Nghiên Cứu Xác Định Các Điều Kiện Lập Địa Thích Hợp Trồng Rừng Luồng Ở Huyện Đoan Hùng Tỉnh Phú Thọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

--------------------------------

NGUYỄN VĂN HIÊN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỀU KIỆN LẬP ĐỊA

THÍCH HỢP TRỒNG RỪNG LUỒNG Ở HUYỆN ĐOAN HÙNG,

TỈNH PHÚ THỌ

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Ngô Đình Quế

Hà Nội, 2013

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trước đây do nhận thức về tài nguyên rừng (bao gồm rừng và đất rừng)

còn nhiều hạn chế, hoạt động lâm nghiệp chủ yếu là khai thác lợi dụng tài

nguyên rừng, trồng rừng chỉ dừng lại phủ xanh đất trống đồi núi trọc, ít hoặc

không tính đến hiệu quả kinh tế, nhiều diện tích đã trồng không thành rừng

hoặc cây rừng sinh trưởng, phát triển kém, năng suất thấp. Hiện nay, do nhận

thức được vai trò quan trọng của tài nguyên rừng, Nhà nước đã có nhiều

chương trình phát triển vốn rừng như: chương trình 327, 661. Kết quả của

một số năm gần đây đã nâng cao được độ che phủ rừng của cả nước, năm

1943 là 43% (có 14,3 triệu ha), độ che phủ giảm xuống 27,8% (9,2 triệu ha)

vào năm 1990, độ che phủ tăng lên 36,7% (tương ứng 12,3 triệu ha) vào năm

2004, cho đến năm 2008 diện tích rừng có 12,7 triệu ha, độ che phủ đạt 38,7%

và độ che phủ tăng lên 39,7% (tương ứng 13,14 triệu ha) vào năm 2012. Nhà

nước cũng đã phân chia thành 3 loại rừng là: rừng sản xuất, rừng phòng hộ

và rừng đặc dụng để thuận lợi cho việc quản lý. Bằng các biện pháp kỹ thuật

lâm sinh tác động đối với từng đối tượng cụ thể, tạo điều kiện cho rừng phát

huy tốt tác dụng theo các mục tiêu đề ra, nâng cao tính ổn định bền vững.

Cây luồng đã gắn bó hàng trăm năm nay với đời sống kinh tế - văn hóa,

xã hội của đồng bào các dân tộc miền núi. Luồng là cây đa tác dụng vừa có

tác dụng phòng hộ vừa có giá trị kinh tế. Các sản phẩm từ luồng rất phong

phú dùng làm vật liệu xây dựng, làm ván ép, ván dăm, làm tăm mành, đũa

xuất khẩu, làm đồ trang trí mỹ nghệ trong gia đình, làm nguyên liệu cho sản

xuất giấy, nguyên liệu cho công nghiệp hóa lâm sản, phế liệu luồng đốt làm

than hoạt tính; ngoài ra có thể tận dụng măng Luồng để làm làm thực phẩm và

chiết xuất làm thuốc chữa bệnh, v.v... Luồng là cây dễ trồng, đầu tư không

lớn, phù hợp với năng lực kinh tế và tập quán canh tác của đa số các hộ gia

đình nông dân miền núi; trồng 1 lần có thể khai thác nhiều năm, nếu được

chăm sóc tốt có thể khai thác tới 40 - 50 năm. Thu nhập bình quân từ 1 ha rừng

luồng khoảng 4 - 6 triệu đồng/năm, nhưng nếu được chăm sóc tốt thu nhập bình

quân có thể đạt 8-10 triệu đồng/ha/năm. Vì vậy, cây luồng đã và đang được người

dân gây trồng phổ biến và là cây “xóa đói, giảm nghèo” của người dân miền núi.

2

Kinh doanh luồng đã và đang mang lại lợi ích không nhỏ cho người

dân miền núi, các nhà máy, xí nghiệp kinh doanh về luồng mọc lên ngày càng

nhiều. Vì vậy nhu cầu về phát triển luồng để cung cấp nguyên liệu và thực

phẩm tại các tỉnh miền núi nói chung và tại huyện Đoan Hùng nói riêng là rất

lớn. Tuy nhiên, làm sao trồng luồng phải mang lai hi ̣ êu qu ̣ ả cao nhất, tức là

phải chon đư ̣ ơc đi ̣ ều kiên l ̣ ập địa phù hơp nh ̣ ất vớ

i loà

i cây này là môt ̣ vấn đề

cần quan tâm. Đến nay, việc nghiên cứu, xác định điều kiện lập địa thích hợp

cho sinh trưởng phát triển rừng luồng tại huyện Đoan Hùng, tỉnh Phú Thọ

chưa được thực hiện.

Nhằm góp phần giải quyết tồn tại trên, việc thực hiện đề tài: “ Nghiên

cứu xác định các điều kiện lập địa thích hợp trồng rừng Luồng ở huyện

Đoan Hùng tỉnh Phú Thọ” rất có ý nghĩa trong việc phát triển cây luồng là

một yêu cầu cấp thiết hiện nay.

3

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Đất rừng và quần xã thực vật là hai thành phần trong hệ sinh thái luôn có

mối quan hệ tương hỗ qua lại chặt chẽ với nhau. Sự tác động qua lại giữa hai

thành phần này, tạo nên những đặc trưng về sự tồn tại và hoạt động của hệ sinh

thái rừng. Ngày nay, với sự phát triển không ngừng lớn mạnh của nên kinh tế,

con người không ngừng gia tăng áp lực các hoạt động trên đất rừng và ảnh

hưởng không nhỏ tới tài nguyên rừng, đất rừng. Nhằm nâng cao hiệu quả vể sử

dụng tài nguyên rừng thì những công trình nghiên cứu về mối quan hệ qua lại

giữa đất rừng và quần xã thực vật rừng tồn tại trên nó nói chung ngày càng

được chú trọng quan tâm. Đặc biệt là dinh dưỡng trong đất và loài cây phát

triển trên đó.

Một trong những khía cạnh của các công trình nghiên cứu về đất đó là

nghiên cứu tính chất của đất và đánh giá đất trong mối quan hệ với thực vật. Đã

có rất nhiều tác giả quan tâm đến vấn đề này, và sau đây là một số công trình

điển hình trên thế giới và trong nước.

1.1. Trên thế giới

1.1.1. Nghiên cứu các đặc điểm về điều kiện lập địa cho cây luồng

* Nghiên cứu đặc điểm lập địa với cây rừng

Trên thế giới, nhiều nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ giữa đặc tính

của đất và sinh trưởng của cây trồng. Ngay từ những năm đầu của thế kỷ XIX,

các nhà khoa học thổ nhưỡng đã có những phương pháp cơ bản để nghiên cứu

đất. Điển hình như các nhà khoa học Nga: V.V.Docutraev (1846 - 1903),

V.P.Viliam (1863 - 1939), Kossovic (1862 - 1915), K.K.Gedroiz (1872 -

1932), J.V.Tiurin (1892 - 1962), v.v… đã công bố nhiều công trình về đất nói

chung và phân loại đất nói riêng. Ngoài ra, các nhà khoa học đất của các

nước Tây Âu cũng có những đóng góp lớn trong công tác nghiên cứu đất và

phân loại đất như: Fally (1857), Meier (1857), Knop (1871), E.Ehqwald

(1965), v.v… [18]).

4

Các tác giả Hardy (1936), Bead (1946), Richard (1948) nghiên cứu về

mối quan hệ giữa đặc tính của đất và sinh trưởng cây trồng. Các nghiên cứu

này cho rằng đối với vùng ôn đới thì độ chua của đất (pH), hàm lượng CaCO3

và các chất Bazơ là những yếu tố quan trọng nhất. Nghiên cứu của Week

(1970) về quan hệ của cây Tếch và một số yếu tố đất đã xây dựng được hàm

R = 1/3 (P X S), trong đó R: sinh trưởng hàng năm, P: độ sâu tầng đất và S:

độ no bazơ, v.v… [5]).

V.V. Docutraev (1879) đã nêu ra những nguyên tắc khoa học về sự

phát sinh và phát triển của đất. Ông khẳng định rõ ràng mối liên quan có tính

quy luật giữa đất và các điều kiện của môi trường xung quanh. Ông cho rằng

đất là vật thể tự nhiên luôn biến đổi, là sản phẩm chung được hình thành dưới

tác động tổng hợp của 5 nhân tố hình thành đất gồm: Đá mẹ, khí hậu, địa

hình, sinh vật (thực vật, động vật), và thời gian. Trong đó, ông đặc biệt nhấn

mạnh vai trò của thực vật trong quá trình hình thành đất “Nhân tố chủ đạo

trong quá trình hình thành đất ở nhiệt đới là thảm thực vật rừng”, bởi nhân tố

thực vật là yếu tố tạo ra chất hữu cơ và khi chết đi, nó tạo thành mùn [18]).

Năm 1950, tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp Quốc

(FAO) cộng tác với liên hiệp quốc tế các tổ chức nghiên cứu về rừng (IRUO)

đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều loại rừng trồng đến đất ở nhiều

nước khác nhau: Italia, Tây Ban Nha, Ấn Độ, Công Gô, Bzazil, Autralia, một

số nước vùng Địa Trung Hải, Nam Mỹ. Các công trình này cũng tiến hành so

sánh ảnh hưởng của các loại rừng khác nhau đến this chất đất của rừng. Đó là

sự tích lũy chất hữu cơ của Bạch đàn trên đất đá vôi là 20,33 (kg/m2

), cao hơn

ít nhiều so với Thông (7,54kg/m2

) và đất trồng trọt (2,92kg/m2

). Nếu tầng đất

dưới tán có các loài cây Acacia thì chất hữu cơ tích lũy được sẽ cao nhất. Tuy

nhiên, trong cùng một loại rừng, thì các nghiên cứu chưa đề cập đến vai trò

của cấu trúc rừng đến đất [13]).

Theo V.P.Viliam vòng tuần hoàn sinh học là cơ sở của sự hình thành đất

và độ phì nhiêu của nó. Ông đã chỉ ra vai trò quan trọng của sinh vật trong sự

hình thành những tính chất của đất, đặc biệt là cây xanh, vi sinh vật, thành phần

5

và hoạt động sống của chúng ảnh hưởng tới chiều hướng của quá trình hình

thành đất [18]).

Trong lĩnh vực đất rừng, đã có nhiều công trình của các tác giả trên

thế giới đi sâu nghiên cứu. Nhiều nhà khoa học đã tập trung 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 đáng kể và sự cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh, 1978;

Jha.M.N; Pande.P; và Rathore, 1984; Basu.P.K và Aparajita Mandi, 1978;

Chakraborty.R.N và Chakraborty.D 1989; Ohta, 1993). Các loài cây khác

nhau đã có ảnh hưởng khác đến độ phì của đất, cần bằng nước, sự thủy

phân thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng (Bernhard Reversat.P,

1993; Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR), 1998;

Chandran.P,; Dulta.D.P; Gupta.S.K và Banergiee.S.K, 1988 [18]).

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Monin (Nga) về tác dụng của thảm

thực vật rừng đối với đất, tác giả kết luận rằng: với mỗi loài thảm che khác

nhau, lượng vật chất hữu cơ hàng năm trả lại cho đất và khả năng làm tăng độ

phì của đất là khác nhau. Chijiok (1989) khi nghiên cứu về sự thay đổi độ phì

của đất nhiệt đới do trồng cây Lõi thọ và Thông caribacea thuần loài ở 5 khu

vực tại Trung Phi và Nam Mỹ cũng thấy lượng mùn, đạm bị giảm đi nhanh

chóng. Đến năm thứ 6 - 7 các yếu tố này vẫn chưa phục hồi. Lượng Kali tuy

ban đầu có tăng lên, nhưng sau đó lại bị giảm rõ rệt. Tác giả cũng cho thấy

với chu kỳ khai thác 14 năm trung bình đất bị mất đi từ 150 - 400kg đạm, 200

- 1000kg Kali cho mỗi hecta [18]).

Basu.P.K và Aparajita Mandi (1987) khi nghiên cứu về ảnh hưởng của

rừng Bạch đàn lai trồng vào các năm 1971, 1975 và 1981 đến tính chất đất.

Kết quả nghiên cứu của các tác giả cho rằng nhìn chung độ phì đất dưới rừng

Bạch đàn lai đã được cải thiện và tăng theo tuổi cây. Chất hữu cơ và dung

lượng Cation trao đổi tăng đáng kể trong khi đạm tổng số tăng rất ít và độ

chưa của đất cũng giảm [18]).

6

Theo kết quả nghiên cứu của Mongia.A.D và Bandyopadhyay.A.K

(1992) cho rằng việc thay thế rừng mưa nhiệt đới bằng các loại rừng trồng có

giá trị kinh tế cao như Tếch, Cọ dầu là nguyên nhân dẫn đến giảm chất hữu

cơ, Kali dễ tiêu, Lân dễ tiêu và đặc biệt là dung trọng của đất tăng lên [18]).

Cũng theo giả Smith.C.T (1994) thì việc trồng rừng có thể đem lại

những ảnh hưởng tích cực khi mà độ phì của đất được cải thiện. Ngược lại, nó

ảnh hưởng tiêu cực nếu nó làm mất cân bằng hay cạn kiệt nguồn dinh dưỡng

trong đất. Nhìn chung việc trồng rừng cải thiện các tính chất vật lý đất. Tuy

nhiên, việc sử dụng cơ giới hóa trong xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng là

nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất [18]).

Theo tổng hợp các kết quả nghiên cứu ở các nước vùng nhiệt đới, tổ

chức Nông lương Thế Giới (FAO, 2004) đã chỉ ra rằng khả năng sinh trưởng

của rừng trồng, đặc biệt là rừng trồng nguyên liệu công nghiệp phụ thuộc rất

rõ vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan tới điều kiện lập địa là: Khí hậu, địa hình,

loại đất và hiện trạng thực bì, điển hình là các công trình nghiên cứu của

Laurie (1974), Julian Evans (1974), 1992), Pandey (1983), Golcalves J.L.M

và cộng sự (2004) [6]).

* Nghiên cứu đặc điểm lập địa với cây luồng

Viêc ch ̣ on l ̣ âp đ̣ ia ph ̣ ù hơp trư ̣ ớc khi tiến hành trồng Luồng là viêc l ̣ àm

rất cần thiết, nếu đươc tr ̣ ồng tai nơi c ̣ ó điều kiên l ̣ âp đ̣ ia th ̣ ích hơp ̣ thìLuồng sẽ

cho năng suất, chất lương cao v ̣ à có

thể kéo dà

i sức sản xuất hướng tớ

i muc ̣

tiêu bền vững.

Ngay từ năm 1896, trong tác phẩm “các loài tre mới ở Ấn Độ”, Gamble

đã đưa ra nhận xét các loài tre nứa có thể chỉ thị về điều kiện đất đai. Kết quả

nghiên cứu sinh lý tre trúc Nhật Bản của tác giả Koichiro Ueda (1960) cũng

đã đề cập sơ qua sự khác nhau về các tính chất đất trồng rừng tre trúc sinh

trưởng tốt và sinh trưởng kém. Theo kết quả nghiên cứu của Fu Maoyi (1998)

thì khả năng giữ đất, nước của một số loài luồng cao hơn so với một số loại

rừng như rừng lá kim hoặc rừng cây lá rộng. Đặc biệt đối với các rừng hỗn

giao giữa luồng với các loài cây lá rộng thì khả năng giữ đất, giữ nước còn tốt

7

hơn rất nhiều. Khi nghiên cứu thành phần mùn của đất dưới một số loại rừng

trồng ở Việt Nam, O.G. Tchertop (1974) có nhận xét thành phần mùn của đất

dưới rừng tre diễn trồng thuần loài thuộc dạng mùn đỏ, sau khi trồng tre diễn

thuần loài đã xuất hiện quá trình “mọc cỏ, hoa” khác với quá trình Fera-cation

kiềm trao đổi và độ bão hòa bazơ ở tầng đất mặt tăng lên nhiều.

Theo Alrasjid (2003) [19], cho biết: Luồng được coi là một trong những

loài cây sử dụng “tham lam” dinh dưỡng của đất. Vì vậy, muốn duy trì sức

sản xuất của đất rừng thì phải sử dụng phân bón trong thâm canh rừng trồng

luồng.

Khi nghiên cứu dinh dưỡng đất của rừng Dendrocalamus asper Back,

Sutiyono (2004) [25], cho rằng ở các tầng từ 0 - 20cm và từ 20 - 40cm dưới tán

rừng Dendrocalamus asper Back, độ chua, hàm lượng mùn, nitơ, kali, các ion

K+

, Na+

, Ca2+, Mg2+ và các cation trao đổi đều rất thấp ở cả 2 tầng đất.

Theo Dai Qihui (1998) [21] đất trồng luồng nên chon ̣ ở nơi có đô ̣dày

tầng đất cao, đất còn tốt, ẩm và

thoá

t nước dê. Do đ ̃ ó nên trồng ở các thung

lũng, doc b ̣ ờ sông, suối, hoăc̣ cũng có

thể trồng ở chân và sườn đồi. Ngược

lai, n ̣ ếu trồng ở những nơi đất khô, xấu thì

luồng vân s ̃ ống, tuy nhiên thân và

măng luồng sẽnhỏ

, vì

thếmà hiêu qu ̣ ả kinh tếmang lai ḷ à không cao.

* Nghiên cứu về dinh dưỡng đất dưới rừng luồng

Những nghiên cứu về vật rơi rụng và dinh dưỡng hoàn trả cho đất trong

rừng Bambusa bambos đã được Shanmughavel (2000) [24] thực hiện ở các độ

tuổi khác nhau tại Ấn Độ. Trung bình vật rơi rụng trong các rừng 4 tuổi, 5 tuổi

và 6 tuổi tương ứng là 15,4 tấn/ha, 17 tấn/ha và 20,3 tấn/ha. Trong đó lá rụng

chiếm 58 % và cành rụng chiếm 42 %. Hàm lượng N, P, K, Ca, và Mg hoàn trả

cho đất ở rừng 4 tuổi là 120, 10, 101, 60 và 66 kg/ha, đối với rừng 5 tuổi hàm

lượng của các nguyên tố trên tương ứng là 141, 13, 121, 72 và 79 kg/ha, và đối

với rừng 6 tuổi hàm lượng dinh dưỡng của các nguyên tố trên là 184, 16, 183, 91

và 96 kg/ha.

Khi nghiên cứu về chu trình dinh dưỡng trong rừng Bambusa bambos,

Shanmughavel and Francis (1997) [23], cho biết lượng dinh dưỡng trong cây

đứng gia tăng theo tuổi của cây, vì vậy lượng dinh dưỡng trả lại cho đất không

8

đủ so với lượng dinh dưỡng mà cây lấy đi. Việc bổ sung phân bón cho rừng là

cần thiết nhằm tránh việc đất bị thoái hóa, đặc biệt khi khai thác tre, luồng ở

cường độ cao sẽ thì lượng dinh dưỡng hoàn trả cho đất càng bị giảm đi, dẫn

đến đất bị thoái hoá.

Theo Alrasjid (2003) [19], tre được coi là một trong những loài cây sử dụng

“tham lam” dinh dưỡng của đất, vì vậy không sử dụng phân bón trong trồng tre sẽ

làm giảm sút nhanh chóng sức sản xuất của đất, dẫn đến rừng trồng luồng sẽ

nhanh bị thoái hóa. Tại Indonesia, tác giả Sutiyono (2004) [25] đã tiến hành

nghiên cứu dinh dưỡng đất của rừng Dendrocalamus asper Back, tác giả đã chỉ ra

rằng độ chua, hàm lượng mùn, N, K, các ion K+

, Na+

, Ca2+, Mg2+ và các cation

trao đổi đều thấp ở cả 2 tầng đất. Số liệu cụ thể được trình bày bảng 1.1 sau [25].

Bảng 1.1: Kết quả phân tích đất dưới tán rừng Dendorcalamus

aper tại Indonesia

Chỉ tiêu Tầng 0-20cm Tầng 20-40cm

pH 5,02 4,82

C(%) 0,585 0,394

N(%) 0,060 0,043

P2O5 (mg/100g) 19,18 22,91

K2O (mg/100g) 24,10 27,15

Cation trao đổi

(me/100g)

K+ 0,148 29,87

Na+ 0,141 0,141

Ca+2 2,807 2,650

Mg+2 0,600 0,521

9

CEC 12,52 12,7

Si (%) 1,293 1,27

Thành phần cơ giới

(%)

Cát 34 43

Thịt 49 27

Sét 17 30

(Nguồn: Sutiyono, 2004)

Tác giả kết luận rằng độ chua, hàm lượng mùn, nitơ, kali, các ion K+

,

Na+

, Ca2+, Mg2+ và các cation trao đổi đều rất thấp ở cả 2 tầng đất (xem bảng

1.1). Riêng phosphor tổng số là cao ở cả 2 tầng. Đối với thành phần cơ giới

của đất, ở tầng từ 0 – 20 cm thành phần cơ giới là sét với hơn 45 % là sét và

34 % là cát. Ngoài ra silicate (Si) trong đất cũng được phân tích, ở tầng từ 0 -

20 cm đất chứa nhiều silicate hơn so với đất ở tầng từ 20 - 40 cm. Nguyên

nhân là do quá trình phân huỷ lá ở tầng đất mặt nhanh hơn so với tầng đất sâu.

Qua nghiên cứu tác giả cũng khuyến cáo để ổn định sản lượng rừng luồng thì

việc bón thêm phân là cần thiết. Tuy nhiên, bón bao nhiêu là đủ tác giả chưa

nêu ra trong kết qủa nghiên cứu.

Theo kết quả nghiên cứu của Bernard Kingomo (2007) [20] về sựthích

ứng của cây luồng ở các điều kiên l ̣ âp đ̣ ia kh ̣ ác nhau, cho thấy: các loà

i luồng

thường ưa thích các loai đ̣ ất sé

t và sé

t pha cá

t. Tuy nhiên, dù

loai đ̣ ất nào thì

cũng phải thoá

t nước tốt vìmăng luồng không chiu đư ̣ ơc ng ̣ âp ̣ úng. Và đô ̣pH

thích hơp cho cây l ̣ uồng là

từ 4,5 - 6.

1.1.2. Nghiên cứu tiêu chí phân chia lập địa thích hợp cho cây trồng

Các nhà khoa học Đức đã đi sâu nghiên cứu phân vùng lập địa, đặc biệt

là lập địa lâm nghiệp. Trong đó, đi sâu vào nghiên cứu phân kiểu lập địa dựa

trên mối quan hê ̣giữa sinh trưởng của thực vât ṛ ừng vớ

i các yếu tố của môi