BỘ giáo dục và ĐÀo tạo bộ NÔng nghiệp và ptnt


TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI



tải về 5.26 Mb.
trang6/12
Chuyển đổi dữ liệu13.05.2018
Kích5.26 Mb.
#38327
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI

  1. Những nghiên cứu về quản lý lập địa và năng suất rừng trồng


Theo Nambiar và Brown (1997) [64], quản lý lập địa là tổng hợp các biện pháp kỹ thuật, bao gồm: Kỹ thuật khai thác rừng, làm đất, kỹ thuật trồng, chăm sóc rừng nhằm duy trì độ phì của đất và năng suất rừng trồng qua nhiều chu kỳ khai thác. Trồng rừng có thể đem lại những ảnh hưởng tích cực khi mà độ phì đất được cải thiện. Ngược lại, trồng rừng có thể có tác động xấu khi chúng 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 hoá trong xử lý thực bì, khai thác, trồng rừng là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm sức sản xuất của đất. Quản lý độ phì đất là tổng hợp các biện pháp kỹ thuật về xử lý thực bì trước khi trồng, quản lý vật liệu sau khai thác, quản lý tầng thảm tươi cây bụi và quản lý nguồn dinh dưỡng trong đất đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của rừng nhằm ổn định và cải thiện năng suất rừng trồng qua nhiều chu kỳ khai thác. Rủi ro đối với tính bền vững của việc trồng rừng tuỳ thuộc vào mức độ kết hợp của những biến số phụ thuộc lẫn nhau như: khả năng sinh thái của lập địa, cường độ của quản lý, tác động về mặt đất đai, nước và những giá trị môi trường khác, lợi ích kinh tế và những mục tiêu xã hội. Như vậy, tiềm năng sinh thái gắn trực tiếp với lập địa tác giả đã chỉ rõ như là: Những hạn chế vốn có của điều kiện lập địa; phản ứng của đất đối với những tác động của quản lý; tiềm năng di truyền của loài và tương tác của chúng với môi trường của lập địa.

Week J. (1970) [87] khi nghiên cứu về rừng mưa nhiệt đới ở Australia đã khẳng định sinh trưởng của thực vật phụ thuộc vào các yếu tố như: đá mẹ, độ ẩm của đất, thành phần cơ giới, CaCO3, hàm lượng mùn và đạm. Cũng theo tác giả, lượng tăng trưởng hàng năm (R – m3/ha/năm) của rừng Tếch (Tectona grandis) chịu ảnh hưởng của độ sâu tầng đất (P, cm) và độ no Bazơ (S, %) thông qua phương trình: R = 1/3 (P*S).

Trồng rừng công nghiệp đã được triển khai trong những năm 80 của thế kỷ trước ở các nước có nền Lâm nghiệp tiên tiến như: Thụy Điển, Mỹ, Úc, New Zealand, Pháp, Đức, Brazil…Nhờ đó, các nhà khoa học ở các nước này không ngừng nghiên cứu về các lĩnh vực như: giống, biện pháp kỹ thuật lâm sinh, điều chế rừng và đặc biệt là công tác quản lý lập địa nhằm duy trì năng suất rừng trồng ở các chu kỳ sau rất được quan tâm.

Sands (1983) [75] cũng cho rằng sự thay thế rừng Bạch đàn tự nhiên ở Úc bằng rừng trồng thông (Pinus radiata) với chu kỳ chặt 15 - 20 năm (400 m3/ha) cũng làm giảm độ phì đất do khai thác gỗ. Mặt khác tầng thảm mục dày và khó phân giải của thông cũng làm chậm sự quay vòng các nguyên tố khoáng và đạm ở các lập địa này. Trong điều kiện đất cát, khi mất lượng thảm mục che phủ thì dẫn tới giảm nước trong đất. Năng suất rừng trồng thông (Pinus radiata) được ổn định khi mà cành nhánh, lá cây sau khai thác được giữ lại tại hiện trường.

Nghiên cứu của Nambiar (1996) [62] cho thấy sự thoái hóa lập địa do khai thác rừng thông Pinus radiata với chu kỳ ngắn ở Úc. Theo tác giả, có tới 90% chất dinh dưỡng trong sinh khối bị lấy đi khỏi rừng khi khai thác. Tác giả cho rằng năng suất rừng giảm dần là do khi canh tác không chú ý nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật phục hồi và nâng cao tiềm năng sức sản suất của đất rừng.

Các loài cây mọc nhanh luôn được cho rằng có khả năng thích ứng tốt trên mọi điều kiện lập địa. Nghiên cứu của Christian Rarivoson, và cộng sự (2008) [44] cũng đưa ra kết luận tương tự khi tiến hành điều tra về sinh trưởng và khả năng thích ứng của 5 loài cây mọc nhanh gồm có A. mangium, A. crassicarpa, E. camaldulensis, E. robusta và Corymbia citriodata khi đem trồng trên đất cát và nghèo dinh dưỡng ở vùng Mandromondromotra – Madargasca. Kết quả cho thấy, tỷ lệ sống của các loài cây trên sau 3 năm trồng biến động từ 60 – 90% và chiều cao đạt từ 2 - 4,9m. Như vậy, các loài cây này có thể trồng được trên đất cát nghèo dinh dưỡng ở khu vực nghiên cứu. Mặc dù, loài A. mangiumA. crassicarpa có tỷ lệ sống thấp nhưng 2 loài này lại có sinh trưởng chiều cao lớn nhất (lần lượt là 4,9m và 4,6m). Mức độ sinh trưởng chiều cao trung bình của các loài keo là 2m/năm cho thấy khả năng thích nghi với điều kiện khí hậu ẩm và đất nghèo dinh dưỡng, khoáng chất, chất hữu cơ và đạm có pH thấp (pH từ 4 – 5). Nguyên nhân là do các loài keo này có khả năng cố định đạm trong không khí thông qua quá trình tuần hoàn dinh dưỡng từ tán lá và rễ có thể giúp cải tạo độ phì cho đất.

Goncalves và cs. (1997) [51] đã nghiên cứu các biện pháp quản lý lập địa cho rừng trồng Bạch đàn tại Sao Paulo, Brazil cho kết quả là sinh trưởng rừng trồng 15 tháng chu kỳ 2 đã tăng lên khi để lại cành nhánh sau khai thác, trong khi đó năng suất rừng Bạch đàn Eucalyptus grandis 6 tuổi tại Brazil đã giảm đi 36,5% do không để lại cành nhánh sau khai thác. Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy, trong công tác chuẩn bị đất trồng rừng, nếu đốt vật liệu hữu cơ sau khai thác (phần ngọn cây, cành nhánh, lá và phần vỏ của loài Bạch đàn Eucalyptus grandis 7 tuổi) thì sẽ mất một lượng lớn chất dinh dưỡng được qui đổi theo 1 ha là: 345 kg đạm, 11 kg lân, 79 kg kali và 129 kg canxi.

Nghiên cứu về quản lý lập địa đối với rừng trồng Keo tai tượng tại Indonesia, tác giả Hardiyanto và cs. (2004) [54] cho rằng: việc lấy đi cành nhánh sau khai thác đã ảnh hưởng tới nguồn dinh dưỡng trong đất là lân, kali và canxi và đã làm giảm năng suất rừng trồng.

Theo Paul và các cộng sự (2002) [71] cho rằng sự thay đổi thành phần Cacbon trong đất có mối quan hệ với sự thay đổi của thảm thực vật. Kết quả tổng hợp từ 43 nghiên cứu về thay đổi Cacbon trong đất sau khi trồng rừng, đã có kết luận rằng: nồng độ Cacbon trên đất bề mặt thường giảm trong 5 năm đầu tiên trước khi phục hồi trồng rừng ban đầu hoặc có thể cao hơn một chút. Về trồng rừng Keo tai tượng ở Thái Lan sau 42 tháng tuổi trên vùng đất cát bị thoái hóa cho thấy: tổng hàm lượng Cacbon trong lớp đất bề mặt dày 3cm giảm đáng kể, nguyên nhân do các rối loạn gây ra bởi việc chuẩn bị đất để trồng mới, tốc độ phân hủy thực vật tương đối chậm và kết cấu đất thấp của chất hữu cơ trong đất làm lượng Cacbon giảm. Ngoài ra, do không có lớp thảm thực vật bảo vệ nên trong một số năm đầu sau khi trồng mới đất dễ bị ảnh hưởng bởi mưa, gió làm xói mòn đất.

      1. Những nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác rừng


Từ những năm 1995 chương trình nghiên cứu sản lượng rừng trồng bền vững đã được Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) khởi đầu với sự quan tâm của nhiều quốc gia. Mục tiêu chủ yếu của chương trình là nhằm vào thử nghiệm ảnh hưởng của quản lý lập địa đến năng suất rừng trồng và độ phì đất. Dự án đã triển khai nghiên cứu trên 16 lập địa khác nhau từ Ôxtrâylia, Brazil, Công Gô, Trung Quốc, Ấn Độ, Nam Phi, Indonesia và Việt Nam, với 10 nơi trồng Bạch đàn, 4 nơi trồng keo và 2 nơi trồng thông. Kết quả của dự án đều có kết luận rằng: rừng trồng Nhiệt đới và Á nhiệt đới có thể tăng sản lượng rừng được nếu áp dụng quản lý lập địa một cách bền vững (Nambiar, 1997b) [65]. Tuy nhiên, tùy từng nơi mà giải pháp kỹ thuật nào trong số các giải pháp kỹ thuật của quản lý lập địa sẽ đóng vai trò chính cần phải được nghiên cứu.

Jean de dieu Nizila và các cộng sự (2002) [57] đã nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác đến chu trình dinh dưỡng và sinh trưởng của rừng trồng Bạch đàn tại Công Gô. Nghiên cứu được thực hiện trên vùng đất cát và đất chua nghèo dinh dưỡng với 6 công thức thí nghiệm: (CT1) di chuyển là toàn bộ vật liệu hữu cơ dưới mặt đất, (CT2) toàn bộ cây có D > 11cm sau khai thác được lấy ra khỏi rừng, (CT3) toàn bộ gỗ cả vỏ có D > 2cm lấy ra khỏi rừng, (CT4) chỉ lấy gỗ đã bóc vỏ có D > 2cm ra khỏi rừng, (CT5) công thức giống CT4 nhưng vật liệu để lại được đốt hết và (CT6) để lại gấp đôi lượng vật liệu hữu cơ sau khai thác giống như công thức 3. Sau 24 tháng nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và vật rơi rụng đến sinh trưởng rừng có sự khác biệt rõ rệt giữa 2 công thức thí nghiệm CT1 có MAI chỉ đạt 12,9 m3/ha/năm trong khi đó công thức CT6 đạt năng suất 22,2 m3/ha/năm. Tốc độ phân hủy vật liệu hữu cơ sau khai thác 8 tháng chỉ còn 36% ở công thức CT2 và còn 56% ở công thức CT4. Số liệu theo dõi Nitơ trong đất ở tầng từ 0 – 13cm ở thời điểm 7 tháng và 24 tháng ở các công thức lần lượt là là 71,6 kg/ha (CT1); 66,7 kg/ha (CT4) và 85,7 kg/ha (CT6).

Goncalves J. L. M và cộng sự (2004) [52] nghiên cứu cho cây Bạch đàn tại Brazil cho thấy: sinh trưởng kém nhất sau 6,4 năm là công thức di chuyển hết toàn bộ VLHCSKT và cả vỏ cây ra khỏi rừng khi khai thác chu kỳ đầu. Năng suất giảm chỉ còn 40 m3/ha/năm tương ứng 14,5% so với công thức để lại VLHCSKT, năng suất đạt 58 m3/ha/năm và ảnh hưởng này còn thấy rất rõ ràng nơi thí nghiệm có độ phì đất thấp.

Nambiar và cộng sự (2006) [61] đã ghi nhận thấy, cường độ khai thác và sự chuẩn bị đất chu kỳ sau cho trồng rừng dẫn đến làm mất khả năng bảo vệ chất hữu cơ và dinh dưỡng hoặc gây lên sự di chuyển và rửa trôi các chất dinh dưỡng. Phương pháp khai thác và xử lý gỗ bằng thủ công hay máy dẫn đến làm xáo trộn tầng thảm mục và các vật liệu hữu cơ để lại. Nghiên cứu đã tập trung vào sự khai thác và vận chuyển VLHCSKT ra khỏi rừng qua các công thức khác nhau và đã cho kết quả rất rõ của hướng đi về quản lý lập địa thông qua kiểm soát cường độ và phương thức khai thác; bổ sung dinh dưỡng và quản lí thực vật cạnh tranh dưới tán rừng. Đây là cơ sở để duy trì được năng suất rừng trồng thông qua duy trì và cải thiện độ phì đất.

Delepote P và cộng sự (2008) [46] khi nghiên cứu về ảnh hưởng của để lại VLHCSKT đến tính chất đất và sinh trưởng rừng chu kỳ thứ hai của Bạch đàn tại Công Gô cho thấy: để lại VLHCSKT đến 23,2 tấn/ha so với 0 tấn/ha của công thức đối chứng. Hàm lượng chất khoáng của VLHCSKT để lại cũng khác nhau theo thời gian tùy theo dinh dưỡng: K và P giải phóng nhanh trong qúa trình phân hủy, nhưng Ca chậm và N, Mg là trung bình. Tổng lượng dinh dưỡng phóng thích trong qúa trình phân hủy thảm mục và VLHCSKT là: 329 kg N/ha; 41 kg P /ha; 99 kg K /ha, 73 kg Ca/ha và 52 kg Mg/ha sau 20 tháng khai thác rừng. Theo đó, sinh trưởng rừng cũng là cao nhất tại nơi có VLHCSKT để lại nhiều nhất và thấp nhất là đối chứng (chuyển hết VLHCSKT đi nơi khác). Nghiên cứu cũng cho thấy hầu hết dinh dưỡng trong VLHCSKT và thảm mục đã được khoáng hóa trong hai năm đầu sau khai thác.

DuToit B và cộng sự (2008) [48] đã nghiên cứu trên loài cây Bạch đàn E. grandis ở Nam Phi cho kết qủa tương tự. D.S.Mendham và cộng sự (2008) [59], nghiên cứu cho E. globulus ở Tây Nam Ôxtrâylia cũng cho thấy sản lượng rừng nơi để lại gấp đôi VLHCSKT trên cả hai lập địa đất đỏ và đất xám đều cao hơn so với công thức đối chứng khi lấy đi toàn bộ VLHCSKT.

Fan Shaohui và cộng sự (2008) [49] khi nghiên cứu sinh trưởng rừng chu kỳ 2 của loài Chinese Fir (Cunninghamia lanceolata) cho thấy: 50% VLHCSKT để lại đã phân hủy chỉ trong 22 tháng, sau 97 tháng chỉ còn 5%. Lượng dinh dưỡng C, N ở tầng đất 0 - 10 và 10 - 20 cm đều tăng theo thời gian và mức độ giữ lại VLHCSKT ở các công thức với các mức độ khác nhau.

Siregar S. T. H và cộng sự (2008) [80] nghiên cứu cho loài keo A. mangium ở Indonesia cho sinh trưởng cây tại công thức để lại VLHCSKT và vỏ cây gỗ thương phẩm so với công thức di chuyển hết đi nơi khác chỉ để lại thảm tươi và lớp thảm mục. Kết quả sau 5 năm lần lượt có sinh trưởng Hvn là 26,1 và 24,4m, với chỉ tiêu D1.3 là 18,8 và 17,4 cm và giữa chúng có sự khác biệt rõ rệt về mặt thống kê. Lượng chất dinh dưỡng để lại từ VLHCSKT của hai công thức là: N là 949 và 515 kg/ha; P là 21 và 9 kg/ha; K là 327 và 87 kg/ha; Ca là 382 và 207 kg/ha; Mg là 78 và 50 kg/ha.

Smith T. E và cộng sự (2008) [81] nghiên cứu về quản lý VLHCSKT cho loài Thông lai trên đất cát ở cận nhiệt đới Ôxtrâylia cho thấy: duy trì VLHCSKT đã làm tăng trữ lượng rừng Thông lai lên 9 m3/ha sau 10,3 năm so với công thức đối chứng khi không giữ lại VLHCSKT. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng: VLHCSKT và thảm mục phân hủy rất nhanh trong vòng hơn 1 năm, lượng chất hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong cung cấp và duy trì trao đổi Cation của đất, K và Zn trong lá tăng khi duy trì VLHCSKT so đối chứng sau 6,2 năm và có mối liên quan chặt chẽ giữa chất hữu cơ C với cation trao đổi K+ và Mg+2, N tổng số và CEC.

Tại Trung Quốc, Xu D. P và cộng sự (2008) [88] đã nghiên cứu đối với Bạch đàn E. urophylla ở Quảng Đông - Trung Quốc cho thấy: nơi để lại gấp đôi VLHCSKT có sinh trưởng chiều cao sau 90 tháng của cây là 11,4m so với đối chứng (lấy hết VLHCSKT) là 10,6 m. Chỉ số tương tự với đường kính là 9,2 cm so với 8,6 cm. Các chỉ số về dinh dưỡng được tích lũy và bổ sung cho đất của các công thức để lại VLHCSKT cũng cao hơn so đối chứng.


      1. Những nghiên cứu về dinh dưỡng và chu trình dinh dưỡng rừng trồng


Nghiên cứu của Goncalves et al. (1997) [51] tỷ lệ hàng năm của phân hủy lượng rơi ở tuổi 7 - 8 của rừng Bạch đàn E.grandis là 7,8 tấn/ha (60% từ lá và 40% từ cành cây). Sự phân hủy lớn nhất được tìm thấy vào mùa Xuân và Đông và thấp nhất vào mùa Thu đã cho thấy sự phân hủy là theo mùa. Hàng năm có 42 kgN/ha; 2,3 kgP/ha; 20 kgK/ha và 47 kg Ca/ha đã được phân hủy. Con số này tương đương với 10% của N, 6% P, 10% K và 17% Ca chứa trong cây. Nghiên cứu khác của tác giả xác định rằng, tổng thảm mục tích lũy trên đất phân rã từ 16 – 24 tấn/ha chỉ trong sáu tháng sau khi khai thác trắng và tỷ lệ phân hủy là 55% /năm. Kết quả nghiên cứu 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) được tìm thấy trong thảm mục.

Nzila J. D và cộng sự (2002) [57] nghiên cứu cho Bạch đàn 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 so với 7,2 tấn/ha là số trung bình của các công thức còn lại. Theo đó, hàm lượng dinh dưỡng trong cây cũng thấp nhất, N cao nhất nơi khai thác lấy gỗ thương phẩm và đốt VLHCSKT, còn P, K, Ca cao nhất nơi để lại gấp đôi lượng VLHCSKT. Ngoài ra, còn cho thấy lượng vật rụng cũng tăng theo chiều thuận với mức độ để lại VLHCSKT của các công thức. Năng suất (MAI) giảm 35% ở nơi sau khai thác lấy hết VLHCSKT và thảm mục so với khai thác chỉ lấy thân cây.

Tiarks A, Nambiar, Ranger J và Toma T (2004) [84] trong báo cáo “Độ phì đất của rừng trồng nhiệt đới: Đánh giá và hiệu qủa của quản lý lập địa” sau khi đã tổng kết nhiều kết qủa nghiên cứu thực hiện ở nhiều nơi trên thế giới trong mạng lưới nghiên cứu của CIFOR, đã tổng kết như sau:


  1. Trên 16 lập địa khác nhau, có 6 lập địa chưa cho thấy để lại VLHCSKT làm tăng chất hữu cơ, 1 lập địa cho giảm đi còn lại 9 lập cho thấy để lại VLHCSKT đã làm tăng đáng kể chất hữu cơ trong đất.

  2. Chất hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đến tăng sản luợng rừng thông qua ảnh hưởng đến tính chất vật lý như khả năng giữ nước, trữ nước và chứa những dinh dưỡng quan trọng. Sự phân hủy chất hũy cơ là nguồn dinh dưỡng yêu cầu chủ yếu của cây. Trường hợp dinh dưỡng bị rửa trôi thì chất hữu cơ phân giải chậm là nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho cây.

N là dinh dưỡng đứng đầu tiên nhận được từ chất hữu cơ. Chất hữu cơ (C) và Đạm (N) có mối quan hệ chặt chẽ thể hiện qua tỉ lệ C/N và C/N phụ thuộc vào bất cứ sự thay đổi của C, N hoặc cả hai dưới tác động của hoạt động quản lý lập địa.

Theo IPEF (2004) [56] cho rằng, dinh dưỡng của hệ sinh thái rừng được phân bổ bởi 4 thành phần cơ bản: i) thành phần hữu cơ tạo thành bởi các cơ quan sống và chết; ii) thành phần dinh dưỡng dễ tiêu (trong dung dịch đất hoặc hút bám vào bề mặt keo đất; iii) phần khoáng ban đầu (dinh dưỡng không dễ tiêu); iv) phần khí quyển tạo lên bởi khí ga và những phần tử khác qua tích tụ. Có thể sơ bộ tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng đến chu trình này như sau:

+ Khí hậu và địa chất: là khía cạnh quan trọng nhất trong bất kỳ sự xem xét về chu trình dinh dưỡng của rừng tự nhiên. Hình thức và tốc độ của chu trình dinh dưỡng liên quan chặt chẽ với điều kiện khí hậu và vật hậu học. Do đó, tổng vật liệu hữu cơ phân hủy của rừng trong 1 năm liên quan đến điều kiện khí hậu, phân hủy ít vào mùa lạnh và mạnh vào mùa nóng ẩm. Ví dụ: rừng ở nơi băng giá hoặc núi cao có khoảng 1 tấn vật rụng/ha hàng năm, thì rừng nơi nhiệt độ lạnh 3,5 tấn/ha, vùng nóng là 5,5 tấn/ha và vùng xích đạo là 11 tấn/ha. Ngoài ra, còn có mối liên quan giữa lượng rơi hàng năm phân hủy với tuổi cây, sự gia tăng lượng rơi phân hủy khi rừng lớn tuổi và khép tán. Khi nghiên cứu trên các loại rừng khác nhau trên thế giới về sản lượng vật rụng đã có kết luận rằng thành phần trung bình của lượng rơi gồm: 60 - 80% từ lá, 12 - 15% từ cành, 1 - 1,5% từ trái và 1 - 15% từ vỏ cây.

+ Tác động môi trường: Yếu tố môi trường cũng kích thích tác động đến chu trình dinh dưỡng. Thoái hóa rừng làm hàng loạt các biến đổi tiểu khí hậu, tác động đến sự cố định, rửa trôi, bốc hơi của N, nhìn chung dẫn đến đất và thoái hóa thực vật.



+Thâm canh nông nghiệp, các hoạt động truyền thống ở Brazil cũng có thể kích hoạt sự căng thẳng đến diện tích tự nhiên còn lại. Ở Việt Nam và các nước nhiệt đới Đông Nam Á, việc đốt thực bì truyền thống trong dọn đất để trồng rừng hoặc “đốt trước” trong phòng chống cháy vào mùa khô hay trồng xen khoai mì để lấy ra khỏi đất một lượng lớn sinh khối củ…đều là những hoạt động ảnh hưởng rất lớn đến chu trình dinh dưỡng Đất - Cây. Ngoài ra, san ủi thực bì và cày đất toàn diện nơi đất có độ dốc để trồng rừng là những ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng duy trì dinh dưỡng trong đất.

+ Ảnh hưởng của cây cố định N: Theo Nambiar (1997) [65], ước tính dựa trên một thực nghiệm cho thấy cố định N trong rừng nhiệt đới rất khá: 80 kg/ha/năm cho rừng Phi lao và 100 - 150 kg/ha/năm cho những cây họ đậu. Những cây cố định N lấy lượng dinh dưỡng từ đất nhiều hơn so với cây không cố định đạm. Tốc độ phân hủy thảm mục của những cây cố định đạm cũng cao hơn phân hủy thảm mục của cây không cố định đạm. Phân hủy thảm mục nhanh là vì hàm lượng dinh dưỡng cao và thấp của hợp chất Cacbon chống lại sự phân rã.



+ Sự phân phân hủy của thảm mục: Qúa trình mục nát của thảm mục cũng khác nhau tùy theo loài cây, loại rừng. Người ta đã đưa ra hệ số phân rã (K) từ 0,3 - 5,3 đối với các rừng nhiệt đới tự nhiên và 0,11 - 2,0 ở rừng trồng nhiệt đới và rừng ôn đới thì chậm hơn rừng nhiệt đới. Ở Ôxtrâylia hệ số K khoảng từ 0,19 - 0,68, ở rừng gỗ cứng miền Bắc nước Mỹ hệ số này là 0,47.

+ Sự hô hấp của thảm mục - đất: Sự hô hấp của đất đặc trưng bởi tất cả hoạt động trao đổi chất của đất mà trong đó CO2 được hình thành, và nó được đề nghị như là một chỉ số đánh giá phản ứng của hệ sinh thái với khí quyển. Ba nguồn CO2 tạo ra từ đất là vi khuẩn, hệ động vật và sự hô hấp của rễ cây. Một số yếu tố gồm nhiệt độ, ẩm độ, độ sâu của đất, oxy đất và quần thể vi khuẩn sẽ quyết định tỷ lệ khí CO2 thải ra từ bề mặt đất. Trong rừng, sự hô hấp của vi khuẩn được chi phối bởi đất và nấm của thảm mục, nấm góp phần đến 44% và vi khuẩn là 5,5 % của sự hô hấp này.

+ Động thái dinh dưỡng trong quá trình phân hủy: Ba pha nối tiếp xuất hiện trong suốt qúa trình khoáng hóa dinh dưỡng từ sự phân hủy các vật liệu hữu cơ để lại: i) pha đầu khi rửa trôi và dinh dưỡng được phóng thích chiếm ưu thế; ii) pha huy động khi dinh dưỡng được tích vào vật liệu hữu cơ để lại bởi vi khuẩn; iii) pha phóng thích khi mà lượng dinh dưỡng giảm đi. Trong mỗi pha, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sẽ tác động đến Chu trình dinh dưỡng Đất - Cây.

+ Ảnh hưởng của thảm mục đến đất: Nhìn tổng quát các số liệu trên phạm vi toàn cầu thì tổng lượng Cacbon trung bình trong đất rừng tăng từ rừng nhiệt đới, ôn đới đến bắc cực. Trung bình khoảng 1% của Cacbon trong phẫu diện đất được tích trong thảm mục ở bề mặt đất của rừng nhiệt đới so với 13% ở rừng Bắc cực. Ở phạm vi địa phương thì cây tác động đến tính chất lý, hóa tính của đất và sự phân bố không gian của chúng. Các yếu tố của độ phì đất như pH, dung trọng, hàm lượng chất hữu cơ, đạm tổng số, Cation trao đổi và khả năng trao đổi đều ảnh hưởng bởi phân bố Cacbon của cây.

+ Ảnh hưởng của đốt vật liệu hữu cơ để lại: Do bể dinh dưỡng lớn nằm trong vật liệu hữu cơ để lại, việc dùng kỹ thuật tối thiểu (không đốt vật liệu hữu cơ) có mối liên quan thuận với duy trì bể dinh dưỡng, đặc biệt ở nơi có độ phì đất thấp, có tích lũy thảm mục lớn (Goncalves, 1997) [51]. Việc đốt chất hữu cơ phân hủy trên đất gắn liền với sự mất một lượng lớn dinh dưỡng qua bốc hơi và dòng chảy gây lên bởi sự di chuyển khối không khí nóng - lạnh. Mất dinh dưỡng thông qua việc đốt còn đồng nghĩa việc tăng khí Mêtan và tiêu hóa của các vi dưỡng đất.

+ Mối tương tác của sự tích lũy, phân hủy và quá trình khoáng hóa: Đến nay, thảo luận để minh họa các quá trình độc lập như là sự gia nhập của thảm mục, phân hủy và tích lũy, sự hình thành chất hữu cơ và quá trình khoáng hóa chất dinh dưỡng từ vật liệu hữu cơ để lại đang chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khí hậu, mức sinh trưởng, loài cây, độ phì lập địa và hoạt động quản lý rừng. Sự thống nhất của các quá trình này và sự giải thích tác động qua lại của chúng với những yếu tố trên là rất khó khăn. Các tác giả cho rằng: tìm kiếm mô hình đưa ra một phương pháp cho việc thống nhất những hiểu biết căn bản của quá trình và cho việc dự đoán ảnh hưởng của của các yếu tố quan trọng này đến sản phẩm bền vững lâu dài của rừng trồng là điều các nhà khoa học đang mong muốn, và đã có một số mô hình theo hướng này (ví dụ, mô hình hóa phân hủy và tích lũy thảm mục của Olson, 1963: Xt = X0 e-kt , trong đó X0 và Xt là thể hiện lượng vật liệu để lại phân hủy lúc đầu và sau thời gian t và k là hệ số phân hủy).

Simpson J. A (2004) [79] khi nghiên cứu về chuẩn đoán tình trạng dinh dưỡng rừng A. mangium cho rằng: phân tích lá là công cụ hữu dụng để đánh gía tình trạng dinh dưỡng của rừng trồng keo; nghiên cứu trong nhà kính về hàm lượng dinh dưỡng trong lá cho biết biểu hiện triệu chứng của N, P, K; sự thiếu hụt lân là nghiêm trọng ở Kalimantan và Trung Quốc, nhưng bón 50 kg lân/ha khi trồng đã giúp giảm bớt sự căng thẳng thiếu lân ở các nước này. Đây là hoạt động phổ biến có tính thực tiễn ở các nuớc bón lân trong trồng rừng; thiếu hụt kali là vấn đề nghiêm trọng ở các rừng trồng được lấy mẫu ở Việt Nam, Kalimantan và Trung Quốc; đối với Mg và B và Ca, Mg, Zn, Mn, Cu, tác giả cho rằng không thực sự thiếu hụt trong đất trồng rừng nói chung.

Theo Xuifang et al., 2006 [89] cho rằng Lân (P) và Kali (K) là các chất dinh dưỡng chính cần thiết cho sự phát triển và tăng trưởng sinh học. Tuy nhiên, nồng độ P và K hòa tan trong đất thường rất thấp, tỷ lệ lớn nhất của P và K trong đất là những loại đá không hòa tan khoáng chất và loại đá trầm tích khác. Mặc dù vậy, các nguồn tích trữ lớn nhất của P và K là trong đất, trong điều kiện thích hợp chúng có thể hòa tan và trở thành dạng dễ sử dụng cho cây trồng. Nghiên cứu cho thấy, vi sinh vật giữ vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa lân và kali khó tan thành dạng dễ tan trong đất với mật độ đáng kể vi khuẩn hòa tan lân và kali trong đất và trong vùng rễ cây trồng. Có nhiều loại khác nhau như những loài thuộc chi Pseudomonas, Agrobacterium, Bacillus, Rhizobium và Flavobacterium đã được thử nghiệm khả năng hòa tan hợp chất lân vô cơ và đá chứa lân.

Goncaves et al. (2008) [50] nghiên cứu chu trình dinh dưỡng cho Bạch đàn (E.grandis) cho thấy rằng: trung bình lá cây vận chuyển đến các cơ quan khác trong cây trước khi khai thác là khoảng 61% của N, 79% P, 50% K và 8% Mg; tương đương 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 lượng nhỏ dinh dưỡng đã được chuyển: 23% N, 67% P và 8% K , tương đương 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 dưỡng cả hai chu trình Hóa - Sinh - Địa (phân hủy lá và cành) và chu trình Hóa - Sinh (luân chuyển dinh dưỡng trước khi phân hủy) có tổng là: 96 kgN/ha/năm; 10 kgP; 36 kgK; 47kgCa và 15 kgMg. Tổng số này là cao hơn so với những dinh dưỡng cùng loại ở trong cây. Như vậy, ở rừng E.grandis trưởng thành, phần lớn nhu cầu dinh dưỡng hàng năm đến từ chu trình dinh dưỡng, chứng tỏ sự phụ thuộc ít vào độ phì đất trong suốt giai đoạn từ 7 - 8 năm.

Hardiyanto E. B và cộng sự (2008) [53] khi nghiên cứu về lượng rơi của rừng A. mangium tại Sumatra Indonesia đã cho rằng, lượng rơi trung bình/2 năm của rừng có tuổi từ 2 - 5 năm là 10,6 tấn/ha và lượng dinh dưỡng để lại từ lượng 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. Lượng dinh dưỡng này rất có ý nghĩa bổ sung cùng với dinh dưỡng từ VLHCSKT cho đất rừng.

Khi nghiên cứu về thảm mục dưới tán rừng, các nhà nghiên cứu cho thấy có sự khác nhau về lượng thảm mục giữa các rừng trồng nhiệt đới, nó phản chiếu ảnh hưởng rõ rệt của đặc tính loài cây, tuổi rừng, mức sinh trưởng, điều kiện khí hậu và độ phì đất. Nhìn chung, các loài Bạch đàn, Thông và Phi lao tích lũy thảm mục nhiều hơn các loài rừng trồng khác: Phi lao (Ấn độ, Senegan) trung bình 40,8 tấn/ha (từ tuổi 6 - 34); Thông (Nigeria, Indonesia, Mỹ) 14,5 tấn/ha từ tuổi 7 - 31; Bạch đàn (Ấn độ, Côngô, Úc) 8,2 tấn/ha tuổi 2 - 27; và Keo (Ấn độ, Malaisia, Công gô) 7,7 tấn/ha, tuổi 4 - 11. Theo nghiên cứu của A.M.O Connell và K.V.Sankaran (1997) [69], dinh dưỡng tích lũy từ tầng thảm mục rừng trồng nhiệt đới của các loài keo từ 4 - 8 tuổi tại Ấn Độ có lượng tích lũy dinh dưỡng trung bình là 96,8 kgN/ha; 5,7 kgP/ha; 14,1 kgK/ha; 31,6 kgCa/ha và 5,9 kgMg/ha thấp hơn so với các loài Tràm ở cùng độ tuổi.


      1. Những nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối rừng


Nghiên cứu sinh trưởng cây rừng đã được đề cập từ thế kỷ XVIII. Về lĩnh vực này phải kể tới Danckelmann, Draudt, Hartig, Weise. Nhìn chung những nghiên cứu về sinh trưởng của cây rừng và lâm phần, hầu như được xây dựng thành các mô hình toán học chặt chẽ và được công bố trong các công trình của Meyer và Stevenson (1943), Schumacher và Coile (1960). Hàm sinh trưởng là mô hình sinh trưởng đơn giản nhất được sử dụng để mô tả quá trình sinh trưởng của cây cũng như lâm phần. Cho đến nay, số lượng hàm sinh trưởng được các tác giả đưa ra rất phong phú và một số hàm sinh trưởng được sử dụng rộng rãi như:

+ Hàm Gompertz: y = a * EXP (-1/b * EXP (-c*x)). Đây là một trong số các hàm sinh trưởng lâu đời nhất được sử dụng để mô tả quy luật sinh trưởng của loài sinh vật nói chung với cây rừng nói riêng. Hàm Gompertz được sử dụng để quy luật hóa quá trình phát triển về thể tích (V) của cây rừng đặc biệt từ giai đoạn trưởng thành, ở giai đoạn rừng non, hàm Gompertz thường cho các trị số về thể tích (V) thấp hơn thực tế

+ Hàm Schumacher: y = a0*da1*ha2

+ Hàm Koff : y = a*e(-b*t-c)

Trong các hàm sinh trưởng trên, có thể coi hàm sinh trưởng của Gompertz là hàm cơ sở ban đầu cho việc phát triển tiếp theo các hàm sinh trưởng khác. Qua các kết quả nghiên cứu, các nhà khoa học đã đưa ra rất nhiều dạng phương trình toán học khác nhau để mô tả một cách chính xác các qui luật sinh trưởng của mỗi loài cây rừng khác nhau ở từng vùng sinh thái, các dạng lập địa khác nhau trên toàn cầu. Nhìn chung các hàm sinh trưởng đều có dạng phức tạp của cây rừng hay lâm phần, dưới sự chi phối tổng hợp của các nhân tố nội tại và ngoại cảnh. Tuy nhiên, đây là nền tảng cơ bản cho các nghiên cứu tiếp theo phục vụ công tác điều tra nuôi dưỡng rừng (dẫn theo Giang Văn Thắng, 2003) [28].

Trong báo cáo của Liên hiệp các tổ chức Nghiên cứu Lâm nghiệp (IUFRO, 1984) tại hội thảo triển khai cho châu Á, cây Keo lá tràm là một trong những loài cây chủ yếu được giới thiệu để thâm canh ở các vùng đất thấp của khu vực nhiệt đới ẩm. Theo đó, tác giả Pinyopusarerk (1990) [73] cho rằng, những nghiên cứu hiện nay đối với Keo lá tràm ở các nước hướng tới là:



  • Nghiên cứu sinh trưởng và khảo nghiệm loài;

  • Chương trình cải thiện tính trạng dạng thân cong của cây;

  • Điều tra biến động di truyền của quần thể tự nhiên;

  • Nghiên cứu nhân giống cây lai giữa Keo lá tràm và Keo tai tượng;

  • Tiềm năng sử dụng của Keo lá tràm trong các hệ thống nông lâm;

  • Nghiên cứu về phẩm chất gỗ để tăng khả năng sử dụng.

Nghiên cứu của Prasad (1987) [71] về các loài keo và một số loài cây khác trên đất laterit hóa ở nhiều nơi khác nhau tại Ấn Độ cho thấy ,sinh trưởng của Keo lá tràm sau 10 năm chỉ đạt chiều cao 8,3m và có đường kính 7,1cm. Sankaran và cs (1993) [73] nghiên cứu về lượng rơi và sự phân hủy thực vật của loài Keo lá tràm cho thấy sau 4 năm tuổi lượng vật rụng đạt 10,1 tấn/ha/năm.

Ở Thái Lan, Bunyavechwin và Visetsiri (1990) [43] đã đưa ra kết quả nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối phần trên mặt đất ở các khoảng cách trồng khác nhau đều cho sinh trưởng nhanh và cho sinh khối lớn hơn loài Peltophorum pterocarpum. Loài Keo lá tràm có chiều cao lớn nhất ở cự li trồng 1 x 2m và đạt đường kính ở cự ly trồng 1 x 1m. Sinh khối cao nhất ở cự li 1 x 1m gấp 2 - 3 lần ở cự li trồng 2 x 2m và 1 x 2m.

Theo Brewbaker (1986) [42] khi tổng kết tình hình sinh trưởng của Keo lá tràm ở Indonesia cho thấy trong những điều kiện thuận lợi về khí hậu (lượng mưa bình quân > 2.000 mm) đất đai tốt thì Keo lá tràm sinh trưởng mạnh ở tuổi 10 đến 12 cao từ 15 - 18m, đường kính 15 - 20cm và năng suất có thể đạt được 20 - 25 m3/ha/năm. Tuy vậy trên những vùng đất bạc màu bị xói mòn mạnh thì năng suất chỉ đạt 8 - 10 m3/ha/năm và ở những nơi có lượng mưa thấp, mùa khô kéo dài trồng không bón phân thì năng suất chỉ còn 2 - 4 m3/ha/năm. Điều này giống với năng suất rừng Keo lá tràm trồng quảng canh ở nước ta hiện nay.

Sastroamidjojo (1990) [78] đã nghiên cứu về đặc điểm sinh trưởng, tầm quan trọng về mặt lâm sinh và kinh tế của loài cây Keo lá tràm tại Indonesia cho thấy, sau 10 năm tuổi rừng tăng trưởng bình quân về trữ lượng trung bình đạt khoảng 16,8 m3/ha/năm thấp hơn nhiều so với sinh trưởng của rừng trồng Keo tai tượng.

Theo Turnbull (1992) [85] thì những nghiên cứu chuyên sâu đối với các loài keo được phân thành 3 nhóm chính: sinh vật học và sinh thái học; nguồn gen và cải thiện giống; kỹ thuật lâm sinh và sử dụng.

Nghiên cứu của Liang (1992) [58] so sánh khả năng sinh trưởng của 5 loài keo ở 4 địa điểm tại Sabah, Malaysia cho thấy sinh trưởng của Keo lá tràm chỉ sau Keo lưỡi liềm và Keo tai tượng nhưng lớn nhanh hơn loài Keo trắng và Keo đen. Sau 4 năm tuổi, Keo lá tràm có đường kính là 11,6 cm và chiều cao là 10,2 m.

Nghiên cứu của Peng et al, 2005 [72] cho thấy Keo lá tràm có tốc độ tăng trưởng thấp hơn so với Keo tai tượng. Tuy nhiên, nó cũng đã được trồng rộng rãi trên các khu vực đất bị suy thoái với mục đích phục hồi rừng. Keo lá tràm cung cấp độ che phủ tốt hơn so với các loài bản địa trên đất cát bị suy thoái. Ở miền Nam Trung Quốc, Keo lá tràm tăng trưởng tốt và là cây lý tưởng để phục hồi thảm thực vật trong vùng cận nhiệt đới thấp đã bị suy thoái, nó cải thiện điều kiện tiểu sinh cảnh và độ phì của đất trong những khu vực bị suy thoái. Ngoài ra, rừng trồng Keo lá tràm còn tạo điều kiện sinh cảnh thích hợp cho các loài cây bản địa tái sinh.

      1. Những nghiên cứu về sinh vật đất


Trong nghiên cứu của Norisada và các cộng sự năm 2005 cho thấy: Nguyên liệu dinh dưỡng hữu cơ đầu vào trong đất thông qua lượng vật rụng của rừng trồng Keo tai tượng trên lập địa đất cát thoái hóa ở vùng Malay ở Peninsula có thể làm tăng cường hoạt động của động vật đất và vi sinh vật của đất, điều này có thể tạo ra nguồn dinh dưỡng thúc đẩy cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt ở giai đoạn tiếp theo (Norisada et al., 2005) [68].

Kết quả nghiên cứu của Schiavo et al., 2009 [77] về hệ vi sinh vật trong đất ở rừng trồng Keo tai tượng, Bạch đàn và đồng cỏ đã cho thấy: Số lượng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và solubilizers phosphate) trong mùa hè ở rừng trồng Keo tai tượng 3 tuổi cao hơn rất nhiều so với rừng trồng Bạch đàn 3 tuổi, 5 tuổi và trên đất trảng cỏ. Điều này có thể là do Keo tai tượng rễ có nốt sần là cây có khả năng cố định đạm nên ngay khi ở giai đoạn cây con đã xuất hiện các nấm và vi khuẩn cộng sinh. Trong suốt mùa hè, rừng trồng Keo tai tượng có độ che phủ lớn từ sinh khối của lớp vật rụng, khả năng giữ ẩm tốt hơn, nhiệt độ không quá cao và đất được che phủ nên là điều kiện tốt để thúc đẩy sự tăng trưởng của vi khuẩn và nấm. Một sự khác biệt đáng kể giữa các vi sinh vật (tổng số vi khuẩn, nấm và tổng solubilizers phosphate) và hàm lượng hữu cơ trong đất qua quan sát đã chỉ ra rằng biến động về tổng số vi sinh vật là do hàm lượng và thành phần chất hữu cơ.




    1. tải về 5.26 Mb.

      Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương