Ứng dụng phân bón trong lâm nghiệp thế giới và triển vọng cho Việt Nam

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, SỐ 02<br /> <br /> ỨNG DỤNG PHÂN BÓN TRONG LÂM NGHIỆP THẾ GIỚI<br /> VÀ TRIỂN VỌNG CHO VIỆT NAM<br /> Trần Thế Hùng<br /> Trường Đại học Quảng Bình<br /> Tóm tắt. Phân bón trong lâm nghiệp được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi ở các nước<br /> phát triển vào khoảng nửa sau thế kỷ 20 và đã cho thấy tác dụng nhất định. Phân bón không chỉ<br /> làm tăng năng suất lâm phần, mà còn có tác động tích cực lên môi trường, phục hồi và cải thiện<br /> đáng kể nguồn dinh dưỡng cho đất, nâng cao tính đa dạng và bền vững cho rừng. Diện tích rừng<br /> của nước ta ngày càng tăng lên, nhưng chất lượng rừng lại đang giảm sút, dẫn đến hiệu quả<br /> kinh doanh rừng không cao và hệ sinh thái rừng không bền vững. Bài viết nghiên cứu ứng dụng<br /> phân bón trong lâm nghiệp, từ đó có thể áp dụng đại trà trên diện rộng nhằm nâng cao năng<br /> suất, chất lượng cho rừng Việt Nam.<br /> Từ khóa: Lâm nghiệp, lâm phần, phân, đất, dinh dưỡng<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Cây rừng trong chu kỳ sống của mình luôn cần một nguồn dinh dưỡng nhất định<br /> của đất cho sinh trưởng và phát triển. Chăm sóc rừng là một mắt xích rất quan trọng trong<br /> hệ thống các giải pháp lâm sinh nhằm nâng cao chất lượng và sản lượng lâm phần. Sự<br /> mất đi sinh khối tươi sau khai thác hay do quá trình xói mòn đất, quá trình hấp thụ chất<br /> dinh dưỡng của cây đã làm đất thiếu hụt một lượng chất dinh dưỡng nhất định. Đất nghèo<br /> chất dinh dưỡng đồng nghĩa với sản lượng cây gỗ, chất lượng rừng không cao. Vì vậy,<br /> cần có những biện pháp nâng cao sản lượng, chất lượng cho rừng, nguồn dinh dưỡng, độ<br /> phì nhiêu cho đất và phân bón là một trong những biện pháp mang lại hiệu quả tốt.<br /> 2. NỘI DUNG<br /> 2.1. Lịch sử nghiên cứu và ứng dụng phân bón trong lâm nghiệp trên thế giới<br /> Phân bón được bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng cho cây rừng vào những năm đầu<br /> thế kỷ 20. Tại Đức, Viutemberga là người đầu tiên nghiên cứu thử nghiệm sử dụng phân<br /> đạm cho rừng trồng thông châu Âu và sa mộc. Sau đó, phân bón đã được sử dụng rộng<br /> rãi ở châu Âu và Bắc Mỹ. Đặc biệt là các nước Bắc Âu, phân bón được ứng dụng trên<br /> diện tích lớn và thời gian dài. Tại Thụy Điển từ năm 1966 đến năm 1983, diện tích rừng<br /> được bón phân hằng năm dao động trong khoảng 100-189 ngàn hecta, còn Phần Lan từ<br /> năm 1970-1977, diện tích rừng được bón phân là từ 141-244 ngàn hecta [10], [11]. Liên<br /> Xô cũ cũng bắt đầu ứng dụng rộng rãi phân bón trong lâm nghiệp vào thời gian này.<br /> Trong những năm 80 của thế kỷ 20, phân bón được sử dụng cho vùng Châu Âu-Ural của<br /> nước Nga hiện nay với diện tích rừng được bón phân lên đến hàng chục ngàn hecta hàng<br /> năm [12]. Nhiều nước Châu Âu khác như Tiệp Khắc cũ, Nam Tư cũ, Bungari… cũng<br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, SỐ 02<br /> <br /> nghiên cứu và ứng dụng phân bón cho lâm nghiệp vào thời gian đó, đặc biệt sử dụng<br /> nhiều cho rừng trồng với mục đích kinh doanh gỗ thành phẩm.<br /> Tại Bắc Mỹ, phân bón cũng bắt đầu được sử dụng trong lâm nghiệp nửa sau thế kỷ<br /> 20. Vùng đông nam nước Mỹ, hàng năm từ 500 ngàn đến 1,2 triệu mẫu Anh rừng trồng<br /> thông các loại được bón phân vào giữa thập niên 90 của thế kỷ 20. Diện tích rừng khu<br /> vực này đã được bón phân đến nay lên tới hàng chục triệu mẫu Anh [3]. Vùng tây bắc<br /> Thái Bình Dương của Hoa Kỳ, hằng năm bón phân cho rừng vào khoảng 100 ngàn mẫu<br /> Anh. Ở các bang miền Nam, giai đoạn 2001-2002 hơn 1,2 triệu mẫu Anh rừng trồng<br /> thông được bón phân [4]. Tại Canada, nhiều khu rừng được sở hữu bởi tư nhân, theo một<br /> điều tra của chính phủ vào năm 1995, có tới 6000 chủ trang trại sử dụng phân bón cho<br /> cây lâm nghiệp [6]. Australia bắt đầu sử dụng phân bón trong cho rừng trồng gỗ mềm và<br /> gỗ cứng từ những năm 1960 và đến nay hàng triệu ha rừng vẫn đang được bón phân. Ở<br /> nhiều khu vực khác trên thế giới phân bón cũng đã và đang được áp dụng với quy mô lớn<br /> cho rừng trồng kinh doanh gỗ thành phẩm [5].<br /> Tại Việt Nam, phân bón sử dụng cho cây rừng chủ yếu thực hiện ở vườn ươm. Sau<br /> những năm 2000, bước đầu đã có một số nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón lên sinh<br /> trưởng của lâm phần giai đoạn cây dưới 5 tuổi như các công trình của Phạm Thế Dũng,<br /> Ngô Văn Ngọc, Nguyễn Văn Bình, Nguyễn Huy Sơn, Nguyễn Đình Hải, Fuminori<br /> Miyatake về ảnh hưởng của phân bón lên tốc độ sinh trưởng của một số loài cây trồng<br /> nhập nội như keo lai, bạch đàn uro, thông caribe ở giai đoạn cây từ 3 đến 7 năm tuổi<br /> [1],[2]. Việc sử dụng phân bón đại trà trong lâm nghiệp ở nước ta vẫn chưa có quy trình,<br /> quy phạm cụ thể. Như vậy, nghiên cứu và ứng dụng phân bón trong lâm nghiệp của<br /> chúng ta quá chậm so với thế giới và hiện nay mới đang là giai đoạn thử nghiệm, chưa<br /> thể áp dụng đại trà trên diện rộng.<br /> 2.2. Tác dụng của phân bón trong lâm nghiệp<br /> Kết quả nghiên cứu và ứng dụng phân bón cho cây rừng của nhiều học giả châu Âu,<br /> Bắc Mỹ hay nước Úc cho thấy hiệu quả rõ rệt. Hiệu quả này được thể hiện trên nhiều<br /> khía cạnh:<br /> 2.2.1. Nâng cao năng suất lâm phần<br /> Các nghiên cứu của N. N. Martinov, E. C. Melnhikov và nhiều nhà khoa học người<br /> Nga khác cho thấy với lượng phân đạm từ 150-200 kg/ha cho thông châu Âu và sa mộc<br /> đã làm tăng năng suất lâm phần hằng năm lên đến 6m3/ha [10]. Nghiên cứu của<br /> Paavilaynen (Phần Lan) cũng có kết quả rất tốt khi năng suất này có thể tăng lên đến 1012m3/ha/năm [11]. T.R. Fox, H.L. Allen và các cộng sự người Mỹ nghiên cứu ở rừng<br /> trồng thông, giẻ chứng minh rằng sau khi bón phân đạm tốc độ tăng trưởng của lâm phần<br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, SỐ 02<br /> <br /> có thể tăng lên đến 20-30%. Kết quả nghiên cứu của Michael Blazier khi bón phân cho<br /> một số lâm phần thông có thể làm tăng từ 1 đến 1,5 tấn gỗ trong thời gian 6-10 năm cho<br /> một mẫu Anh và làm tăng giá trị kinh tế lên đến 27,5%. Năm 2003, tại Úc, Mc Grath khi<br /> nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón lên diện tích tiết diện ngang cho thấy kết quả rất<br /> khả quan. Cụ thể, lâm phần được bón phân sau tỉa thưa lần thứ hai với lượng phân bón<br /> (175kg N + 76kg P)/ha và sau tỉa thưa lần thứ ba với lượng phân bón (400 kg N + 200 kg<br /> P)/ha đã làm diện tích tiết diện ngang tăng tới 50% so với lâm phần đối chứng sau 6 năm.<br /> Ông cho rằng, thời gian bón phân sau tỉa thưa giãn cách 3-4 năm là tối ưu cho cây trồng<br /> đối với vùng đất cát sâu [5]. Những nghiên cứu thực nghiệm của các nhà lâm nghiệp Việt<br /> Nam cũng có kết quả tốt khi chứng minh được sự tăng trưởng rõ rệt về chiều cao và<br /> đường kính của lâm phần (20-40%) khi được bón phân so với đối chứng [1],[2].<br /> Bên cạnh đó, khi phân tích các tính chất lý hóa của gỗ được bón phân, các học giả<br /> châu Âu, Nga, Mỹ đã chứng minh được rằng sự tăng trưởng này không làm ảnh hưởng<br /> tới các đặc tính, phẩm chất gỗ cây rừng. Như vậy, bón phân là biện pháp có hiệu quả cao<br /> trong việc nâng cao năng suất lâm phần, rút ngắn chu kỳ kinh doanh, làm tăng giá trị kinh<br /> tế lâm phần, đặc biệt đối với rừng trồng trên đất nghèo chất dinh dưỡng [3],[8].<br /> 2.2.2. Phục hồi và nâng cao nguồn dinh dưỡng cho đất<br /> Khi bón phân cho lâm phần rừng, đa phần được các loài cây chủ đạo hấp thụ, ít hơn<br /> là các loài thực vật tầng dưới, một phần nhỏ khác phân hủy trong đất, phần còn lại có thể<br /> bay hơi hoặc thẩm thấu xuống tầng đất sâu hơn. Tuy nhiên, nếu bón phân vào lúc thời tiết<br /> không thuận lợi thì một lượng lớn phân bón có thể sẽ bị dòng nước mặt cuốn trôi. Nghiên<br /> cứu của V.H. Kydearov, V.H. Baskin, E.C. Melnhikov cho thấy, tùy thuộc vào điều kiện<br /> thời tiết, loài cây, điều kiện lập địa mà các loài cây gỗ chủ đạo (Thông châu Âu, Bạch<br /> dương, Vân sam) có thể hấp thụ từ 40-60% khối lượng phân bón, phần còn lại được các<br /> tầng dưới hấp thụ [7, 10]. Những nghiên cứu lâu dài khác của A.H. Believa, H. I.<br /> Kadimirov, L. Kayriustic chứng minh rằng phân bón đóng vai trò điều hòa dòng năng<br /> lượng - vật chất được vận chuyển trong đất. Phân bón tham gia vào vòng tuần hoàn vật<br /> chất nhỏ, đẩy nhanh quá trình hoạt hóa trong đất, giúp cho quá trình trao đổi năng lượng<br /> và vật chất dễ dàng và tích cực hơn. Còn H.H. Sennov, E.C. Melnhikov khi nghiên cứu<br /> về đối tượng rừng hỗn giao lá rộng - vân sam cho thấy, sau khi bón phân khối lượng tầng<br /> thảm mục có thể tăng đến 17% và làm tăng đáng kể lượng chất dinh dưỡng trong đất<br /> trong khoảng thời gian kéo dài tới 10 năm khi so sánh với lâm phần đối chứng [8, 9]. Bên<br /> cạnh đó, kết quả nhiều công trình nghiên cứu khác của các học giả Nga, Mỹ về ảnh<br /> hưởng của phân bón lên môi trường cho thấy, khối lượng phân bón bị rửa trôi không làm<br /> ảnh hưởng đến môi trường nước tại các khu vực đó [5],[10].<br /> 2.2.3. Nâng cao đa dạng sinh học, tăng tính bền vững lâm phần<br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, SỐ 02<br /> <br /> Khi bón phân cho cây ở giai đoạn tuổi lâm phần sau trung niên sẽ giúp cho những<br /> ứng viên cây ngã có thêm nguồn dinh dưỡng cần thiết, giúp cây nâng cao sức đề kháng,<br /> chống lại bệnh tật và kéo dài thời gian sống đến chu kỳ khai thác. Ở tầng dưới, các loài<br /> cây bụi, loài cây tái sinh cũng như tầng thảm tươi trên đất đều được hấp thụ một phần<br /> lượng phân bón. Nguồn dinh dưỡng này giúp cho các tầng thực vật phía dưới phát triển<br /> tốt, nâng cao đa dạng sinh học, tính bền vững cho lâm phần. Điều đó được các nhà khoa<br /> học Nga chứng minh bằng số lượng và thành phần các loài cây bụi, cây tái sinh tự nhiên<br /> tăng lên đáng kể ở những lâm phần được bón phân so với đối chứng [7],[10]. Theo H.H.<br /> Sennov, H.A. Baneva, các loại cỏ ở tầng thảm sẽ hấp thụ phân bón và chúng phát triển<br /> mạnh vào giai đoạn sau khi bón phân 2 đến 3 năm nhưng đến năm thứ 6 sinh khối của<br /> chúng giảm xuống ngang bằng với lâm phần đối chứng. Các loài cỏ này khi hấp thụ phân<br /> bón, tham gia vào vòng tuần hoàn nhỏ, làm tăng sự trao đổi vật chất và năng lượng trong<br /> hệ sinh thái, đồng thời không để mất khối lượng phân bón dự trữ khi tầng cây chủ đạo<br /> không hấp thụ hết và khi lớp cỏ này chết đi sẽ trả lại lượng chất dinh dưỡng đó cho đất<br /> [8],[9]. Như vậy, cỏ không phải là đối thủ cạnh tranh trực tiếp nguồn dinh dưỡng với các<br /> loài cây chủ đạo mà nó sẽ tích lũy một lượng dinh dưỡng dự trữ cần thiết cho lâm phần.<br /> Qua đó cho thấy, bón phân đã làm giảm sự cạnh tranh về nguồn dinh dưỡng giữa các loài<br /> cây chủ đạo cũng như giữa các tầng thực vật khác nhau, góp phần nâng cao tính đa dạng<br /> và bền vững cho hệ sinh thái rừng.<br /> 2.3. Kỹ thuật, liều lượng, phương pháp và thời gian áp dụng phân bón<br /> Kỹ thuật, liều lượng, phương pháp và thời gian bón phân cho cây rừng trên thế giới<br /> rất đa dạng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Khi bón phân trên diện tích lớn, nhiều nước ở<br /> châu Âu, Bắc Mỹ, Nga hay Úc thường sử dụng máy bay trực thăng thể thao làm phương<br /> tiện, phân bón dưới dạng bột hoặc lỏng; còn khi bón phân với diện tích nhỏ, có thể sử<br /> dụng các loại máy cơ giới. Liều lượng bón cũng rất khác nhau, phụ thuộc vào loài, chủng<br /> loại phân bón, điều kiện lập địa, độ tuổi lâm phần và thời tiết vào thời điểm bón phân.<br /> Nhìn chung, liều lượng bón phân ở các quốc gia này thường dao động từ 150-250 kg/ha.<br /> Nghiên cứu về thời gian ảnh hưởng của phân bón, tại khu vực châu Âu, tác dụng của mỗi<br /> lần bón phân này có thể kéo dài từ 5-10 năm tùy theo loài cây, cấp đất và điều kiện thời<br /> tiết. Thời gian bón phân có thể vào mùa thu như ở nước Nga và các nước Bắc Âu, như<br /> vậy phân bón được vùi lấp dưới tuyết sau một mùa đông và đến mùa xuân năm sau khi<br /> cây bắt đầu mùa sinh trưởng mới và sẽ hấp thụ nguồn dinh dưỡng này. Chủng loại phân<br /> bón được sử dụng rất đa dạng: phân tổng hợp NP, NPK, NPKS, phân đạm, lân, phốt pho,<br /> các loài phân vi lượng... Các dạng phân bón khác nhau từ dạng lỏng, bột hay hạt đều có<br /> thể được sử dụng. Khoảng cách thời gian giữa hai lần bón phân từ 5 năm lên đến 10 năm<br /> áp dụng ở châu Âu hay Bắc Mỹ. Còn ở Úc, khoảng cách hai lần bón phân sau tỉa thưa<br /> cho kết quả tốt nhất là 3 năm. Độ tuổi của loài cây cần bón phân tùy thuộc vào mục đích<br /> <br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, SỐ 02<br /> <br /> kinh doanh sản phẩm gỗ thương mại, lâm sản ngoài gỗ. Tuy nhiên, khuyến nghị trước 1<br /> lớp tuổi khai thác nên ngừng bón phân cho cây [3], [5], [10].<br /> 2.4. Khả năng ứng dụng phân bón trong lâm nghiệp Việt Nam<br /> Tổng kết những luận điểm trên cho thấy rằng phân bón có thể mang lại hiệu quả to<br /> lớn cho kinh doanh rừng để đạt năng suất cao và sử dụng bền vững trong ngành lâm<br /> nghiệp.<br /> Theo chiến lược phát triển ngành lâm nghiệp nước nhà, đến năm 2020 diện tích<br /> rừng của chúng ta lên đến 16 triệu hecta. Trong đó có tới 8 triệu hecta rừng sản xuất và<br /> chủ yếu là rừng trồng. Năm 2010, tổng diện tích rừng của Việt Nam vào khoảng 13 triệu<br /> hecta, có 3,5 triệu hecta rừng trồng. Mặc dù diện tích rừng của chúng ta đã tăng lên đáng<br /> kể nhưng chất lượng lại đang suy giảm nghiêm trọng. Hiện nay, dù có hơn 9 triệu hecta<br /> rừng tự nhiên, nhưng chúng ta còn không quá 1 triệu hecta rừng nguyên sinh, diện tích<br /> rừng giàu ngày càng giảm và thay thế vào đó là rừng nghèo, rừng thứ sinh, bụi cây, trảng<br /> cỏ, núi đất [1]. Diện tích rừng trồng tăng nhanh, đa phần sử dụng các loài cây ngoại nhập,<br /> sinh trưởng nhanh nhưng phát triển không bền vững và làm giảm đáng kể nguồn dinh<br /> dưỡng của đất sau 2-3 chu kỳ kinh doanh. Triển khai trồng cây bản địa và rừng hỗn giao<br /> cũng đang được áp dụng nhiều nơi nhưng chưa mang lại nhiều thành công về kỹ thuật<br /> cũng như hiệu quả kinh tế. Để khắc phục những khuyết điểm đó của rừng Việt Nam,<br /> chúng tôi thấy rằng, cần có những nghiên cứu sâu rộng về những biện pháp tác động<br /> nhằm nâng cao sản lượng, độ phì nhiêu cho đất, tính đa dạng và bền vững của rừng. Vì<br /> thế, bón phân cho rừng là một biện pháp có thể góp phần giải quyết tình hình trên. Bên<br /> cạnh đó, kết quả những nghiên cứu lâu dài và sự áp dụng thành công trên thực tế của<br /> phân bón cho cây lâm nghiệp tại các quốc gia trên thế giới sẽ giúp chúng ta có những<br /> kinh nghiệm quý báu để nghiên cứu và xây dựng quy trình, quy phạm phân bón cho cây<br /> lâm nghiệp. Ngoài ra, để đẩy nhanh tiến độ nghiên cứu và ứng dụng, chúng ta có thể áp<br /> dụng một số mô hình bón phân cho cây lâm nghiệp của nước Úc, nơi có điều kiện nhiệt<br /> độ, các loài cây trồng rừng giống chúng ta như các loài keo, bạch đàn, thông nhiệt đới…<br /> 2.5. Kiến nghị<br /> 2.5.1. Các loại rừng có thể sử dụng phân bón<br /> Với rừng tự nhiên nghèo và rừng thứ sinh, tổ thành các loài cây gỗ/ha có thể dao<br /> động từ 100-200 loài, trong đó số loài cây có giá trị chỉ chiếm từ 15-30%, khuyến nghị<br /> không nên sử dụng phân bón cho loại rừng này vì hiệu quả kinh tế không cao.<br /> Với rừng trồng có chu kỳ kinh doanh ngắn (dưới 10 năm), tùy theo lập địa có thể<br /> bón phân vào giai đoạn giữa chu kỳ khai thác, sau tỉa thưa (từ năm thứ 3 đến năm thứ 5).<br /> <br />