở việt nam

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN -----------------*------------------- NGUYỄN THỊ BÌNH BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU DI THỰC SÂM NGỌC LINH Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 60.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN VĂN BỘ HÀ NỘI, 2015 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ về mọi mặt của các thầy cô giáo, tập thể và cá nhân. Trước hết tôi xin được trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắctới PGS.TS. Nguyễn Văn Bộ, thầy hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ và có những ý kiến, góp ý vô cùng quý báu để tôi thực hiện và hoàn thiện tốt luận văn của mình. Tôi xin trân trọng cảm ơn ý kiến đóng góp, định hướng quý báu của các thầy cô trong Ban Đào tạo – Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam trong quá trình học tập, thực hiện đề tài, hoàn thiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Phan Thúy Hiền, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu phát triển trồng sâm Ngọc Linh tại một số khu vực có điều kiện sinh thái tương tự núi Ngọc Linh” đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện tốt các nội dung nghiên cứu của mình. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo cơ quan, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình tôi tham gia khóa học và hoàn thành khóa luận. Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình tới người thân trong gia đình, những người đã luôn động viên tôi trong suốt quá trình tôi học tập và thực hiện luận văn. Hà Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Bình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng, công bố trong các luận văn, luận án và các công trình khoa học nào trước đây. Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn được sử dụng trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc, đảm bảo trích dẫn theo đúng quy định. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này! Hà Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Bình Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iii MỤC LỤC ................................................................................................................. iv DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... viii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ...................................................................... ix DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. xi MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................................ 2 2.1. Mục tiêu chung ......................................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ......................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................... 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................................................... 3 4.1. Đối tượng ................................................................................................................. 3 4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................................................................. 3 Chương I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ............................................4 1.1. Thành phần loài của chi nhân sâm (Panax L.), họ Araliaceae...................................... 4 1.2. Hình thái thực vật của sâm Ngọc Linh ........................................................................ 5 1.3. Đặc điểm sinh học của sâm Ngọc Linh ....................................................................... 5 1.4. Phân bố của sâm Ngọc Linh ....................................................................................... 6 1.5. Đặc điểm tự nhiên của vùng trồng sâm Ngọc Linh ...................................................... 7 1.5.1. Đặc điểm về địa hình ............................................................................................. 7 1.5.2. Đặc điểm về khí hậu ............................................................................................... 7 1.5.3. Đặc điểm về thổ nhưỡng ........................................................................................ 8 1.5.4. Đặc điểm về hệ thực vật ......................................................................................... 8 1.6. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật trồng sâm Ngọc Linh ................................................ 9 1.6.1. Kết quả nghiên cứu trong nước .............................................................................. 9 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv 1.6.2. Kết quả nghiên cứu ngoài nước ............................................................................ 11 1.7. Kết quả nghiên cứu về tình hình sâu bệnh hại trên sâm Ngọc Linh............................ 16 1.8. Kết quả nghiên cứu về hoạt chất trong sâm Ngọc Linh ............................................. 17 1.9. Nghiên cứu về di thực sâm Ngọc Linh và các loài khác trong chi Panax .................. 21 1.9.1. Những nghiên cứu về di thực các loài trong chi Panax .......................................... 21 1.9.2. Những nghiên cứu di thực về cây sâm Ngọc Linh tại Việt Nam ............................. 23 1.10. Cơ sở thực tiễn của việc thực hiện đề tài .............................................................. 25 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........27 2.1. Vật liệu và địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 27 2.2. Nội dung nghiên cứu và các vấn đề cần giải quyết................................................ 27 2.2.1. Nội dung 1: Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên và tính chất đất tại các điểm nghiên cứu ...................................................................................................................... 27 2.2.2. Nội dung 2: Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển và sâu bệnh hại chính ..... 27 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 28 2.3.1. Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên và tính chất đất tại các điểm nghiên cứu .... 28 i) Điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý ................................................................................. 28 ii) Tính chất đất............................................................................................................. 28 2.3.2. Đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của sâm Ngọc Linh tại các điểm di thực và nguyên vị .................................................................................................................... 29 i) Bố trí thí nghiệm ...................................................................................................... 29 ii) Chỉ tiêu theo dõi ....................................................................................................... 29 iii) Điều tra sâu bệnh hại ................................................................................................ 30 2.3.3. Đánh giá khả năng tích lũy hoạt chất của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu 31 i) Định lượng saponin tổng số ...................................................................................... 31 ii) Định lượng đồng thời 3 hoạt chất MR2, Rg1, Rb1: ................................................... 32 2.3.4. Xử lý số liệu ......................................................................................................... 32 Chương III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................33 3.1. Điều kiện tự nhiên và thổ nhưỡng của các điểm nghiên cứu .................................... 33 3.1.1. Điều kiện tự nhiên.................................................................................................. 33 i) Đặc điểm về vị trí địa lý và hệ thực vật ..................................................................... 33 ii) Đặc điểm về khí tượng, thủy văn tại các điểm nghiên cứu......................................... 34 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v • Độ ẩm ...........................................................................................................35 • Số giờ nắng ..................................................................................................36 • Lượng mưa ...................................................................................................36 • Nhiệt độ ........................................................................................................37 3.1.2. Đặc điểm thổ nhưỡng của điểm nghiên cứu ........................................................... 38 i) Thành phần cấp hạt................................................................................................... 38 ii) pHH2O và độ chua thủy phân ................................................................................... 38 iii) Hữu cơ tổng số ......................................................................................................... 39 iii) Đạm tổng số (Nts) .................................................................................................... 40 iv) Hàm lượng axit humic và axit fulvic, % .................................................................... 40 v) Hàm lượng lân dễ tiêu (Pdt) ...................................................................................... 42 vi) Hàm lượng kali tổng số (Kts) .................................................................................... 42 vii) Hàm lượng kali dễ tiêu ............................................................................................. 43 3.2. Đánh giá khả năng thích nghi của sâm Ngọc Linh tại các điểm di thực .................... 44 3.2.1. Khả năng sinh trưởng phát triển của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu ...... 44 i) Thời gian sinh trưởng của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu........................... 44 ii) Tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu................. 45 iii) Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu .......... 46 iv) Kích thước và khối lượng củ của sâm Ngọc Linh ...................................................... 50 3.2.2. Điều tra thành phần sâu bệnh hại trên sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu ... 52 i) Thành phần sâu và động vật gây hại trên sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu .... 52 ii) Thành phần bệnh hại chính trên sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu .................. 58 3.3. Đánh giá khả năng tích lũy hoạt chất của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................63 KẾT LUẬN..................................................................................................................... 63 KIẾN NGHỊ .................................................................................................................... 64 DANH MỤC TÀI LIỆU ĐÃ CÔNG BỐ..................................................................65 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................66 Tài liệu Tiếng Việt .......................................................................................................... 66 Tài liệu Tiếng Anh .......................................................................................................... 69 PHỤ LỤC ..................................................................................................................71 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi Phụ lục 1: Số liệu khí tượng tại các điểm nghiên cứu ....................................................... 71 Phụ lục 2: Các chỉ tiêu lý hóa học của các mẫu mùn núi tại điểm nghiên cứu................... 83 Phụ lục 3: Chiều cao cây trung bình ở các thời điểm theo dõi (tháng) .............................. 84 Phụ lục 4: Đường kính tán trung bình ở các thời điểm theo dõi (tháng) ............................ 84 Phụ lục 5: Xử lý thống kê bằng Irritstat 5.0...................................................................... 85 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC BẢNG Tên bảng Tt Bảng 1.1 Hàm lượng dinh dưỡng tiêu chuẩn trong lá sâm vùng Bắc Mỹ 1.2 Trang So sánh thành phần saponin (%) trong củ sâm Việt Nam và các loại sâm khác trên thế giới 1.3 19 Hàm lượng Ginsenoside trong sâm Ngọc Linh ở các độ tuổi khác nhau (đvt: mg/ml) 1.4 13 20 Khả năng tích lũy hoạt chất của sâm Ngọc Linh ở các điểm di thực tại Quảng Nam 23 3.1 Một số yếu tố khí tượng tại các điểm nghiên cứu 35 3.2 Thành phần cấp hạt của đất tại các điểm nghiên cứu, % 38 3.3 Tỷ lệ nảy mầm và tỷ lệ sống của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu 3.4 46 Kích thước và khối lượng củ sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu 51 3.5 Thành phần sâu và động vật hại trên sâm Ngọc Linh 53 3.6 Thành phần bệnh hại trên sâm Ngọc Linh 58 3.7 Đánh giá một số chỉ tiêu hoạt chất trong sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 61 Page viii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Tt Hình Tên hình Trang 1.1 Cấu tạo một số hợp chất chính trong sâm Ngọc Linh; 19 3.1 Diễn biến của nhiệt độ trung bình và lượng mưa tại các điểm nghiên cứu 37 3.2 pHH2O và ĐCTP (độ chua thủy phân) của các điểm nghiên cứu 39 3.3 Hàm lượng hữu cơ tại các điểm nghiên cứu 40 3.4 Hàm lượng Nts tại các điểm nghiên cứu 40 3.5 Hàm lượng axit humic và axit fulvic tại các điểm nghiên cứu 41 3.6 Hàm lượng Pts ở các điểm nghiên cứu 41 3.7 Hàm lượng Pdt của các điểm nghiên cứu 42 3.8 Hàm lượng Kts 42 3.9 Hàm lượng Kdt tại các điểm nghiên cứu 43 3.10 Hình ảnh cây sâm Ngọc Linh giai đoạn tàn lụi: a. cây chuẩn bị bước vào giai đoạn tàn lụi; b. lá rụng để lại vết sẹo trênthân ngầm; c. chồi mới xuất hiện 44 Thời gian sinh trưởng và ngủ nghỉ của sâm Ngọc Linh tại các điểm nghiên cứu 45 Hình thái lá của sâm Ngọc Linh trồng tại các điểm khác nhau: a. Tu Mơ Rông; b. Lạc Dương; c. Tam Đảo; d. Sa Pa 47 Bộ rễ của cây sâm tại các điểm nghiên cứu: a. Tu Mơ Rông, b. Lạc Dương; c. Tam Đảo; d. Sa Pa. 48 Cây sâm ở các giai đoạn sinh trưởng: a. mới nảy mầm; b. sau nảy mầm 2 tháng; c. sau nảy mầm 4 tháng 48 3.15 Chiều cao cây qua các thời điểm theo dõi 49 3.16 Đường kính tán qua các lần theo dõi 50 3.17 Củ sâm Ngọc Linh: a. củ giống 2 tuổi; b. củ sâm 4 tuổi dưới tán rừng Tam Đảo; c. củ sâm 4 tuổi dưới tán rừng Lạc Dương 50 Triệu chứng gây hại của sát sành (a) và chấu chấu (b) trên sâm Ngọc Linh 54 Dế mèn nâu lớn gây hại trên sâm Ngọc Linh: a. Dế mèn đào hang dưới gốc cây; b. Hình thái dế mèn trưởng thành 55 Triệu chứng gây hại (a) và sâu non bọ rùa 28 chấm (b) trên lá sâm Ngọc Linh 55 3.11 3.12 3.13 3.14 3.18 3.19 3.20 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ix 3.21 Triệu chứng (a) và sâu non bọ hung (b) gây hại trên sâm Ngọc Linh 56 3.22 Triệu chứng sâu cuốn lá gây hại trên sâm Ngọc Linh 56 3.23 Triệu chứng cây con sâm Ngọc Linh bị sâu xám cắn đứt ngang thân 57 3.24 Triệu chứng sên trần gây hại trên củ (a) và trên lá (b) sâm Ngọc Linh 57 3.25 Bệnh chết rạp cây trên sâm Ngọc Linh: a. Thân cây bị thối, gãy gục, lá vàng; b. Sợi nấm Rhizoctonia solani dưới kính hiển vi 59 Triệu chứng bệnh (a) và bào tử phân sinh của nấm Alternaria alternata (b) trên sâm Ngọc Linh 59 Triệu chứng bệnh gỉ sắt vàng (a) và bào tử hạ của nấm Puccinia sp. (b) trên sâm Ngọc Linh 60 3.26 3.27 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page x DANH MỤCKÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật CLA Carnation Leaf Agar cs Cộng sự CV Coefficient of Variation DĐVN Dược điển Việt Nam Dt Dễ tiêu HPCL High-performance thin-layer chromatography G-R Ginsenoside - R meq Miliequipvalent (mili đương lượng) mPDA Modified Potato Dextrose Agar M – R2 Majonoside R2 Lđl Li đương lượng 20(S) – ppt 20 (S) – protopanaxatriol 20 (S) – ppd 20 (S) - protopanaxadiol TLC Thin – layer chomatography Ts Tổng số TT Thuốc thử Tt Thứ tự VG - R Vina ginsenoside – R Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page xi MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Cây sâm Ngọc Linh là loài thân thảo, được biết đến chính thức đầu tiên ở Việt Nam vào ngày 18/3/1973 bởi dược sỹ Đào Kim Long, Nguyễn Châu Giang và Nguyễn Thị Lê ở đới độ cao 1.800m thuộc dãy Ngọc Linh và đặt tên là Panax articulatus Kim Long Đào (Phạm Hoàng Hộ, 1999). Đến năm 1985, tiến sĩ Hà Thị Dụng và giáo sư Grushvisky đã xác định đây là một loài nhân sâm mới và đặt tên khoa học là Panax vietnamensis Ha et Grushv., thường được gọi là sâm Việt Nam(Hà Thị Dụng và Grushvisky, 1985). Ngoài ra, còn có một số tên gọi khác là sâm khu năm (sâm K5), sâm trúc (sâm đốt trúc, trúc tiết nhân sâm), củ ngải, rọm con hay cây thuốc dấu của đồng bào dân tộc sống xung quanh chân núi Ngọc Linh (Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007). Không chỉ có ý nghĩa về sinh học, sâm Ngọc Linh còn được xác định là một cây thuốc quí, có giá trị sử dụng cao (Đỗ Tất Lợi, 1999; Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007). Hơn 30 năm qua, các nhà khoa học trong và ngoài nước đã chứng minh sâm Ngọc Linh là một trong những loại sâm quý hiếm và tốt nhất Thế giới hiện nay, bên cạnh nhân sâm, sâm Nhật và sâm Mỹ. Sâm Ngọc Linh có tác dụng như loại thuốc tăng lực, chống lão hóa, hồi dương, tăng cường sức đề kháng, chống độc tố và kích thích điều hòa cơ chế miễn dịch của cơ thể, ...(Nguyễn Thị Thu Hương và Phạm Thị Mỹ Loan, 2011). Đặc biệt, sâm Ngọc Linh có những tính năng mà sâm một số nước khác không có là tính kháng khuẩn, chống trầm cảm, hiệp lực tốt với thuốc kháng sinh, thuốc điều trị ung thư, ...(Nguyễn Thị Thu Hương, 2001; Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007). Trong nhiều thập kỷ qua, do sự săn lùng ráo riết của con người, từ chỗ có trữ lượng vài chục tấn trong tự nhiên (Nguyễn Thượng Dong và cs. 2007), đến nay sâm Ngọc Linh đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng, được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam, trở thành Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 đối tượng được ưu tiên bảo tồn và phát triển (Nguyễn Tiến Bân, 2007; Nguyễn Tập, 2007). Trong những năm gần đây, đã và đang có nhiều dự án được thực hiện nhằm bảo tồn và phát triển sâm Ngọc Linh tại các vùng nguyên thủy của nó. Tuy nhiên, với diện tích rừng tự nhiên tại các vùng trồng sâm đang bị suy giảm nghiêm trọng thì việc nghiên cứu di thực cây sâm Ngọc Linh sang những vùng có điều kiện sinh thái tương tự núi Ngọc Linh là biện pháp an toàn và nhiệm vụ quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển sâm Ngọc Linh trong tương lai. Từ thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Bước đầu nghiên cứu di thực sâm Ngọc Linh ở Việt Nam”. Đề tài này là một phần của đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu di thực sâm Ngọc Linh tại một số vùng sinh thái tương tự núi Ngọc Linh (mã số: KC.06.20/11-15) và học viên là một trong những thành viên thực hiện chính. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Bước đầu đánh giá được khả năng di thực của sâm Ngọc Linh ở Việt Nam 2.2. Mục tiêu cụ thể - So sánh điều kiện khí hậu và tính chất đất tại điểm nguyên vị và các điểm nghiên cứu - Sơ bộ đánh giá được tình hình sinh trưởng, phát triển và khả năng tích lũy hoạt chất (majonosid R2, Rg1, Rd1, saponin tổng số) của sâm Ngọc Linh tại điểm đối chứng và các điểm di thực. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Số liệu thuđược từ đề tài sẽ là nguồn tư liệu tham khảo cho những nghiên cứu tiếp theo về di thực sâm Ngọc Linh. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài sẽ xác định được khả năng di thực của sâm Ngọc Linh, làm căn cứ bảo tồn và phát triển sâm Ngọc Linh trong tương lai. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 4.1. Đối tượng Cây sâm Ngọc Linh 2 tuổi có nguồn gốc tại núi Ngọc Linh. 4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài (i) Vùng “nguyên thủy” sâm Ngọc Linh: huyện Tu Mơ Rông, tỉnh Kon Tum. (ii) Các vùng có điều kiện sinh thái tương tự núi Ngọc Linh: Lạc Dương (Lâm Đồng),Tam Đảo (Vĩnh Phúc),Sa Pa (Lào Cai). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3 Chương I. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1. Thành phần loài của chi nhân sâm (Panax L.), họ Araliaceae Chi nhân sâm (Panax L.) là một chi nhỏ trong họ Ngũ gia bì (Araliaceae) với 12 loài và dưới loài đã được phát hiện trên thế giới, trong đó phần lớn phân bố ở Châu Á, từ Đông – Bắc Á đến cận Himalaya và chỉ có 3 loài ở vùng Bắc Mỹ. Đặc biệt, tất cả những loài thuộc chi Panax đều có giá trị làm thuốc, một số loài của chi này đã trở thành những cây thuốc nổi tiếng, không chỉ trong phạm vi y học cổ truyền phương Đông mà trên toàn thế giới như nhân sâm (Panax ginseng C. A. Mey); sâm Mỹ (Panax quinquefolius L.) và tam thất (Panax notoginseng Chen) (Nguyễn Tập, 2005). Thành phần loài của chi Panax L. có nhiều thay đổi và được bổ sung theo kết quả nghiên cứu của các nhà thực vật học. Tanaka (1990) đã đề xuất xem xét lại phân loại bậc loài của chi Panax L., họ Araliaceae, không chỉ căn cứ vào hình thái mà cần chú ý tới cả thành phần hóa học, nhiễm sắc thể trong mối liên hệ với phân bố địa lý giữa các loài. Cho đến nay các tác giả khá thống nhất là trên thế giới chi Panax L. có 11 loài và 1 thứ (variete) là: nhân sâm (sâm Triều Tiên) (Panax ginseng C. A. Mey); giả nhân sâm (Panax pseudoginseng Wall.); tam thất (Panax notoginseng Chen); sâm Mỹ (Panax quinquefolius L.); sâm Nhật (Panax japonicus C. A. Mey); sâm lá hẹp (Panax wangianus S. C. Sun); sâm vũ diệp (Panax bipinnatifidus Seem); sâm vũ diệp lá hẹp (Panax bipinnatifidus var. angustifolius (Burk) Wen); tam thất hoang (Panax stipuleanatus Tsai et Feng); sâm gừng (Panax zingiberensis Wu et Feng); sâm ba lá (Panax trifoliatus L.) và sâm Việt Nam (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) (Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007). Tanaka (1990) căn cứ vào thành phần hóa học đã đề nghị phân chia các loài sâm thành hai nhóm: Nhóm 1: sâm Triều Tiên (Panax ginsengC. A. Mey), sâm Mỹ (Panax quinquefoliusL.), tam thất (Panax notoginsengChen), sâm Việt Nam (Panax Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4 vietnamensis Ha et Grushv.). Các cây này có rễ củ dạng cà rốt (trừ sâm Việt Nam) có thành phần hóa học và tác dụng dược lý tương đương nhân sâm. Nhóm 2: sâm Nhật (Panax japonicusC. A. Mey) và các Panax mọc hoang khác: Panax zingiberensis, Panax spituleatus và Panax bipinatifidus.... Đa số các cây này có thân rễ ngoằn ngoèo, thành phần hoá học và tác dụng dược lý không giống nhân sâm. 1.2. Hình thái thực vật của sâm Ngọc Linh Sâm Ngọc Linh là dạng cây thân thảo sống nhiều năm, thân mọc thẳng đứng, màu xanh hoặc hơi tím, đường kính 5 – 8mm, cao khoảng 40 – 60cm, củ nạc, đường kính 1 – 3,5cm. Lá kép hình chân vịt, mọc ở đỉnh thân. Cuống lá kép dài 2 - 12 cm. Mỗi lá kép thường có 5 lá chét hình trứng ngược, hình mác hoặc bầu dục, mép lá hình răng cưa, đầu lá nhọn. Phiến lá màu xanh lục, mỏng, mặt trên lá có nhiều lông cứng (Hà Thị Dụng và Grushvitzky, 1985). Cụm hoa thường xuất hiện ở cây có 3 lá kép trở lên, mọc thành tán đơn ở ngọn thân, có cuống dài, hoa nhiều màu lục vàng, khoảng 50 – 120 hoa. Đài có 5 răng dài, nhị 5, chỉ nhị hình sợi, bầu thượng, 1 ô. Có hai dạng cụm hoa là cụm hoa dạng hình cầu và cụm hoa có tán thưa dạng elip (Phan Văn Đệ và cs., 1987). Hoa có đường kính 3 – 4mm, gồm 5 lá đài hợp thành hình chuông, trên chia thành 5 răng nhỏ, hình tam giác, 5 cánh hoa, 5 nhị màu trắng, dài 1,5 2mm. Bao phấn hình xoan, đính lưng, đĩa hoa hơi lồi. Bầu cao 1- 1,5mm, có 2 lá noãn, nhưng thường chỉ có 1 lá noãn phát triển. Hoa thường nở vào buổi sáng và nở từ ngoài vào trong, từ dưới lên trên. Quả mọng, khi chín màu đỏ tươi, có chấm đen ở đỉnh quả, đôi khi có quả chín không có chấm đen. Hạt màu trắng hay vàng nhạt, dài 6 – 8mm, rộng 5 6mm, dày 2mm, bề mặt có nhiều chỗ lồi lõm (Hà Thị Dụng và Grushvitzky, 1985) 1.3. Đặc điểm sinh học của sâm Ngọc Linh Cây nảy mầm từ hạt, trong 2 năm đầu (cây 1 – 2 tuổi) chỉ có 1 lá kép mang 5 lá chét, sang năm thứ 3 cây bắt đầu có 2 lá kép, năm thứ 4 cây có 3 lá Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5 kép, sang năm thứ 5 thì cây trưởng thành. Thông thường ở cây trưởng thành có từ 3 – 5 lá kép. Cây tàn lụi vào tháng 10 – 12hàng năm, toàn bộ phần thân lá trên mặt đất tàn lụi để lại vết sẹo trên thân củ và mầm mới sẽ mọc lại vào tháng 1 – 3 năm sau. Đối với cây từ 3 – 4 tuổi trở lên, sau 1 – 2 tháng lá non đã gần đạt đến độ trưởng thành và bắt đầu phân hóa mầm hoa ở đỉnh ngọn. Cây bắt đầu nở hoa vào khoảng tháng 4 – 5 hàng năm. Trong điều kiện mưa sớm và mưa nhiều thì hoa có thể nở sớm hơn vào khoảng cuối tháng 3. Mỗi thân thường có 1 hoa. Trong quá trình ra hoa phần thân tiếp tục phát triển để đạt được kích thước trưởng thành. Giai đoạn quả xanh kéo dài 3 – 4 tháng, đến cuối tháng 7 đầu tháng 8 là thời kỳ quả chín. Quả chín rộ vào khoảng cuối tháng 8, đôi khi quả chín muộn đến tháng 10. Sau khi quả chín thì cây bắt đầu tàn lụi. Tỷ lệ tàn lụi phụ thuộc vào tuổi cây. Cây 2 – 4 tuổi tỷ lệ tàn lụi từ 70 – 90%, tỷ lệ này giảm xuống đối với cây từ 5 tuổi trở lên (khoảng 50 – 60%) (Lê Thanh Sơn, 2007). 1.4. Phân bố của sâm Ngọc Linh Sâm Ngọc Linh phân bố trên vùng sinh thái hẹp, xung quanh đỉnh núi Ngọc Linh, dưới các tán rừng nguyên sinh thuộc địa phận 9 xã của 3 huyện là Trà My của Quảng Nam, Đắk Glei và Tu Mơ Rông của Kon Tum. Vùng sinh trưởng và phát triển của sâm Ngọc Linh nằm hoàn toàn trên dãy núi Ngọc Linh, có tọa độ địa lý trong khoảng từ 14o44’ đến 15o13’ vĩ độ Bắc và từ 107o45’ đến 108o10’ kinh độ Đông, đây cũng là giới hạn xa nhất về phía Nam (trong khoảng 15o vĩ độ Bắc) của bản đồ phân bố chi Panax L. trên thế giới (Viện Dược liệu, 2005). Đến nay, sâm Ngọc Linh được xem là loài sâm duy nhất trên thế giới còn tồn tại ở khu vực khí hậu nhiệt đới. Đây chính là một điểm đặc biệt tạo ra đặc trưng riêng của sâm Ngọc Linh (Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6 1.5. Đặc điểm tự nhiên của vùng trồng sâm Ngọc Linh Phân bố của sâm Ngọc Linh có liên quan mật thiết đến các yếu tố tự nhiên như: độ cao, khí hậu, thổ nhưỡng, thảm thực vật che phủ,… xung quanh đỉnh Ngọc Linh (Viện Dược liệu, 2005). 1.5.1. Đặc điểm về địa hình Theo nhiều tài liệu nghiên cứu, những điểm có sâm Ngọc Linh mọc tự nhiên đều ở độ cao từ 1.500 - 2.200 m (tập trung chủ yếu ở độ cao 1.800 2.000 m) (Viện Dược liệu, 2005; Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). Cho đến nay, về giới hạn cũng như mức độ phân bố của loài sâm này ở núi Ngọc Linh đã có nhiều thay đổi (Viện Dược liệu, 2005). 1.5.2. Đặc điểm về khí hậu Ngọc Linh là dãy núi cao nhất miền Trung Việt Nam. Điều kiện khí hậu của vùng này có những đặc điểm khác biệt rất lớn so với các vùng xung quanh như: lượng mưa lớn, độ ẩm cao, lượng bốc hơi thấp, nhiệt độ thấp....(Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009) (i) Lượng mưa: Vùng trồng sâm Ngọc Linh có tổng lượng mưa trung bình năm đạt từ 2.600 - 3.200 mm. Lượng mưa trong năm tập trung chủ yếu từ tháng 6 đến tháng 9, lượng mưa chiếm khoảng 65 - 70 % tổng lượng mưa cả năm. Các tháng có lượng mưa thấp nhất là tháng 12, tháng 1, tháng 2 (Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). (ii) Nhiệt độ Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất khoảng 20oC và tổng lượng nhiệt cả năm dưới 7.500oC. Nhiệt độ tại khu vực phía Tây Nam cao hơn khu vực Đông Bắc, phổ biến từ 2 – 4oC. Nhiệt độ không khí thấp nhất vào tháng 12, tháng 1, cao nhất vào tháng 4, tháng 5. Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 15,0 18,5oC. Từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau có nhiệt độ thấp nhất, trung bình khoảng 8 - 11oC. Tháng 4, tháng 5 có nhiệt độ cao nhất, trung bình khoảng 22 – 23oC (Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). (iii) Độẩm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7 Độẩm tại vùng trồng sâm cao hơn các vùng khác, với độẩm trung bình hàng năm đạt từ 86 - 87 %, tháng cao nhất (tháng 8) đạt 94 - 95 %. Độẩm cực đại thường xuất hiện từ tháng 7 đến tháng 9, khoảng từ 89 - 94 % và độẩm cực tiểu thường xuất hiện từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, nhưng thấp nhấttừ tháng 2 đến tháng 4, khoảng từ 77 - 82 % (Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). (iv) Lượng bốc hơi Vùng trồng sâm lượng bốc hơi thấp hơn so với các vùng khác trong tỉnh. Tổng lượng bốc hơi trung bình năm từ 670 - 770 mm. Lượng bốc hơi có xu hướng giảm dần theo hướng Đông - Tây và Nam - Bắc. Giá trị cực đại của lượng bốc hơi vào tháng 3 và tháng 4 (trung bình đạt 85 mm) và cực tiểu vào tháng 8 (trung bình 40 mm) (Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). 1.5.3. Đặc điểm về thổ nhưỡng Vùng trồng sâm Ngọc Linh có pHH2O thấp (3,8 – 4,4), hàm lượng mùn cao, hầu hết được tạo thành do lá cây mục lâu ngày nên có màu nâu đen, tơi xốp. Theo hệ phân loại Việt Nam, đây là đất mùn vàng đỏ trên núi cao, còn theo phân loại của FAO-UNESCO-WRB thì đây là đất xám giàu mùn (Humic Acrisols). Đây là loại đất có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng phù hợp với yêu cầu và đặc tính sinh thái của cây sâm Ngọc Linh, đặc biệt là hàm lượng hữu cơ cao (11,02 - 14,08% OM, tương ứng 6,39 - 8,16% OC), tầng thảm mục dày (từ 18 – 20cm). Hàm lượng đạm tổng số tầng mặt rất giàu (0,33 0,50% N). Đất nghèo lân dễ tiêu trong khi kali dễ tiêu đạt mức trung bình đến khá (Viện Thổ nhưỡng nông hóa, 2009). 1.5.4. Đặc điểm về hệ thực vật Sâm Ngọc Linh là loại cây thân thảo ưa ẩm và ưa bóng, thường phân bố rải rác hoặc tập trung thành từng đám nhỏ dưới tán rừng kín thường xanh lá rộng, đôi khi xen cả cây lá kim, độ tàn che 80% hoặc hơn (Lê Thanh Sơn và Nguyễn Tập, 2006). Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8 Năm 1987, Trung tâm Sâm thành phố Hồ Chí Minh khi tiến hành điều tra hệ thực vật trên vùng núi Ngọc Linh, nơi có sâm Ngọc Linh phân bố đã phân chia hệ thực vật ở đây thành 3 sinh tầng: Sinh tầng đại mộc: Gồm 22 họ, trong đó các cây thuộc họ dẻ (Fagaceae) chiếm ưu thế về số loài và số cá thể. Phần lớn các loài này là thành phần quan trọng trong sinh tầng đại mộc. Ngoài ra còn có các loài tùng, bách phân bố rải rác như Pinus khasiana, Cephalotaxus sp…. Sinh tầng trung mộc và cây bụi: Gồm 20 họ, trong đó họ nhân sâm khá đa dạng về số loài. Ngoài ra, họ dương xỉ cũng là thành phần ưu thế của sinh tầng cây bụi gồm các loài dạng mộc như Cibotium, Cyathea, …. Sinh tầng cỏ: Thành phần trên mặt đất rất phong phú bao gồm các loài cây của 29 họ thực vật, trong đó sâm Ngọc Linh là loài quan trọng được tìm thấy ở sinh tầng này. Ngoài ra còn có 13 loài chưa từng được mô tả trong bộ Thực vật chí Đông Dương, 14 loài mới và 27 loài được ghi nhận thêm địa điểm phân bố mới. “Với sự đa dạng về thành phần thực vật đã phát hiện cho thấy vùng núi Ngọc Linh có thể là điểm hội tụ của nhiều luồng di trú khác nhau từ phía bắc, Himalaya và từ phía nam. Ngoài ra đây cũng là vùng mà họ nhân sâm phát triển mạnh với số loài và số cá thể phong phú” (Nguyễn Thượng Dong và cs., 2007) Hệ thực vật ở vùng núi Ngọc Linh là sự phân bố hoàn hảo của các họ thực vật cho cây sâm Ngọc Linh sinh trưởng và phát triển. Nhờ có tán rừng mà cây sâm Ngọc Linh được bảo vệ khỏi mưa, bão, ánh sáng trực xạ, .… Ngoài ra lá cây rừng cũng là nguồn cung cấp mùn cho cây sâm sinh trưởng (Lê Thanh Sơn và Nguyễn Tập, 2006). 1.6. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật trồng sâm Ngọc Linh 1.6.1. Kết quả nghiên cứu trong nước Sâm Ngọc Linh được phát hiện từ rất lâu, tuy nhiên các nghiên cứu tập trung nhiều vào nhân giống, bảo tồn, lưu giữ, đánh giá thành phần hóa học, tác dụng dược lý, mà ít đề cập đến kỹ thuật trồng sâm. Đến nay mới chỉ có 2 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9