Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Áp dụng chọn giống để thiết lập rừng Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) theo hướng làm tăng sản lượng nhựa tại huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được một số cá thể thông nhựa có lượng nhựa vượt trội so với cây thông nhựa thường được trồng và chăm sóc trong cùng điều kiện về lập địa, độ tuổi; đề xuất rừng Thông nhựa có lượng nhựa cao và ổn định tại địa phương nghiên cứu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Áp dụng chọn giống để thiết lập rừng Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) theo hướng làm tăng sản lượng nhựa tại huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An

1 MỞ ĐẦU Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) là loài cây rừng đa mục đích, được trồng phổ biến tại nhiều nước Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Tại Nghệ An, diện tích rừng thông nhựa tập trung hiện nay đạt 28.500 ha trên tổng số hơn 31.500 ha quy hoạch trồng rừng thông của tỉnh, chủ yếu tại các huyện/thị vùng núi thấp và ven biển như: Đô Lương, Yên Thành, Quỳnh Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc, Thành phố Vinh, Hưng Nguyên và Nam Đàn. Mục đích chính của các rừng thông tại Nghệ An là phòng hộ kết hợp kinh doanh nhựa thông. Đây là đối tượng rừng phòng hộ duy nhất đến nay tại Nghệ An đem lại nguồn thu khá thường xuyên cho chủ rừng, góp phần ổn định đời sống người làm nghề rừng, giảm nhẹ gánh nặng ngân sách Nhà nước đầu tư bảo vệ rừng phòng hộ. Thông nhựa ngoài ưu điểm biên độ thích nghi về khí hậu và điều kiện lập địa, có giá trị lớn về cảnh quan, môi trường còn có nhiều lợi ích kinh tế, xã hội và y học. Cây thông cho gỗ thẳng, sáng bóng, dễ gia công. Gỗ thông qua xử lý là nguyên liệu mộc bền đẹp, có thể sử dụng đóng đồ nội thất có giá trị. Nhựa thông (gồm khoảng 20% tinh dầu, 70% cô-lô-phan và 10% xen-luy-lô) được dùng rộng rãi trong công nghiệp giấy, sản xuất sơn công nghiệp, keo gián, xà phòng, dược liệu, nước hoa có giá trị xuất khẩu cao. Về y học, tất cả các bộ phận của cây thông có thể sử dụng làm thuốc. Tinh dầu thông chữa ho, tiêu đờm, viêm phế quản mãn, viêm lợi, làm giảm đau lưng, khớp, dây thần kinh. Tùng hương (cô-lô-phan) chữa mụn nhọt, ghẻ lở. Tiết tùng (đốt mắt cây thông) chữa đau răng, tê thấp đau mỏi nhức. Tùng mao (lá thông) chữa lở loét, xoa chỗ thâm tím. Tùng hoàng (phấn hoa) chữa đau đầu choáng váng, chóng mặt, mụn nhọt. Quả thông chữa ho. Vỏ cây thông dùng pha rửa vết lở loét. Nói chung, thông là loài cây được Đông y sử dụng trong nhiều bài thuốc dân gian rất hiệu nghiệm.
2 Bên cạnh những ưu điểm nêu trên, nhược điểm cơ bản của các lâm phần thông nhựa hiện nay có độ biến động lớn về sản lượng nhựa giữa các cá thể trên cùng lập địa. Do chủ yếu được trồng với mục đích phủ xanh đất trống đồi núi trọc trước đây nên các lâm phần thông hiện tại của tỉnh Nghệ An nhìn chung được trồng từ các nguồn giống thiếu chọn lọc. Trong điều kiện hiện nay và trong nhiều năm tới cây thông vẫn là loài chủ đạo trên những lập địa cằn cỗi, đá sỏi cực đoan. Vì vậy, việc nghiên cứu chọn lựa nguồn giống tốt để từng bước cải thiện năng suất nhựa đối với cây thông là việc làm rất cần thiết, vừa đáp ứng yêu cầu che phủ đất, bảo vệ môi trường và nâng cao đời sống người dân tham gia trồng và quản lý rừng thông. Đối với năng suất nhựa thì những nghiên cứu từ trước đến nay đều có chung nhận định là các yếu tố nội tại của cây thông đóng vai trò chủ đạo [24]. Điều này cho thấy không có biện pháp nào hữu hiệu hơn công tác chọn giống đối với mục tiêu cải thiện năng suất nhựa thông. Trong bối cảnh đó, một phát hiện đáng lưu ý từ thực tiễn kinh doanh rừng Thông nhựa tại Nghệ An là: có những cá thể thông mà người dân quen gọi Thông chóc (tên gọi địa phương) có một số đặc điểm hình dáng không đồng nhất với những cây thông nhựa khác xung quanh. Điều đặc biệt là cây Thông chóc có năng suất nhựa nhìn chung đều cao hơn hẳn những cây thông khác trong cùng lâm phần. Nếu điều này được kiểm chứng thì việc đưa ra các biện pháp bảo vệ, nhân giống cây Thông chóc là rất cần thiết và có ý nghĩa to lớn về mặt kinh tế và môi trường. Những người khai thác nhựa thông lâu năm đều khẳng định cây Thông chóc xuất hiện khá nhiều ở huyện Quỳnh Lưu. Đồng thời cũng có thông tin cho biết Thông chóc còn xuất hiện rải rác một số khu vực khác trong tỉnh Nghệ An. Việc quản lý, bảo vệ và khai thác những cây thông này còn nhiều bất cập và không loại trừ trường hợp bị lạm dụng khai thác nhựa quá mức do đến nay vẫn chưa có cơ sở khoa học nào để các cấp quản lý có thể áp dụng
3 các biện pháp theo dõi, bảo tồn và nhân rộng Thông chóc. Từ những cơ sở lý luận, yêu cầu kỹ thuật và thực tiễn sản xuất như trên cho thấy việc tiến hành nghiên cứu về cây Thông chóc là rất cần thiết và có thể mang lại giá trị kinh tế, xã hội và môi trường to lớn. Vì vậy tôi chọn đề tài: "Áp dụng chọn giống để thiết lập rừng Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) theo hướng làm tăng sản lượng nhựa tại huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An", nhằm góp phần nâng cao sản lượng nhựa các khu rừng thông tại địa phương.
4 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trên thế giới cũng như Việt Nam đến thời điểm này, Thông nhựa là loài cây được nghiên cứu rộng rãi. Đây là đối tượng có nhiều mục đích sử dụng khác nhau, có nhiều công dụng nhằm phục vụ trong công nghiệp, dược phẩm, hoá chất..và cho nhu cầu cuộc sống con người. Trong đó, các lĩnh vực được nghiên cứu nhiều là: nghiên cứu cải thiện sản lượng nhựa thông, nghiên cứu phòng chống sâu bệnh hại thông và nghiên cứu chọn giống thông sản lượng nhựa cao. Kết quả của những nghiên cứu này nhìn chung đã góp phần cải thiện đáng kể vào năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh doanh rừng thông. 1.1. Tình hình khai thác và chế biến nhựa thông Theo các nghiên cứu gần đây, chi thông (Pinus) trên thế giới hiện nay có hơn 105 loài, trong đó có khoảng 30 loài đang được sử dụng, khai thác nhựa theo quy mô công nghiệp [27]. Nghiên cứu của các nhà khoa học Đức, Pháp, Mỹ, Nga trong những năm 50 - 80 của thế kỷ trước đã chứng minh nhựa thông (gồm tinh dầu thông - turpentine oil và tùng hương - colophon) là những nguyên liệu có giá trị, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp mà các chất tổng hợp nhân tạo chưa thể thay thế trong thời gian tới. Những nghiên cứu này cũng tính toán rằng nhu cầu sử dụng nhựa thông thế giới tiếp tục tăng nhanh cùng với sự phát triển công nghiệp của các nước trong khi sản lượng nhựa thông không tăng kịp nên sẽ có sự thiếu hụt lớn về nguồn cung nhựa thông trong những năm đầu thế kỷ 21. Tinh dầu thông là một hỗn hợp gồm rất nhiều chất có cấu trúc terpene khác nhau trong đó α-pinene và β-pinene là những chất thường gặp và chiếm tỷ lệ lớn (65 - 98%) trong tinh dầu của phần lớn các loài thông. Ngoài công dụng quen thuộc là dùng làm dung môi hữu cơ cho các loại sơn, keo, vécni...một khối lượng lớn tinh dầu thông còn được sử dụng làm nguyên liệu
5 cho các nghành công nghiệp hóa chất, sản xuất nước hoa, hóa phẩm thường dùng, các chất tẩy rửa, sát trùng và thuốc trừ sâu...[24]. Tùng hương là một hợp chất gồm rất nhiều các đồng phân của axit nhựa kết hợp với nhau. Ngành công nghiệp giấy hàng năm tiêu thụ khoảng 30 - 35% lượng tùng hương sản xuất ra trên thế giới để làm chất chống thấm. Tùng hương còn được sử dụng làm vật liệu cách điện trong công nghiệp điện tử, chất phụ gia cho các loại sơn đặc biệt, chống khô và chịu được nước mặn...và là nguyên liệu không thể thiếu được cho các ngành công nghiệp sản xuất xà phòng, tổng hợp cao su nhân tạo, hóa phẩm thường dùng và dược phẩm [24]. Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ và để đáp ứng nhu cầu cuộc sống hàng ngày của con người thì nhựa thông với hai thành phần chính trên càng không thể thiếu được. Trong lúc đó, nguồn giống thông được trồng từ những năm trước chưa có sự lựa chọn tốt về giống nên sản lượng nhựa chưa đạt được hiệu quả cao. Ở Việt Nam các loài thông được trồng chủ yếu là Thông nhựa (Pinus merkusii); Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana); Thông ba lá (Pinus kasyia); Thông 5 lá (Pinus excelsa). Trong các loài thông này chỉ có Thông nhựa, Thông đuôi ngựa và Thông ba lá là có khả năng cho khai thác nhựa [29]. Với đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây thông, một loài cây chịu hạn có thể sống và phát triển trên những lập địa xấu, khô hạn. Do đó trong chương trình trồng rừng 327 trước đây và chương trình trồng mới năm triệu hecta rừng hiện nay, cây thông được chọn là cây trồng chính quan trọng cần được ưu tiên phát triển. Trong ba loài thông đang được sử dụng để khai thác nhựa ở nước ta thì Thông nhựa là loài cây cho nhiều nhựa [1],[8]. Mặt khác với phương thức khai thác bằng cách đẽo máng, chu kỳ khai thác nhựa của loài thông này có thể kéo dài 40-50 năm. Vì vậy, mặc dù trước đây cây thông được trồng để phủ
6 xanh là chính nhưng nay mục đích kinh doanh chính của các rừng trồng Thông nhựa ở nước ta hiện nay chủ yếu là để khai thác nhựa kết hợp phòng hộ [24]. Các công trình nghiên cứu trong nước về thông nhựa có sự chuyển hướng rõ rệt từ việc chủ yếu nghiên cứu về kỹ thuật tạo giống, gây trồng rừng thông trong những năm trước 1980 sang hướng nghiên cứu quản lý bảo vệ, sử dụng và chọn giống thông nhựa theo sản lượng nhựa trong giai đoạn từ sau năm 1980 tới nay. Nhằm phục vụ công tác trồng rừng phủ xanh trước đây có các đề tài nghiên cứu điển hình về Thông nhựa như: Biện pháp kỹ thuật gây trồng [1]; thu hái, chế biến và bảo quản hạt giống [26]. Trong giai đoạn 1961 - 1965, tổng sản lượng nhựa thô khai thác ở nước ta đã đạt giá trị khoảng 2200 tấn/năm, nhưng trong các năm từ 1965 đến 1971, do ảnh hưởng của chiến tranh, sản lượng nhựa khai thác được ở cả hai miền đều giảm một cách đáng kể và đạt giá trị thấp nhất là 694 tấn ở năm 1966. Cũng trong thời gian từ 1965 đến 1971, lượng tùng hương nhập khẩu từ Mỹ để sử dụng cho ngành công nghiệp giấy Miền Nam là 6130 tấn [24]. Sau năm 1975, công nghiệp khai thác và chế biến nhựa thông ở nước ta đã được mở rộng và có những bước phát triển đáng kể. Bằng việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về công nghệ khai thác và sử dụng các chất kích thích, tổng sản lượng nhựa thô khai thác năm 1985 ở nước ta đã tăng lên đến mức khoảng 3.500 - 4000 tấn/năm và tập trung chủ yếu tại hai vùng sản xuất khai thác nhựa trọng điểm của cả nước là Quảng Ninh và Lâm Đồng [24]. Vào cuối những năm 1980, khi công ty liên doanh khai thác và chế biến nhựa thông đầu tiên được thành lập tại Uông Bí - Quảng Ninh và những lô tùng hương chế biến tại Việt Nam bắt đầu được xuất khẩu sang Nhật và một số nước khác, việc khai thác và chế biến nhựa đã được mở rộng và phát triển ở quy mô công nghiệp tại các tỉnh có diện tích rừng lớn và ít có truyền thống như Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị...và từ năm 1995, một số công ty
7 liên doanh với Trung Quốc cũng đã được thành lập tại Hà Tĩnh với công suất là 4000 tấn/năm. Đến năm 1992, cả nước có khoảng 50.000 ha rừng trồng thông nhựa và tập trung chủ yếu tại các tỉnh Hà Tĩnh với 14502 ha, Nghệ An 14000 ha và 6000 - 10000 ha tại các tỉnh Quảng Ninh, Thanh Hoá, Thừa Thiên Huế và Quảng Trị. Theo Nguyễn Dương Tài (1995) diện tích trồng rừng hàng năm từ năm 1995 đến năm 2005 đối với cây thông nhựa nước ta khoảng 9.200ha/năm) [21]. Qua những nghiên cứu và số liệu trên thì loài thông được trồng tập trung chủ yếu với diện tích lớn tại các tỉnh Miền trung và Miền Bắc nước ta. Bên cạnh đó sản lượng nhựa tăng dần qua từng năm không những đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang một số nước trên thế giới. Để đảm bảo lượng nhựa ổn định và tăng lên ngoài vấn đề chọn giống thông cho sản lượng nhựa cao thì cần có biện pháp khai thác hợp lý theo đúng quy trình để mang tính bền vững cho cấu trúc rừng. 1.2. Đặc điểm sinh học và phân bố của cây thông nhựa Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) là một loài thông nhiệt đới thuộc chi Pinus họ thông (pinaceae) và nằm trong bộ Coniferales thuộc ngành hạt trần (Gynospermae) có phân bố địa lý nằm trong khoảng từ 2006' Vĩ độ Nam đến 23000' Vĩ độ Bắc và từ 95030' đến 121000 Kinh độ Đông (Cooling,1968). Thông nhựa có tái sinh tự nhiên tại các nước Việt Nam, Lào, Cam pu Chia, Thái Lan, Mianmar, Philippin và Indonexia ở độ cao từ 30 đến 2000m [10]. Do ngăn cách về mặt địa lý và chênh lệch lớn về độ cao phân bố nên nhiều tính trạng có biến dị trong loài khá lớn, nhưng nhìn chung thông nhựa được phân thành 2 biến chủng(veriety) khác biệt hẳn nhau về nhịp điệu sinh
8 trưởng và đặc trưng hình thái..là thông nhựa lục địa và Thông nhựa hải đảo [10]. Ở Việt Nam, Thông nhựa là loài cây có phân bố rộng, kéo dài trong 10 vĩ tuyến và gần 5 kinh tuyến (11030'' - 21030'' vĩ độ Bắc; 104020'' - 108050'' độ Kinh đông). Song phân bố của chúng lại mang tính gián đoạn, không liên tục và chỉ tập trung trên 3 vành đai độ cao là 100 - 200 m; 500 - 600 m và 800 - 900 m so với mặt nước biển [19]. Ở phía Nam tập trung nhiều nhất ở Tây nguyên (Bảo Lộc, Di Linh, Lang Hang, Đa Nhim, Đà Lạt...), miền trung chủ yếu ở Quảng Nam, Đà Nẵng, Huế, Quảng Bình, Hà Tĩnh, Nghệ An, Thanh Hoá...,miền Bắc chủ yếu ở Quảng Ninh, Bắc Thái, Hà Bắc, Ninh Bình... [10]. Thông nhựa là loài cây có kích thước trung bình đến lớn, có thể cao 30- 40 m với đường kính khoảng 1 m, trong một số trường hợp ngoại lệ, thông nhựa có thể cao đến 70 m như ở Atjch, Sumatra [24]. Ở Việt Nam, khi gây trồng Thông nhựa trên các dạng lập địa đồi trọc ở vùng thấp và đất bị thoái hoá mạnh chỉ cao 20 - 25 m với đường kính ngang ngực là 30 - 40 cm. Nhìn chung cây sinh trưởng chậm, có hình dáng xấu, nhiều cành lớn và khó có thể sử dụng làm cây gỗ lớn. Vì vậy, mục tiêu kinh doanh chính của rừng Thông nhựa Việt Nam hiện nay là dùng để khai thác nhựa thông [24]. Thông nhựa không sống được trên đất úng, trũng, kiềm, mặn, đất phèn, đất đá vôi. Thông nhựa ưa sáng hoàn toàn nhưng lúc nhỏ (dưới 3 - 5 tuổi) và chịu bóng râm nhẹ, giai đoạn nhỏ sinh trưởng chậm, từ 15 - 20 tuổi sinh trưởng và phát triển nhanh nhất, sau đó giảm dần, nói chung một năm sinh trưởng được một vòng cành. Hệ rễ phát triển mạnh, rễ cọc ăn sâu hơn 2 m, rễ ngang lan rộng đến 10 m, khả năng lên rễ trong cùng một cây và khác cây, rễ hấp thụ các chất khoáng trong đất được tốt hơn.
9 Cây 8 - 10 tuổi bắt đầu ra hoa, kết quả, ra hoa tháng 1 - 2, tháng 8 - 9 năm sau quả chín, thời gian thu hái tháng 9 - 10, hạt chín khi vỏ quả chuyển từ màu xanh sang màu vàng xẫm, cánh dán cần thu hái kịp thời, nếu vỏ quả chuyển sang màu nâu cánh dán, nhiều quả đã tách để hạt rơi rụng, thời gian từ lúc hạt bắt đầu chín cho đến khi rụng thường không quá một tháng. 1.3. Nghiên cứu chọn giống các loài thông theo lượng nhựa Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng rừng thâm canh. Không có giống được cải thiện theo mục tiêu kinh tế thì không thể đưa năng suất rừng lên cao được. Cải thịên giống cây rừng chỉ có hiệu quả khi nó kết hợp được tất cả sự khéo léo về lâm sinh và chọn giống của nhà lâm nghiệp để sản xuất ra được những sản phẩm cây rừng một cách nhanh nhất và rẻ nhất, là một cuộc “hôn nhân” giữa chọn giống cây rừng và các biện pháp lâm sinh [15]. Vào đầu thế kỷ XX, khi phát hiện được nhựa thông có giá trị lớn trong công nghiệp, hàng loạt các nghiên cứu ứng dụng của các nhà khoa học để tạo giống thông theo sản lượng nhựa đã được tiến hành như E.Muench ở Đức (1919), Liefell ở Mỹ (1935-1941), Guta ở Ấn Độ (1970) và Moulasis ở Hy Lạp (1991). Do kết quả to lớn của việc cải thiện giống đem lại nên đến nay việc cải thiện giống thông theo sản lượng nhựa vẫn không ngừng phát triển mạnh mẽ ở hầu khắp các nước trên thế giới và đã sáng tạo được nhiều giải pháp kỹ thuật để xây dựng nhiều vườn giống, giống gốc phục vụ có hiệu quả cho sản xuất. Cho đến nay, có hơn 30 trong tổng số khoảng 100 loài của chi Pinus đã và đang được sử dụng khai thác nhựa. Cũng với sự hình thành và phát triển của công nghiệp khai thác và chế biến nhựa thông, các công trình nghiên cứu về cơ sở sinh học, sinh lý, di truyền và biến dị của tính trạng lượng nhựa...để làm cơ sở cho việc cải thiện năng suất nhựa của loài thông cũng xuất hiện.
10 Từ năm 1941 tại Mỹ đã có chương trình chọn giống Thông elliottii theo lượng nhựa. Kết quả chọn giống đã giúp tăng năng suất nhựa thông ở Mỹ vượt gấp 2 lần vào những năm cuối của thập kỷ 60 (thế kỷ XX). Tiếp đó là hàng loạt các nghiên cứu cải thiện giống nhằm nâng cao năng suất nhựa của các loài thông đang dùng khai thác nhựa tại các nước như Pinus nigra var austrica ở Áo, Pinus pinaster ở Bồ Đào Nha, Pinus silvestris ở Nga và Đức, Pinus roxburghii ở ấn Độ, Pinus halepensis ở Hy Lạp, Pinus caribaea ở Trung Mỹ. Do nhu cầu về và tầm quan trọng của nhựa thông vẫn không ngừng tăng lên nên trong những năm cuối thế kỷ XX đến nay tiếp tục có nhiều nghiên cứu về cây thông, sản lượng nhựa thông và nhân giống các loài thông. Đến những năm cuối của thập niên 60, khi các rừng trồng P. elliottii từ nguồn giống có chất lượng di truyền cao đã bắt đầu đi vào khai thác với năng suất gấp hai lần lượng nhựa của các rừng trồng bình thường và việc chọn lọc cây trội và xây dựng vườn giống P. elliottii theo lượng nhựa ở Mỹ đã bước sang thế hệ thứ 2, nghiên cứu chọn giống theo lượng nhựa cũng bắt đầu thực hiện đối với một số loài thông ở các nước khác ở Châu Âu, châu Á và châu Mỹ [24 trang 8]. Ở Việt Nam, sau những năm 1980, kỹ thuật gây trồng thông không còn là chủ đề được quan tâm nhiều bằng vấn đề quản lý bảo vệ và sử dụng rừng thông có hiệu quả. Các đề tài nghiên cứu vào thời gian này gồm có: nghiên cứu về sinh lý, sâu bệnh hại rừng thông của các tác giả Trương Thị Thảo (1989), Phạm Văn Mạch (1991), Lê Nam Hùng (1989) hay nghiên cứu biện pháp phòng cháy chữa cháy rừng của Phạm Ngọc Hưng (1989). Hoạt động nghiên cứu sử dụng rừng thông nhựa càng được quan tâm phát triển về chiều sâu trong những năm gần đây với mục đích chọn lọc, cải thiện nguồn giống theo hướng chuyên doanh khai thác nhựa thông. Đại diện
11 cho hướng nghiên cứu này ở Việt Nam có các nghiên cứu của Lê Đình Khả với Đề tài nghiên cứu chọn giống thông theo sản lượng nhựa (1987) và các báo cáo khoa học liên quan sau đó vào các năm 1988, 1989, 1990. Hướng nghiên cứu chọn giống này sau đó được một số tỉnh có diện tích rừng Thông nhựa lớn áp dụng trong sản xuất như Quảng Ninh [18], Nghệ An (Tô Hồng Hải (1995)[9]. Trong giai đoạn 1985 - 1990 đề tài chọn giống Thông nhựa có lượng nhựa cao của trung tâm nghiên cứu giống cây rừng do G.S PTS Lê Đình Khả làm chủ nhiệm tiến hành từ năm 1987. Đề tài đã xây dựng được phương pháp xác định nhanh và tương đối chính xác lượng nhựa của cây Thông nhựa, quan hệ giữa lượng nhựa với các chỉ tiêu sinh trưởng và đặc trưng sinh thái cây, quy mô biến động cũng như sự biến đổi về lượng nhựa của cây Thông nhựa trong mối quan hệ phụ thuộc với các nhân tố ngoại cảnh như địa hình, thời tiết, thời vụ. Thừa hưởng kết quả này giai đoạn 1900 - 1995, Lê Đình Khả tiếp tục chọn giống nhựa thông nhựa có lượng nhựa cao theo đề tài cấp nhà nước mang mã số KN - 03 - 03 "Nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học và công nghệ cho việc cung cấp nguồn giống cây rừng được cải thiện", đề tài đã đánh giá được tính ổn định và khả năng di truyền của tính trạng lượng nhựa, kiểm tra lượng nhựa thực tế của các cây trội tuyển chọn bằng phương pháp vi chích tại các vùng [10]. Ngoài ra đối với cây Thông nhựa còn có các nghiên cứu khác như: Nhân giống Thông nhựa bằng phương pháp ghép [25], nghiên cứu ứng dụng phương pháp vi chích vào chọn giống Thông nhựa có lượng nhựa cao [24], khả năng di truyền về lượng qua thụ phấn tự do, áp dụng chọn giống vào tỉa thưa rừng trồng theo hướng làm tăng sản lượng nhựa, nghiên cứu khả năng di truyền lượng nhựa qua cây ghép, ảnh hưởng của một số yếu tố khí tượng đến
12 khả năng chảy dịch nhựa rừng thông nhựa [10]. Kết quả của công trình nghiên cứu cụ thể như sau: Trong một lâm phần Thông nhựa cùng tuổi và có cùng điều kiện hòa cảnh giống nhau thì lượng nhựa của cây không có tương quan với đặc điểm hình thái và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây. Lượng nhựa cũng không có tương quan với các đặc điểm khác của cây như khối lượng , kích thướng, màu sắc hạt, kích thước lá, số lượng và đường kính ống nhựa trong lá. Lượng nhựa của thông là một chỉ tiêu tương đối ổn định trong nhiều năm. Lượng nhựa của thông nhựa là một tính trạng biến dị cả thể rất lớn và khả năng di truyền khá cao so với chỉ tiêu sinh trưởng. 1.4. Nghiên cứu nhân giống các loài thông Đã có rất nhiều học giả trên thế giới đã quan tâm đến lĩnh vực nhân giống các loài thông trong những thập niên gần đây, đặc biệt là các biện pháp nhân giống vô tính. Năm 1969, R.J. Cameron và Gail V. Thomson đã tiến hành thử nghiệm các biện pháp nhân giống thông Radiata từ hom rễ cho kết quả khả quan. Tiếp đến, có rất nhiều nghiên cứu của các nước về phương pháp nuôi cấy mô các loài thông như: thử nghiệm quá trình phát sinh mô mầm của thông Radiata bằng nuôi cấy mô lá mầm (Edward C. Yeung và cộng sự, 1981), nghiên cứu ảnh hưởng mùa vụ tới kết quả nuôi cấy mô cây thông Scots trưởng thành của Anja Hohtola (1988) và các nghiên cứu về nuôi cấy mô phân sinh, nuôi cấy mô tế bào xôma các loài thông của nhiều nhà khoa học khác như Aitken-Christie J. và cộng sự (1988), Handley L.W. và cộng sự (1995), Wei Tang và Zhongchen Guo (2001), Marie-Anne Lelu-Walter và cộng sự (2006), Akaneme Florence Ifeoma và Effiom Eneobong (2008) và M. Aulikki Salmia (2008). Như vậy, đến nay trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về các loài thông nói chung và về cây Thông nhựa nói riêng. Tuy nhiên, những nghiên cứu này thường chỉ đi sâu tìm hiểu một tính trạng nào đó của
13 cây thông như năng suất nhựa, khả năng nhân giống bằng hom hoặc từ mô phân sinh. Ở Việt Nam, các kỹ thuật tiên tiến tiếp tục được nghiên cứu ứng dụng trong chọn giống và nhân giống thông. Ví dụ: Kết quả nghiên cứu khoa học về chọn giống cây rừng của GS.TS Lê Đình Khả, bằng phương pháp vi chích kết hợp với đẽo máng truyền thống để xác định sản lượng nhựa của cây thông trội, sau đó áp dụng phương pháp nhân giống bằng cây ghép. Nghiên cứu năng suất nhựa của một số loài thông (1994) của Nguyễn Xuân Bách; Nghiên cứu ứng dụng phương pháp vi chích vào chọn giống thông nhựa có lượng nhựa cao [24]; Nhân giống thông Caribê (Pinus caribaea) bằng phương pháp nuôi cấy mô của Phạm Thị Kim Thanh và Huỳnh Đức Nhân (2007); Khảo nghiệm, đánh giá và áp dụng công nghệ nhân giống tiên tiến cho việc phát triển rừng trồng Thông caribaea và Thông lai có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam của Tổ chức Trồng rừng Queensland (Forestry Plantation Queensland, 2007). Tại Nghệ An, các tiến bộ kỹ thuật trong chọn giống thông nhựa đã được Nguyễn Công Trung và Nguyễn Thị Định (1993-1998) ứng dụng để xây dựng vườn giống thông nhựa có sản lượng nhựa cao tại lâm trường Đại Huệ, huyện Nam Đàn [27]. Công trình này được thực hiện chủ yếu thông qua việc nghiên cứu so sánh sản lượng nhựa cây Thông qua kỹ thuật Vi chích (micro-chipping) do nhà khoa học Nga Vysokii đề ra năm 1983, trên những cơ sở lý luận đã được chứng minh trước đó như: sản lượng nhựa là một chỉ tiêu độc lập với sự sinh trưởng của cây, sản lượng nhựa có biến động nhất định theo thời gian nhưng là một Phenotyp (tính trạng) ổn định tương đối trong một thời gian dài và đây một Phenotyp chịu sự tác động của các yếu tố di truyền và hoàn cảnh. Rà soát những kết quả nghiên cứu liên quan ở Việt Nam cho thấy cũng như tại nhiều nước khác, thông là loài cây rừng rất được
14 giới khoa học quan tâm nghiên cứu. Các nghiên cứu về cây thông ở Việt nam đa dạng về nội dung nhưng có thể phân ra theo ba hướng khác nhau: nghiên cứu đặc tính sinh thái, kỹ thuật tạo giống cơ bản, phương pháp gieo trồng thông vào thời kỳ đầu trong những năm trước 1980; nghiên cứu các biện pháp quản lý, bảo vệ và sử dụng hiệu quả rừng thông vào những thập niên tiếp theo và các nghiên cứu ứng dụng công nghệ cao trong chọn và nhân giống rừng Thông trong những năm gần đây. Tóm lại, Thông nhựa (Pinus merkusii Jungh et de Vries) là loài cây rừng đa mục đích khó có loài nào thay thế được trên những diện tích đất dốc, khô, chua, trơ sỏi đá bởi khả năng thích hợp với nhiều loại đất xấu, khí hậu khắc nghiệt và cho giá trị kinh tế khá cao. Mặt khác, số lượng người dân sống bằng nghề rừng chiếm một phần không nhỏ trong việc khai thác nhựa thông và các vấn đề liên quan. Chính vì vậy, nghiên cứu loài thông có sản lượng nhựa cao là việc làm cần thiết của các cấp, các ngành và các chuyên gia lâm sinh nhằm bảo vệ môi trường sinh thái, nâng hiệu quả kinh tế và đời sống của người dân phụ thuộc vào rừng.
15 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 2.1. Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu 2.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình Huyện Quỳnh Lưu nằm ở tọa độ địa lý: 1905’00’’ đến 19023’00’’ Vĩ độ Bắc; 105026’10’’ đến 105049’00’’ Kinh độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá Phía Đông giáp biển Đông Phía Nam giáp huyện Diễn Châu và Yên Thành Phía Tây giáp huyện Nghĩa Đàn. Tổng diện tích tự nhiên của huyện là 60706,0 ha. Nhìn chung địa hình toàn huyện Quỳnh lưu nghiêng từ Tây sang Đông. Cụ thể, địa hình huyện chia thành bốn vùng kinh tế sinh thái như sau: - Vùng núi và bán sơn địa: Gồm các xã phía Tây, Tây Bắc và phía Nam, chiếm 61% diện tích tự nhiên của huyện. Đây là vùng có nhiều đồi núi và thung lũng như các dãy núi Bồ Bồ, Chóp Đình chạy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam. Ngoài ra còn nhiều đồi đất, núi đá vôi nằm rải rác. Đỉnh cao nhất đạt 435m (Đỉnh Bồ Bồ) thuộc địa bàn xã Tân Sơn. Độ dốc trung bình của vùng là 230, phổ biến 15 - 200, nơi dốc nhất (núi Bồ Bồ) 36 - 450. - Vùng Hoàng Mai: Nằm về phía bắc huyện, chiếm 21% diện tích tự nhiên. Các dãy núi chính là dãy Mồng Gà, dãy núi Xước chạy theo hướng Đông Bắc và Đông Nam. Cao nhất là đỉnh Rú Xước (365m) nằm trên địa bàn xã Quỳnh Lập. - Vùng ven biển: Chiếm 10% diện tích tự nhiên của huyện, có độ cao so với mực nước biển từ 3,9 - 4,5m, với nhiều dải cát, đồi núi độc lập. Vùng này chủ yếu trồng rừng Phi lao chắn gió, chắn cát bay và rừng ngập mặn chắn sóng, chống xói lở bờ biển và bảo vệ đê biển.
16 - Vùng đồng bằng: Chiếm 8% diện tích tự nhiên, là vùng sản xuất nông nghiệp chính của huyện, tập trung dân cư đông đúc. Trong vùng có những đồi độc lập và núi đá vôi xen kẽ đồng ruộng và làng xóm. Cây lâm nghiệp cũng được trồng nhiều ở vùng này, gồm các loài chính như thông nhựa, bạch đàn, keo, tre mét. 2.1.2. Khí hậu, thủy văn Theo số liệu khí hậu của tỉnh Nghệ An cho biết: Quỳnh lưu nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ không khí bình quân năm: 23,70C (trung bình cao nhất: 29,30C; trung bình thấp nhất: 17,30 C). Số giờ nắng trung bình hằng năm là 1.600 - 1.700 giờ. Gió: Có hai chế độ gió mùa: - Mùa Hè: Có gió mùa Tây Nam khô nóng (thường gọi gió Lào) và gió Đông Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 10. - Mùa Đông: Có gió mùa Đông Bắc, thường mang theo mưa phùn, từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Tổng lượng mưa bình quân hàng năm đạt 1605,5mm. Lượng mưa năm cao nhất là 2047mm, lượng mưa năm thấp nhất là 920mm. Mưa tập trung các tháng 7 - 10, thường gây lũ lụt, xói mòn, lở đất, rửa trôi. Mùa khô vào các tháng 12 đến tháng 3 năm sau, thường gây hạn hán, ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng, phát triển của cây trồng. Độ ẩm bình quân hàng năm là 85% (bình quân cao nhất: 90%; bình quân thấp nhất 75%). Lượng bốc hơi trung bình hàng năm khoảng 937mm, nhưng biến đổi theo mùa. Mùa hè bốc hơi 6-7 mm/ngày, mùa đông chỉ khoảng 2-3 mm/ngày. Huyện Quỳnh Lưu có cấu tạo địa hình nghiêng ra biển Đông, hệ thống sông suối ngắn, độ che phủ của rừng thấp (20,51% diện tích tự nhiên) nên khả năng giữ nước kém, mùa mưa hệ thống khe suối chảy mạnh và nhanh gây lũ
17 lụt. Mùa khô thiếu nước, nhiều khe suối bị cạn kiệt ảnh hưởng xấu đến cây trồng, vật nuôi và nước sinh hoạt của người dân. Mặc dù lượng mưa hàng năm tương đối lớn, nguồn nước mặt dồi dào, song phân bố không đều theo các vùng và các mùa trong năm. Hơn 70% lượng nước mưa tập trung vào các tháng 8, 9, 10 và lũ tiểu mãn (tháng 5) nên thường gây lũ lụt. Các tháng còn lại chiếm 30% lượng nước mưa nhưng phân bố không đều nên gây ra hạn hán. Bảng 2.1: Đặc trưng các yếu tố khí tượng khu vực nghiên cứu Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tb Đặc trưng Độ ẩm 90 89,2 89 90 81 75 78,3 84,5 85,6 85,1 84 89,2 85,0 (%) Nhiệt độ TB 17,3 19 20,1 23,2 26,2 29,3 29,1 28,2 27 25,1 21 19,2 23,7 (°C) Lượngmưa 34,5 36,1 57,1 91,7 135 106 210 230 288 299 78,4 39,8 1605,5 (mm ) Kết quả bảng trên cho thấy: Đối với đặc điểm phân bố của loài thông nhựa thì đây là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của loài. Đối với các tháng 6, tháng 7 và tháng 8 có nhiệt độ cao cũng là mùa ra hoa kết quả. Vì vậy, đây là điều kiện thuận lợi cho nhân giống thông nhựa. Quỳnh Lưu có lượng mưa phân bố không đều ở các tháng trong năm, tập trung nhiều từ tháng 5 - tháng 10, dao động từ 135 - 299 mm. Nhìn chung khu vực nghiên cứu được chia làm 2 mùa rõ rệt, là mùa khô và mùa mưa. Với những tháng nắng nóng nhất trong năm là tháng 4-tháng 6, do ảnh hưởng của gió Lào nên thời tiết càng khắc nghiệt. Chính vì vậy đối với chọn giống cây
18 trồng trong lâm nghiệp thì ở Quỳnh Lưu cây thông nhựa vẫn là mục tiêu hàng đầu. 2.1.3 Đất đai, thổ nhưỡng Từ kết kết quả điều tra, xây dựng bản đồ lập địa của Đoàn Quy hoạch Nông nghiệp Nghệ An (2000 - 2005), có thể đưa ra các chỉ tiêu cơ bản đánh giá dạng đất của huyện Quỳnh Lưu như sau: 2.1.3.1. Đá mẹ Các loại đá mẹ chính gồm: Đá trầm tích (sa thạch, đá sét, đá vôi), đá biến chất (phiến thạch sét, cuội kết), đá macma (macma axit). Đặc điểm chính các loại đất phong hoá từ các loại đá mẹ này là: thành phần cơ giới trung bình, tính liên kết các hạt đất kém, dễ bị xói mòn, rửa trôi trong trường hợp không có lớp thực bì che phủ. Quá trình feralit hoá xảy ra mạnh, hiện tượng kết von và đá ong hoá tương đối điển hình. 2.1.3.2. Các nhóm đất chính Huyện Quỳnh lưu có các nhóm đất chủ yếu như sau: + Đất cát ven biển: 2.278,0 ha chiếm 3,75% diện tích tự nhiên. Phù hợp trồng rừng Phi lao phòng hộ chắn gió, chắn cát bay kết hợp cung cấp gỗ, củi. + Đất mặn và ảnh hưởng mặn: 3.780,0 ha, chiếm 6,23% diện tích tự nhiên. Phù hợp trồng các dải rừng ngập mặn chắn sóng, chống xói lở bờ biển, đê biển bảo vệ đồng ruộng, dân cư . + Đất phù sa cổ: 14.026,0 ha, chiếm 23,11% diện tích tự nhiên. Là vùng trọng điểm lúa của huyện. + Đất dốc tụ phù sa cổ: 6.744,0 ha, chiếm 11,11% diện tích tự nhiên, phân bố vùng chân đồi, thích hợp với cây công nghiệp. + Đất Feralít vùng đồi núi thấp: 23.222,0 ha, chiếm 38,25% diện tích tự nhiên. Độ dày tầng đất (tầng A+B từ 50 - 80 cm), tỷ lệ đá lấn chiếm 5 - 20%
19 thành phần cơ giới thịt trung bình, thích hợp với trồng cây lâm nghiệp như Thông Nhựa, Keo, Bạch đàn và các loài cây gỗ bản địa, Song mây, Tre mét. + Đất ven sông suối, núi đá và các loại đất khác: 10.656,0 ha chiếm 17,55 % diện tích tự nhiên. Nhìn chung, các loại đất nghèo các dinh dưỡng NPK, thành phần cơ giới thịt trung bình. Đồi trọc có hiện tượng xói mòn, rửa trôi mạnh, nhiều nơi trơ sỏi đá, nên việc trồng rừng phủ xanh đất trống đồi núi trọc để giữ đất, điều tiết nước chống xói mòn và cung cấp lâm sản là rất cần thiết và cấp bách.Trên những diện tích này đến nay thường chỉ có cây thông nhựa là có thể sinh trưởng bình thường, đảm bảo phòng hộ kết hợp cho thu nhập từ khai thác nhựa. 2.1.4. Giao thông Quỳnh lưu có tuyến đường sắt nội tỉnh (Cầu Giát - Nghĩa Đàn) chuyên vận chuyển khoáng sản, nông lâm sản, được đấu nối vào tuyến đường sắt xuyên Việt với hai ga Hoàng Mai và Cầu Giát. Đường bộ có Quốc lộ 1A, Quốc lộ 48. Hệ thống đường giao thông nội vùng được xây dựng và phân bố tương đối đều, rất thuận tiện trong việc vận chuyển, trung chuyển hàng hóa giữa đường sắt với đường bộ. Ngoài ra còn có đường biển, đường sông dễ dàng lưu thông hàng hóa với bên ngoài. Như vậy, giao thông của huyện Quỳnh Lưu khá thuận lợi, cơ bản đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của địa phương. 2.1.5. Thuỷ lợi Quỳnh Lưu có nguồn nước tưới từ hệ thống thủy nông Bắc Nghệ An rất thuận lợi. Bên cạnh đó có gần 80 hồ đập lớn nhỏ. Tổng diện tích thực tưới gần 3.000 ha (trong đó hồ Vực Mấu có khả năng tưới trên 1.000ha/4.000ha thiết kế). Nguyên nhân nước tưới hết công suất thiết kế chủ yếu do nguồn sinh thuỷ
20 kém. Vì vậy việc tái tạo rừng là một nhu cầu hết sức cần thiết và cấp bách đối với ngành nông nghiệp huyện. 2.1.6 Tài nguyên rừng 2.1.6.1. Rừng tự nhiên Rừng tự nhiên trên địa bàn nghiên cứu chỉ có một kiểu rừng là rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới (kiểu rừng phụ thứ sinh), ở độ cao dưới 700 m so với mực nước biển. Diện tích rừng tự nhiên hiện còn khoảng 1.135,4 ha, phân bố chủ yếu xung quanh hồ Vực Mấu. Trữ lượng thấp nhưng thành phần loài khá đa dạng, trong đó có nhiều loài cây có giá trị kinh tế cao hoặc nguồn gen quý hiếm cây như: Giẻ xanh (Fagaceae); Giổi xanh (Mangnoliaceae); Săng lẻ (Lythaceae); Máu chó lá to (Myristicaceae); Trám (Burseraceae); Lim xanh, Lim xẹt, Kiền kiền (Caesalpiniaceae); Trai lý (Clusiaceae); Chò chỉ (Dipterocarpaceae); Ràng ràng mít (Fabaceae); Lát hoa, Gội tía (Meliaceae). 2.1.6.2. Rừng trồng Huyện Quỳnh Lưu hiện có gần 12.000 ha rừng trồng, chủ yếu là các loài: Thông nhựa (gần 3.000 ha), Keo, Bạch đàn (hơn 6.000 ha), Phi lao (200 ha), một số diện tích rừng trồng cây bản địa như Lim xanh, Dó trầm, Trám (250 ha) và rừng ngập mặn khoảng 180 ha. Trong đó, cây Thông nhựa không những là loài được trồng phòng hộ kết hợp khai thác nhựa phổ biến trên những diện tích dất dốc, chua, cằn cỗi của huyện. 2.2. Đặc điểm điểm dân sinh kinh tế Huyện Quỳnh Lưu có 75.038 hộ gồm 368.407 nhân khẩu, trong đó độ tuổi lao động có 209.770 người chiếm 56,93% dân số (CTK, 2007). Dân tộc kinh chiếm 99,6%, dân tộc Thổ chiếm 0,4% (chỉ có 3 bản dân tộc Thổ ở xã Tân Thắng, 1 bản ở xã Quỳnh Thắng). Mật độ dân số bình quân cao, 6.133 người/ km2 (xã cao nhất 8.500 người/km2 - xã Quỳnh Long; xã thấp nhất 90 người/km2 - xã Tân Thắng). Nhìn chung, cớ cấu và phân bố dân cư trên địa