Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu một số tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại xã Ayun, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai

Chia sẻ: Tri Tâm | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được tính chất lý học, hóa học của đất dưới một số trạng thái thảm thực vật chủ yếu ở khu vực, làm cơ sở đề xuất một được một số định hướng cải thiện tính chất của đất và giải pháp quản lý đất bền vững tại xã Ayun, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai.

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 một số tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại xã Ayun, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai

i LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Nghiên cứu một số tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vậttại xã Ayun, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai” là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, được phân tích, thu thập từ điều tra thực tế ở địa phương. Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Hà Nội, ngày 02 tháng 12 năm 2015 Tác giả luận văn Cao Quốc Cường
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên ngành Lâm học tại trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, tôi xin chân thành cảm ơn: Cha mẹ và những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện cho tôi về tinh thần cũng như vật chất trong thời gian vừa qua. Quý thầy cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Lâm học, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban giám hiệu nhà trường đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian khoá học. Lãnh đạo Trường Trung học Lâm nghiệp Tây nguyên và Trung tâm thực nghiệm Mang Yang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian khóa học Cán bộ xã Ayun - huyện Mang Yang - tỉnh Gia Lai, các đơn vị chủ rừng đóng chân ttrên địa bàn xã đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập số liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn TS.Nguyễn Minh Thanh, đã giành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn này. Do thời gian có hạn và trình độ chuyên môn còn hạn chế, bản thân mới bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp quan tâm góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Cao Quốc Cường
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan...............................................................................................................i Lời cảm ơn..................................................................................................................ii Mục lục......................................................................................................................iii Danh mục các chữ viết tắt..........................................................................................vi Danh mục các biểu...................................................................................................viii Danh mục các hình.....................................................................................................ix ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................2 1.1. Trên thế giới .........................................................................................................2 1.2. Ở Việt Nam ..........................................................................................................7 Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................13 2.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................13 2.2. Giới hạn nghiên cứu ...........................................................................................13 2.3. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................13 2.4. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................13 2.5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................13 2.5.1. Thu thập và kế thừa các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu.............13 2.5.2. Thu thập số liệu ngoại nghiệp .........................................................................14 2.5.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm .............................................16 2.5.4. Tổng hợp và xử lý số liệu................................................................................17 Chương 3. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI XÃ AYUN, HUYỆN MANG YANG, TỈNH GIA LAI ................................................................18 3.1. Điều kiện tự nhiên ..............................................................................................18 3.1.1. Vị trí địa lý và ranh giới hành chính ...............................................................18 3.1.2. Địa hình địa thế ...............................................................................................18
iv 3.1.3. Khí hậu ............................................................................................................18 3.1.4. Thuỷ văn..........................................................................................................19 3.1.5. Đất đai .............................................................................................................19 3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ...................................................................................20 3.2.1. Nguồn nhân lực ...............................................................................................20 3.2.2. Về kinh tế ........................................................................................................20 3.3. Đánh giá chung điều kiện dân sinh, kinh tế xã hội ............................................21 Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................23 4.1. Một số đặc điểm của các trạng thái thảm thực vật ở khu vực ............................23 4.1.1. Đặc điểm tầng cây cao ....................................................................................23 4.1.2. Một số đặc điểm lớp cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng ..................................25 4.2. Đặc điểm hình thái phẫu diện đất dưới một số trạng thái TTV .........................27 4.2.1. Hình thái phẫu diện đất rừng tự nhiên giàu.....................................................28 4.2.2. Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái rừng tự nhiên nghèo .........................29 4.2.3. Hình thái phẫu diện đất dưới rừng Khộp ........................................................30 4.2.4. Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái rừng Bạch đàn Urophylla .................31 4.2.5. Hình thái phẫu diện đất rừng trồng Thông ba lá .............................................32 4.2.6. Hình thái phẫu diện đất dưới trạng thái Trảng cỏ cây bụi ..............................33 4.3. Một số tính chất lý học của đất dưới các trạng thái thảm thực vật ....................35 4.3.1. Thành phần cơ giới..........................................................................................35 4.3.2. Một số tính chất vật lý đất khác ......................................................................37 4.4. Một số tính chất hóa học đất ở khu vực .............................................................40 4.4.1. Độ chua của đất ...............................................................................................40 4.4.2. Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (OM%) .........................................................42 4.4.3. Đạm tổng số ....................................................................................................44 4.4.4. Tỷ lệ C/N của đất ............................................................................................45 4.4.5. Trữ lượng chất hữu cơ và trữ lượng đạm trong đất.........................................45 4.4.6. Hàm lượng mùn và một số chất dễ tiêu ..........................................................48 4.5. Đề xuất một số biện pháp cải thiện tính chất của đất ở khu vực........................52
v KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................57 1. Kết luận .................................................................................................................57 2. Tồn Tại ..................................................................................................................58 3. Khuyến nghị ..........................................................................................................59 TÀI LIỆU THAM KHẢO
vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nguyên nghĩa Al Nhôm. BĐ Bạch đàn. BV&PTR Bảo vệ và phát triển rừng. CHC Chất hữu cơ. D1.3 Đường kính ngang ngực. Dt Đường kính tán. Đ-T Đông – Tây. FAO Food and Agriculture Organization H Hidro. Htb Chiều cao trung bình. Hvn Chiều cao vút ngọn. K2 O Kali oxit. KCl Kali clorua. Kh Khộp. KHCN Khoa học công nghệ. KVNC Khu vực nghiên cứu. Min, max Giá trị nhỏ nhất, giá trị lớn nhất. N Nitơ. N% Hàm lượng đạm tổng số. N-B Nam – Bắc. NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn. OC% Hàm lượng mùn. ODB Ô dạng bảng. OM% Hàm lượng chất hữu cơ tổng số. OTC Ô tiêu chuẩn. P2O5 Photpho oxit (lân).
vii PCCCR Phòng cháy chữa cháy rừng P(mm) Lượng mưa. PTR Phát triển rừng. QLBV Quản lý bảo vệ. RN Rừng nghèo. TB Trung bình. TBL Thông ba lá. TCCB Trảng cỏ cây bụi. TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam. toC Nhiệt độ. TL Tỉ lệ. TN Tự nhiên. TTV Thảm thực vật. UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization VRR Vật rơi rụng.
viii DANH MỤC CÁC BIỂU TT Tên biểu Trang 01 Phiếu điều tra tầng cây cao 14 02 Phiếu điều tra cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng 15 Tổng hợp yếu tố nhiệt độ và lượng mưa bình quân 5 năm (2010- 3.1 19 2014) tại KVNC 3.2 Những thuận lợi và khó khăn của KVNC 21 4.1 Một số đặc điểm cấu trúc TTV khu vực nghiên cứu 23 4.2 Một số đặc điểm lớp cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng 26 4.3 Một số chỉ tiêu mô tả phẫu diện dưới các trạng thái TTV 34 4.4 Một số tính chất vật lý đất dưới các trạng thái thảm thực vật 35 4.5 Thành phần cơ giới của các trạng thái thảm thực vật 37 4.6 Độ pH của đất dưới các trạng thái TTV 41 4.7 Hàm lượng chất hữu cơtổng số trong đất tại khu vực 42 4.8 Trữ lượng CHC và trữ lượng đạm trong đất 46 4.9 Mùn và các chất dễ tiêu ở khu vực nghiên cứu 48
ix DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 2.1 Sơ đồ bố trí phẫu diện nghiên cứu 16 4.1 Tỷ lệ các cấp hạt ở các trạng thái TTV 36 4.2 Dung trọng của đất dưới các trạng thái TTV 38 4.3 Tỷ trọng của đất dưới các trạng thái TTV 39 4.4 Độ xốp của đất dưới các trạng thái TTV 40 4.5 Độ pH của đất tại khu vực nghiên cứu 42 4.6 Chất hữu cơ tổng số trong đất dưới các trạng thái TTV 43 4.7 Đạm tổng số trong đất ở khu vực nghiên cứu 44 4.8 Tỷ lệ C/N dưới các trạng thái TTV 45 4.9 Trữ lượng CHC dưới các trạng thái TTV 47 4.10 Trữ lượng đạm dưới các trạng thái TTV 48 4.11 Hàm lượng mùn ở các trạng thái TTV 49 4.12 Hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất ở khu vực nghiên cứu 50 4.13 Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất ở khu vực 51 4.14 Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất ở khu vực 52
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đất là một thành phần quan trọng của hệ sinh thái. Nó có ý nghĩa rất lớn tới khả năng cung cấp nước, chất dinh dưỡng cho cây. Do đó nó có ảnh hưởng tới quá trình sinh trưởng, phát triển của thảm thực vật. Mỗi loại đất sẽ có một kiểu thảm thực vật riêng. Ngược lại mỗi kiểu thảm thực vật sẽ đặc trưng cho một kiểu đất xác định. Các kiểu đất này sẽ khác nhau bởi hàng loạt chỉ tiêu như: màu sắc, tính chất lí học, hoá học, hệ vi sinh vật và động vật đất. Ayun là một xã thuộc huyện MangYang, tỉnh Gia Lai, có độ che phủ bình quân của rừng đạt xấp xỉ 30%, phần lớn là rừng thứ sinh nghèo và rừng trồng phòng hộ, địa hình đồi núi, độ dốc trung bình từ 25 - 350, rừng đầu nguồn bị tàn phá cộng với phương thức canh tác của cộng đồng tại địa phương còn lạc hậu nên tình trạng thiếu nước nghiêm trọng vào mùa khô và xói mòn mạnh vào mùa mưa làm giảm năng suất cây trồng và đe doạ khả năng cung cấp lương thực, thực phẩm của hệ thống canh tác nông lâm nghiệp. Ba loại cây trồng chính hiện nay ở địa phương là Bạch đàn đỏ, Bời lời đỏ và Thông ba lá. Tuy nhiên năng suất và sản lượng thấp, rừng tự nhiên phục hồi chậm hơn một số vùng khác. Để đi sâu nắm bắt được tình hình các vấn đề đất và sự khác biệt các tính chất lý, hóa học cơ bản dưới các trạng thái rừng là hết sức cần thiết. Do đó đề tài: “Nghiên cứu một số tính chất của đất dưới các trạng thái thảm thực vật tại xã Ayun, huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai” đãđược đề xuất và triển khai thực hiện. Kết quả đề tài làm cơ sở đánh giá tiềm năng sản xuất của đất dưới tán rừng, phục vụ công tác quy hoạch, sử dụng và lựa chọn loài cây trồng thích hợp góp phần làm tăng chất lượng rừng.
2 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Trên thế giới Sự thiếu hiểu biết của con người, đồng thời nhằm hướng dẫn những quyết định về sử dụng và quản lý đất đai, sao cho nguồn tài nguyên này có thể được khai thác tốt nhất cho nhu cầu của con người, cũng như có thể giúp bảo vệ những tài nguyên. Công tác nghiên cứu về đất và đánh giá đất đã thực hiện từ khá lâu và được xem như là những nỗ lực ban đầu và quan trọng cuả nền khoa học, kỹ thuật loài người. Những nghiên cứu này khởi đầu trên phạm vi từng quốc gia, trên toàn thế giới. Hiện nay những kết quả và những thành tựu về nghiên cứu đất và đánh giá đất đai đã được cộng đồng thế giới tổng kết và khái quát chung trong khuôn khổ hoạt động của các tổ chức liên hiệp quốc (FAO, UNESCO…) như tài sản tri thức chung của nhân loại. Đất được hình thành từ đá do sự biến đổi của nó theo thời gian dưới tác động của thực vật, động vật, vi sinh vật trong các điều kiện khác nhau của địa hình và khí hậu. Tính chất quan trọng của đất chính là độ phì vì độ phì có ảnh hưởng tới sự phân bố, sự sinh trưởng và phát triển của cây rừng và hệ sinh thái rừng. Dokuchaev (1879), người sáng lập ra môn thổ nhưỡng học đã định nghĩa đất (hay thổ nhưỡng) là một thể tự nhiên hình thành từ lớp trên của vỏ trái đất dưới ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố: khí hậu, đá mẹ, địa hình, sinh vật và tuổi địa chất của từng đia phương. Như vậy sinh vật nói chung và thực vật nói riêng là một trong các yếu tố ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành của đất. Theo kết quả nghiên cứu của S.V.Zon cho thấy: đối với từng loại cây khác nhau, lượng chất trả lại cho đất cũng khác nhau. Ở rừng Thông là 4,1 tấn/ha , rừng Vân sam là 6,0 tấn/ha , rừng Dẻ là 3,9 tấn/ha. Ngoài ra tuổi rừng cũng ảnh hưởng tới khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho đất. Tuổi rừng càng cao thì lượng chất rơi rụng càng nhỏ: rừng 20 tuổi là 2,5 tấn/ha, rừng 40 tuổi là 2,3 tấn/ha, rừng 100 tuổi chỉ có 1,3 tấn/ha. Từ lâu trong vùng ôn đới vấn đề nghiên cứu ảnh hưởng của rừng tự nhiên và rừng trồng đến độ phì của đất đã được nghiên cứu nhiều năm như Richard (1948,
3 1959), Zon C.V (1954, 1971), Remezov (1959), Rodin và Bazilevich (1967), Saly.R (1985), William. Fritchett (1979). Ormand và Will khi nghiên cứu sau khai thác rừng P. Radiata với chu kỳ ngắn đã cho thấy đất rừng bị thoái hóa khá rõ. Năm 1978 Turvey cũng cho biết khi thay thế rừng tự nhiên bằng P.radiata với chu kỳ 15 - 20 năm sản lượng 400 m3/ha đã làm giảm độ phì đất do khai thác. Hơn nữa do thảm thực mục rừng thông khó phân giải nên làm chậm quay vòng các chất khoáng ở các dạng lập địa này (dẫn theo Phạm Văn Điển). Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây trồng. Ngược lại các loài cây khác nhau cũng có ảnh hưởng khác nhau đến độ phì đất. Trong những năm gần đây có một số công trình nghiên cứu cụ thể về vấn đề này và mới chỉ nghiên cứu cho từng đối tượng cây trồng cụ thể. Mối quan hệ giữa sinh trưởng của Tếch (Tectona grandis) và một số yếu tố đất được xây dựng thông qua phương trình: R = 1/3 (P x S) (Week, 1970) [13], trong đó R là lượng tăng trưởng hàng năm (m3/ha); P là độ dày của tầng đất (cm) và S là độ no bazơ (mg/100 đất). B.B. Pôlưnôv (1877-1952). Cống hiến to lớn của Pôlưnôv là đã nêu ra khái niệm quan trọng về vai trò của các hiện tượng sinh-địa-hoá trong phong hoá và hình thành đất. Sự phát triển thổ nhưỡng về mặt hoá học, lý-hoá học liên quan với tên tuổi của K.K. Gêđrôits, A.N. Sôcôlôvski, I.N. Antipôv-Karatêv… K.K. Gêđrôits (1872-1932) có công lớn trong lĩnh vực keo đất và khả năng hấp phụ của đất. Ông đã nêu ra ý nghĩa của keo đất và khả năng hấp phụ trao đổi cation đối với sự phát triển những tính chất của đất và dinh dưỡng khoáng của thực vật. Đồng thời, ông cũng nêu ra nhiều phương pháp nghiên cứu lý, hoá học đất, đề ra các biện pháp cải tạo đất như bón vôi cho đất chua, bón thạch cao cho đất mặn, rửa mặn, bón phốt pho cho đất… những công trình của ông được tiến hành trong giai đoạn thổ nhưỡng đang phát triển mạnh và là cơ sở cho những quan điểm lý-hoá học của quá trình hình thành đất và biện pháp nâng cao độ phì nhiêu của đất. Trên thế giới, các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của đất tới thảm thực vật được hình thành từ rất sớm. Các tác giả Alêkhin (1904), Graxits (1927),
4 Sennhicop (1938) đã thống nhất và đưa ra kết luận mỗi vùng sinh thái xác định sẽ hình thành một kiểu thảm thực vật đặc trưng khi các tác giả này nghiên cứu trên loại hình đồng cỏ và thảo nguyên ở Liên Xô. Khi nghiên cứu về vai trò của mùn trong đất đối với cây A.Giacốp (1956) đã kết luận: Ngoài khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cải tạo đất nâng cao độ phì, trong mùn còn có chất quynon có tác dụng kích thích sự tăng trưởng của rễ, do đó ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển cây rừng. I.V. Tiurin (1892-1962) tác giả của nhiều công trình về phát sinh học, địa lý thổ nhưỡng, hoá học đất và nhiều phương pháp phân tích hoá học đất. Tiurin đã có cống hiến lớn lao về lĩnh vực chất hữu cơ, nhất là chất mùn của đất. Ông cho rằng chất mùn được hình thành là kết quả của quá trình sinh hoá học phân giải và tổng hợp chất hữu cơ trong đất. Đồng thời, ông đã nêu ra phương pháp nghiên cứu chúng. Webb và Tracey (1969) trong rừng Nula nhiệt đới ở Úc sinh trưởng của thực vật phụ thuộc vào đá mẹ, độ ẩm của đất, trong rừng thứ sinh một số nhân tố quan trọng là độ dày tầng đất, thành phần cấp hạt, CaCO3, hàm lượng mùn và đạm (dẫn theo Ngô Đình Quế, 2008). Ormand và Will khi nghiên cứu sau khai thác rừng P. Radiata với chu kỳ ngắn đã cho thấy đất rừng bị thoái hóa khá rõ. Năm 1978 Turvey cũng cho biết khi thay thế rừng tự nhiên bằng P.radiata với chu kỳ 15 - 20 năm sản lượng 400 m3/ha đã làm giảm độ phì đất do khai thác. Hơn nữa do thảm mục rừng thông khó phân giải nên làm chậm quay vòng các chất khoáng ở các dạng lập địa này (dẫn theo Phạm Văn Điển). Chakraborty. R. N và Chakraborty. D (1989) đã nghiên cứu về sự thay đổi tính chất đất dưới rừng Keo lá tràm ở các tuổi 2, 3 và 4, các tác giả cho rằng rừng trồng Keo lá tràm cải thiện đáng kể một số tính chất độ phì đất như độ chua của đất biến đổi 5,9 - 7,6; khả năng giữ nước của đất tăng từ 22,9% lên 32,7%, chất hữu cơ tăng từ 0,81% lên 2,70%, đạm tăng từ 0,36 lên 0,50% và đặc biệt màu sắc của đất cũng biến đổi một cách rõ rệt từ màu nâu vàng sang màu nâu. Nghiên cứu các loài cây lá kim vùng núi cao Rocky Mountain (Hoa Kỳ) Merrill R. Kaufmann and Michael G. Ryan (1986) đã kết luận: giữa tăng trưởng thể
5 tích hàng năm (Ann VolGr) và hiệu suất sinh trưởng (Growth Efficency) có mối quan hệ với một số nhân tố lập địa là: tiềm năng hấp thụ bức xạ (PAI - Potential absorbed irradiance), tọa độ địa lý (Azim - Azimuth), độ cao so với mực nước biển (Elev - Elevation), khả năng cung cấp nước (Water Sup - Water Supply), sự cạnh tranh diện tích lá (LA Comp - Leaf area competition) và các hệ số sử dụng cho các biến tuyệt đối (b1, b2). Khi phân chia các kiểu rừng trong mối quan hệ với thổ nhưỡng ở Inđônêxia và Malaixia, P.W Richards và Braming đã cho rằng: Trong vùng nhiệt đới dù chỉ khác biệt rất ít về đất đai cũng dẫn đến sự khác nhau về thành phần thực vật. Ở Việt Nam cũng có rất nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của đất đến thảm thực vật. A.Chavalier (1918) là người đầu tiên đưa ra bảng phân loại rừng Bắc Bộ ở Việt Nam với 10 kiểu thảm khác nhau và cho rằng đất là yếu tố hình thành các kiểu thảm. Trên cơ sở tổng hợp các nghiên cứu của P.Maurand (1943), Dương Hàm Hy (1956) cũng đưa ra bản phân loại các kiểu rừng Việt Nam dựa trên nhiều yếu tố trong đó thổ nhưỡng là yếu tố phát sinh ra các kiểu thảm thực vật (Theo Thái Văn Trừng, 1978. Nhiều tác giả như: Trần Ngũ Phương(1970), Nguyễn Ngọc Bình (1996 Nguyễn Thoan (1986) cho rằng đá mẹ và thế nằm của đá, độ dày tầng đất cũng như độ ẩm, độ cứng của đất là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển hình thái của rễ cây rừng, độ ẩm của đất và chất dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng đến sự phát triển của những bộ phận trên mặt đất. Đặng Ngọc Anh (1993) đã có nhận xét là hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất, độ sâu tầng đất đã ảnh hưởng tới khả năng tái sinh rừng Dẻ ở Hà Bắc. Như vậy điều kiện đất và loại đất có ảnh hưởng lớn tới khả năng tái sinh của cây rừng. Đặc điểm lí, hóa học của đất (đặc biệt là thành phần dinh dưỡng, độ pH, thành phần cơ giới và độ ẩm của đất) có ảnh hưởng rất lớn đến tổ thành rừng. Đất phát triển trên loại đá mẹ nào thì sẽ có loại đất ấy tương ứng phù hợp với thành phần khoáng của loại đá mẹ đó. Năm 1970, Weck, J đã nghiên cứu và cho thấy mối quan hệ giữa sinh trưởng của loài Techtona Grandis tại Su Đăngvới một số yếu tố đất: R = 1/3 x P x S. Trong
6 đó R là sinh trưởng hàng năm (m3/ha); P là độ dày tầng đất (cm); S là độ no bazơ (mg/100g). Các nghiên cứu của Evan (1978) với Acacia trong chu kỳ cho thấy năng suất rừng không bị giảm. Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây trồng. Ngược lại các loài cây khác nhau cũng có ảnh hưởng khác nhau đến độ phì đất. Trong những năm gần đây có một số công trình nghiên cứu cụ thể về vấn đề này và mới chỉ nghiên cứu cho từng đối tượng cây trồng cụ thể. Những kiến thức về đất được tích luỹ từ khi nghề nông bắt đầu phát triển, tức là từ lúc con người chuyển từ thu lượm thực vật hoang dại sang trồng trọt ở đồng ruộng và bắt đầu canh tác đất, trong sản xuất họ không ngừng quan sát đất, ghi nhớ các tính chất đất. Những kiến thức đó được tích luỹ từ đời này qua đời khác cùng với sự phát triển của khoa học, chúng được đúc kết lại và nâng cao, đó là nguồn gốc sinh ra khoa học thổ nhưỡng. Những kinh nghiệm đầu tiên về đất được tích luỹ từ thời cổ Hy lạp.”Sự phân loại đất” độc đáo thấy trong các tuyển tập của những nhà triết học cổ Hy-lạp Aristos, Teoflast. Các ông lúc bây giờ đã chia ra đất tốt, đất phì nhiêu và đất căn cỗi, không phì nhiêu. Tuy vậy, thổ nhưỡng phát triển thành một khoa học muộn hơn nhiều. Trong lĩnh vực đất rừng, đã có nhiều công trình của các tác giả trên thế giới đi sâu nghiên cứu về tính chất của đất ở các khu vực khác nhau, ở các trạng thái khác nhau và đã rút ra được kết luận là: Nhìn chung độ phì của đất dưới rừng trồng đã được cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh, 1978; Iha.M.N, Pande.P và Ranthore,1984; Báu.P.K và Aparajita Mandi, 1987; Chakraborty.R.N và Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993). Các loài cây khác nhau có ảnh hưởng rất khác nhau đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự thủy phân thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung tâm lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K và Baaerjee.S.K, 1988). Trong lĩnh vực phát triển khoa học thổ nhưỡng còn phải kể đến nhiều nhà khoa học khác. ví dụ : Prianitnicôv, trong lĩnh vực keo đất-Gorbunôv, trong lĩnh
7 vực chất hữu cơ của đất-Cônônôva, Alecxandrôva, trong lĩnh vực vật lý thổ nhưỡng Katrinski, trong lĩnh vực trao đổi giữa đất và cây Pêive, Petecbuaski, và nhiều nhà khoa học khác cũng có nhiều công lao to lớn trong thổ nhưỡng. 1.2. Ở Việt Nam Nghiên cứu đất rừng mang những đặc trưng rõ nét mà các nhà nghiên cứu đều quan tâm chú ý đó là mối quan hệ hữu cơ giữa đất và thảm thực vật rừng, tức ảnh hưởng của đất tới rừng và ngược lại ảnh hưởng của rừng tới đất. Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới khí hậu nóng ẩm, bởi vậy sự phân bố của thực vật vô cùng phong phú. Trước đây, khi rừng còn chiếm 3/4 diện tích đất nước, hầu hết các loài thực vật nhiệt đới đều có mặt ở các loại đất Việt Nam. Ngày nay rừng bị tàn phá, nhiều loài thực vật đã bị suy giảm nghiêm trọng, một số loài có nguy cơ tuyệt chủng, nhất là những loài thực vật quí hiếm có tác dụng làm thuốc hoặc có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên sự phân bố về thành phần và số lượng của thực vật trên đất Việt Nam vẫn còn phong phú.Có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về đất lâm nghiệp và đã có nhiều đóng góp quan trọng tiêu biểu như: Nguyễn Ngọc Bình (1970) nghiên cứu sự thay đổi các tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thế thoái hoá và phục hồi rừng của các thảm thực vật ở miền Bắc Việt Nam cho thấy, độ phì đất biến động rất lớn ứng với mỗi loại thảm thực vật. Thảm thực vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì độ phì đất. Nghiên cứu của Hoàng Xuân Tý (1976) cho thấy, sau 10 - 20 năm trồng Bạch đàn liễu và Bạch đàn trắng trên đồi trọc, các tính chất hoá học cơ bản của đất chưa có sự thay đổi nào đáng kể. Các thí nghiệm theo dõi động thái độ ẩm đất dưới 3 khu rừng Bạch đàn liễu 2 - 8 tuổi, bước đầu cho thấy, độ ẩm dưới rừng bạch đàn 7 và 8 tuổi luôn khô hơn khu 2 tuổi và đối chứng (đất trống) rõ rệt. Tuy nhiên, hiện nay chưa đánh giá được hiện tượng đất khô là do rễ bạch đàn hút, hay do bốc hơi vật lý vì thảm thực bì dưới rừng bạch đàn thường kém phát triển và thường xuyên bị quét lá. Khi nghiên cứu đặc điểm của đất trồng rừng Thông nhựa và ảnh hưởng của rừng đến độ phì đất, Ngô Đình Quế (1985) cho rằng: sau 8 - 10 năm trồng rừng Thông nhựa, tính chất hoá học đất có thay đổi nhưng không nhiều, khả năng tích luỹ
8 mùn của rừng thấp, độ chua thuỷ phân tăng. Tuy nhiên, lý tính của đất được cải thiện đáng kể, cụ thể là độ xốp của đất dưới rừng Thông tăng lên ở tầng 0 - 20 cm từ 2 - 4%, độ ẩm của đất tăng từ 1 - 3% so với nơi đất trống. Nhiều tác giả đã nhấn mạnh vai trò của độ dày tầng đất và sự thoái hóa đất rừng khi phân hạng đất cho rừng tự nhiên và chọn đất cho trồng rừng ở Việt Nam: Bồ đề, Luồng, Tếch, Bạch đàn, Thông nhựa, Quế...của Đỗ Đình Sâm (1983 - 1985), Hoàng Xuân Tý (1974), Nguyễn Ngọc Bình (1980), Nguyễn Xuân Quát - Ngô Đình Quế (1970 -1977). Ngô Đình Quế (1983 - 1988), đã tìm thấy một số quan hệ giữa độ dày tầng đất, độ pH, độ xốp, mùn, đạm, thành phần cơ giới, với sinh trưởng của cây và xây dựng tiêu chuẩn cho việc chọn lập địa, phân hạng đất cho việc trồng các loài cây trên. Độ phì của đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của các thảm thực vật rừng và cây trồng. Ngược lại các thảm thực vật rừng khác nhau cũng có ảnh hưởng đến độ phì đất rất khác nhau. Vì vậy, duy trì và làm tăng độ phì đất là yếu tố then chốt để làm bền vững tài nguyên đất. Nguyễn Ngọc Bình (1970) nghiên cứu sự thay đổi các tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thế, thoái hoá và phục hồi rừng của các thảm thực vật ở Miền Bắc Việt Nam cho thấy độ phì đất biến động rất lớn ứng với mỗi loại thảm thực vật, thảm thực vật đóng vai trò rất quan trọng trong việc duy trì độ phì đất [1]. Ngô Văn Phụ (1985) cho biết khi khai phá các rừng gỗ tự nhiên để trồng các loài cây mọc nhanh như Mỡ, Bồ đề, Tre thì chất mùn biến đổi theo hướng fulvic hóa và dễ bị rửa trôi. Cũng trong năm này Ngô Đình Quế khi nghiên cứu đặc điểm của đất trồng Thông và ảnh hưởng của Thông tới độ phì của đất đã cho kết quả như sau: Sau 8 – 10 năm trồng. Thông nhựa bắt đầu cho thấy tính chất hóa học thay đổi nhưng không nhiều, khả năng tích lũy mùn ở rừng thấp, độ chua thủy phân tăng, tuy nhiên lý tính của đất được cải thiện đáng kể. Các phương thức khai thác phục hồi rừng khác nhau đã ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì đất, kết quả nghiên cứu của Đỗ Đình Sâm (1985) cho thấy đối với đất Bazan ở Kon Hà Nừng thì cường độ khai thác mạnh (40 - 50%) thậm chí gần như khai thác kiệt thì độ phì đất có giảm nhưng không lớn và khả năng phục hồi độ phì cũng khá cao do địa hình bằng phẳng và đất mau chóng được che phủ bởi lớp thực
9 vật tầng dưới. Đối với đất có độ phì khá lớn, thành phần cơ giới nhẹ, độ dốc lớn ở Quì Châu - Nghệ An thì sau 20 năm chặt trắng độ phì đất giảm rõ rệt so với đối chứng và sau 20 năm độ phì đất chưa thể khôi phục được mặc dù rừng mới đã che kín đất. Đối với đất có thành phần cơ giới nặng hơn, độ dốc lớn, phát triển trên phiến thạch sét ở Hương Sơn - Hà Tĩnh, qua một năm chặt cường độ 40% cho thấy độ phì đất giảm so với đối chứng 15%. Trong năm 1993, vấn đề rừng với tác dụng dòng chảy đã được Phạm Ngọc Dũng (1993) nghiên cứu và kết luận, ở nước ta cây rừng có khả năng tiêu thụ một lượng nước rất lớn. Đất rừng cũng là một nhân tố ảnh hưởng rất rõ nét đến dòng chảy mặt. Sự khác nhau về tính chất, chủ yếu là tính chất vật lý của các loại đất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất và sự hình thành dòng chảy Nguyễn Ngọc Lung và cộng sự (1995) đã dựa vào mức độ thấm, thoát nước và sự thoái hoá của các loại đất để cho điểm và đánh giá vai trò của nhân tố đất ảnh hưởng tới xói mòn và dòng chảy (dẫn theo Phạm Văn Điển). Năm 1997 chương trình môi trường liên hợp quốc đã đánh giá tổng thể về thoái hoá đất ở 17 quốc gia Đông Nam á. Với sự tham gia của Việt Nam (Thái Phiên, Nguyễn Tử Xiêm, UNEP, 1997). Hai mươi tiêu thức được sử dụng để đánh giá các kiểu thoái hoá và lập bản đồ toàn vùng, trong đó chú trọng đến thoái hoá đất do con người gây ra về quy mô, tốc độ, nguyên nhân và ảnh hưởng của quá trình này đến sức sản xuất của đất. Kết quả cho thấy rằng bên cạnh xói mòn rửa trôi do nước thì thoái hoá hoá học đất Việt Nam là khá nghiêm trọng so với các nước trong vùng. Nhận thức được những đặc điểm quan trọng này, trong nhiều thập kỷ qua khoa học đất đã tạo ra cơ sở khoa học và đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật để khắc phục các mặt hạn chế hoá học của độ phì nhiêu, chuyển hoá độ phì nhiêu tiềm năng sang độ phì nhiêu hữu hiệu . Nguyễn Minh Thanh (2010) nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố sinh thái đến sinh trưởng của Mây nếp (Calamus tetradactylus Hance) tại Hoà Bình và Hà Giang đã chỉ ra rằng: Ngoài yếu tố độ tàn che, độ dốc, độ cao, lượng mưa, nhiệt độ..thì một số tính chất cơ bản của đất pH, hàm lượng chất hữu cơ (OM%), đạm dễ tiêu
10 (Ndt), lân dễ tiêu, Kali dễ tiêu, là những nhân tố ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng của loài. Kết quả nghiên cứu đựơc thể hiện thông qua phương trình: Di x Li = - 63,624 + 9,6832pHKCl - 0,2375OM% + 0,4264Ndt + 1,32927P2O5dt - 0,1568 K2Odt - 0,0243 độ dốc - 1,4335 tàn che + 0,0047 độ cao + 2,6121 nhiệt độ - 0,0015 lượng mưa, với R = 0,99, F = 288,79. Phương trình này được khuyến cáo dùng để phân chia mức độ thích hợp cho loài Mây nếp với những nơi có điều kiện tương tự [10]. Nghiên cứu về ảnh hưởng của thảm thực vật rừng đến tính chất hoá sinh của đất ở Bắc Sơn của Nguyễn Trường và Vũ Văn Hiển (1997) đã chứng minh rằng tính chất hoá học đất thay đổi phụ thuộc vào độ che phủ của thảm thực vật. Ở những nơi đất có độ che phủ thấp tính chất của đất biến đổi theo xu hướng xấu. Đất bị chua hoá, tỷ lệ mùn, hàm lượng các chất dễ tiêu NH4+, P2O5 đều thấp hơn rất nhiều so với đất được che phủ tốt [14]. Nguyễn Minh Thanh, Dương Thanh Hải (2013), nghiên cứu một số tính chất lý hóa học cơ bản dưới 7 trạng thái thảm thực vật tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình cho thấy: Các trạng thái thảm thực vật ảnh hưởng rất rõ đến tính chất lý hoá học của đất, nhất là độ pH, hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Nguyễn Minh Thanh, Dương Thanh Hải (2013), nghiên cứu ảnh hưởng của của một số trạng thái thảm thực vật đến môi trường đất tại xã Vầy Nưa, Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình đã cho thấy: Nếu giảm độ tàn che từ 0,7 - 0,8 xuống 0,5 - 0,6 thì xói mòn tăng 123,7% - 149,7% (với rừng tự nhiên) và 318,5% với trạng thái trảng cỏ. Tỷ lệ lượng nước giữ hữu hiệu của vật rơi rụng từ 187,81% (trảng cỏ), đến 320,72% (rừng giàu); lượng nước giữ hữu hiệu của vật rơi rụng dao động 4,32 - 22,59 m3/ha, trung bình là 11,04 m3/ha, tương đương với một trận mưa 0,432 - 2,26 mm. Độ xốp tăng 12,3- 14,8% (rừng tự nhiên), 3,46% (rừng luồng) và trạng cỏ cây bụi là 1,1%. Độ ẩm đất thay đổi 0,05 - 0,25%. Độ pH thay đổi không đáng kể. Hàm lượng chất hữu cơ tăng gần 1% (rừng giàu), còn ở trảng cỏ cây bụi mức tăng (0,03%) thấp hơn 33,33 lần: ở trảng cỏ giảm 0,02%. Đạm dễ tiêu ở trảng cỏ giảm 0,39 mg/100 gam đất, ở rừng giàu tăng 1,65 mg, ở rừng trung bình tăng 1,11 mg, ở rừng luồng tăng
11 0,14 mg, bằng 14%. Lượng P2O5 tăng nhiều nhất ở trạng thái rừng giàu (0,41 mg), tiếp theo là rừng trung bình (0,24 mg), thấp nhất ở trảng cỏ (0,11 mg). Lượng K2O tăng cao nhất ở rừng trung bình là 2,22 mg, tiếp theo là rừng nghèo 2,1 mg, rừng giàu là 1,71 mg, thấp nhất ở trảng cỏ và rừng luồng là 0,05 mg. Nguyễn Minh Thanh, Hoàng Thị Thu Duyến (2014), đã nghiên cứu đất dưới tán rừng tự nhiên tại Con Cuông, Nghệ An cũng khẳng định: Đất ở các trạng thái rừng khác nhau có những đặc điểm khác nhau khá rõ: Độ xốp của đất tại khu vực nghiên cứu thuộc diện khá xốp từ 52,3% - 58,2%; độ chua mạnh (pHKCl từ 3,21- 4,15), hàm lượng chất hữu cơ dao động từ 2,08% đến 2,58%; đạm tổng được đánh giá ở mức trung bình đến giàu từ 0,12% - 019%; hàm lượng đạm dễ tiêu ở mức khá đến giàu (7,0 - 9,34 mg/100 g đất), hàm lượng lân từ trung bình đến giàu (3,75 - 5,1 mg/100 g đất). Kali ở mức trung bình (4,3 - 6,4 mg/100 g đất). Nguyễn Minh Thanh, Dương Thanh Hải (2014), đã nghiên cứu đặc điểm vi sinh vật đất dưới tán một số trạng thái thảm thực vật tại xã Vầy Nưa cho thấy: Mật độ vi sinh vật, hoạt tính vi sinh vật và tính đa dạng của chúng phụ thuộc nhiều vào trạng thái thảm thực vật: Mật độ tế bào vi khuẩn tổng số cao nhất ở rừng tự nhiên (1,9 - 2,9).108 CFU/g, tiếp theo ở 2 loại rừng trồng (Keo, Luồng): (3,3 - 4,2) .107 CFU/g, ở đất Trảng cỏ cây bụi 1,4.106CFU/g và thấp nhất ở đất Trảng cỏ 1,7.105CFU/g. Kết quả này cũng đúng với các nhóm vi sinh vật khác như nấm mốc, xạ khuẩn, vi sinh vật phân giải xenlulo. Đất rừng tự nhiên có 48 - 57% số chủng thử nghiệm với hoạt tính phân giải xenlulo tốt, đường kính vòng phân giải đạt tới 25 - 35 mm. Đất trảng cỏ có 7% số chúng có hoạt tính tốt và 60% có hoạt tính yếu. Ở từng loại đất khác nhau, tính đa dạng vi sinh vật rất khác nhau, nhất là thành phần loài: ở đất rừng tự nhiên có 20 giống, đất rừng trồng 14 - 15 giống, đất trảng cỏ cây bụi có 14 giống, trảng cỏ có 10 giống. Tuy nhiên các nghiên cứu còn tản mạn. Nghiên cứu một số tính chất của đất dưới các trạng thái thực bì khác nhau đã được nhiều nhà chuyên gia trong và ngoài nước tiến hành nghiên cứu rất công phu, đây là các công trình rất có giá trị về khoa học, cung cấp nhiều thông tin cần thiết trong quá trình nghiên cứu về đất rừng. Nên