Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trên thế giới cũng như Việt Nam đến thời điểm này, Thông nhựa là loài cây được nghiên cứu rộng rãi. Đây là đối tượng có nhiều mục đích sử dụng khác nhau, có nhiều công dụng nhằm phục vụ trong công nghiệp, dược phẩm, hoá chất.và cho nhu cầu cuộc sống con người. Trong đó, các lĩnh vực được nghiên cứu nhiều là: nghiên cứu cải thiện sản lượng nhựa thông, nghiên cứu phòng chống sâu bệnh hại thông và nghiên cứu chọn giống thông sản lượng nhựa cao. Kết quả của những nghiên cứu này nhìn chung đã góp phần cải thiện đáng kể vào năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh doanh rừng thông.
Tình hình khai thác và chế biến nhựa thông Theo các nghiên cứu gần đây, chi thông (Pinus) trên thế giới hiện nay có hơn 105 loài, trong đó có khoảng 30 loài đang được sử dụng, khai thác nhựa theo quy mô công nghiệp [27]. Nghiên cứu của các nhà khoa học Đức, Pháp, Mỹ, Nga trong những năm 50 - 80 của thế kỷ trước đã chứng minh nhựa thông (gồm tinh dầu thông - turpentine oil và tùng hương - colophon) là những nguyên liệu có giá trị, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp mà các chất tổng hợp nhân tạo chưa thể thay thế trong thời gian tới. Những nghiên cứu này cũng tính toán rằng nhu cầu sử dụng nhựa thông thế giới tiếp tục tăng nhanh cùng với sự phát triển công nghiệp của các nước trong khi sản lượng nhựa thông không tăng kịp nên sẽ có sự thiếu hụt lớn về nguồn cung nhựa thông trong những năm đầu thế kỷ 21. Tinh dầu thông là một hỗn hợp gồm rất nhiều chất có cấu trúc terpene khác nhau trong đó α-pinene và β-pinene là những chất thường gặp và chiếm tỷ lệ lớn (65 - 98%) trong tinh dầu của phần lớn các loài thông.
Ngoài công dụng quen thuộc là dùng làm dung môi hữu cơ cho các loại sơn, keo, vécni.một khối lượng lớn tinh dầu thông còn được sử dụng làm nguyên liệu 5 cho các nghành công nghiệp hóa chất, sản xuất nước hoa, hóa phẩm thường dùng, các chất tẩy rửa, sát trùng và thuốc trừ sâu. Tùng hương là một hợp chất gồm rất nhiều các đồng phân của axit nhựa kết hợp với nhau. Ngành công nghiệp giấy hàng năm tiêu thụ khoảng 30 - 35% lượng tùng hương sản xuất ra trên thế giới để làm chất chống thấm. Tùng hương còn được sử dụng làm vật liệu cách điện trong công nghiệp điện tử, chất phụ gia cho các loại sơn đặc biệt, chống khô và chịu được nước mặn.và là nguyên liệu không thể thiếu được cho các ngành công nghiệp sản xuất xà phòng, tổng hợp cao su nhân tạo, hóa phẩm thường dùng và dược phẩm [24].
Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ và để đáp ứng nhu cầu cuộc sống hàng ngày của con người thì nhựa thông với hai thành phần chính trên càng không thể thiếu được. Trong lúc đó, nguồn giống thông được trồng từ những năm trước chưa có sự lựa chọn tốt về giống nên sản lượng nhựa chưa đạt được hiệu quả cao. Ở Việt Nam các loài thông được trồng chủ yếu là Thông nhựa (Pinus merkusii); Thông đuôi ngựa (Pinus massoniana); Thông ba lá (Pinus kasyia); Thông 5 lá (Pinus excelsa). Trong các loài thông này chỉ có Thông nhựa, Thông đuôi ngựa và Thông ba lá là có khả năng cho khai thác nhựa [29].
Với đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây thông, một loài cây chịu hạn có thể sống và phát triển trên những lập địa xấu, khô hạn. Do đó trong chương trình trồng rừng 327 trước đây và chương trình trồng mới năm triệu hecta rừng hiện nay, cây thông được chọn là cây trồng chính quan trọng cần được ưu tiên phát triển. Trong ba loài thông đang được sử dụng để khai thác nhựa ở nước ta thì Thông nhựa là loài cây cho nhiều nhựa [1],[8]. Mặt khác với phương thức khai thác bằng cách đẽo máng, chu kỳ khai thác nhựa của loài thông này có thể kéo dài 40-50 năm.
Vì vậy, mặc dù trước đây cây thông được trồng để phủ 6 xanh là chính nhưng nay mục đích kinh doanh chính của các rừng trồng Thông nhựa ở nước ta hiện nay chủ yếu là để khai thác nhựa kết hợp phòng hộ [24]. Các công trình nghiên cứu trong nước về thông nhựa có sự chuyển hướng rõ rệt từ việc chủ yếu nghiên cứu về kỹ thuật tạo giống, gây trồng rừng thông trong những năm trước 1980 sang hướng nghiên cứu quản lý bảo vệ, sử dụng và chọn giống thông nhựa theo sản lượng nhựa trong giai đoạn từ sau năm 1980 tới nay. Nhằm phục vụ công tác trồng rừng phủ xanh trước đây có các đề tài nghiên cứu điển hình về Thông nhựa như: Biện pháp kỹ thuật gây trồng [1]; thu hái, chế biến và bảo quản hạt giống [26]. Trong giai đoạn 1961 - 1965, tổng sản lượng nhựa thô khai thác ở nước ta đã đạt giá trị khoảng 2200 tấn/năm, nhưng trong các năm từ 1965 đến 1971, do ảnh hưởng của chiến tranh, sản lượng nhựa khai thác được ở cả hai miền đều giảm một cách đáng kể và đạt giá trị thấp nhất là 694 tấn ở năm 1966.
Cũng trong thời gian từ 1965 đến 1971, lượng tùng hương nhập khẩu từ Mỹ để sử dụng cho ngành công nghiệp giấy Miền Nam là 6130 tấn [24]. Sau năm 1975, công nghiệp khai thác và chế biến nhựa thông ở nước ta đã được mở rộng và có những bước phát triển đáng kể. Bằng việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật về công nghệ khai thác và sử dụng các chất kích thích, tổng sản lượng nhựa thô khai thác năm 1985 ở nước ta đã tăng lên đến mức khoảng 3.500 - 4000 tấn/năm và tập trung chủ yếu tại hai vùng sản xuất khai thác nhựa trọng điểm của cả nước là Quảng Ninh và Lâm Đồng [24]. Vào cuối những năm 1980, khi công ty liên doanh khai thác và chế biến nhựa thông đầu tiên được thành lập tại Uông Bí - Quảng Ninh và những lô tùng hương chế biến tại Việt Nam bắt đầu được xuất khẩu sang Nhật và một số nước khác, việc khai thác và chế biến nhựa đã được mở rộng và phát triển ở quy mô công nghiệp tại các tỉnh có diện tích rừng lớn và ít có truyền thống như Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị.và từ năm 1995, một số công ty 7 liên doanh với Trung Quốc cũng đã được thành lập tại Hà Tĩnh với công suất là 4000 tấn/năm.
Đến năm 1992, cả nước có khoảng 50.000 ha rừng trồng thông nhựa và tập trung chủ yếu tại các tỉnh Hà Tĩnh với 14502 ha, Nghệ An 14000 ha và 6000 - 10000 ha tại các tỉnh Quảng Ninh, Thanh Hoá, Thừa Thiên Huế và Quảng Trị. Theo Nguyễn Dương Tài (1995) diện tích trồng rừng hàng năm từ năm 1995 đến năm 2005 đối với cây thông nhựa nước ta khoảng 9. Qua những nghiên cứu và số liệu trên thì loài thông được trồng tập trung chủ yếu với diện tích lớn tại các tỉnh Miền trung và Miền Bắc nước ta. Bên cạnh đó sản lượng nhựa tăng dần qua từng năm không những đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu sang một số nước trên thế giới.
Để đảm bảo lượng nhựa ổn định và tăng lên ngoài vấn đề chọn giống thông cho sản lượng nhựa cao thì cần có biện pháp khai thác hợp lý theo đúng quy trình để mang tính bền vững cho cấu trúc rừng. Đặc điểm sinh học và phân bố của cây thông nhựa Thông nhựa (Pinus mekusii Jungh et de Vriese) là một loài thông nhiệt đới thuộc chi Pinus họ thông (pinaceae) và nằm trong bộ Coniferales thuộc ngành hạt trần (Gynospermae) có phân bố địa lý nằm trong khoảng từ 2006' Vĩ độ Nam đến 23000' Vĩ độ Bắc và từ 95030' đến 121000 Kinh độ Đông (Cooling,1968). Thông nhựa có tái sinh tự nhiên tại các nước Việt Nam, Lào, Cam pu Chia, Thái Lan, Mianmar, Philippin và Indonexia ở độ cao từ 30 đến 2000m [10]. Do ngăn cách về mặt địa lý và chênh lệch lớn về độ cao phân bố nên nhiều tính trạng có biến dị trong loài khá lớn, nhưng nhìn chung thông nhựa được phân thành 2 biến chủng(veriety) khác biệt hẳn nhau về nhịp điệu sinh 8 trưởng và đặc trưng hình thái.là thông nhựa lục địa và Thông nhựa hải đảo [10].
Ở Việt Nam, Thông nhựa là loài cây có phân bố rộng, kéo dài trong 10 vĩ tuyến và gần 5 kinh tuyến (11030'' - 21030'' vĩ độ Bắc; 104020'' - 108050'' độ Kinh đông). Song phân bố của chúng lại mang tính gián đoạn, không liên tục và chỉ tập trung trên 3 vành đai độ cao là 100 - 200 m; 500 - 600 m và 800 - 900 m so với mặt nước biển [19]. Ở phía Nam tập trung nhiều nhất ở Tây nguyên (Bảo Lộc, Di Linh, Lang Hang, Đa Nhim, Đà Lạt.), miền trung chủ yếu ở Quảng Nam, Đà Nẵng, Huế, Quảng Bình, Hà Tĩnh, Nghệ An, Thanh Hoá.,miền Bắc chủ yếu ở Quảng Ninh, Bắc Thái, Hà Bắc, Ninh Bình. Thông nhựa là loài cây có kích thước trung bình đến lớn, có thể cao 30- 40 m với đường kính khoảng 1 m, trong một số trường hợp ngoại lệ, thông nhựa có thể cao đến 70 m như ở Atjch, Sumatra [24].
Ở Việt Nam, khi gây trồng Thông nhựa trên các dạng lập địa đồi trọc ở vùng thấp và đất bị thoái hoá mạnh chỉ cao 20 - 25 m với đường kính ngang ngực là 30 - 40 cm. Nhìn chung cây sinh trưởng chậm, có hình dáng xấu, nhiều cành lớn và khó có thể sử dụng làm cây gỗ lớn. Vì vậy, mục tiêu kinh doanh chính của rừng Thông nhựa Việt Nam hiện nay là dùng để khai thác nhựa thông [24]. Thông nhựa không sống được trên đất úng, trũng, kiềm, mặn, đất phèn, đất đá vôi.
Thông nhựa ưa sáng hoàn toàn nhưng lúc nhỏ (dưới 3 - 5 tuổi) và chịu bóng râm nhẹ, giai đoạn nhỏ sinh trưởng chậm, từ 15 - 20 tuổi sinh trưởng và phát triển nhanh nhất, sau đó giảm dần, nói chung một năm sinh trưởng được một vòng cành. Hệ rễ phát triển mạnh, rễ cọc ăn sâu hơn 2 m, rễ ngang lan rộng đến 10 m, khả năng lên rễ trong cùng một cây và khác cây, rễ hấp thụ các chất khoáng trong đất được tốt hơn. 9 Cây 8 - 10 tuổi bắt đầu ra hoa, kết quả, ra hoa tháng 1 - 2, tháng 8 - 9 năm sau quả chín, thời gian thu hái tháng 9 - 10, hạt chín khi vỏ quả chuyển từ màu xanh sang màu vàng xẫm, cánh dán cần thu hái kịp thời, nếu vỏ quả chuyển sang màu nâu cánh dán, nhiều quả đã tách để hạt rơi rụng, thời gian từ lúc hạt bắt đầu chín cho đến khi rụng thường không quá một tháng.