Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu một số cơ sở khoa học trồng rừng Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) ở các tỉnh phía Bắc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:185

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của Luận án nhằm xác định được một số đặc điểm sinh học của loài Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc (đặc điểm phân bố, sinh thái; cấu trúc, tái sinh; mối quan hệ của Xoan đào với các loài trong rừng tự nhiên). Xác định được giống có triển vọng, kỹ thuật nhân giống và trồng rừng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu một số cơ sở khoa học trồng rừng Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) ở các tỉnh phía Bắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ……………o0o……………. NGUYỄN TRỌNG ĐIỂN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CƠ SỞ KHOA HỌC TRỒNG RỪNG XOAN ĐÀO (Prunus arborea (Blume) Kalkman) Ở CÁC TỈNH PHÍA BẮC LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI - 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ……………o0o……………. NGUYỄN TRỌNG ĐIỂN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CƠ SỞ KHOA HỌC TRỒNG RỪNG XOAN ĐÀO (Prunus arborea (Blume) Kalkman) Ở CÁC TỈNH PHÍA BẮC Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 9 62 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Văn Thắng PGS.TS. Hà Thị Mừng HÀ NỘI - 2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do bản thân tôi thực hiện trong thời gian từ năm 2017 đến năm 2021. Một số nội dung nghiên cứu của luận án có sử dụng các số liệu nghiên cứu của Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, trong đó tác giả là cộng tác viên chính, trực tiếp tham gia điều tra, bố trí thí nghiệm, thu thập và xử lý số liệu liên quan đến các nội dung nghiên cứu của luận án. Các tài liệu, số liệu thí nghiệm đã được chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên chính tham gia thực hiện đề tài đồng ý cho sử dụng vào nội dung của luận án. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./. Hà Nội, tháng 3 năm 2021 Nghiên cứu sinh
ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i MỤC LỤC .................................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT .................................................. iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................v DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ viii PHẦN MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................5 1.1. Trên thế giới .....................................................................................................5 1.1.1. Nghiên cứu về trồng rừng bằng cây bản địa ............................................5 1.1.2. Nghiên cứu về cây Xoan đào ..................................................................10 1.2. Ở Việt Nam ....................................................................................................13 1.2.1. Nghiên cứu về trồng rừng bằng cây bản địa ..........................................13 1.2.2. Nghiên cứu về cây Xoan đào ..................................................................17 1.3. Nhận xét và đánh giá chung ...........................................................................28 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................30 2.1. Nội dung nghiên cứu......................................................................................30 2.1.1. Nghiên cứu đặc điểm phân bố, sinh thái và lâm học của loài Xoan đào....30 2.1.2. Chọn lọc cây trội, khảo nghiệm xuất xứ và hậu thế Xoan đào...............30 2.1.3. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoan đào từ hạt ..................................30 2.1.4. Nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng Xoan đào .............................................30 2.1.5. Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng rừng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc....31 2.2. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................31 2.2.1. Quan điểm và cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu .....................................31 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể .............................................................33 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................52 3.1. Đặc điểm phân bố, sinh thái và lâm học của loài Xoan đào ..........................52 3.1.1. Đặc điểm phân bố, khí hậu, đất đai khu vực có Xoan đào phân bố.......52 3.1.2. Đặc điểm cấu trúc tầng cây cao .............................................................57 3.1.3. Đặc điểm cấu trúc tầng cây tái sinh .................................................... 137 3.1.4. Mối quan hệ của Xoan đào với các loài trong lâm phần .................... 147
iii 3.2. Kết quả nghiên cứu chọn lọc cây trội và khảo nghiệm hậu thế Xoan đào ...... 154 3.2.1. Chọn lọc cây trội Xoan đào ................................................................. 154 3.2.2. Khảo nghiệm xuất xứ và hậu thế Xoan đào ......................................... 158 3.3. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoan đào từ hạt ......................... 162 3.3.1. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lý hạt giống Xoan đào ................... 162 3.3.2. Nghiên cứu kỹ thuật bảo quản hạt Xoan đào ...................................... 166 3.3.3. Kỹ thuật xử lý hạt tới tỷ lệ nảy mầm của hạt Xoan đào ...................... 168 3.3.4. Ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu tới tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con giai đoạn vườn ươm ................................................................................ 170 3.3.5. Ảnh hưởng của thời điểm cấy cây vào bầu đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con Xoan đào trong giai đoạn vườn ươm ........................................ 173 3.3.6. Ảnh hưởng của phun thuốc phòng trừ sâu bệnh đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con trong giai đoạn vườn ươm ............................................. 176 3.4. Kết quả nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng Xoan đào..................................... 178 3.4.1. Khả năng tích lũy dinh dưỡng khoáng của Xoan đào ......................... 178 3.4.2. Ảnh hưởng của bón thúc phân đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của Xoan đào ................................................................................................................. 183 3.4.3. Ảnh hưởng của phương thức trồng đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của Xoan đào ........................................................................................................ 187 3.4.4. Ảnh hưởng của mật độ đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của Xoan đào.. 192 3.5. Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng rừng Xoan đào cung cấp gỗ lớn ở một số tỉnh phía Bắc ............................................................................................................. 194 3.5.1. Thu hái, chế biến, bảo quản hạt giống ................................................ 194 3.5.2. Nhân giống .......................................................................................... 195 3.5.3. Kỹ thuật trồng rừng Xoan đào............................................................. 196 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 198 1. Kết luận .......................................................................................................... 198 2. Tồn tại ............................................................................................................ 200 3. Kiến nghị........................................................................................................ 201 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ....................... 202 LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN................................................................................ 202 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................Error! Bookmark not defined.
iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TT Viết tắt Nghĩa đầy đủ 1 ANOVA Phương pháp phân tích phương sai 2 Bộ NN&PTNT Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn 3 CT Công thức 4 CTTN Công thức thí nghiệm 5 Do Đường kính gốc 6 D1.3 (cm) Đường kính thân cây ở vị trí ngang ngực 7 Dt (m) Đường kính tán 8 Hvn (m) Chiều cao cây vút ngọn 9 KHCN Khoa học Công nghệ 10 KHLN Khoa học Lâm nghiệp 11 KHTV Khí hậu thuỷ văn 12 LSNG Lâm sản ngoài gỗ 13 LPB Lượng phân bón 14 n Dung lượng mẫu 15 N/ha Mật độ cây trên ha (10.000m2) 16 NPK Đạm, Lân, Kali 17 ÔDB Ô dạng bản 18 ÔTC Ô tiêu chuẩn 19 PC Phẩm chất 20 SV Vi sinh 21 TBKT Tiến bộ kỹ thuật 22 TCN Tiêu chuẩn ngành 23 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 24 TLS (%) Tỷ lệ sống 25 XĐ Xoan đào
v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Điểm đánh giá mức độ sâu, bệnh hại cây con Xoan đào trong các công thức thí nghiệm phun thuốc ............................................................................................... 44 Bảng 2.2: Các thí nghiệm bón phân cho Xoan đào tại Bát Xát, Lào Cai ................. 46 Bảng 3.1: Một số đặc điểm khí hậu nơi có Xoan đào phân bố ở một số tỉnh phía Bắc ................................................................................................................................... 53 Bảng 3.2: Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của các trạng thái rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố ............................................................................................................... 58 ở các tỉnh nghiên cứu ................................................................................................ 58 Bảng 3.3: Mật độ và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây Xoan đào trong các trạng thái rừng tự nhiên ở các tỉnh nghiên cứu........................................................................131 Bảng 3.4. Tổ thành tầng cây cao rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố ở các tỉnh nghiên cứu ...........................................................................................................................133 Bảng 3.5: Phân cấp vị thế tán cây Xoan đào ở các trạng thái rừng tự nhiên tại các khu vực nghiên cứu ........................................................................................................136 Bảng 3.6: Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố ở khu vực nghiên cứu .............................138 Bảng 3.7: Mật độ và một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây Xoan đào tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở khu vực nghiên cứu .......................................................140 Bảng 3.8: Tổ thành tầng cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố ở khu vực nghiên cứu ................................................................................142 Bảng 3.9: Phân cấp chiều cao cây tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố ở 4 tỉnh điều tra ...................................................................................144 Bảng 3.10: Phân cấp chiều cao cây Xoan đào tái sinh trong các trạng thái rừng tự nhiên ở các khu vực nghiên cứu..............................................................................145 Bảng 3.11: Tổng hợp mối quan hệ của Xoan đào với các loài cây gỗ trong các trạng thái rừng ở từng tỉnh điều tra...................................................................................148 Bảng 3.12: Tổng hợp mối quan hệ của Xoan đào với các loài cây gỗ....................149 trong từng trạng thái rừng ở cả bốn tỉnh điều tra ....................................................149
vi Bảng 3.13: Các loài có quan hệ độc lập với Xoan đào trong từng ô tiêu chuẩn theo từng trạng thái trong khu vực nghiên cứu ...............................................................150 Bảng 3.14: Các loài có quan hệ dương ở mức trung bình với Xoan đào trong từng OTC theo các trạng thái trong khu vực nghiên cứu ................................................152 Bảng 3.15: Số lượng cây trội Xoan đào đã chọn lọc được của từng xuất xứ .........154 Bảng 3.16. Tỷ lệ sống và sinh trưởng của 6 xuất xứ Xoan đào sau 17 tháng trồng khảo nghiệm tại Bảo Thắng, Lào Cai. .............................................................................158 Bảng 3.17. Tỷ lệ sống và sinh trưởng của các gia đình Xoan đào có triển vọng của 3 xuất xứ tốt nhất sau 17 tháng trồng khảo nghiệm tại Bảo Thắng, Lào Cai. ...........160 Bảng 3.18: Kích thước, khối lượng và số lượng quả, hạt Xoan đào .......................162 (Số liệu tính trung bình theo dõi trong 2 năm 2017, 2018) .....................................162 Bảng 3.19: Độ ẩm ban đầu của hạt Xoan đào ở 2 vùng nghiên cứu .......................164 Bảng 3.20: Tỷ lệ nảy mầm và thế nảy mầm của hạt Xoan đào ở độ ẩm ban đầu ...165 Bảng 3.21: Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản đến tỷ lệ nảy mầm của hạt Xoan đào sau các thời gian bảo quản................................................................................167 Bảng 3.22: Ảnh hưởng của biện pháp xử lý hạt giống đến tỷ lệ nảy mầm, thế nảy mầm của hạt giống Xoan đào ..................................................................................169 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu tới tỷ lệ sống, sinh trưởng của cây con Xoan đào trong vườn ươm giai đoạn 12 tháng tuổi ................................................172 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của thời điểm cấy cây con vào bầu tới tỷ lệ sống, sinh trưởng của cây con Xoan đào trong vườn ươm giai đoạn 12 tháng tuổi ............................175 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của phun thuốc phòng trừ sâu bệnh đến tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con Xoan đào giai đoạn 12 tháng tuổi ............................................177 Bảng 3.26: Sinh khối tươi và khô cây cá thể Xoan đào giai đoạn 1-5 tuổi ............179 Bảng 3.27: Cấu trúc sinh khối cây cá lẻ Xoan đào tuổi 1 đến 5 .............................181 Bảng 3.28: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong cây cá thể Xoan đào tuổi 1 đến 5 .................................................................................................................................182 Bảng 3.29. Ảnh hưởng của bón phân tới tỷ lệ sống và một số chỉ tiêu sinh trưởng .................................................................................................................................184
vii Xoan đào sau 27 tháng trồng tại Lào Cai ................................................................184 Bảng 3.30. Chất lượng sinh trưởng và sâu, bệnh hại Xoan đào trong các thí nghiệm bón phân sau 27 tháng trồng tại Lào Cai ................................................................186 Bảng 3.31. Ảnh hưởng của phương thức trồng tới tỷ lệ sống và sinh trưởng của ..187 Xoan đào sau khi trồng 32 tháng.............................................................................187 Bảng 3.32. Ảnh hưởng của phương thức trồng tới chất lượng sinh trưởng và sâu bệnh hại rừng trồng Xoan đào sau 32 tháng ....................................................................191 Bảng 3.33. Ảnh hưởng của mật độ trồng tới tỷ lệ sống và sinh trưởng Xoan đào sau khi trồng 21 tháng tại Bát Xát, Lào Cai ..................................................................193
viii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ các bước nghiên cứu của luận án ....................................................32 Hình 3.1. Xoan đào phân bố ở trạng thái rừng IIB tại Hòa Bình ..............................53 Hình 3.2. Xoan đào phân bố ở trạng thái rừng IIIA2 tại Tuyên Quang ....................53 Hình 3.3: Phẫu diện đất SL2 trong lâm phần có Xoan đào phân bố tại Sơn La .......54 Hình 3.4: Phẫu diện đất TQ6 trong lâm phần có Xoan đào phân bố tại TQ .............54 Hình 3.5: Cây Xoan đào ở vị thế tán cấp 5 trong trạng thái rừng IIIA2 ở Tuyên Quang ................................................................................................................................ 136 Hình 3.6: Xoan đào tái sinh dưới gốc cây mẹ trong RTN ở Tuyên Quang ........... 146 Hình 3.7: Xoan đào tái sinh trong RTN ở Mai Châu, Hòa Bình ........................... 146 Hình 3.8: Cây trội XĐHB17 ..................................................................................... 156 Hình 3.9: Cây trội XĐSL6 ..................................................................................... 156 Hình 3.10: Cây trội XĐLC1 ................................................................................... 156 Hình 3.11: Cây trội XĐTQ22.................................................................................... 157 Hình 3.12: Cây trội XĐPT32 ................................................................................. 157 Hình 3.13: Cây trội XĐBG3 .................................................................................. 157 Hình 3.14: Gia đình LC1 sau trồng 17 tháng tuổi .................................................. 161 Hình 3.15: Gia đình TQ18 sau khi trồng 17 tháng................................................. 161 Hình 3.16: Gia đình PT27 sau khi trồng 17 tháng ................................................. 161 Hình 3.17: Quả Xoan đào khi già........................................................................... 163 Hình 3.18: Quả Xoan đào khi chín......................................................................... 163 Hình 3.19: Hạt và phôi hạt Xoan đào khi chín....................................................... 163 Hình 3.20: Hạt Xoan đào nảy mầm sau khi gieo 5 ngày ....................................... 170 Hình 3.21: Hạt Xoan đào nảy mầm sau khi gieo 15 ngày ..................................... 170 Hình 3.22: Cây Xoan đào trong thí nghiệm thành phần ruột bầu: CT3 (93% đất + 7% vi sinh Sông gianh) giai đoạn 12 tháng tuổi........................................................... 173 Hình 3.23: Thí nghiệm thời điểm cấy cây con vào bầu giai đoạn 12 tháng tuổi ... 174 Hình 3.24: Các CT thí nghiệm phun thuốc phòng trừ sâu, bệnh cho cây con Xoan đào giai đoạn 12 tháng tuổi ........................................................................................... 178 Hình 3.25. Biểu đồ so sánh sinh khối tươi cây cá thể Xoan đào giai đoạn 1-5 tuổi ................................................................................................................................ 180 Hình 3.26. Tách sinh khối các bộ phận cây Xoan đào 3 tuổi ................................ 180
ix Hình 3.27: Rễ cây Xoan đào 3 tuổi được đo đếm làm sinh khối ........................... 180 Hình 3.28 và 3.29: Xoan đào trong công thức CT3 tại Bát Xát – Lào cai............. 186 Hình 3.30: Xoan đào trong TN trồng hỗn giao với Sồi phảng tại Bát xát – Lào Cai ................................................................................................................................ 190 Hình 3.31: Xoan đào trong thí nghiêm trồng thuần loài tại Bát xát – Lào Cai ...... 190 Hình 3.32: Xoan đào trong CT làm giàu rừng ....................................................... 191 Hình 3.33: Xoan đào trong CT trồng hỗn loài với Sồi phảng ................................ 191 Hình 3.34: Xoan đào trong thí nghiệm mật độ trồng 400 cây/ha .......................... 194
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Hội nhập quốc tế đã và đang mang đến cho ngành lâm nghiệp của nước ta nhiều cơ hội để phát triển. Trong 10 năm trở lại đây, Việt Nam chứng kiến sự phát triển về giá trị xuất khẩu gỗ và lâm sản, tăng mạnh từ 3 tỷ USD năm 2010 lên 11,3 tỷ USD năm 2019 và mục tiêu của ngành lâm nghiệp phấn đấu đến năm 2025 giá trị này sẽ đạt 18 - 20 tỷ USD. Việt Nam hiện đứng thứ 5 trên thế giới và đứng thứ 2 ở Châu Á về giá trị xuất khẩu đồ gỗ và lâm sản (Tổng cục Lâm nghiệp, 2020) [101]. Tuy nhiên, bên cạnh những cơ hội thì ngành lâm nghiệp nước ta cũng đang phải đối mặt với không ít thách thức. Đó là sự thiếu hụt nghiêm trọng về nguồn nguyên liệu gỗ lớn. Chỉ tính riêng năm 2019, Việt Nam phải nhập khẩu nguồn nguyên liệu gỗ lớn lên tới 2,52 tỷ USD, chiếm 22,5% tổng giá trị xuất khẩu (Tổng cục Lâm nghiệp, 2020) [101]. Như vậy, để đạt được mục tiêu giá trị xuất khẩu gỗ và lâm sản năm 2025 đạt 18 - 20 tỷ USD theo kỳ vọng của Chính phủ thì lượng gỗ lớn nguyên liệu thiếu hụt là rất lớn. Chủ trương sử dụng các loài cây bản địa để phát triển rừng trồng gỗ lớn theo hướng bền vững đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quan tâm, thể hiện qua Đề án tái cơ cấu ngành Lâm nghiệp (theo QĐ số 1565/QĐ-BNN-TCLN ngày 08/07/2013) [6] và Kế hoạch hành động nâng cao năng suất, chất lượng và giá trị rừng trồng sản xuất giai đoạn 2014–2020 (Kèm theo Quyết định 774/QĐ-BNN- TCLN ngày 18 tháng 4 năm 2014) [8]. Tuy nhiên, cho tới nay diện tích và chất lượng rừng trồng gỗ lớn từ các loài cây bản địa ở nước ta chưa đạt được như mong muốn. Nguyên nhân chính là do cây bản địa có chu kỳ kinh doanh dài, thiếu chính sách hỗ trợ phát triển rừng trồng gỗ lớn bằng các loài cây bản địa nên chưa khuyến khích được người dân và các doanh nghiệp tham gia. Mặt khác, những hiểu biết của chủ rừng về các đặc điểm sinh lý, sinh thái, kỹ thuật nhân giống và trồng rừng của nhiều loài cây bản địa còn chưa nhiều; việc nghiên cứu tuyển chọn được những loài cây bản địa sinh trưởng nhanh và xác định được các biện pháp kỹ thuật thâm canh thích hợp nhằm rút ngắn chu kỳ kinh doanh, cải thiện năng suất rừng trồng cây bản địa cũng còn nhiều hạn chế.
2 Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) là cây bản địa gỗ lớn, sinh trưởng tương đối nhanh, đường kính có thể đạt trên 80cm, cao tới 25m. Cây ưa sáng, mọc nhanh, có biên độ sinh thái rộng, phân bố ở nhiều tỉnh từ miền Bắc đến miền Trung và Tây Nguyên. Cây có thể trồng trên nhiều loại đất nhưng ưa đất tầng dầy, thoát nước tốt (Lê Mộng Chân, Lê Thị huyên, 2000 [11]; Trần Hợp, 2002 [37]; Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2012 [42]). Xoan đào sau khi trồng 12-15 năm có thể khai thác để đóng đồ gia dụng (Nguyễn Thị Nhung và cộng sự, 2009) [44]. Gỗ Xoan đào thuộc nhóm VI, có giác và lõi phân biệt, giác màu trắng hồng, lõi màu hồng nhạt, có độ bền cơ học trung bình và độ bền tự nhiên tốt và có vân thớ đẹp nên rất được thị trường ưa chuộng để sản xuất đồ mộc dân dụng (Nguyễn Đình Hưng, Nguyễn Thu Hiền, Lê Văn Bản, 2009) [38]. Nhờ có những ưu điểm trên mà Xoan đào được đánh giá là rất có triển vọng trong trồng rừng cung cấp gỗ lớn ở nước ta. Tuy nhiên, do còn thiếu các nghiên cứu cơ sở khoa học về nhu cầu sinh thái, lập địa trồng, nguồn giống, kỹ thuật nhân giống và biện pháp kỹ thuật trồng thâm canh nên năng suất, chất lượng rừng trồng Xoan đào ở các vùng sinh thái nhìn chung đạt được chưa cao. Xuất phát từ những lý do trên, luận án “Nghiên cứu một số cơ sở khoa học trồng rừng Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) ở các tỉnh phía Bắc” được thực hiện là cần thiết, có ý nghĩa cả về mặt khoa học và thực tiễn sản xuất. 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2.1. Ý nghĩa khoa học Góp phần bổ sung một số cơ sở khoa học phục vụ cho việc phát triển rừng trồng cây Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc 2.2. Ý nghĩa thực tiễn Bổ sung được các đặc điểm sinh học, chọn giống, kỹ thuật nhân giống và trồng rừng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc 3. Mục tiêu nghiên cứu - Về lý luận: Xác định được một số cơ sở khoa học phục vụ gây trồng và phát triển rừng trồng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc.
3 - Về thực tiễn: + Xác định được một số đặc điểm sinh học của loài Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc (đặc điểm phân bố, sinh thái; cấu trúc, tái sinh; mối quan hệ của Xoan đào với các loài trong rừng tự nhiên). + Xác định được giống có triển vọng, kỹ thuật nhân giống và trồng rừng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc. 4. Những đóng góp mới của luận án - Bổ sung được một số đặc điểm sinh học của loài Xoan đào (phân bố, sinh thái; cấu trúc, tái sinh; mối quan hệ của Xoan đào với các loài trong rừng tự nhiên) ở một số tỉnh phía Bắc. - Bước đầu xác định được 12 gia đình của 3 xuất xứ Xoan đào sinh trưởng tốt và có triển vọng cho trồng rừng ở các tỉnh phía Bắc. - Bước đầu xác định được kỹ thuật nhân giống và kỹ thuật trồng rừng Xoan đào ở một số tỉnh phía Bắc. 5. Đối tượng và giới hạn nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là loài cây Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) có phân bố tự nhiên và được gây trồng ở một số tỉnh phía Bắc. 5.2. Giới hạn nghiên cứu - Về địa bàn nghiên cứu: + Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của loài Xoan đào được thực hiện tại các tỉnh: Tuyên Quang, Bắc Giang, Sơn La, Hòa Bình. + Nghiên cứu chọn lọc cây trội được thực hiện tại 6 tỉnh gồm: Hòa Bình, Sơn La, Bắc Giang, Phú Thọ, Tuyên Quang và Lào Cai. + Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoan đào được thực hiện tại vườn ươm của Trung tâm Khoa học Lâm nghiệp Đông Bắc Bộ và vườn ươm của Viện Nghiên cứu Giống và Công nghệ sinh học Lâm nghiệp. + Nghiên cứu khảo nghiệm giống và kỹ thuật trồng rừng được thực hiện tại Lào Cai (là nơi đã chọn cây trội lấy hạt nhân giống phục vụ trồng rừng thí nghiệm).
4 - Về Nội dung nghiên cứu: + Nội dung nghiên cứu đặc điểm sinh học của Xoan đào: Tập trung làm rõ một số đặc điểm phân bố, sinh thái; đặc điểm cấu trúc tầng cây cao, cấu trúc tầng cây tái sinh; mối quan hệ của Xoan đào với các loài cây khác trong các trạng thái rừng tự nhiên tại 4 tỉnh phía Bắc gồm Bắc Giang, Tuyên Quang, Sơn La và Hòa Bình. + Nội dung nghiên cứu khảo nghiệm giống chỉ khảo nghiệm hậu thế kết hợp khảo nghiệm xuất xứ. + Nội dung nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nhân giống Xoan đào: Tập trung nghiên cứu một số đặc điểm sinh lý hạt giống, kỹ thuật bảo quản hạt giống; kỹ thuật nhân giống bằng hạt (xử lý hạt giống, bón phân, thời gian cấy cây mầm vào bầu và thuốc phòng trừ sâu bệnh hại cây con trong giai đoạn vườn ươm). + Nội dung nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng rừng Xoan đào: Tập trung nghiên cứu đặc điểm tích lũy dinh dưỡng khoáng của Xoan đào làm cơ sở cho việc nghiên cứu kỹ thuật bón phân cho rừng trồng Xoan đào; nghiên cứu ảnh hưởng của bón phân, mật độ trồng và phương thức trồng đến sinh trưởng của rừng trồng Xoan đào. - Về thời gian nghiên cứu: Được thực hiện trong giai đoạn từ năm 2017 đến năm 2020. 6. Cấu trúc luận án Luận án gồm 141 trang. Ngoài các phần lời cam đoan, lời cảm ơn, danh mục từ viết tắt, danh mục bảng biểu, hình ảnh, tài liệu tham khảo và các phụ lục, luận án gồm các phần chính sau: • Phần mở đầu: 4 trang • Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu: 25 trang • Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu: 22 trang • Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận: 74 trang • Kết luận, tồn tại và kiến nghị: 4 trang • Danh mục tài liệu tham khảo: 12 trang.
5 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Nghiên cứu về trồng rừng bằng cây bản địa Mặc dù chỉ chiếm khoảng 5% tổng diện tích rừng trên thế giới, nhưng rừng trồng đã cung cấp khoảng 35% tổng sản lượng gỗ trên toàn thế giới (FAO 2011) [74]. Hiện nay phần lớn rừng trồng trên thế giới chủ yếu là các loài nhập nội sinh trưởng nhanh như Keo, Bạch đàn và Thông. Qua nhiều chu kỳ canh tác các rừng trồng thuần loài cây nhập nội này đã gây ra nhiều hậu quả về sinh thái như suy thoái đất, khả năng giữ nước kém, tác động bất lợi đến hệ sinh thái bản địa (Valduga và cộng sự 2016) [94]. Đặc biệt nhiều loại bệnh dịch đã và đang gây nên nhiều hậu quả đối với trồng rừng cây nhập nội. Bên cạnh đó, đóng cửa rừng, giảm khai thác rừng tự nhiên cũng như nhu cầu sử dụng gỗ loài cây bản địa ngày một tăng do đặc tính bền đẹp và thân thiện với môi trường của gỗ cây bản địa. Do vậy nhu cầu trồng rừng cây bản địa trên nhiều vùng và lãnh thỗ đã và đang được chú ý và phát triển nhanh chóng (Boyle và cộng sự 2016). Nghiên cứu về các yếu tố phục vụ công tác nhân giống để trồng rừng cây bản địa đã được một số tác giả quan tâm. Tại Ấn độ, Krishna Upadhaya và cộng sự (2007) [83] đã nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng hạt đến khả năng nảy mầm, tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con Prunus jenkisiss Hook.f. & Thoms. Kết quả cho thấy khối lượng hạt giống có ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng nảy mầm, tỷ lệ sống và sinh trưởng của cây con P. jenkisiss. Hạt có khối lượng lớn (khối lượng >2g) cho tỷ lệ nảy mầm đạt 42% so với hạt có khối lượng trung bình (khối lượng từ 1,5-2,0g) đạt 41% và hạt có khối lượng nhẹ (
6 nhân giống bằng hạt hoặc giâm hom. Để gieo hạt giống trên luống, luống có kích thước 3x2 m và chiều cao của luống là 40 cm. Đất được dùng để tạo luống là hỗn hợp trộn lẫn giữa đất đỏ, và phân chuồng hoai hoặc hỗn hợp phân hữu cơ (tỷ lệ 50% đất, 50% hỗn hợp hữu cơ). Hạt giống sau đó được gieo lên luống với khoảng cách 1 hạt/1cm2 hoặc khoảng 10.000 hạt/m2. Lấp hạt bằng một lớp hỗn hợp trộn lẫn giữa đất, hợp chất hữu cơ và phân ngựa (tỷ lệ như nhau) dày khoảng 1,5-2,0 cm. Sau đó tủ một lớp rơm rạ dày khoảng 1,5 - 2,0 cm trên mặt luống để giữ ẩm và giữ nhiệt cho hạt giống khi nảy mầm. Sau khi gieo khoảng 25-30 ngày, kiểm tra sự nảy mầm của hạt giống. Làm dàn che để che bóng cho cây. Hạt sau khi nảy mầm sẽ được nhổ lên để cấy vào túi bầu (đường kính bầu từ 12-16 cm và chiều cao bầu từ 20-25 cm), hỗn hợp ruột bầu gồm đất đỏ, hỗn hợp hữu cơ hoặc phân chuồng hoai và cát với tỷ lệ tương ứng là 2:1:1. Sau khi cấy cây vào bầu, tiến hành chăm sóc, tưới nước và che bóng cho cây. Cây giống từ 40-60 cm chiều cao có thể mang đi trồng (tương đương thời gian ở vườn ươm từ 7-9 tháng). Đối với nhân giống bằng hom, hom được lấy từ cây con 3.5 tháng tuổi. Hom sau khi cắt được nhúng vào chất kích thích IBA nồng độ 0,2%. Việc sử dụng cây bản địa để trồng rừng, đặc biệt là trồng rừng hỗn loài cây bản địa rất được các quốc gia trên thế giới quan tâm, điển hình là các nghiên cứu liên quan tới lựa chọn loài cây trồng; phương thức, phương pháp trồng và mối quan hệ qua lại giữa các loài cây trong các mô hình rừng trồng hỗn loài. Từ thế kỷ 19, các nước Châu Âu đã rất quan tâm nghiên cứu về trồng rừng bằng các loài cây bản địa. Điển hình là công trình nghiên cứu trồng hỗn loài Quercus và Ulmus campestris với tên kiểu hỗn loài Donsk của tác giả Tikhanop (1872). Trong mô hình này do đặc tính sinh vật học và mối quan hệ qua lại giữa các loài cây chưa được nghiên cứu kỹ, do đó loài Ulmus campestris với đặc tính sinh trưởng nhanh hơn nên sau khi trồng vài năm đã lấn át loài Quercus. Để giải quyết sự cạnh tranh này, năm 1884 tác giả Polianxki đã cải tiến kiểu hỗn loài Donsk song vẫn không thành công. Một số tác giả khác như Kharitonovis (1950); Grixenco (1951); Timofeev (1951); Encova và các cộng sự (1960) (Dẫn theo Hoàng Văn Thắng và cộng sự, 2005) [47] đã phân tích nguyên nhân thất bại của kiểu Donsk và chỉ ra rằng các phitonxit
7 của loài Ulmus campestris đã tác động xấu tới loài cây Quercus. Nghiên cứu về ảnh hưởng tương hỗ giữa các loài, các tác giả cho rằng sự cảm nhiễm tương hỗ là yếu tố quan trọng khi lý giải cơ chế cạnh tranh sinh học của thực vật (MV Kolexnitsenko, 1977) [41]. Trên cơ sở nghiên cứu tạo rừng hỗn loài giữa Quercus và Fraxinus, tác giả JB. Ball, T.J Wormald (1994) [81] cho thấy sinh trưởng của Quercus trồng hỗn loài tốt hơn Quercus trồng thuần loài. Ngoài ra, khi trồng Quercus hỗn loài với các loài cây khác theo băng hẹp (3 - 4 hàng) hoặc theo hàng cũng cho thấy sinh trưởng của Quercus tốt hơn. Việc tạo lập các loài cây hỗ trợ ban đầu cho các loài cây bản địa trồng chính trước khi xây dựng các mô hình rừng trồng hỗn loài cây bản địa là rất cần thiết. Nghiên cứu về lĩnh vực này điển hình có tác giả Matthew (1995) [85]. Ông đã nghiên cứu tạo lập mô hình rừng trồng hỗn loài giữa cây thân gỗ với cây họ đậu. Kết quả cho thấy cây họ đậu có tác dụng hỗ trợ rất tốt cho cây trồng chính. Nghiên cứu về các biện pháp kỹ thuật điều chỉnh các lâm phần rừng trồng hỗn loài theo quá trình sinh trưởng các tác giả Ball, Wormald và Russo (1994) [81] đã tác động vào các lâm phần rừng trồng hỗn loài thông qua việc giảm bớt sự cạnh tranh giữa các loài cây. Kết quả cho thấy sau khi được tác động các biện pháp tỉa cành, tỉa thưa các loài cây mục đích đã được được tạo điều kiện thuận lợi để sinh trưởng phát triển tốt hơn. Dự án xây dựng rừng nhiều tầng ở Malaysia (1999) [76] đã nghiên cứu tạo rừng hỗn loài nhiều tầng bằng nhiều phương thức khác nhau. Tuỳ theo các đối tượng khác nhau về cây tầng trên để lại là rừng tự nhiên, rừng Keo tai tượng 10-15 tuổi hay rừng Keo tai tượng 2-3 tuổi mà mở các băng chặt và chừa khác nhau. Chiều rộng băng chặt và chừa từ 6m (chặt 1 hàng) đến 60m (chặt 20 hàng). Thời gian đưa các loài cây bản địa vào trồng hỗn loài trong các băng chặt cũng rất khác nhau, từ 1-7 năm sau khi mở băng chặt. Các loài cây bản địa đưa vào trồng trong các băng chặt tương đối phong phú, từ 14-23 loài với số hàng từ 3 đến 16 hàng. Kết quả cho thấy trong các loài cây bản địa được trồng trong các băng có 3 loài cây có sinh trưởng chiều cao và đường kính tốt nhất là S. roxburrghii; S. ovalis; S. leprosula. Sinh trưởng chiều cao của các loài cây trồng trong băng 10m và 40m tốt hơn băng 20m. Khu trồng theo hàng có sinh trưởng chiều cao tốt nhất ở công thức trồng 1 hàng Keo xen 1 hàng
8 cây bản địa. Dự án còn đưa ra kế hoạch điều chỉnh quá trình sinh trưởng của các mô hình thí nghiệm theo 8 thời điểm từ 2 - 47 năm sau khi trồng (Bibian Michael Diway và Paul P.K. Chai, 2004) [63]. Nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng loài cây bản địa Prunus africana, Legesse Negash (2010) [84] cho rằng điều kiện gây trồng phù hợp cho loài P. africana là đất đỏ, màu mỡ và thoát nước tốt. Tuy nhiên, cây vẫn có thể phát triển tốt trên đất mùn với điều kiện nhiều chất dinh dưỡng như P và N. Lượng mưa phù hợp cho gây trồng loài cây này là từ 1200-1500 mm và nhiệt độ phù hợp là 20-23oC. Tại vùng Muanenguba của Cameroon, loài Prunus africana được sử dụng để trồng rừng theo mô hình nông lâm kết hợp với các loài cây công nghiệp khác như cà phê, chuối (Community Action for Development, 2013) [67]. Theo AB. Cunningham và cộng sự (2002) [68], Prunus africana có thể trồng thích hợp ở những lập địa vùng núi thấp. Theo Hall và Ashton (2016), nghiên cứu về gây trồng và phát triển cây rừng bản địa nhiệt đới cho 64 loài đã được thực hiện tại Trung và Nam Mỹ [77]. Với mỗi loài cây các thí nghiệm đều được thực hiện trên bốn nhóm đất gồm đất xấu và khô, đất xấu và ẩm, đất tốt và khô, và đất tốt và ẩm. Tùy đặc tính từng loài, cây được trồng trên đất trống có cây phù trợ, không cây phù trợ; cậy được trồng dưới tán rừng; cây phù trợ có thể là cây thường xanh hoặc rụng lá; áp dụng các mật độ trồng khác nhau. Sau khi trồng 4-6 tuổi, cây được đánh giá về tỷ lệ sống, chiều cao, D1,3, đường kính tán, và khả năng tích trữ các bon. Kết quả theo dõi các mô hình này đã cho thấy, các loài khác nhau thích hợp trên những loại đất khác nhau và có tỷ lệ sống, tốc độ sinh trưởng cũng như khả năng tích lũy các bon khác nhau. Loài Pterocarpus officinalis có tỷ lệ sống rất thấp trên cả 4 loại đất, chứng tỏ đây là loài khó cho gây trồng và phát triển. Bên cạnh đó có những loài phù hợp trên cả 4 loại đất, có tỷ lệ sống và tốc độ sinh trưởng cao như loài Albizia guachapele sau 6 năm trồng cho tỷ lệ sống trên cả 4 loại đất dao động từ 90-99%, đường kính ngang ngực dao động từ 4,9-11cm và chiều cao từ 4-6,4m hoặc loài Dalbergia retusa sau 4 năm trồng cho tỷ lệ sống trên cả 4 loại đất dao động từ 86-94%, đường kính ngang ngực dao động từ 11-17,4cm và chiều cao từ 4,3-6,9m,… cho thấy phạm vi sinh thái và mức độ phù hợp cao với biến đổi của điều kiện tự nhiên gây trồng (Wishnie và cộng sự 2007; van Breugel và cộng sự
9 2011). Đây là những loài có tiềm năng lớn đối với phát triển rừng trồng cây bản địa. Từ các kết quả nghiên cứu này, tác giả đã so sánh đáng giá khả năng sinh trưởng của các loài, đề xuất các biện pháp kỹ thuật áp dụng, lập địa phù hợp cho gây trồng. Đây được xem như là 1 công trình khá toàn diện về bước đầu gây trồng cây bản địa nhiệt đới tại Trung và Nam Mỹ. Thực tế nghiên cứu về trồng cây rừng bản địa nhiệt đới trên thế giới cho thấy (Hall và Ashton 2016 [77]; Wishnie và cộng sự 2007 [96]; Van Breugel và cộng sự 2011) [95], các nghiên cứu mới chỉ ra được tỷ lệ sống và tình hình sinh trưởng trong giai đoạn đầu của cây trồng (dưới 10 năm tuổi). Những nghiên cứu hoàn thiện một chu kỳ của loài cây còn rất hạn chế do đặc tính sinh trưởng chậm, chu kỳ kinh doanh dài của hầu hết các loài cây bản địa nhiệt đới. Đây là hệ quả của nhiều thập kỷ chú trọng vào khai thác gỗ cây bản địa từ rừng tự nhiên mà không chú ý đến gây trồng và phát triển. Vì vậy, những nghiên cứu cho cả chu kỳ kinh doanh của 1 loài cây bản địa có ý nghĩ khoa học và thực tiễn lớn đối với gây trồng cây bản địa nói riêng và phát triển lâm nghiệp nói chung, góp phần vào bảo tồn đa dạng sinh học và chống biến đổi khí hậu. Điểm qua các nghiên cứu ở trên thế giới đã cho thấy, việc tạo lập rừng trồng cây bản địa đã được quan tâm thực hiện từ rất sớm. Tuy nhiên, các nghiên cứu về chọn giống, nhân giống cây bản địa còn rất hạn chế, một số tác giả mới quan tâm đến thử nghiệm trồng rừng cây bản địa theo một số phương thức, kỹ thuật trồng khác nhau. Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, mức độ thành công của các mô hình phụ thuộc rất lớn vào sự hiểu biết của con người về đặc điểm sinh trưởng, phát triển; nhu cầu sinh thái; mối quan hệ tương hỗ hay bài xích giữa các loài khi trồng phối hợp với nhau; và các biện pháp kỹ thuật tác động trong thâm canh rừng trồng. Đây là những hướng nghiên cứu sẽ được đề tài tiếp cận trong việc làm rõ đặc điểm sinh học của loài Xoan đào (phân bố, sinh thái, mối quan hệ với các loài trong lâm phần) cũng như nghiên cứu về phương thức trồng rừng để góp phần nâng cao hiệu quả rừng trồng Xoan đào.