Cây hồ tiêu (Piper nigrum L.) hay còn gọi là cây tiêu thuộc họ hồ tiêu (Piperaceae), là cây trồng chủ lực của nước ta, với diện tích khoảng hơn 130 nghìn ha, tập trung chủ yếu ở vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên do điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng phù hợp. Chiếm hơn 40% về sản lượng và gần 60% về thị phần xuất khẩu hồ tiêu của thế giới, Việt Nam luôn giữ vị thế số một thế giới về sản xuất và xuất khẩu hồ tiêu (Hoàng Hiệp, 2021). Mặc dù có lợi thế lớn so với nhiều nước sản xuất hồ tiêu trên thế giới, sản xuất hồ tiêu hiện nay ở nước ta chưa thật sự bền vững do nhiều nguyên nhân, trong đó chất lượng cây giống không đảm bảo là một trong những yếu tố gây nhiều trở ngại.

Trong tự nhiên cây hồ tiêu có thể được nhân giống bằng hạt hoặc giâm hom từ cành thân, cành lươn và cành quả. Các phương pháp nhân giống truyền thống này thường có hệ số nhân giống thấp, thời gian dài, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, cây giống có thể mang các mầm bệnh và không đồng nhất về mặt di truyền nếu nhân bằng hạt (Meng và cs. 2021). Để khắc phục các hạn chế này, phương pháp nhân giống in vitro là một giải pháp hiệu quả vì cho hệ số nhân giống cao, cây giống tạo ra hoàn toàn sạch bệnh, đồng nhất về kiểu hình và có thể sản xuất được ở quy mô lớn (Gupta và cs., 1991). Kể từ nghiên cứu đầu tiên công bố vào năm 1984 (Mathew và cs., 1984), đã có rất nhiều báo cáo về việc sản xuất thành công cây hồ tiêu in vitro từ các vật liệu ban đầu khác nhau (Philip và cs., 1992; Chandrasekara và cs., 2011; Hussain và cs., 2011; Babu và cs., 2016; Khan và cs., 2017; Nguyễn Thi Mai và cs., 2020). Tuy nhiên, các nghiên cứu về kỹ thuật trồng và chăm sóc cây hồ tiêu in vitro ở giai đoạn vườn ươm lại rất hạn chế với chỉ hai báo cáo duy nhất. Cụ thể, Verma (2019) thực hiện thí nghiệm chuyển cây hồ tiêu in vitro giống Sri Lanka ra trồng ở điều kiện vườn ươm trên giá thể đất: vercumite, cho tỷ lệ cây sống đạt 68%. Meng và cs. (2021) sử dụng đất bùn: đất cát: xơ dừa (1:1:2) làm giá thể tiếp nhận cây hồ tiêu in vitro với tỷ lệ cây sống đạt 89,6%. Cũng theo hai nghiên cứu này, các cây hồ tiêu in vitro cần được ươm trong nhà lưới 7-10 tháng mới đạt tiêu chuẩn xuất vườn.

Những năm gần đây, nhóm nghiên cứu chúng tôi đã xây dựng thành công quy trình nhân nhanh in vitro cây hồ tiêu Vĩnh Linh giai đoạn phòng thí nghiệm, cho hệ số nhân giống cao, các cây con in vitro sinh trưởng, phát triển tốt, sạch bệnh và đồng nhất về mặt di truyền (Nguyễn Thị Mai và cs., 2020). Nghiên cứu này được tiến hành nhằm xây dựng quy trình kỹ thuật sau giai đoạn in vitro cho cây hồ tiêu Vĩnh Linh, góp phần hoàn thiện quy trình vi nhân giống cây hồ tiêu chất lượng cao. Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ sống và khả năng sinh trưởng của cây hồ tiêu được khảo sát trong nghiên cứu gồm biện pháp huấn luyện cây trước khi đưa ra trồng ở vườn ươm, khối lượng cây ban đầu, giá thể trồng cây và bổ sung dinh dưỡng cho cây thông qua phân bón.

Kết quả của nghiên cho thấy việc huấn luyện cây trong vườn ươm để cây làm quen dần với môi trường tự nhiên bên ngoài trước khi tách khỏi điều kiện in vitro cho hiệu quả tích cực đến tỷ lệ sống và khả năng sinh trưởng của cây hồ tiêu. Cụ thể, cây in vitro trồng trực tiếp vào giá thể không qua giai đoạn huấn luyện sau 4 tuần cho tỷ lệ cây sống (32,80%), chiều cao cây gia tăng (0,2 cm) và số lá mới (1,03) thấp, chiều dài (2,37 cm) và chiều rộng lá (1,53 cm) nhỏ, rễ ngắn (2,91 cm). Tỷ lệ cây sống (91,97%) và các chỉ tiêu tăng trưởng đạt cao nhất ghi nhận được ở công thức huấn luyện cây trong 14 ngày. Ở công thức huấn luyện cây trong 7 ngày hoặc trong thời gian dài từ 21-30 ngày cho tỷ lệ cây sống (42,60-72,93%), chiều cao cây gia tăng (0,33-0,56 cm), chiều dài rễ (3,64-4,28 cm) thấp hơn so với công thức huấn luyện cây trong 14 ngày mặc dù vẫn cho kết quả tốt hơn đối chứng. Mặt khác, tỷ lệ cây sống và tốc độ sinh trưởng của cây tăng tỷ lệ thuận với khối lượng cây ban đầu. Các cây có khối lượng nhỏ, 0,4-0,6 g/cây, khi trồng ra vườn ươm cho tỷ lệ sống (76,30%), chiều cao cây gia tăng (0,43 cm), số lá mới (1,23 lá), chiều dài rễ (4,03 cm), chiều dài lá (2,53 cm) và chiều rộng lá (1,23 cm) đạt được thấp nhất. Cây hồ tiêu in vitro có khối lượng 0,7-0,9 g/cây khi trồng ở vườn ươm cho tỷ lệ cây sống cao (90,37%), các chỉ tiêu sinh trưởng tốt nhưng không có sự sai khác có ý nghĩa thống kê so với những cây có khối lượng lớn hơn từ 1,0-1,2 g/cây. Khi sử dụng giá thể bầu ươm cây với thành phần 100% đất đỏ bazan cho tỷ lệ cây hồ tiêu in vitro sống (43,81%) cũng như các chỉ tiêu về sinh trưởng của cây là thấp nhất. Bổ sung các thành phần chất độn bầu như phân bò, xơ dừa, trấu hun đã làm tăng tỷ lệ sống của cây hồ tiêu in vitro, dao động từ 64,54-86,72%, đồng thời sự gia tăng về chiều cao, số lá, chiều dài và chiều rộng lá, chiều dài rễ cũng cao hơn. Trong các giá thể khảo sát, giá thể bầu ươm gồm đất đỏ bazan: phân bò: xơ dừa: trấu hun (5:2:2:1) cho tỷ lệ cây sống (86,72%), chiều cao cây gia tăng (2,93 cm), số lá mới (2,59 lá/cây), chiều dài lá (5,4 cm), chiều rộng lá (3,25 cm) và chiều dài rễ (8,95 cm) đạt cao nhất. Mặt khác, các cây trồng trên giá thể này phát triển tốt, cây cao, lá to, dày và có màu xanh đậm (Hình 1). Điều này có thể giải thích là do xơ dừa và trấu hun tạo nên độ thông thoáng cho giá thể, giúp cây hút nước và dinh dưỡng thuận lợi, phân bò hoai mục bổ sung độ mùn và dinh dưỡng trong khi trấu hun giúp cây hạn chế được nấm bệnh.

leftcenterrightdel
Hình 1. Cây hồ tiêu in vitro trên các giá thể bầu ươm sau 8 tuần. 

Thời gian sinh trưởng của cây hồ tiêu in vitro trong bầu ươm trước khi xuất vườn khá dài, nên nhu cầu dinh dưỡng của cây là rất cao. Phân Nupe phát triển bởi Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên là một sản phẩm phân bón lá chuyên dùng cho cây hồ tiêu. Tuy nhiên, khi chỉ sử dụng phân bón lá Nupe 0,2%, cây tăng thêm chiều cao 7,96 cm và 4,23 lá mới, chiều dài và chiều rộng lá đạt tương ứng 4,1 cm và 3,5 cm, chiều dài rễ đạt 9,07 cm sau 20 tuần. Bổ sung phân bón NPK (16:16:8) đã làm tăng đáng kể các chỉ số về tăng trưởng của cây hồ tiêu in vitro trong bầu ươm. Cụ thể, chiều cao cây tăng thêm dao động từ 9,67-17,60 cm, số lá mới đạt từ 3,87-5,93 lá, chiều dài và chiều rộng lá lần lượt là 8,67-11,2 cm và 5,90-7,77 cm, chiều dài rễ đạt 16,81-19,73 cm. Các chỉ tiêu tăng trưởng đạt cao nhất ở công thức bón phân NPK 0,2% và NPK 0,3%. Chỉ số hàm lượng chất diệp lục ghi nhận ở lá cây hồ tiêu được bón bổ sung phân NPK cao gấp 1,8-2,8 lần so với công thức đối chứng chỉ bón phân Nupe 0,2%. Trong các công thức bón phân NPK, chỉ số hàm lượng chất diệp lục trong lá cây hồ tiêu đạt cao nhất ở công thức bón NPK 0,2% và NPK 0,3% (45,93 và 44,92), theo sau là công thức bón NPK 0,1% (41,40) và thấp nhất là công thức bón NPK 0,4% (29,80). Mặt khác, hai chỉ tiêu phản ánh khả năng tích luỹ hợp chất hữu cơ gồm khối lượng tươi và khối lượng khô của cây hồ tiêu khi được bón bổ sung NPK cao hơn so với công thức đối chứng cũng phản ánh đúng sự tăng trưởng của cây và hàm lượng chất diệp lục trong lá. Công thức bón bổ sung NPK 0,2% và NPK 0,3% cho khối lượng tươi (8,50 và 8,30 g/cây) và khối lượng khô (0,72 và 0,69 g/cây) đạt được cao nhất, trong khi đó ở công thức đối chứng, hai chỉ số này đạt được thấp nhất, tương ứng 3,44 g/cây và 0,25 g/cây. Về mặt hình thái, cây hồ tiêu ở công thức đối chứng sinh trưởng chậm, cây nhỏ, lá bé, mỏng, có màu xanh nhạt hoặc hơi vàng, trong khi đó cây hồ tiêu ở các công thức bổ sung NPK phát triển mạnh, cây lớn, lá to, dày và có màu xanh đậm (Hình 2).

leftcenterrightdel
 Hình 2. Cây hồ tiêu in vitro sau 12 tuần trong bầu ươm ở các công thức bón phân khác nhau.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.      Babu K.N., Divakaran M., Yamuna G., Ravindran P.N., Peter K.V. (2016), “Protocols for improvement of black pepper (Piper nigrum L.) utilizing biotechnological tools”, Springer Science and Business Media, New York, pp. 367-385.

2.      Chandrasekara A.P.G.B., Yapabandara Y.M.H.B., Weerasinghe P.A. (2011), “In vitro propagation of locally selected black pepper (Piper nigrum L.)”, Research symposium, Faculty of Agriculture, Rajarata University of Sri Lanka.

3.      Gupta P.K., Timmis R., Mascarenhas A.F. (1991), “Field performance of micropropagated forestry species”, In Vitro Cellular and Developmental Biology Plant, 27:159-64. Hussain L., Naz S., Nazir H., Shinwari Z.K. (2011), “Tissue culture of black pepper (Piper nigrum L.) in Pakistan”, Pakistan Journal of Botany, 43(2): 1069-1078.

4.      Hoàng Hiệp (2021), “Báo cáo thị trường hồ tiêu quý II năm 2021”, Vietnambiz.

5.      Hussain L., Naz S., Nazir H., Shinwari Z.K. (2011), “Tissue culture of black pepper (Piper nigrum L.) in Pakistan”, Pakistan Journal of Botany, 43(2): 1069-1078.

6.      Khan S., Banu T.A., Islam M., Habib A., Ferdousi A., Das N., Akter S. (2017), “In vitro regeneration of Piper nigrum L.”, Bangladesh Journal of Botany, 46(2): 789-793.

7.      Mathews V.H., Rao P.S. (1984), “In vitro responses of black pepper (Piper nigrum)”, Current Science, 53:183-186.

8.      Meng X., Wang Y., Watson A.G. (2021), “In vitro derived black pepper plants used to establish a plantation”, Journal of Horticulture, 21(8).

9.      Nguyễn Thị Mai, Nguyễn Thị Thúy Ngọc, Trần Thị Hoàng Anh, Trương Văn Tân, Chu Thị Phương Loan, Nguyễn Thị Thu Thủy (2020), “Xây dựng quy trình nhân giống cây hồ tiêu sạch bệnh bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 3(112), 9-14. 

10.  Philip J., Joseph D., Triggs G.S., Dickinson N.M. (1992), “Micropropagation of Black pepper (Piper nigrum Linn.) through shoot tip cultures”, Plant Cell Reports 12: 41-44.

11.  Verma V.M. (2019), “Black pepper: Health benefits, in vitro multiplication, and commercial cultivation”, Medicinal Plants, 111-127.