Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 1. Khái quát quá trình phát triển rừng trồng ở các nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ năm 1965 đến năm 2000 Theo Julian Evans và Jonh Turnbull (2004) thì đến năm 1950 các nước vùng Nhiệt đới mới chỉ trồng được khoảng 680.000ha rừng, một trong những loài cây được trồng nhiều nhất là Tếch (Tectona grandis), Indonesia cũng là một trong những nước trồng nhiều Tếch nhất trong thời gian này. Năm 1965, các nước Nhiệt đới và cận Nhiệt đới đã trồng được 6,7 triệu ha rừng, năm 1980 đã tăng lên 21 triệu ha, năm 1990 đã tăng lên 43 triệu ha và đến năm 2000 đã tăng đến 88.435 triệu ha (bảng 1.1: Diện tích rừng trồng ở các nước vùng Nhiệt đới và cận Nhiệt đới từ năm 1965-2000 Đơn vị tính: 1000 (ha) Năm Châu lục/vùng địa lý 1965 1980 1990 2000 1.
Châu Á gồm cả Nam Trung Quốc 4. Bắc Australia và các quần đảo vùng Thái Bình 70 269 420 480 Dương 4. Trung Mỹ và vùng Caribê 219 486 786 1.435 Các loài cây trồng chủ yếu là Keo (Acacia), Bạch đàn (Eucalyptus), Thông (Pinus), Xoan (Azadiracta), Phi lao (Casuarina), Xà cừ (Swietenia), Keo dậu (Leucaena leucocephala). Mục tiêu trồng rừng chủ yếu là cung cấp gỗ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến bột giấy và ván nhân tạo, gỗ xẻ, chất đốt và bảo vệ môi trường sinh thái.
4 Diện tích rừng trồng ở các nước vùng Nhiệt đới tăng nhanh vào những năm 1960, đến năm 2000 thì diện tích rừng trồng ở các nước vùng Nhiệt đới và cận Nhiệt đới đã chiếm tới 40% diện tích rừng trồng trên toàn cầu (FAO, 2001). Theo ước tính của FAO vào năm 2000 cả rừng tự nhiên và rừng trồng trên toàn cầu có khoảng 3.869 triệu ha, độ che phủ của rừng chiếm khoảng 30% bề nặt trái đất. Trong số đó, diện tích rừng trồng toàn cầu khoảng 187 triệu ha. Các nghiên cứu về trồng rừng thâm canh và thâm canh rừng trồng Trồng rừng thâm canh là một giải pháp nhằm nâng cao năng suất chất lượng gỗ rừng trồng.
Đây là một hệ thống các biện pháp kỹ thuật lâm sinh được đầu tư theo chiều sâu nhằm làm cho rừng trồng sinh trưởng nhanh sớm đạt được mục tiêu đặt ra bao gồm từ khâu chọn tạo giống, chọn lập địa, làm đất, trồng rừng, bón phân, chăm sóc, quản lý và bảo vệ rừng trồng cho đến khi khai thác. Những vấn đề này đã được đề cập trong nhiều công trình nghiên cứu khác nhau, song có thể phân chia thành các chuyên đề như sau: 1. Ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng Tập hợp kết quả nghiên cứu ở các nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông – Lương Quốc tế (FAO, 1984) đã chỉ ra rằng khả năng sinh trưởng của rừng trồng, đặc biệt là rừng gỗ lớn phụ thuộc rất rõ và 4 nhân tố chủ yếu liên quan đến 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 và 1992), Pandey (1983), Golcalves J.M và cộng sự (2004).
Khi nghiên cứu đặc điểm đất ở châu Phi, Laurie (1974) cho rằng đất đai ở vùng nhiệt đới rất khác nhau về độ dày tầng đất, cấu trúc vật lý, hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng, phán ứng của đất (độ pH) và nồng độ muối. Vì thế, khả năng sinh trưởng của loài thông P. patula ở Swaziland, Evans, J (1974) đã chứng minh khả năng sinh trưởng về chiều cao của loài thông này có quan hệ khá chặt (R = 0,81) với các yếu tố địa hình và đất thông qua phương trình tương quan (1.1) 5 Khảo sát rừng trồng ở các điều kiện lập địa khác nhau, Pandey (1983) đã chỉ cho thấy bạch đàn E. camaldulensis trồng ở vùng nhiệt đới khô với chu kỳ kinh doanh từ 10-20 năm thường chỉ đạt từ 5-10m3/ha/năm, nhưng ở vùng nhiệt đới ẩm thì có thể đạt tới 30m3/ha/năm.
Rõ rang điều kiện lập địa khác nhau thì năng suất rừng trồng có khác nhau khá rõ rệt. Khi nghiên cứu về sản lượng rừng trồng bạch đàn ở Brazil, Golcalves J.M và cộng sự (2004) cho rằng năng suất rừng trồng là sự “kết hôn” thích hợp giữa kiểu gen với điều kiện lập địa và kỹ thuật canh tác. Ngoài ra, tác giả còn chỉ cho thấy giới hạn của sản lượng rừng có liên quan tới các yếu tố môi trường theo thứ tự mức độ quan trọng sau đây: nước > dinh dưỡng > độ sau tầng đất. Thông qua một số công trình nghiên cứu trên cho thấy việc xác định điều kiện lập địa phù hợp với từng loài cây trồng là rất cần thiết, đó là một trong những yếu tố quan trọng quyết định năng suất và chất lượng của rừng trồng.
Nghiên cứu cải thiện giống Giống là một trong những vấn đề quan trọng bậc nhất để nâng cao năng suất rừng trồng nên nhiều nước trên thế giới đã đi trước chúng ta nhiều năm về vấn đề cải thiện giống cây rừng và đã đạt được những thành tựu đáng kể. Điển hình như ở Công Gô, bằng phương pháp lai nhân tạo đã tạo ra giống bạch đàn lai (Eucalyptus hybrids) có năng suất đạt tới 35m3/ha/năm ở giai đoạn tuổi 7. Bằng con đường chọn lọc nhân tạo, Brazin đã chọn được giống Eucalyptus grandis đạt tới 55m3/ha/năm sau 7 năm trồng, ở Swaziland cũng đã chọn được giống Pinus patula sau 15 năm tuổi đạt 19m3/ha/năm, giống Paraserianthes falcataria trồng ở Malaysia được 7-10 năm tuổi cũng đạt 30m3/ha/năm (Pandey, 1983). Những nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón đến năng suất rừng trồng Phân bón có ý nghĩa rất quan trọng cho cây trồng đặc biệt ở những nơi đất đai nghèo xấu, “đất có vấn đề”, dễ bị xói mòn rửa trôi.
Bón phân cho cây trồng là một trong những biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất chất lượng rừng trồng được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm, điển hình như công trình nghiên cứu của Mello (1976) ở Brazil cho thấy Bạch đàn (Eucalyptus) sinh trưởng khá tốt 6 ở công thức không bón phân, nhưng nếu bón NPK thì năng suất rừng trồng có thể tăng lên trên 50%. Trong một công trình nghiên cứu khác ở South Africa của Schonau (1985) về vấn đề bón phân cho bạch đàn Eucalyptus grandis đã cho thấy công thức bón 150g NPK/gốc với tỷ lệ N:P:K = 3:2:1 có thể nâng chiều cao trung bình của rừng trồng lên gấp 2 lần sau năm thứ nhất. Đối với thông P. caribeae ở Colombia, Bolstad và cộng sự (1988) cũng đã tìm thấy một vài loại phân có phản ứng tích cực mang lại hiệu quả rõ rệt cho rừng trồng như kali, lân, bo và magie.
Khi nghiên cứu bón phân cho rừng thông P. caribeae ở Cu Ba, Herrero và cộng sự (1988) cũng cho thấy bón lân đã nâng sản lượng rừng từ 56m3/ha/năm lên 69m3/ha/năm sau 13 năm trồng. Những nghiên cứu về ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất rừng trồng Mật độ trồng rừng ban đầu là một trong những biện pháp kỹ thuật lâm sinh quan trọng có ảnh hưởng khá rõ đến năng suất rừng trồng, tùy thuộc vào điều kiện lập địa nơi gây trồng, đặc biệt tùy thuộc vào mục tiêu trồng rừng và đặc tính sinh thái của loài cây mà mật độ trồng ban đầu có thể cao hay thấp. Vấn đề này đã có rất nhiều công trình nghiên cứu với nhiều loài cây khác nhau trên các dạng lập địa khác nhau, điển hình là công trình nghiên cứu của Evans, J.
(1992), tác giả đã bố trí 4 công thức mật độ trồng khác nhau (2985; 1680; 1075 và 750 cây/ha) cho bạch đàn E. deglupta ở Papua New Guinea, số liệu thu được sau 5 năm trồng cho thấy đường kính bình quân của các công thức thí nghiệm tăng theo chiều giảm của mật độ, nhưng tổng tiết diện ngang (G) lại tăng theo chiều tăng của mật độ, có nghĩa là rừng trồng ở mật độ thấp tuy lượng tăng trưởng về đường kính cao hơn những trữ lượng gỗ cây đứng của rừng vẫn nhỏ hơn những công thức trồng mật độ cao. Trong một công trình nghiên cứu khác với thông P. caribaea ở Qeensland (Australia), tác giả cũng đã thí nghiệm với 5 công thức mật độ khác nhau (2200; 1680; 1330; 1075 và 750 cây/ha), sau hơn 9 năm trồng cũng thu được kết quả tương tự, nhưng ở những công thức trồng mật độ thấp 750-1075 cây/ha có đường kính trung bình đạt từ 20,1- 20,9cm, số cây đạt đường kính đầu ngọn (D1,3) > 10 cm chiếm từ 84-86%.
Trong 7 khi đó ở mật độ cao (1660-2220 cây/ha) đường kính chỉ đạt từ 16,6-17,8cm, số cây có đường kính đầu ngọn > 10cm chỉ chiếm từ 71-76%. Như vậy, mật độ trồng ảnh hưởng khá rõ đến chất lượng cũng như năng suất, sản lượng của rừng trồng, vì thế cần phải căn cứ vào mục tiêu trồng rừng cụ thể để xác định mật độ trồng cho thích hợp. Ảnh hưởng của biện pháp tưới nước đến sinh trưởng của rừng trồng Ngoài các công trình nghiên cứu cải thiện giống, xác định điều kiện lập địa thích hợp, phương pháp làm đất, bón phân, chăm sóc và quản lý bảo vệ…biện pháp tưới nước cho cây mới trồng, nhất là ở những vùng khô hạn tuy còn rất ít các công trình nghiên cứu nhưng cũng đã có một vài công trình đề cập đến. Điển hình như ở Brazil khi trồng rừng bạch đàn E.
grandis trên những vùng đất khô hạn người ta đã phải tưới cho cây con mới trồng từ 3-4 lít nước/cây, sau đó 3 ngày và 9 ngày phải tưới lại nếu chưa có mưa (Evans, J. Tương tự như vậy ở Trung Quốc đã áp dụng biện pháp tưới thấm nhỏ giọt cho rừng trồng cây Dương Lai (Populus euramericana) trên vùng đất bán khô hạn ở phía bắc Bắc Kinh, kết quả thu được sau 6 năm tuổi cho thấy đường kính (D1,3) tăng trưởng gần gấp 3 lần so với đối chứng (Nguyễn Huy Sơn, 2002). Vấn đề sâu - bệnh hại Sâu bệnh hại rừng trồng và biện pháp phòng trừ là một trong những biện pháp kỹ thuật lâm sinh cơ bản có ảnh hưởng khá rõ đến năng suất chất lượng rừng trồng, nhất là rừng trồng gỗ lớn. Vì vậy, vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu từ rất sớm và có hệ thống.
Với kỹ thuật tiên tiến hiện đại, nhiều công trình đã nghiên cứu rất sâu ở mức phân tử như chuyển và biến đổi gen để phòng chống sâu bệnh hại. Đặc biệt ở khu vực châu Á cũng có khá nhiều công trình nghiên cứu về sâu bệnh hại rừng trồng và biện pháp phòng trừ, điển hình như công trình nghiên cứu bệnh phấn hồng trên cây bạch đàn (Eucalyptus) ở Ấn Độ của Seth, K.