Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và bón phân đến độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn lai (E.urophylla x E.pellita) tại Quảng Trị

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là đánh giá được sự ảnh hưởng của các biện pháp xử lý vật liệu hữu cơ sau khai thác kết hợp bón phân đến một số chỉ tiêu hóa tính đất và sinh trưởng rừng trồng Bạch đàn lai UP tại Quảng Trị. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và bón phân đến độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn lai (E.urophylla x E.pellita) tại Quảng Trị

i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học. Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2017 Người cam đoan Nguyễn Thị Mai Quỳnh
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và bón phân đến độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn lai (E.urophylla x E.pellita) tại Quảng Trị” đƣợc hoàn thành theo khung chƣơng trình đào tạo cao học khóa 23B1.1 Lâm học – Phòng đào tạo sau đại học - Trƣờng Đại học Lâm nghiệp. Nhân dịp này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Lâm Đồng và TS. Phí Đăng Sơn là những thầy giáo đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, động viên tác giả trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ trong quá trình thực hiện luận văn. Đồng thời, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn đến Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Phòng đào tạo sau đại học, các thầy cô đã tận tình trang bị kiến thức chuyên môn trong thời gian tác giả học tập tại trƣờng; các đồng nghiệp cùng thực hiện khảo sát thực địa; các cán bộ Viện Nghiên cứu Lâm sinh, các cán bộ Trạm Thực nghiệm Lâm sinh Cam Lộ, Trung tâm Khoa học sản xuất Lâm nghiệp vùng Bắc Trung Bộ cùng cộng đồng dân cƣ địa phƣơng tại xã Cam Hiếu, Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị đã tạo điều kiện cho tác giả thu thập số liệu, hoàn thành luận văn này. Với tinh thần cầu thị, tác giả mong muốn nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô, các nhà khoa học và bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn đƣợc hoàn thiện hơn. Tác giả xin cam đoan các kết quả, số liệu đƣợc trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 01 tháng 12 năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Mai Quỳnh
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................. v DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ ............................................................... vii PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................ 3 1.1. Một số thuật ngữ ...................................................................................... 3 1.2. Nghiên cứu trên thế giới .......................................................................... 4 1.3. Nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................................... 10 1.4. Nhận xét chung ...................................................................................... 17 Chƣơng 2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU .................. 19 2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................. 19 2.2. Địa hình, thổ nhƣỡng ............................................................................. 19 2.3. Khí hậu................................................................................................... 19 2.3.1. Chế độ nhiệt ........................................................................................ 19 2.3.2. Độ ẩm không khí ................................................................................ 20 2.3.3. Chế độ mƣa ......................................................................................... 20 2.3.4. Chế độ gió ........................................................................................... 20 2.3.5. Thủy văn ............................................................................................. 20 2.4. Lịch sử trồng rừng ................................................................................. 21 Chƣơng 3 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 22 3.1. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................. 22 3.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 22 3.2.1. Đối tƣợng xây dựng thí nghiệm ......................................................... 22 3.2.2. Địa điểm thí nghiệm ........................................................................... 22 3.2.3. Giới hạn nghiên cứu ........................................................................... 22
iv 3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 23 3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 23 3.4.1. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ........................................................... 23 3.4.2. Phƣơng pháp thu thập số liệu ............................................................. 24 3.4.3. Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu ............................................. 27 Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ............................................................ 30 4.1. Ảnh hƣởng của biện pháp xử lý VLHCSKT và bón phân đến sinh trƣởng và tăng trƣởng rừng Bạch đàn lai UP .............................................................. 30 4.1.1. Sinh trƣởng rừng ................................................................................... 30 4.1.2. Tăng trƣởng rừng .................................................................................. 36 4.2. Ảnh hƣởng của biện pháp xử lý VLHCSKT và bón phân đến sinh khối trên mặt đất Bạch đàn lai UP........................................................................... 39 4.2.1. Ảnh hƣởng của các biện pháp xử lý VLHCSKT và bón phân đến sinh khối trên mặt đất.............................................................................................. 39 4.2.2. Sinh khối vật rơi rụng ......................................................................... 43 4.3. Tích lũy dinh dƣỡng rừng trồng Bạch đàn ............................................ 45 4.4. Ảnh hƣởng của biện pháp xử lý VLHCSKT và bón phân đến một số tính chất đất ..................................................................................................... 48 4.4.1. Chỉ tiêu pH đất.................................................................................... 48 4.4.2. Dung tích hấp thu đất CEC ................................................................. 49 4.4.3. Chỉ tiêu Mùn tổng số và Cacbon tổng số ........................................... 51 4.4.4. Chỉ tiêu Nitơ ....................................................................................... 54 4.4.5. Chỉ tiêu Photpho ................................................................................. 56 4.4.6. Chỉ tiêu Kali........................................................................................ 58 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 61 T I LI U THAM KHẢO
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn CIFOR Trung tâm nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế D1,3 Đƣờng kính tại vị trí 1,3m Dt Đƣờng kính chiếu tán Hdc Chiều cao dƣới cành Hvn Chiều cao vút ngọn Nts Nitơ tổng số OTC Ô tiêu chuẩn QLLĐ Quản lý lập địa SD Sai tiêu chuẩn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VLHCSKT Vật liệu hữu cơ sau khai thác
vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang 2.1 Đặc điểm lịch sử trồng rừng khu vực thí nghiệm 21 Ảnh hƣởng của biện pháp xử lý VLHCSKT và phân bón tới sinh 4.1 35 trƣởng Bạch đàn UP 4.2 Tăng trƣởng về D1,3 và Hvn 36 4.3 Tăng trƣởng trữ lƣợng rừng 37 4.4 Tăng trƣởng bình quân chung 38 4.5 Sinh khối khô trên mặt đất cây Bạch đàn UP 40 4.6 Sinh khối khô vật rơi rụng 44 4.7 Kết quả phân tích dinh dƣỡng Bạch đàn 22 tháng tuổi 46 4.8 Tích lũy dinh dƣỡng Bạch đàn 22 tháng tuổi 47 4.9 Biến động độ pH các tầng đất 48 4.10 Biến động dung tích hấp thu đất ở các tầng 50 4.11 Biến động Mùn tổng số và Cacbon tổng số ở các tầng đất 51 4.12 Biến động Nitơ tổng số ở các tầng đất 54 4.13 Biến động phốt pho dễ tiêu ở các tầng đất 56 4.14 Biến động Kali trao đổi ở các tầng đất 58
vii DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ TT Nội dung Trang 4.1 Sinh trƣởng đƣờng kính D1,3 30 4.2 Sinh trƣởng chiều cao vút ngọn Hvn 31 4.3 Sinh trƣởng đƣờng kính tán Dt 31 4.4 Sinh trƣởng chiều cao dƣới cành Hdc 32 4.5 Tỷ lệ sinh khối các bộ phận 22 tháng tuổi 42 4.6 Tỷ lệ sinh khối các bộ phận 32 tháng tuổi 42 4.7 Biến động tỷ lệ sinh khối giữa các bộ phận từ 22 - 32 tháng tuổi 43 Biến động Mùn tổng số ở tầng đất 0-10cm (trái) và 10-30cm 4.8 52 (phải) 4.9 Biến động Cacbon tổng số ở tầng đất (trái) và 10-30cm (phải) 52 Biến động Nitơ tổng số ở tầng đất 0-10cm (trái) và 10-30cm 4.10 55 (phải) Biến động Photpho dễ tiêu ở tầng đất 0-10cm (trái) và 10-30cm 4.11 57 (phải) 4.12 Biến động Kali ở tầng đất 0-10cm (trái) và 10-30cm (phải) 59
1 PHẦN MỞ ĐẦU Hiện nay, trong bối cảnh tài nguyên rừng tự nhiên ngày càng suy giảm cả về diện tích và chất lƣợng, không đáp ứng đủ nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu thì rừng trồng là đối tƣợng đƣợc quan tâm và phát triển nhằm giải quyết tình trạng này. Việt Nam đã có chủ trƣơng tạm dừng khai thác gỗ từ các khu rừng tự nhiên, tập trung phát triển rừng trồng cung cấp gỗ nguyên liệu, từ đó hình thành các vùng nguyên liệu gỗ tập trung ở Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ, Trong các loài cây đƣợc lựa chọn để trồng rừng sản xuất gỗ ở nƣớc ta theo Quyết định số 4961QĐ-BNN ngày 17/11/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về việc Ban hành danh mục các loài cây trồng rừng sản xuất thì Bạch đàn là loài cây triển vọng nhờ khả năng sinh trƣởng nhanh, dễ gây trồng, gỗ có thị trƣờng tốt và thích nghi gây trồng rộng rãi ở nƣớc ta. Nhiều nghiên cứu về Bạch đàn đã đƣợc thực hiện nhƣ cải thiện giống, lựa chọn lập địa trồng rừng thích hợp, các biện pháp kỹ thuật về trồng, chăm sóc nhằm nâng cao năng suất cao và hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, một thực tế ở Việt Nam, năng suất rừng Bạch đàn có xu hƣớng giảm qua các chu kỳ kinh doanh. Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nƣớc chỉ ra có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này. Có thể kể đến nhƣ: áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh đơn giản trong trồng rừng nhƣ trồng thuần loài, không che phủ đất, không tiến hành luân canh và xen canh cây trồng, đốt thực bì trƣớc khi trồng lại rừng, không chú trọng đến việc bổ sung dinh dƣỡng đất rừng trồng,… do đó đã gây thất thoát một lƣợng lớn các chất dinh dƣỡng trong đất, phá vỡ kết cấu và làm suy giảm các chức năng khác nhau của đất dẫn đến độ phì đất suy giảm.
2 Các nghiên cứu cũng chỉ ra nguyên nhân quan trọng dẫn đến tình trạng này là sự quản lý lập địa thiếu bền vững trong trồng rừng sản xuất cũng nhƣ vai trò quan trọng của việc để lại các vật liệu hữu cơ sau khai thác nhƣ cành, lá, vỏ,... và bổ sung lƣợng dinh dƣỡng bị mất đi sau mỗi chu kỳ kinh doanh rừng trồng. Do vậy, tác giả đã thực hiện luận án “Nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và bón phân đến độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn lai (E.urophylla x E.pellita) tại Quảng Trị” làm cơ sở đánh giá toàn diện hơn về quản lý lập địa sau khai thác nhằm cải thiện độ phì của đất và năng suất rừng qua các chu kỳ kinh doanh Bạch đàn.
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Một số thuật ngữ - Lập địa: Theo thuật ngữ Lâm nghiệp (Bộ Lâm nghiệp, 1996), lập địa đƣợc hiểu là nơi sống của một loài hay một tập hợp loài cây dƣới ảnh hƣởng của tất cả các yếu tố ngoại cảnh tác động lên chúng. Theo Ngô Đình Quế (2010), lập địa là một phạm vi lãnh thổ nhất định với tất cả những yếu tố ngoại cảnh ảnh hƣởng tới sinh trƣởng của cây cối. Hiểu theo nghĩa rộng, lập đại bao gồm 4 thành phần là: khí hậu, địa hình, thổ nhƣỡng và động thực vật. - Quản lý lập địa rừng trồng: đƣợc hiểu là toàn bộ những hoạt động của con ngƣời tác động vào lập địa rừng trồng nhằm đƣa các yếu tố cấu thành lập địa đạt giá trị tốt nhất làm căn cứ để sử dụng chúng một cách tốt nhất. Việc quản lý này tập trung vào các yếu tố mà con ngƣời có thể tác động thay đổi đƣợc phù hợp với điều kiện tự nhiên nhằm duy trì năng suất sản xuất của lập địa. Quản lý lập địa rừng trồng có thể hiểu đơn giản hơn là quản lý độ phì đất, bao gồm tổng hợp các biện pháp kỹ thuật về xử lý thực bì trƣớc khi trồng, quản lý vật chất hữu cơ sau khai thác, quản lý tầng thảm tƣơi cây bụi và quản lý nguồn dinh dƣỡng trong đất đáp ứng nhu cầu của cây rừng, nhằm ổn định và cải thiện năng suất rừng trồng qua nhiều chu kỳ kinh doanh (Nambiar và Brown, 1997). - Vật liệu hữu cơ sau khai thác (VLHCSKT): khi khai thác rừng hầu nhƣ chỉ có phần gỗ thƣơng phẩm (có thể cả bao gồm cả củi) đƣợc lấy đi, còn tất cả cành nhánh, ngọn, lá, vỏ cây, hoa, quả, toàn bộ cây bụi, thảm tƣơi dƣới tán rừng, vật rơi rụng… đƣợc gọi là các vật liệu hữu cơ sau khai thác.
4 - Quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác: đƣợc hiểu là các hoạt động xử lý VLHCSKT nhƣ đốt, chuyển đi hoặc để lại một phần hay toàn bộ. Tùy từng điều kiện cụ thể mà áp dụng biện pháp xử lý thích hợp. - Độ phì của đất: là tổng hợp các yếu tố nhƣ dinh dƣỡng khoáng, nƣớc, không khí trong đất, không có độc chất, đất tơi xốp để đảm bảo cho cây trồng sinh trƣởng và phát triển tốt. Lƣợng vật chất hữu cơ trong đất giữ vai trò quyết định đến độ phì của đất. Phần lớn đất đồi núi vùng nhiệt đới nghèo dinh dƣỡng, do đó nguồn dinh dƣỡng chính cho cây trồng là các chất phân hủy từ vật chất hữu cơ trong đất. Độ phì đất và cây trồng có mối quan hệ tƣơng tác qua lại, trong đó cây trồng duy trì vật chất hữu cơ trong đất, và các vật chất hữu cơ có tác dụng duy trì độ phì đất giúp cây trồng sinh trƣởng phát triển tốt. 1.2. Nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Một số nghiên cứu về loài Bạch đàn lai UP Bạch Đàn (Eucalyptus) thuộc họ Sim (Myrtaceae), có nguồn gốc từ Australia. Trên thế giới, có hơn 700 loài bạch đàn, hầu hết có bản địa tại Australia, và một số nhỏ đƣợc tìm thấy ở New Guinea và Indonesia và một ở vùng viễn bắc Philippines. Các loài bạch đàn đã đƣợc trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới gồm châu Mỹ, châu Âu, châu Phi, vùng Địa Trung Hải, Trung Đông, Trung Quốc, bán đảo Ấn Độ... và cả Việt Nam [30]. Theo kết quả nghiên cứu của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam một số loài đã và đang đƣợc trồng phổ cập ở nƣớc ta nhƣ E.camaldunensis, E.tereticorni, E.Urophyla… Các loài E.camaldunensis, E.tereticornis, E.brassina và E.pellita thích hợp với các vùng đồi thấp và đồng bằng miền Nam. Các loài E.grandis, E.saligna và E.microcorys thích hợp với vùng đất phèn nặng [18]. Bạch Đàn là loài cây có tốc độ sinh trƣởng và tăng trƣởng nhanh. Trong 2 - 3 năm đầu, cây phát triển nhanh về chiều cao, có thể đạt trên 10 m ở tuổi 3 nếu đƣợc áp dụng các biện pháp lâm sinh thích hợp; sang tuổi tiếp theo,
5 cây phát triển về đƣờng kính là chủ yếu. Sinh trƣởng nhanh, tự tỉa cành sớm, chu kỳ khai thác ngắn, ít kén đất,... nên Bạch đàn đƣợc lựa chọn là một trong những cây chủ lực trong trồng rừng nguyên liệu. Lai giống giữa các loài Bạch đàn là hƣớng đi mà các nhà chọn giống từ lâu đã rất quan tâm nhằm tạo ra các dòng con lai mang các ƣu thế lai vƣợt trội hơn so với loài bố mẹ. Trên thế giới, Năm 1963, Shelbourne và Danks (1963) đã tạo ra tổ hợp lai giữa [E. torelliana x (E. urophylla x E. pellita)] ở Philippines. Theo Martin (1989) thì đến năm 1989 đã có hơn 20 tổ hợp lai khác loài đƣợc tạo ra ở chi bạch đàn, trong đó Viện lâm nghiệp nhiệt đới Trung Quốc cũng tạo ra 204 cây lai từ các cặp bố mẹ giữa E. urophylla với các loài E. tereticornis, E. camaldulensis, E. exserta, E. grandis, E. saligna và E. pellita. Trong đó một số cây cá thể lai từ tổ hợp E. urophylla x E. tereticornis và E. urophylla x E. camaldulensis đã có ƣu thế lai về sinh trƣởng so với bố mẹ của chúng. Cây lai có thể vƣợt bố mẹ với các giá trị tƣơng ứng là 120,7% và 89,4% (Shen, 2000). Thông thƣờng ƣu thế lai thể hiện rõ hơn trong những điều kiện môi trƣờng sống bất lợi và chúng có phạm vi thích ứng rộng hơn mức bình thƣờng. Nghiên cứu của Verryn (2000) cho thấy những tổ hợp lai có khả năng chống chịu với điều kiện môi trƣờng bất lợi tốt là E. grandis x E. camaldulensis, E. grandis x E. tereticornis, E. grandis x E. urophylla. Nghiên cứu ƣu thế lai về năng suất đƣợc thực hiện ở các tổ hợp lai E. grandis x E. urophylla và E. pellita x E. urophylla, kết quả cho thấy chúng đều là những tổ hợp lai có ƣu thế lai vƣợt hơn các loài thuần và đƣợc trồng thành rừng kinh tế ở Brazil và Congo (Eldridge, 1993). Ƣu thế lai về sinh trƣởng và tính chịu lạnh đã đƣợc tìm thấy ở tổ hợp lai E. grandis x E. nitens, còn ƣu thế lai về sinh trƣởng và chống chịu bệnh loét thân thể hiện ở tổ hợp lai E. grandis x E. urophylla (Verryn, 2000). Tính ƣu trội về chịu lực cũng nhƣ khả năng làm bột
6 giấy của các tổ hợp lai E. urophylla x E. grandis tốt hơn so với E. urophylla x E. pellita (Bauvet, 1997). Tổ hợp lai E. grandis x E. urophylla có năng suất rừng trồng lên tới 45,5 m3/ha (2,5 tuổi) trong lúc xuất xứ Wetar tốt nhất của Bạch đàn urô chỉ đạt 29,31 m3/ha (Turvey, 1995). Bạch đàn E. pellita có khả năng lai giống với các loài bạch đàn khác nhƣ Bạch đàn E. brassiana, Bạch đàn urô và Bạch đàn camal tạo ra các giống lai có ƣu thế lai rất tốt về sinh trƣởng, đồng thời có tính chất gỗ tốt và có khả năng chống chịu sâu bệnh và các điều kiện hạn hán tốt (Harwood, 1998). Công ty PICOP của Philippines đã khảo nghiệm một số tổ hợp lai E. deglupta x E. pellita, E. urophylla x E. pellita (Siarot, 1986 - dẫn từ Harwood, 1998), sau 4 năm thu đƣợc chiều cao trung bình tổ hợp lai E. pellita x E. urophylla đạt 20m, gia đình tốt nhất của E. urophylla đạt 17m, trong khi đó xuất xứ tốt nhất từ Queensland của E. pellita là 15m. Chƣơng trình cải thiện giống cho Bạch đàn pellita dựa trên phép lai thuận nghịch cũng đƣợc thực hiện và cho thấy sinh trƣởng của các cá thể tốt nhất của các tổ hợp lai xa khác loài đã vƣợt trội các xuất xứ tốt của các loài bố mẹ (Bouvet & Vigneron, 2009; Harwood, 1998) [11]. 1.2.2. Nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác Năm 1995, Trung tâm nghiên cứu lâm nghiệp quốc tế (CIFOR) đi tiên phong trong nghiên cứu quản lý lập địa và sản lƣợng rừng trồng ở các nƣớc nhiệt đới trên các đối tƣợng là: Bạch đàn, Thông và Keo trồng thuần loài trên các dạng lập địa ở các nƣớc nhƣ: Brazil, Công Gô, Nam Phi, Trung Quốc, Indonesia, và bắt đầu nghiên cứu ở Việt Nam (Nambiar, 2008). Kết quả nghiên cứu cho thấy các biện pháp quản lý lập địa khác nhau và các loài cây trồng khác nhau đã có ảnh hƣởng không giống nhau đến độ phì, cân bằng nƣớc, sự phân huỷ thảm mục và chu trình dinh dƣỡng khoáng. Việc áp dụng các biện pháp quản lý lập địa sau khai thác rừng có tác động lâu dài đến năng
7 suất rừng và dinh dƣỡng đất. Tuy nhiên, không phải bất kỳ nơi nào cũng áp dụng đƣợc mà tùy từng điều kiện lập địa cụ thể mà việc biện pháp kỹ thuật nào, áp dụng nhƣ thế nào,... chính là vấn đề đƣợc đặt ra và cần phải nghiên cứu cụ thể. Dinh dƣỡng của đất phần lớn đƣợc cung cấp bởi vật liệu hữu cơ để lại. Việc áp dụng kỹ thuật tối thiểu (không đốt vật liệu hữu cơ) tỷ lệ thuận với duy trì dinh dƣỡng đất, đặc biệt ở nơi có độ phì đất thấp (Goncalves, 1995). Việc đốt chất hữu cơ trên đất gây mất một lƣợng lớn dinh dƣỡng qua bốc hơi và xói mòn, rửa trôi. Paul et al. (2002) đã tổng hợp kết quả nghiên cứu của 43 đề tài trồng rừng cho thấy, hàm lƣợng mùn hầu hết giảm trong những năm đầu sau khi trồng rừng do ảnh hƣởng của các biện pháp chuẩn bị hiện trƣờng và đất không đƣợc che phủ những năm đầu dẫn đến xói mòn rửa trôi mạnh 24 . Do đó, giữ lại VLHCSKT vừa giảm xói mòn rửa trôi, vừa duy trì đƣợc một lƣợng lớn dinh dƣỡng và các lý hóa tính của đất cho luân kỳ sau, giảm đƣợc các chi phí về bổ sung dinh dƣỡng cho đất. Sinh trƣởng và dinh dƣỡng đất của rừng trồng Bạch đàn chịu ảnh hƣởng rõ rệt của việc để lại VLHCSKT. Nghiên cứu của Goncalves và cộng sự (2003) đối với bạch đàn urô tại Brazil cho thấy, sau hơn 6 năm để lại VCHCSKT năng suất tăng 14,5 so với dọn hết VCHCSKT; ở nơi thí nghiệm có độ phì đất thấp thì sự sai khác càng rõ rệt. Nghiên cứu của Nzila và cộng sự (2003) cho Bạch đàn urô ở Công-gô cho thấy, sau 1 năm trồng, ở công thức lấy hết VLHCSKT đi nơi khác cho sinh khối cây trên mặt đất là thấp nhất (5,6 tấn/ha), thấp hơn 28 so với sinh khối trung bình của các công thức còn lại(7,2 tấn/ha); hàm lƣợng dinh dƣỡng trong đất và cây cũng thấp nhất.
8 P. Delepote và cộng sự (2008) khi nghiên cứu về ảnh hƣởng của để lại VLHCSKT đến tính chất đất và sinh trƣởng rừng chu kỳ thứ hai của Bạch đàn tại Công Gô cho thấy ảnh hƣởng rõ rệt của để lại VLHCSKT (23,2 tấn/ha) so với chuyển hết VLHCSKT đi nơi khác (đối chứng). Hàm lƣợng chất khoáng của VLHCSKT để lại cũng khác nhau theo thời gian tùy theo dinh dƣỡng: K và P giải phóng nhanh trong quá trình phân hủy; N và Mg là trung bình; Ca giải phóng chậm nhất. Tổng lƣợng dinh dƣỡng phóng thích trong qúa trình phân hủy thảm mục và VLHCSKT là: 329kg N; 41kg P; 99kg K, 73kg Ca và 52kg Mg/ha sau 20 tháng khai thác rừng. Theo đó, sinh trƣởng rừng cũng là cao nhất tại nơi có VLHCSKT để lại nhiều nhất và thấp nhất là đối chứng. Nghiên cứu cũng cho thấy hầu hết dinh dƣỡng trong VLHCSKT và thảm mục đã đƣợc khoáng hóa trong hai năm đầu sau khai thác [27]. A.Tiarks và J.Ranger (2008) sau khi tổng kết các kết quả trong chƣơng trình nghiên cứu quản lý lập địa của CIFOR đã kết luận, trong chu kỳ đầu có 9 lập cho thấy để lại VLHCSKT đã làm tăng đáng kể chất hữu cơ trong đất, 6 lập địa chƣa thấy sai khác, 1 lập địa cho thấy giảm chất hữu cơ trong đất trong 16 lập địa khác nhau nghiên cứu. Chất hữu cơ có ảnh hƣởng lớn đến tăng sản luợng rừng thông qua ảnh hƣởng đến tính chất vật lý đất nhƣ khả năng giữ nƣớc và chứa những dinh dƣỡng quan trọng. Nếu không có sự tác động của phân bón thì sự phân hủy các VLHCSKT chính là nguồn cung cấp dinh dƣỡng chủ yếu cho cây [29]. Tại Trung Quốc, D.P.Xu và cộng sự (2008) tiến hành nghiên cứu đối với Bạch đàn E. urophylla ở Quảng Đông cho thấy, nghiệm thức để lại gấp đôi VLHCSKT sinh trƣởng chiều cao sau 90 tháng của cây đạt 11,42 m so với đối chứng (lấy hết VLHCSKT) là 10,57 m; tƣơng tự với D là 9,21 cm so với 8,56 cm. Các chỉ số về dinh dƣỡng đất đƣợc tích lũy và bổ sung của các nghiệm thức để lại VLHCSKT cũng cao hơn so đối chứng [20].
9 1.2.3. Nghiên cứu về bón phân Nhƣ đã biết, đất là kho dự trữ nguồn dinh dƣỡng để cung cấp cho cây. Việc sử dụng nguồn dinh dƣỡng này một cách có hiệu quả, bền vững, nghĩa là vừa sử dụng vừa duy trì, bổ sung và cải thiện nguồn dinh dƣỡng trong đất là nhiệm vụ rất quan trọng. Đối với rừng trồng cây mọc nhanh chu kỳ ngắn đa luân kỳ, bón phân là biện pháp kỹ thuật quan trọng nhằm bổ sung lƣợng chất dinh dƣỡng trong đất mất đi trong quá trình canh tác và lƣợng gỗ khai thác. Bón phân cho rừng trồng đã đƣợc nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu và cho những kết quả tích cực. J.A Simpson (2004) khi nghiên cứu về chuẩn đoán tình trạng dinh dƣỡng rừng A. mangium cho rằng: phân tích lá là công cụ hữu dụng để đánh gía tình trạng dinh dƣỡng của rừng trồng keo; nghiên cứu trong nhà kính về hàm lƣợng dinh dƣỡng trong lá cho biết biểu hiện triệu chứng của N, P, K; sự thiếu hụt lân là nghiêm trọng ở Kalimantan và Trung Quốc. Nghiên cứu của Mello (1976) ở Brazil cho thấy, bón NPK thích hợp có thể tăng năng suất rừng trồng Bạch đàn lên đến 50 . Yelu (2004) thực hiện thí nghiệm bón phân trên các lập địa khác nhau ở Madang, cho thấy bón 300 Ag NPK (12:12:17) cây cho sinh trƣởng tốt nhất. Nghiên cứu về tỷ lệ hàm lƣợng phân NPK, Costa et al. (2012) cho biết, sinh trƣởng rừng trồng Bạch đàn trắng ở Brazil cao nhất ở công thức có tỷ lệ 200 kg N + 30 kg P + 50 kg K ha. Nhƣ vậy, phân NPK có tỷ lệ đạm cao rất quan trọng cho sinh trƣởng của Bạch đàn 5 . 1.2.4. Một số nghiên cứu về chu trình dinh dưỡng cây rừng Theo nghiên cứu của Goncalves et al. (1997-1999), ở tuổi 7-8 tỷ lệ phân hủy hàng năm của vật rơi rụng rừng Bạch đàn E.grandis là 7,8 tấn/ha (trong đó 60 từ lá và 40 % từ cành cây). Hàng năm có 42 kg N; 2,3 kg P; 20kg K và 47 kg Ca ha đã đƣợc phân hủy, tƣơng đƣơng với 10% của N, 6% P, 10 % K và 17 % Ca chứa trong cây. Nghiên cứu khác cho thấy tổng thảm mục tích
10 lũy trên đất phân rã từ 24-16 tấn/ha chỉ trong 06 tháng sau khi khai thác trắng và tỷ lệ phân hủy là 55 năm. Tác giả cũng cho thấy E. grandis 7 tuổi , có tới 30% tổng số N, 18% P,14% K, 43% Ca và 31% Mg của rừng (sinh khối trên mặt đất và rễ) đƣợc tìm thấy trong thảm mục. Trung bình lá cây vận chuyển đến các cơ quan khác trong cây trƣớc khi khai thác là khoảng 61% của N, 79 P, 50 K và 8 Mg; tƣơng đƣơng với 50kg ha năm đối với N; 6 kg với P; 15 kg với K; và chỉ có 1 kg với Mg và sử dụng 4,6 tấn ha năm bằng phân hủy vật rụng. Còn đối với cành cây khai thác, một lƣợng nhỏ dinh dƣỡng đã đƣợc chuyển: 23 N, 67 P và 8 K , tƣơng đƣơng 4 kg ha năm với N; 2 kg với P và 1kg với K và dùng 3,2 tấn ha năm qua phân hủy. Tổng dinh dƣỡng cả hai: chu trình Hóa -Sinh -Địa (phân hủy lá và cành) và chu trình Hóa -Sinh (luân chuyển dinh dƣỡng trƣớc khi phân hủy) có tổng là: 96kg ha năm với N; 10 kg với P; 36 kg với K; 47kg với Ca và 15 kg với Mg. Tổng số này là cao hơn so với những dinh dƣỡng cùng loại ở trong cây [31]. Nhƣ vậy, ở rừng Bạch đàn E.grandis trƣởng thành (7 - 8 năm), phần lớn nhu cầu dinh dƣỡng hàng năm đến từ chu trình dinh dƣỡng, chứng tỏ sự phụ thuộc ít vào độ phì đất trong suốt giai đoạn này. Hardiyanto.E.B và cộng sự (2008), khi nghiên cứu về lƣợng rơi của rừng Keo tai tƣợng A. mangium tại Sumatra Indonesia, đã cho thấy lƣợng rơi rụng trung bình 2 năm của rừng có tuổi từ 2 - 5 năm là 10,6 tấn/ha và lƣợng dinh dƣỡng để lại từ lƣợng rơi là: 143 kg N ha, P 2,3 kg ha, K 22,6 kg ha, Ca 83,2 kg ha và Mg là 17,4 kg ha. Lƣợng dinh dƣỡng này góp phần bổ sung dinh dƣỡng cùng với dinh dƣỡng từ VLHCSKT cho đất rừng [25]. 1.3. Nghiên cứu ở Việt Nam 1.3.1. Một số nghiên cứu về loài Bạch đàn lai UP Ở Việt Nam, Bạch đàn đƣợc các nhà lâm nghiệp ngƣời Pháp nhập vào trồng thử từ năm 1930. Hai loài đƣợc nhập thời kỳ đó là Bạch đàn caman (Eucalyptus camaldulensis), Bạch đàn đỏ (E. robusta). Trong những năm
11 1950 đã xây dựng đƣợc các khu khảo nghiệm loài cho 18 loài Bạch đàn ở vùng Đà Lạt nhƣ Eucalyptus saligna, E. microcorys, E. camaldulensis, E. punctata, E. robusta, E. citriodora, E. globulus, E. botroides, E. maideni, E. longifolia, E. resinifera v.v., trong đó các loài E. microcorys và E. saligna có thích ứng khá nhất và sinh trƣởng nhanh nhất tại vùng Đà Lạt. Sau 40 năm có chiều cao 35 - 40m với đƣờng kính ngang ngực 50 - 60cm. Khảo nghiệm gần đây cho thấy đời sau của những cây này vẫn thể hiện tính ƣu việt về sinh trƣởng và hình dáng thân cây. Vì vậy đang đƣợc dùng làm cây mẹ để lấy giống phát triển vào sản xuất [2]. Đề tài “Nghiên cứu lai giống một số loài Bạch đàn” của Lê Đình Khả, Nguyễn Việt Cƣờng năm 2000 đã nghiên cứu lai giống giữa các loài Bạch đàn urô, Bạch đàn camal và Bạch đàn liễu. Kết quả cho thấy giống lai khác loài giữa các loài Bạch đàn có sinh trƣởng nhanh hơn các loài cây bố mẹ, đặc biệt là nhanh hơn hẳn hậu thế thụ phấn tự do của các cây bố mẹ tham gia lai giống, thể hiện ƣu thế lai về sinh trƣởng rõ rệt. Những năm gần đây, trong khuôn khổ dự án SAREC “ Sử dụng đa dạng di truyền và tiến bộ công nghệ sinh học trong nghiên cứu cải thiện giống cây rừng” và đề tài “Nghiên cứu cải thiện giống nhằm tăng năng suất, chất lƣợng cho một số loài cây trồng rừng chủ lực”, Viện Khoa Học Lâm Nghiệp Việt Nam cũng đã có thêm những nghiên cứu lai giống giữa Bạch đàn E. urophylla (U) và Bạch đàn E. pellita (P) và tiến hành khảo nghiệm hậu thế lai. Từ kết quả nghiên cứu 60 tổ hợp lai UP và PU (chủ yếu là UP) đã đƣợc tạo ra và khảo nghiệm hậu thế giống lai tại Hà Nội, Nghệ An, Quảng Trị và Bình Dƣơng. Kết quả đánh giá ở giai đoạn 30 tháng tuổi cho thấy giống lai giữa hai loài Bạch đàn này là rất có triển vọng cho trồng rừng ở miền Bắc và Bắc Trung bộ. Bên cạnh đó cũng cho thấy có sự khác biệt rất lớn về sinh trƣởng của các tổ hợp lai trên các lập địa khác nhau, chứng tỏ điều kiện lập
12 địa ảnh hƣởng rất lớn đến di truyền. Một số tổ hợp lai có sinh trƣởng tốt hơn rõ rệt so với bố mẹ, dòng U6 và PN14 tại Ba Vì và Đông Hà đã đƣợc xác định, với độ vƣợt trung bình về thể tích từ 20 – 50% (Nguyễn Đức Kiên et al., 2009). Đặc biệt nhiều tổ hợp lai UP vẫn duy trì đƣợc sức sống mạnh mẽ với tán lá khỏe mạnh trong điều kiện mùa đông lạnh và khô ở Ba Vì [11]. Từ các kết quả đánh giá các tổ hợp lai tại Ba Vì, chọn lọc các cá thể lai có sinh trƣởng nhanh, hình dạng thân đẹp để nhân giống đã đƣợc tiến hành và xây dựng các khảo nghiệm dòng vô tính cùng với một số dòng Bạch đàn uro và Bạch đàn lai UP mới chọn lọc. Năm 2013, Hội đồng khoa học Bộ NN&PTNT đã công nhận nhiều dòng là giống TBKT và giống quốc gia cho các dòng này, cụ thể là: Bạch đàn urô U262, U416, U821, U892, U1088; Bạch đàn lai UP35, UP54, UP72, UP95, UP97, UP99, UE24, UE29, trong đó 5 dòng bạch đàn lai UP để phát triển vào sản xuất, đó là UP35, UP54, UP95, UP97 và UP99. Trồng thực nghiệm các giống tiến bộ kỹ thuật cho kết quả sau 5 năm ở vùng đất đồi Yên Thế, Bắc Giang và vùng khô hạn trên đất cát ở Hàm Thuận Nam, Bình Thuận, rừng trồng bạch đàn lai UP đƣợc công nhận đạt năng suất từ 140 - 150m3 ha, vƣợt trội so với các giống bạch đàn cũ trƣớc đây và có thể thu 150 - 200m3 ha sau 7 năm 8 . 1.3.2. Nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác Ở Việt Nam, nghiên cứu quản lý VLHCSKT đã đƣợc thực hiện cho 2 chu kỳ Keo lá tràm ở Bình Phƣớc, từ 2002 - 2008 (dự án CIFOR) và 2008 - 2012 (đề tài cấp Bộ của Phạm Thế Dũng và cộng sự), 1 chu kỳ Keo lai ở Quảng Trị và 1 chu kỳ Bạch đàn urô tại Vĩnh Phúc (Phạm Thế Dũng và cộng sự 2008 – 2012). Vũ Đình Hƣởng và cộng tác viên (2008) nghiên cứu cho rừng Keo lá tràm ở Bình Phƣớc trong mạng lƣới dự án quản lý lập địa (CIFOR) cho thấy, sau 4 năm, trữ lƣợng rừng tăng từ 7-10% tỷ lệ thuận với mức độ để lại
13 VLHCSKT. Ngoài ra đã làm tăng hàm lƣợng N và chất hữu cơ trên tầng đất mặt. Việc bổ sung phân lân cũng góp phần làm tăng khỏang 8% về sinh trƣởng đƣờng kính thân cây. Đây cũng là nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về việc để lại VLHCSK cho luân kỳ sau, đã có đƣợc những số liệu cơ bản về sinh trƣởng rừng và diễn biến độ phì đất. Nghiên cứu của Phạm Thế Dũng và cs (2012) nghiên cứu rừng trồng Bạch đàn urophylla tại Phú Thọ cho thấy, sau 4 năm giữ lại VLHCSKT năng suất tăng khoảng 2,66 m3 ha năm so với không giữ lại và tăng 6,46 m3 ha năm so với đốt thực bì; dinh dƣỡng đất, cụ thể là carbon tổng số và lân dễ tiêu tăng lần lƣợt là 13,1% và 14,3 - 15,3 %. Nghiên cứu cũng đã chỉ ra: nếu giữ lại vật liệu hữu cơ sau khai thác rừng, năng suất ở các luân kỳ sau tăng từ 8,6 đến 18,9% tùy theo mức độ để lại và tăng sinh khối rừng từ 8,7 đến 18,7 . Đối với đất, việc nâng cao hàm lƣợng chất hữu cơ (C), đạm (N), lân (P) không những bù đắp cho sử dụng của cây mà còn tích lũy đƣợc thêm cho đất. Kết quả đánh giá Bạch đàn urô ở tuổi 4 cho thấy năng suất rừng của các công thức giữ lại và giữ lại gấp đôi VLHCSKT đều cao hơn so với công thức đốt và công thức lấy hết VLHCSKT khoảng 1,5 lần. Việc đốt VLHCSKT cũng làm ảnh hƣởng rõ rệt tới dinh dƣỡng đất. Sau 4 năm, các công thức để lại VLHCSKT có cacbon và kali tổng số tăng 13 , lân dễ tiêu tăng 15 và đạm tổng số tăng 20 so đối chứng. Lƣợng VLHCSKT để lại của Bạch đàn không nhiều do tán rừng thƣa, cành nhánh ít, đồng thời Bạch đàn không có khả năng cố định đạm nhƣ Keo nên đất rừng trồng Bạch đàn thƣờng khô, nghèo dinh dƣỡng hơn so với rừng trồng Keo. Điều này phù hợp với kết quả nghiên cứu của Phạm Đức Chiến (2009) về trồng luân canh Keo và Bạch đàn, cụ thể Keo tai tƣợng và Keo lai hằng năm trả lại cho đất 1 lƣợng cành khô lá rụng khá lớn, lớn hơn từ 1,3 - 2 lần so với các loài Bạch đàn (PN2, U6 và bạch đàn trắng). Tốc độ phân hủy