Tổng quan nghiên cứu

Theo Đề án tái cơ cấu ngành Lâm nghiệp, Việt Nam đặt mục tiêu phát triển 3,84 triệu ha rừng trồng sản xuất đến năm 2020, trong đó mỗi năm khai thác và trồng lại khoảng 0,25 triệu ha nhằm tạo nguồn gỗ lớn đạt trữ lượng 150 m3/ha ở chu kỳ 12 năm và gỗ nhỏ 70 m3/ha ở chu kỳ 7 năm. Trong giai đoạn 2010 đến 2015, tốc độ tăng trưởng của ngành lâm nghiệp đã tăng từ 5,03% lên 7,8%, đưa tổng kim ngạch xuất khẩu gỗ và lâm sản năm 2016 đạt gần 7,3 tỷ USD. Mặc dù đạt được quy mô lớn, chất lượng và độ phì nhiêu của đất rừng trồng nhiệt đới đang đứng trước nguy cơ suy thoái nghiêm trọng qua các chu kỳ canh tác liên tiếp.

Tại tỉnh Quảng Trị, diện tích đất lâm nghiệp có rừng đạt 219.638,85 ha với 85.447,7 ha rừng trồng Keo thuần loài. Đặc thù địa hình đồi núi dốc, kết hợp chế độ mưa tập trung với lượng mưa trung bình hàng năm lên tới 2.500 mm (hơn 70% lượng mưa dồn vào các tháng 9, 10 và 11) cùng gió Tây Nam khô nóng có nền nhiệt 40 đến 42 độ C, đã khiến tầng đất mặt bị xói mòn và rửa trôi dinh dưỡng mạnh mẽ. Tập quán canh tác truyền thống như đốt dọn sạch vật liệu hữu cơ, cày xới cơ giới toàn diện và không bón phân hợp lý càng đẩy nhanh tốc độ suy giảm năng suất rừng ở các chu kỳ sau.

Xuất phát từ thực tiễn trên, luận văn thạc sĩ Lâm học của tác giả Trần Anh Hải do GS. Võ Đại Hải hướng dẫn tại Trường Đại học Lâm nghiệp đã thực hiện nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật lâm sinh thâm canh cho loài Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) trên lập địa sau khai thác ít nhất 2 chu kỳ tại huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị từ năm 2014 đến năm 2017. Công trình có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn khi xác lập gói giải pháp kỹ thuật tổng hợp giúp duy trì độ phì đất, tăng trưởng đường kính và chiều cao cây vượt 15% đến 20%, nâng cao sinh khối và giá trị thương phẩm gỗ rừng trồng một cách bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết quản lý lập địa bền vững của Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) và mô hình chu trình dinh dưỡng hệ sinh thái rừng nhiệt đới. Hệ thống lý thuyết này chỉ rõ việc thu hoạch gỗ thương phẩm sau mỗi luân kỳ lấy đi một lượng khoáng chất đáng kể khỏi hệ sinh thái, do đó việc duy trì vật chất hữu cơ tại chỗ là yếu tố sống còn để bảo vệ độ phì của đất.

Các khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm: Quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác (VLHCSKT - toàn bộ cành nhánh, lá, vỏ, ngọn cây có đường kính dưới 5 cm và thực bì để lại sau khai thác); Trồng rừng thâm canh đa luân kỳ; Chu trình dinh dưỡng sinh học; và Dung tích hấp thu của đất (CEC). Theo các nghiên cứu sinh thái, rừng Keo tai tượng tạo ra lượng vật rơi rụng từ 9,4 đến 11,1 tấn/ha/năm, hoàn trả cho đất khoảng 143 kg N/ha, 2,3 kg P/ha, 22,6 kg K/ha, 83,2 kg Ca/ha và 17,4 kg Mg/ha. Đồng thời, do Keo tai tượng là loài cây có vi khuẩn Rhizobium cộng sinh cố định đạm nên việc cung cấp lân (P) và kali (K) hợp lý đóng vai trò quyết định trong việc thúc đẩy sinh trưởng ban đầu và tăng khả năng chịu hạn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm hiện trường kết hợp phân tích phòng thí nghiệm trên tổng diện tích 4,8 ha tại tiểu khu 777, xã Cam Tuyền, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị trong giai đoạn 2014 - 2017. Các thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với diện tích mỗi ô tiêu chuẩn là 800 m2 (diện tích đo đếm 300 m2) với mật độ trồng chuẩn 1.330 cây/ha:

  • Thí nghiệm quản lý VLHCSKT và bón phân (2 nhân tố, 4 lần lặp lại, 8 công thức): So sánh giữa việc đốt dọn sạch và giữ lại băm ngắn 50 cm rải đều trên mặt đất, kết hợp 4 chế độ bón lót gồm đối chứng không bón, bón 200 g NPK 16:16:8, bón 0,5 kg phân vi sinh + 400 g Super lân + 20 g Kali/cây, và bón chế phẩm vi sinh MF1.
  • Thí nghiệm quản lý thực bì dưới tán (3 nghiệm thức, 4 lần lặp lại): So sánh phát cỏ toàn diện thủ công, phát cỏ theo băng rộng 1,5 m và phun thuốc diệt cỏ 2 lần/năm trong 3 năm đầu.
  • Thí nghiệm kỹ thuật làm đất và tỉa thân cành: So sánh cuốc hố thủ công 40 x 40 x 40 cm với cày ngầm cơ giới; đánh giá hiệu quả tỉa 1 thân và tỉa cành đường kính lớn hơn 15 mm ở năm thứ nhất, tỉa cành đến độ cao 2,5 m ở năm thứ hai so với đối chứng không tỉa.

Phương pháp chọn mẫu sinh khối dựa trên kỹ thuật giải tích 3 cây tiêu chuẩn bình quân tại mỗi ô (gồm cây trung bình, cây trung bình cộng độ lệch chuẩn và cây trung bình trừ độ lệch chuẩn), sau đó sấy mẫu thân, cành, lá ở 105 độ C đến khối lượng không đổi để tính sinh khối khô. Mẫu đất được lấy định kỳ tại 5 điểm theo 2 tầng độ sâu 0 - 10 cm và 10 - 30 cm, phân tích lý hóa tính theo tiêu chuẩn quốc gia như TCVN 6862-2000 (pH), TCVN 8941-2011 (chất hữu cơ), TCVN 6498-1999 (đạm tổng số) và phương pháp Oniani TCVN 5256-2009 (lân dễ tiêu). Toàn bộ dữ liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm SPSS 20.0 qua mô hình phân tích phương sai hai nhân tố (ANOVA) và kiểm định sâu Duncan ở mức ý nghĩa 95% (p < 0,05).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  • Cải thiện độ phì nhiêu và tính chất lý hóa đất: Biện pháp giữ lại VLHCSKT chặt ngắn 50 cm rải đều sau 36 tháng đã làm giảm dung trọng tầng đất mặt từ 1,32 g/cm3 xuống 1,18 g/cm3, giúp đất tơi xốp và tăng khả năng thấm nước. Hàm lượng mùn tổng số trong đất tăng từ 1,45% lên 2,15%, đạm tổng số tăng 18,2% và lân dễ tiêu tăng 21,9% so với nghiệm thức đốt dọn sạch.
  • Tăng trưởng vượt trội về đường kính và chiều cao: Công thức giữ lại VLHCSKT kết hợp bón lót 0,5 kg phân vi sinh + 400 g Super lân + 20 g Kali/cây đạt đường kính ngang ngực D1.3 bình quân 8,86 cm và chiều cao vút ngọn Hvn đạt 8,72 m ở 36 tháng tuổi, vượt trội hơn công thức đốt dọn không bón phân lần lượt là 17,8% về đường kính và 15,4% về chiều cao.
  • Gia tăng tích lũy sinh khối thân cây: Tổng sinh khối khô trên mặt đất của lâm phần ở công thức giữ lại VLHCSKT kết hợp bón phân vi sinh và lân đạt 42,65 tấn/ha sau 3 năm, cao hơn 21,3% so với nghiệm thức đốt dọn không bón phân (chỉ đạt 35,16 tấn/ha). Trong đó, tỷ trọng sinh khối thân gỗ thương phẩm chiếm tới 68,5% tổng sinh khối cây.
  • Tối ưu hóa chất lượng thân cây gỗ lớn: Kỹ thuật cuốc hố thủ công 40 x 40 x 40 cm mang lại tỷ lệ sống 94,5%, cao hơn 5,2% so với cày ngầm cơ giới do hạn chế xói mòn tầng đất mặt. Việc tỉa thân đôi và tỉa cành nhánh dưới 2,5 m giúp nâng tỷ lệ cây thân thẳng đạt phẩm chất loại A lên 83,5%, trong khi ô đối chứng không tỉa chỉ đạt 61,0%.

Thảo luận kết quả

Các kết quả thực nghiệm khẳng định việc bảo tồn VLHCSKT đóng vai trò như một lớp che phủ bảo vệ đất trước các đợt mưa lớn tập trung trên 2.500 mm tại Quảng Trị, hạn chế tối đa sự xói mòn và rửa trôi chất hữu cơ. Dưới tác động phân giải của hệ vi sinh vật đất, lớp thảm mục này liên tục cung cấp dinh dưỡng khoáng trở lại cho cây trồng. Ngược lại, việc đốt thực bì tạo ra tro kiềm làm tăng nhẹ pH tạm thời nhưng khiến hơn 90% lượng đạm hữu cơ bay hơi, đồng thời phá hủy các vi sinh vật cộng sinh cố định đạm.

Khi thảo luận về phân bón, do Keo tai tượng có nốt sần rễ hấp thụ đạm khí trời nên việc bón bổ sung lân (400 g Super lân) và phân vi sinh đóng vai trò xúc tác tối quan trọng giúp bộ rễ phát triển sâu và cố định đạm hiệu quả hơn. Kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Tiarks và cộng sự tại Indonesia khi việc giữ lại tàn dư hữu cơ giúp tăng sản lượng gỗ rừng keo 15% sau 5 năm. Dữ liệu theo dõi qua 36 tháng được thể hiện trực quan qua các bảng cân đối dinh dưỡng và đồ thị tăng trưởng thường xuyên hàng năm (ZM), cho thấy sự phân hóa rõ rệt về sinh trưởng giữa các công thức có và không có biện pháp tác động lâm sinh thâm canh.

Đề xuất và khuyến nghị

  • Chấm dứt triệt để việc đốt thực bì và VLHCSKT: Toàn bộ cành nhánh, lá cây và vỏ thừa sau khai thác phải được giữ lại tại hiện trường, dùng máy hoặc dao chặt ngắn dưới 50 cm và rải đều trên mặt đất trước khi trồng rừng mới từ 15 đến 30 ngày. Mục tiêu duy trì hàm lượng mùn đất tầng 0 - 30 cm trên 2,0% và bảo toàn hơn 900 kg N/ha cho chu kỳ sau. Giải pháp này do các chủ rừng, công ty lâm nghiệp và hộ nông dân thực hiện trong khâu chuẩn bị đất.
  • Áp dụng định mức bón lót phân khoáng kết hợp vi sinh: Mỗi hố trồng cần được bón lót đồng bộ 0,5 kg phân hữu cơ vi sinh phối hợp với 400 g Super lân và 20 g Kali clorua, trộn đều với lớp đất mặt ở đáy hố trước khi đặt cây 10 ngày. Target metric là đạt tỷ lệ sống trên 95% và tăng tốc độ tăng trưởng đường kính D1.3 đạt trên 2,8 cm/năm trong 3 năm đầu. Thời gian thực hiện vào vụ trồng rừng tháng 9 đến tháng 11 hàng năm do các đơn vị quản lý rừng chịu trách nhiệm.
  • Áp dụng phương pháp làm đất thủ công trên đất dốc: Thay thế phương pháp cày ngầm cơ giới bằng cuốc hố thủ công kích thước chuẩn 40 x 40 x 40 cm theo đường đồng mức với mật độ 1.330 cây/ha (cự ly 3 x 2,5 m). Giải pháp giúp giảm 30% chi phí đầu tư chuẩn bị hiện trường và hạn chế xói mòn rửa trôi đất dốc trên 15 độ tại vùng gò đồi Quảng Trị.
  • Chuẩn hóa quy trình tỉa thân và tỉa cành định kỳ: Tiến hành tỉa bỏ thân phụ, chồi nhánh và các cành có đường kính lớn hơn 15 mm ở năm thứ nhất (khi cây đạt 12 tháng tuổi); tiếp tục tỉa toàn bộ cành nhánh đến độ cao 2,5 m ở năm thứ hai vào mùa khô (tháng 12 đến tháng 2 năm sau) để vết cắt nhanh liền sẹo, tránh nấm bệnh Ceratocystis xâm nhiễm. Mục tiêu đưa tỷ lệ cây thân thẳng đạt tiêu chuẩn gỗ lớn trên 80% ở chu kỳ 10 - 12 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Ban lãnh đạo và cán bộ kỹ thuật các Công ty Lâm nghiệp, Ban Quản lý Rừng phòng hộ: Nắm vững quy trình quản lý lập địa không đốt thực bì và kỹ thuật bón phân vi sinh để xây dựng phương án quản lý rừng bền vững, phục vụ mục tiêu cấp chứng chỉ quản lý rừng quốc tế (FSC) cho hàng chục nghìn hecta rừng trồng sản xuất tại miền Trung.
  • Các hộ gia đình, trang trại và hợp tác xã trồng rừng tại khu vực Bắc Trung Bộ: Vận dụng trực tiếp gói kỹ thuật làm đất thủ công, tỉa cành và bón lót lân để chuyển hóa mô hình rừng gỗ nhỏ xuất khẩu dăm giấy (chu kỳ 5 - 7 năm) sang rừng trồng gỗ lớn giá trị cao (chu kỳ 10 - 12 năm), nâng cao năng suất sinh khối đạt trên 150 m3/ha và tăng thu nhập từ 1,5 đến 2 lần.
  • Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Lâm học, Khoa học Đất và Quản lý Tài nguyên: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chuyên sâu về phương pháp thiết kế thí nghiệm khối ngẫu nhiên (RCBD), quy trình giải tích cây lấy mẫu sinh khối khô và phương pháp đánh giá chu trình dinh dưỡng khoáng trong đất rừng nhiệt đới.
  • Các cơ quan quản lý nhà nước như Chi cục Kiểm lâm, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh: Tham khảo căn cứ khoa học và số liệu thực nghiệm để ban hành các văn bản hướng dẫn kỹ thuật thâm canh rừng trồng gỗ lớn, góp phần cụ thể hóa Quyết định số 774/QĐ-BNN-TCLN về nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

  • Vì sao không nên đốt dọn thực bì sau khai thác khi trồng lại rừng Keo tai tượng? Việc đốt thực bì làm mất đi từ 500 đến 949 kg N/ha do bay hơi ở nhiệt độ cao, đồng thời tiêu hủy hệ vi sinh vật đất hữu ích. Giữ lại vật liệu hữu cơ chặt ngắn 50 cm giúp duy trì lớp thảm che phủ bề mặt, giảm thiểu xói mòn dưới lượng mưa 2.500 mm tại Quảng Trị, nâng hàm lượng mùn đất lên trên 2,10% và tăng sinh khối gỗ 21,3% sau 36 tháng.

  • Cây Keo tai tượng có khả năng cố định đạm thì tại sao vẫn cần bón lót phân lân và phân vi sinh? Mặc dù rễ keo có khuẩn cộng sinh cố định đạm từ khí trời, quá trình này đòi hỏi một lượng lân (P) rất lớn để kích thích hệ nốt sần phát triển. Kết quả nghiên cứu cho thấy bón lót 400 g Super lân kết hợp 0,5 kg phân vi sinh giúp cây hấp thụ cân đối dinh dưỡng khoáng, tăng trưởng đường kính D1.3 đạt 8,86 cm ở 36 tháng tuổi.

  • Tại sao phương pháp làm đất thủ công lại tốt hơn cày ngầm cơ giới trên đất dốc Quảng Trị? Trên địa hình đồi núi dốc, cày ngầm cơ giới làm phá vỡ hoàn toàn cấu trúc tầng đất mặt, gây xáo trộn đất và thúc đẩy quá trình rửa trôi dinh dưỡng khi có mưa lớn. Phương pháp cuốc hố thủ công 40 x 40 x 40 cm giúp bảo vệ cấu trúc đất xung quanh, duy trì độ ẩm và mang lại tỷ lệ sống đạt 94,5% cho cây con.

  • Thời điểm và kích thước cành tỉa thích hợp nhất cho rừng Keo tai tượng là khi nào? Nên tiến hành tỉa cành vào mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 2) khi độ ẩm không khí thấp để hạn chế nguy cơ nấm bệnh Ceratocystis và thối rễ Ganoderma xâm nhiễm qua vết cắt. Năm thứ nhất tỉa cành có đường kính trên 15 mm, năm thứ hai tỉa cành dưới 2,5 m giúp tỷ lệ cây thân thẳng đạt 83,5%.

  • Hiệu quả kinh tế của rừng Keo tai tượng gỗ lớn chu kỳ 10 - 12 năm so với gỗ nhỏ chu kỳ 5 - 7 năm như thế nào? Rừng trồng gỗ nhỏ chu kỳ 7 năm chỉ đạt trữ lượng bình quân 70 m3/ha phục vụ băm dăm giấy giá trị thấp. Trong khi đó, thâm canh rừng gỗ lớn chu kỳ 12 năm đạt trữ lượng trên 150 m3/ha gỗ xẻ chất lượng cao, giảm thiểu số lần làm đất khai thác, giúp bảo toàn độ phì đất và tăng doanh thu kinh tế lên 1,5 đến 2,0 lần trên mỗi hecta.

Kết luận

  • Bảo tồn toàn bộ vật liệu hữu cơ sau khai thác và rải đều trên bề mặt là giải pháp then chốt giúp duy trì độ phì đất, nâng hàm lượng mùn lên 2,15% và hạn chế xói mòn tầng đất mặt.
  • Bón lót tổ hợp 0,5 kg phân vi sinh + 400 g Super lân + 20 g Kali/cây thúc đẩy sinh trưởng đường kính và chiều cao vượt trội hơn 15% đến 17% so với không bón phân.
  • Làm đất thủ công cuốc hố 40 x 40 x 40 cm phù hợp với địa hình gò đồi đất dốc, duy trì tỷ lệ sống của cây rừng đạt 94,5%.
  • Kỹ thuật tỉa 1 thân và tỉa cành định kỳ đến độ cao 2,5 m giúp nâng tỷ lệ thân cây thẳng đạt chuẩn gỗ lớn lên 83,5%.
  • Ứng dụng đồng bộ gói kỹ thuật lâm sinh thâm canh giúp tăng tổng sinh khối thân cây khô đạt 42,65 tấn/ha ở 36 tháng tuổi, tạo tiền đề nâng cao chất lượng rừng gỗ lớn.

Luận văn đã đóng góp một hệ thống luận cứ khoa học thực nghiệm vững chắc và quy trình kỹ thuật đồng bộ cho công tác trồng rừng Keo tai tượng thâm canh tại vùng Bắc Trung Bộ. Trong giai đoạn 2024 đến 2030, các địa phương và chủ rừng cần đẩy mạnh việc chuyển giao và áp dụng rộng rãi quy trình quản lý lập địa không đốt thực bì kết hợp bón phân vi sinh. Hãy chủ động đăng ký tham gia các mô hình thâm canh rừng gỗ lớn bền vững để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và chung tay bảo vệ tài nguyên đất rừng Việt Nam.