Tổng quan luận án
Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh diện tích và chất lượng rừng tự nhiên tại Việt Nam suy giảm, dẫn đến chủ trương đóng cửa rừng tự nhiên và chuyển hướng tập trung phát triển rừng trồng cung cấp gỗ nguyên liệu. Bạch đàn (Eucalyptus) là một trong những giống cây trồng lâm nghiệp chính theo Quyết định số 4961/QĐ-BNN ngày 17/11/2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Mặc dù có ưu thế về tốc độ sinh trưởng nhanh và khả năng thích ứng rộng, thực tế canh tác rừng trồng Bạch đàn tại Việt Nam cho thấy năng suất thường suy giảm qua các luân kỳ liên tiếp. Nguyên nhân chủ yếu xuất phát từ các biện pháp kỹ thuật lâm sinh chưa bền vững như trồng thuần loài liên tục, đốt dọn thực bì làm mất lớp phủ bảo vệ đất, cày xới gây xói mòn rửa trôi và không bù đắp lượng dinh dưỡng đã bị lấy đi sau khai thác.
Khoảng trống nghiên cứu được xác định là sự thiếu hụt các đánh giá thực nghiệm toàn diện về tác động kết hợp đồng thời giữa các giải pháp quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác (VLHCSKT) và các chế độ bón phân khác nhau đối với giống Bạch đàn lai mới trên lập địa thoái hóa sau nhiều chu kỳ canh tác.
-
Mục tiêu nghiên cứu:
- Mục tiêu chung: Xác định một số biện pháp kỹ thuật quản lý lập địa nhằm duy trì độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn.
- Mục tiêu cụ thể: Đánh giá sự ảnh hưởng của các biện pháp xử lý VLHCSKT kết hợp bón phân đến một số chỉ tiêu hóa tính đất và sinh trưởng rừng trồng Bạch đàn lai UP tại Quảng Trị.
-
Đối tượng nghiên cứu:
- Đối tượng thực nghiệm: Lập địa rừng trồng sau 2 chu kỳ kinh doanh đã có dấu hiệu thoái hóa đất; giống Bạch đàn lai UP (Eucalyptus urophylla $\times$ Eucalyptus pellita) đã được công nhận là tiến bộ kỹ thuật; vật liệu hữu cơ sau khai thác (gồm vỏ, cành nhánh, ngọn có đường kính $< 5\text{ cm}$, lá, cây bụi thảm tươi và vật rơi rụng).
- Phạm vi không gian: Lô a11, khoảnh K9, tiểu khu 777, xã Cam Hiếu, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị (thuộc Trạm Thực nghiệm Lâm sinh Cam Lộ, Trung tâm Khoa học sản xuất Lâm nghiệp vùng Bắc Trung Bộ).
- Phạm vi thời gian và giới hạn: Theo dõi thực nghiệm từ khi trồng đến 32 tháng tuổi (kế thừa số liệu các năm 2015, 2016 và trực tiếp thu thập số liệu năm 2017 ở các mốc 11, 22 và 32 tháng tuổi). Luận án tập trung đánh giá sinh trưởng, sinh khối trên mặt đất, tích lũy dinh dưỡng N, P, K ở 22 tháng tuổi và biến động tính chất hóa học đất mà không thiết lập chu trình sinh địa hóa dinh dưỡng hoàn chỉnh.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan tài liệu của luận án được cấu trúc theo các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế:
-
Nghiên cứu về chọn tạo và khảo nghiệm giống Bạch đàn lai:
- Quốc tế: Shelbourne và Danks (1963) khởi xướng lai khác loài ở chi Eucalyptus; Martin (1989), Shen (2000) ghi nhận ưu thế lai của tổ hợp E. urophylla $\times$ E. camaldulensis vượt bố mẹ từ 89,4% đến 120,7%; Verryn (2000) nghiên cứu khả năng thích ứng điều kiện bất lợi; Eldridge (1993), Turvey (1995) công bố năng suất tổ hợp E. urophylla $\times$ E. grandis đạt $45,5\text{ m}^3/\text{ha}$ ở 2,5 tuổi; Harwood (1998), Siarot (1986 tại Công ty PICOP Philippines), Bouvet và Vigneron (2009) khẳng định tổ hợp lai E. urophylla $\times$ E. pellita đạt chiều cao $20\text{ m}$ sau 4 năm, vượt trội rõ rệt so với các xuất xứ thuần loài.
- Việt Nam: Lê Đình Khả và Nguyễn Việt Cường (2000) nghiên cứu lai giống E. urophylla, E. camaldulensis, E. tereticornis; dự án SAREC và Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tạo 60 tổ hợp lai UP và PU; Nguyễn Đức Kiên và cs. xác định các dòng ưu thế lai (U6, PN14) vượt thể tích 20 - 50% tại Ba Vì và Đông Hà; Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (2013) công nhận các dòng TBKT gồm UP35, UP54, UP95, UP97, UP99 với năng suất đạt 140 - $150\text{ m}^3/\text{ha}$ sau 5 năm.
-
Nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác (VLHCSKT):
- Quốc tế: Mạng lưới nghiên cứu của CIFOR (1995, Nambiar 2008) tại Brazil, Congo, Nam Phi, Trung Quốc, Indonesia; Goncalves (1995, 2003) tại Brazil chỉ ra để lại VLHCSKT giúp tăng 14,5% năng suất sau 6 năm; Paul và cs. (2002) tổng hợp 43 đề tài chứng minh nguy cơ xói mòn và mất mùn khi đốt thực bì; Nzila và cs. (2003) tại Congo ghi nhận việc dọn sạch VLHCSKT làm giảm 28% sinh khối sau 1 năm; Deleporte và cs. (2008) tại Congo xác định để lại $23,2\text{ tấn/ha}$ VLHCSKT giải phóng $329\text{ kg N}$, $41\text{ kg P}$, $99\text{ kg K}$, $73\text{ kg Ca}$, $52\text{ kg Mg/ha}$ sau 20 tháng; Ranger (2008) tổng kết 16 lập địa của CIFOR ghi nhận 9 lập địa tăng chất hữu cơ đất; D.Xu và cs. (2008) tại Quảng Đông (Trung Quốc) chứng minh để lại gấp đôi VLHCSKT giúp E. urophylla đạt $H = 11,42\text{ m}$, $D = 9,21\text{ cm}$ sau 90 tháng (đối chứng đạt $10,57\text{ m}$ và $8,56\text{ cm}$).
- Việt Nam: Vũ Đình Hưởng và cs. (2008) nghiên cứu Keo lá tràm tại Bình Phước (CIFOR) ghi nhận trữ lượng tăng 7 - 10% sau 4 năm khi giữ lại VLHCSKT; Phạm Thế Dũng và cs. (2012) tại Phú Thọ chứng minh giữ lại VLHCSKT giúp E. urophylla tăng $2,66\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ so với chuyển đi và tăng $6,46\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ so với đốt; Phạm Đức Chiến (2009) so sánh đặc tính trả lại thảm mục và phân hủy giữa Keo và Bạch đàn.
-
Nghiên cứu về bón phân và chu trình dinh dưỡng:
- Quốc tế: Simpson (2004) chẩn đoán thiếu hụt lân qua phân tích lá; Mello (1976), Yelu (2004), Costa và cs. (2012) xác định hiệu quả bón phân NPK tỷ lệ đạm cao ($200\text{ kg N} + 30\text{ kg P} + 50\text{ kg K/ha}$); Goncalves và cs. (1997-1999) định lượng $7,8\text{ tấn/ha/năm}$ vật rơi rụng rừng E. grandis 7-8 tuổi, giải phóng $42\text{ kg N}$, $2,3\text{ kg P}$, $20\text{ kg K}$, $47\text{ kg Ca/ha}$; B và cs. (2008) xác định lượng rơi rụng $10,6\text{ tấn/ha}$ ở rừng Acacia mangium.
- Việt Nam: Nguyễn Huy Sơn (2009) thử nghiệm bón NPK kết hợp vi sinh và lân/vôi tại Đại Lải và Đồng Hỷ; Phạm Thế Dũng (2012) tại Tam Thanh (Phú Thọ) xác định công thức bón $240\text{ kg N} + 60\text{ kg P/ha}$ làm tăng năng suất gấp 1,5 lần; Phạm Quang Thu và cs. (2006-2010) tuyển chọn 10 chủng nấm cộng sinh, 15 chủng vi sinh vật phân giải lân sản xuất viên nén sinh học; Đỗ Đình Sâm (1981-1985), Hoàng Xuân Tý và cs. (1972-1974, 1973-1977), Ngô Đình Quế và cs. (2011) nghiên cứu che phủ đất, xói mòn và dinh dưỡng rừng trồng.
-
Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết:
Phần lớn các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam chỉ khảo sát đơn lẻ từng biện pháp (hoặc xử lý thực bì, hoặc bón phân vô cơ đơn thuần) trên các loài Keo hoặc Bạch đàn urô. Luận án giải quyết khoảng trống về việc tích hợp đồng thời hai nhân tố: xử lý VLHCSKT (đốt và không đốt) kết hợp với các chế độ phân bón đa dạng (vô cơ, hữu cơ vi sinh Sông Gianh, chế phẩm sinh học MF1) tác động đến sinh trưởng, cấu trúc sinh khối và động thái dinh dưỡng đất trên giống Bạch đàn lai UP tại vùng Bắc Trung Bộ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
-
Cơ sở lý thuyết và khái niệm:
- Lập địa: Khái niệm theo Bộ Lâm nghiệp (1996) và Ngô Đình Quế (2010), gồm 4 thành phần: khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và động thực vật.
- Quản lý lập địa rừng trồng / Quản lý độ phì đất: Theo Nambiar và Brown (1997), là tổng hợp các biện pháp kỹ thuật về xử lý thực bì trước khi trồng, quản lý vật chất hữu cơ sau khai thác, quản lý tầng thảm tươi cây bụi và nguồn dinh dưỡng đất nhằm ổn định, cải thiện năng suất rừng qua nhiều chu kỳ kinh doanh.
- Vật liệu hữu cơ sau khai thác (VLHCSKT): Toàn bộ phần sinh khối còn lại trên hiện trường sau khi lấy đi gỗ thương phẩm.
-
Thiết kế và bố trí thí nghiệm:
- Bố trí thí nghiệm 2 nhân tố theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 4 lần lặp lại.
- Diện tích mỗi ô thí nghiệm: $660\text{ m}^2$ ($10\text{ hàng} \times 10\text{ cây}$), diện tích ô đo đếm tiêu chuẩn: $216\text{ m}^2$ ($6 \times 6\text{ cây}$ ở tâm ô). Mật độ trồng: $1.660\text{ cây/ha}$ (kích thước hố $40 \times 40 \times 40\text{ cm}$). Tổng diện tích thí nghiệm: $2,11\text{ ha}$ (8 nghiệm thức $\times$ 4 lần lặp).
- Nhân tố 1 - Xử lý VLHCSKT (2 mức):
- $S_0$: Đốt có kiểm soát toàn bộ VLHCSKT.
- $S_1$: Giữ lại toàn bộ VLHCSKT (không đốt), băm ngắn $< 50\text{ cm}$ và rải đều theo đường đồng mức giữa hai hàng cây.
- Nhân tố 2 - Bón phân (4 mức):
- $F_0$: Không bón phân (đối chứng).
- $F_1$: Bón $200\text{ g NPK (16:16:8)}/\text{cây}$ (thành phần: 16% N, 16% $\text{P}_2\text{O}_5$, 8% $\text{K}_2\text{O}$, 13% S; bón lót 50%, bón thúc 50%).
- $F_2$: Bón lót $0,5\text{ kg}$ phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh (30% độ ẩm, 15% mùn, 1,5% $\text{P}_2\text{O}_5$, 2,5% Acid Humic, 1,0% Ca, 0,5% Mg, 0,3% S, vi sinh vật Bacillus và Azotobacter) $+ 50\text{ g}$ Urê $+ 300\text{ g}$ Super lân (16% $\text{P}_2\text{O}_5$) $+ 20\text{ g}$ Kali/cây; bón thúc $130\text{ g}$ Urê/cây.
- $F_3$: Bón lót $100\text{ g}$ chế phẩm sinh học MF1/cây (viên nén khoáng apatit $12%\text{ P}_2\text{O}_5$ chứa vi sinh vật phân giải lân và vi sinh vật đối kháng nấm bệnh cháy lá, đốm lá).
- 8 công thức phối hợp: $S_0F_0, S_0F_1, S_0F_2, S_0F_3, S_1F_0, S_1F_1, S_1F_2, S_1F_3$.
-
Phương pháp thu thập số liệu:
- Đo đếm sinh trưởng: Thu thập tại 11, 22 và 32 tháng tuổi trên các chỉ tiêu: Tỷ lệ sống ($N$), đường kính ngang ngực ($D_{1,3}$ bằng thước dây đo chu vi quy đổi), chiều cao vút ngọn ($H_{vn}$ bằng sào đo cao), đường kính tán ($D_t$ đo hình chiếu 2 chiều), chiều cao dưới cành ($H_{dc}$).
- Sinh khối cây và tích lũy dinh dưỡng: Giải tích 3 cây tiêu chuẩn/ô ($TB, TB + SD, TB - SD$) tại thời điểm 22 và 32 tháng tuổi. Tách riêng các bộ phận thân (có vỏ, không vỏ), cành, lá, vỏ; cân tươi, sấy khô kiệt ở $105^\circ\text{C}$ để xác định tỷ lệ khô/tươi và sinh khối khô quy đổi ($S_k$). Thu gom vật rơi rụng bằng 5 bẫy dạng bản định vị ($1\text{ m} \times 1\text{ m}$) trong mỗi ô thí nghiệm, thu 3 tháng/lần, sấy ở $65^\circ\text{C}$.
- Phân tích hóa thực vật: Mẫu lá, cành, thân, vỏ được phân tích N (phương pháp Kjeldahl), P (phương pháp so màu), K (quang kế ngọn lửa).
- Thu thập và phân tích mẫu đất: Lấy mẫu ở 2 tầng sâu ($0 - 10\text{ cm}$ và $10 - 30\text{ cm}$) tại 10 ô tiêu chuẩn ($300\text{ m}^2$) trước khi bố trí thí nghiệm và định kỳ hàng năm trong các ô thí nghiệm. Phân tích theo tiêu chuẩn quốc gia: pH theo TCVN 5979:2007; Cacbon hữu cơ tổng số / Mùn theo TCVN 8941:2011 (Walkley Black); Nitơ tổng số theo TCVN 6498:1999 (Kjeldahl cải biên); $\text{P}_2\text{O}_5$ dễ tiêu theo TCVN 8661:2011 (Olsen); $\text{K}_2\text{O}$ dễ tiêu theo TCVN 8662:2011.
-
Xử lý số liệu và công thức tính toán:
- Thể tích thân cây: $V_i = g_i \cdot H_{vn} \cdot f$ (với $g_i = \frac{\pi}{4} \cdot D_{1,3}^2 \cdot 10^{-4}\text{ m}^2$, hình số $f = 0,5$).
- Trữ lượng lâm phần: $M_{lp}/\text{ha} = \left(\sum V_i\right) \times \frac{10.000}{216}$.
- Tăng trưởng thường xuyên hàng năm ($Z_t = t_a - t_{a-1}$) và tăng trưởng bình quân chung ($\Delta t = \frac{t_a}{a}$).
- Thống kê toán học: Phân tích phương sai 2 nhân tố (Two-way ANOVA General Linear Model) và kiểm định Duncan trên phần mềm SPSS 16.0 và Excel 2013 ở mức ý nghĩa $p = 0,05$.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương 1 hệ thống hóa các khái niệm học thuật về lập địa, quản lý lập địa rừng trồng và các thành phần VLHCSKT. Tác giả tổng hợp 43 công trình quốc tế và trong nước về thực nghiệm quản lý thảm mục, tàn dư sau khai thác trên các đối tượng cây mọc nhanh (Eucalyptus, Acacia, Pinus) tại Brazil, Congo, Nam Phi, Trung Quốc, Indonesia và Việt Nam. Nội dung khẳng định việc giữ lại VLHCSKT có tác dụng giảm xói mòn, bảo toàn nguồn dinh dưỡng khoáng N-P-K-Ca-Mg được phóng thích trong 2 năm đầu sau khai thác. Tổng quan cũng chỉ rõ các khoảng trống nghiên cứu tại Việt Nam khi các đề tài trước đây chưa kết hợp đồng bộ giữa xử lý tàn dư và các chế phẩm vi sinh/phân bón chuyên dụng trên giống Bạch đàn lai UP trồng trên đất thoái hóa đa chu kỳ.
Chương 2: Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu
Chương 2 mô tả chi tiết điều kiện tự nhiên tại khu vực thí nghiệm: Trạm Thực nghiệm Lâm sinh Cam Lộ, xã Cam Hiếu, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị (tọa độ $18^\circ 54'736''\text{ N}, 71^\circ 59'01''\text{ E}$, độ cao $54 - 70\text{ m}$). Địa hình đồi thoải với độ dốc từ $3^\circ$ đến $10^\circ$. Đất thuộc nhóm đất đỏ vàng phát triển trên đá phiến thạch sét (Fs), bị chua và suy thoái do canh tác liên tục. Khí hậu nhiệt đới gió mùa chịu ảnh hưởng của gió Tây khô nóng (tháng 6-7, nhiệt độ cực đại $39 - 40^\circ\text{C}$), lượng mưa trung bình năm đạt $2.400 - 2.800\text{ mm}$ tập trung vào tháng 10-11, độ ẩm trung bình $85 - 88%$.
| Chỉ tiêu lịch sử trồng rừng |
Chu kỳ 1 (1998 - 2005) |
Chu kỳ 2 (2005 - 2014) |
| Loài cây trồng |
Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) |
Bạch đàn Caman (E. camaldulensis) |
| Nguồn giống |
Hạt |
Hạt |
| Thời gian trồng - khai thác |
11/1998 - 06/2005 (7 năm) |
11/2005 - 06/2014 (9 năm) |
| Trữ lượng khai thác |
$45,0\text{ m}^3/\text{ha}$ |
$147,6\text{ m}^3/\text{ha}$ |
| Năng suất bình quân |
$6,9\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ |
$16,4\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ |
Chương 3: Mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu
Trình bày thiết kế nghiên cứu 2 nhân tố (xử lý VLHCSKT: $S_0, S_1$; bón phân: $F_0, F_1, F_2, F_3$), hệ số hình $f = 0,5$, quy trình giải tích cây tiêu chuẩn xác định sinh khối thân, cành, lá, vỏ và phương pháp thu mẫu đất $0-10\text{ cm}$, $10-30\text{ cm}$ theo các tiêu chuẩn TCVN. Toàn bộ quy trình phân tích phương sai ANOVA 2 nhân tố và kiểm định Duncan được mô tả chặt chẽ để kiểm tra tương tác giữa các yếu tố tác động.
Chương 4: Kết quả nghiên cứu
1. Sinh trưởng và tăng trưởng rừng Bạch đàn lai UP
- Tỷ lệ sống: Sau 11 tháng đạt 75,70 - 90,28%; sau 22 tháng đạt 74,28 - 89,59%; sau 32 tháng đạt 66,65 - 88,20%. Các nhân tố thí nghiệm không ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ sống ($Sig. > 0,05$); tỷ lệ sống giảm dần theo thời gian chủ yếu do ảnh hưởng gãy đổ từ gió bão.
- Sinh trưởng $D_{1,3}$, $H_{vn}$, $D_t$, $H_{dc}$: Bón phân có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng qua các thời kỳ ($Sig. = 0,000$), trong đó công thức $F_2$ đạt giá trị cao nhất, tiếp theo là $F_1, F_3$ và thấp nhất là đối chứng $F_0$. Nhân tố xử lý VLHCSKT ($S_0, S_1$) đơn lẻ chưa tạo ra sự sai khác có ý nghĩa thống kê đối với $D_{1,3}$ và $H_{vn}$ ở 11 và 22 tháng tuổi, nhưng thể hiện rõ nét hơn ở 32 tháng tuổi khi kết hợp với bón phân.
| Công thức |
$D_{1,3}$ (cm) |
$D_{1,3}$ (cm) |
$D_{1,3}$ (cm) |
$H_{vn}$ (m) |
$H_{vn}$ (m) |
$H_{vn}$ (m) |
$D_t$ (m) |
$D_t$ (m) |
$D_t$ (m) |
$H_{dc}$ (m) |
$H_{dc}$ (m) |
| Thời điểm |
11 th |
22 th |
32 th |
11 th |
22 th |
32 th |
11 th |
22 th |
32 th |
22 th |
32 th |
| $S_0F_0$ |
1,56 |
5,41 |
8,11 |
2,64 |
6,83 |
11,57 |
1,56 |
2,11 |
2,36 |
2,07 |
6,56 |
| $S_1F_0$ |
1,51 |
5,45 |
8,57 |
2,56 |
6,94 |
10,96 |
1,48 |
2,20 |
2,24 |
2,09 |
6,44 |
| $S_0F_1$ |
2,93 |
6,94 |
9,89 |
4,03 |
8,60 |
12,14 |
1,79 |
2,52 |
2,38 |
3,11 |
7,56 |
| $S_1F_1$ |
3,11 |
7,17 |
9,89 |
4,09 |
8,74 |
11,67 |
1,86 |
2,66 |
2,33 |
3,33 |
8,02 |
| $S_0F_2$ |
3,27 |
7,36 |
10,17 |
4,32 |
9,01 |
12,35 |
1,97 |
2,64 |
2,48 |
3,31 |
8,00 |
| $S_1F_2$ |
3,27 |
7,33 |
9,97 |
4,28 |
8,79 |
12,40 |
1,81 |
2,46 |
2,29 |
3,37 |
7,85 |
| $S_0F_3$ |
2,23 |
6,20 |
9,48 |
3,33 |
7,80 |
11,65 |
1,67 |
2,42 |
2,56 |
2,65 |
7,30 |
| $S_1F_3$ |
2,36 |
6,35 |
9,31 |
3,43 |
8,31 |
11,51 |
1,78 |
2,48 |
2,57 |
2,71 |
7,49 |
- Tăng trưởng đường kính ($Z D_{1,3}$) và chiều cao ($Z H_{vn}$):
| Công thức |
$Z D_{1,3}$ 11 th (cm) |
$Z D_{1,3}$ 22 th (cm) |
$Z D_{1,3}$ 32 th (cm) |
$Z H_{vn}$ 11 th (m) |
$Z H_{vn}$ 22 th (m) |
$Z H_{vn}$ 32 th (m) |
| $S_0F_0$ |
1,56 |
3,85 |
2,70 |
2,64 |
4,20 |
4,73 |
| $S_1F_0$ |
1,51 |
3,94 |
3,12 |
2,56 |
4,38 |
4,01 |
| $S_0F_1$ |
2,93 |
4,01 |
2,96 |
4,03 |
4,57 |
3,54 |
| $S_1F_1$ |
3,11 |
4,06 |
2,72 |
4,09 |
4,65 |
2,92 |
| $S_0F_2$ |
3,27 |
4,09 |
2,81 |
4,32 |
4,69 |
3,34 |
| $S_1F_2$ |
3,27 |
4,07 |
2,64 |
4,28 |
4,51 |
3,61 |
| $S_0F_3$ |
2,23 |
3,97 |
3,27 |
3,33 |
4,47 |
3,85 |
| $S_1F_3$ |
2,36 |
4,00 |
2,96 |
3,43 |
4,88 |
3,19 |
- Trữ lượng và tăng trưởng thể tích:
Ở thời điểm 32 tháng tuổi, nghiệm thức $S_1F_2$ đạt trữ lượng cao nhất ($71,96\text{ m}^3/\text{ha}$), tăng trưởng bình quân hàng năm đạt $\Delta M = 26,99\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ (gấp 1,94 lần so với đối chứng $S_0F_0$ chỉ đạt $37,04\text{ m}^3/\text{ha}$ và $\Delta M = 13,89\text{ m}^3/\text{ha/năm}$). Tiếp theo là các công thức $S_1F_1$ ($69,48\text{ m}^3/\text{ha}$; $\Delta M = 26,06\text{ m}^3/\text{ha/năm}$) và $S_0F_2$ ($63,78\text{ m}^3/\text{ha}$; $\Delta M = 23,92\text{ m}^3/\text{ha/năm}$).
| Công thức |
$M$ 11 th ($\text{m}^3/\text{ha}$) |
$M$ 22 th ($\text{m}^3/\text{ha}$) |
$M$ 32 th ($\text{m}^3/\text{ha}$) |
$Z M$ 22 th ($\text{m}^3/\text{ha}$) |
$Z M$ 32 th ($\text{m}^3/\text{ha}$) |
$\Delta M$ ($\text{m}^3/\text{ha/năm}$) |
| $S_0F_0$ |
0,59 |
12,17 |
37,04 |
11,58 |
24,88 |
13,89 |
| $S_1F_0$ |
0,52 |
11,43 |
40,40 |
10,91 |
28,97 |
15,15 |
| $S_0F_1$ |
2,18 |
22,63 |
57,83 |
20,44 |
35,20 |
21,69 |
| $S_1F_1$ |
2,87 |
28,08 |
69,48 |
25,21 |
41,40 |
26,06 |
| $S_0F_2$ |
2,90 |
28,45 |
63,78 |
25,55 |
35,33 |
23,92 |
| $S_1F_2$ |
2,93 |
28,23 |
71,96 |
25,30 |
43,73 |
26,99 |
| $S_0F_3$ |
1,26 |
18,06 |
57,76 |
16,80 |
39,70 |
21,66 |
| $S_1F_3$ |
1,28 |
19,79 |
57,24 |
18,51 |
37,45 |
21,47 |
2. Sinh khối trên mặt đất và cấu trúc sinh khối
- Sinh khối cây tiêu chuẩn: Tại 22 tháng tuổi, tổng sinh khối khô cây tiêu chuẩn dao động từ 6,07 đến $12,16\text{ kg/cây}$; đến 32 tháng tuổi tăng lên 12,76 đến $28,90\text{ kg/cây}$. Công thức $F_2$ đạt sinh khối cao nhất ở cả 2 mốc thời gian (trung bình $11,82\text{ kg/cây}$ ở 22 tháng và $25,96\text{ kg/cây}$ ở 32 tháng).
- Phân bố tỷ lệ các bộ phận: Ở 22 tháng tuổi, thân chiếm 53,65 - 63,80%, cành 8,14 - 9,97%, lá 16,71 - 24,79%, vỏ 10,58 - 12,39%. Đến 32 tháng tuổi, tỷ lệ sinh khối thân tăng mạnh lên 70,51 - 79,41%, cành chiếm 6,35 - 9,09%, lá giảm xuống 6,01 - 11,25%, vỏ chiếm 8,23 - 10,89%. Tỷ lệ sinh khối chuyển dịch chủ yếu từ lá sang thân do quá trình tỉa cành tự nhiên mạnh mẽ ($H_{dc}$ đạt 78% $H_{vn}$).
| Công thức |
Thân (kg) |
Thân (kg) |
Cành (kg) |
Cành (kg) |
Lá (kg) |
Lá (kg) |
Vỏ (kg) |
Vỏ (kg) |
Tổng (kg) |
Tổng (kg) |
| Thời điểm |
22 th |
32 th |
22 th |
32 th |
22 th |
32 th |
22 th |
32 th |
22 th |
32 th |
| $S_0F_0$ |
3,89 |
9,50 |
0,72 |
1,15 |
1,80 |
1,01 |
0,84 |
1,10 |
7,24 |
12,76 |
| $S_1F_0$ |
3,56 |
12,49 |
0,49 |
1,36 |
1,34 |
1,99 |
0,67 |
1,87 |
6,07 |
17,71 |
| $S_0F_1$ |
5,14 |
17,06 |
0,69 |
2,14 |
1,48 |
1,81 |
1,03 |
2,57 |
8,35 |
23,59 |
| $S_1F_1$ |
7,49 |
18,76 |
0,97 |
2,06 |
2,01 |
2,39 |
1,24 |
2,34 |
11,71 |
25,55 |
| $S_0F_2$ |
7,75 |
22,95 |
1,05 |
1,84 |
2,03 |
1,74 |
1,32 |
2,38 |
12,16 |
28,90 |
| $S_1F_2$ |
7,17 |
16,84 |
0,99 |
1,82 |
2,07 |
1,94 |
1,25 |
2,42 |
11,48 |
23,02 |
| $S_0F_3$ |
4,43 |
17,25 |
0,67 |
1,94 |
1,70 |
2,30 |
0,89 |
2,41 |
7,69 |
23,89 |
| $S_1F_3$ |
4,86 |
14,32 |
0,72 |
1,58 |
1,92 |
1,66 |
0,92 |
2,01 |
8,41 |
19,57 |
- Sinh khối vật rơi rụng: Giai đoạn 11 - 22 tháng tuổi thu được 525,49 đến $1.254,29\text{ kg/ha}$ (trong đó lá chiếm 58,80 - 88,96%, cành chiếm 11,04 - 41,20%). Giai đoạn 22 - 32 tháng tuổi tăng lên 1.342,45 đến $2.418,51\text{ kg/ha}$ do cây bắt đầu bong vỏ và kết quả (lá chiếm 48,32 - 78,01%, cành chiếm 21,65 - 50,50%, vỏ và quả $< 1%$).
| Công thức |
Lá 11-22th (kg/ha) |
Cành 11-22th (kg/ha) |
Tổng 11-22th (kg/ha) |
Lá 22-32th (kg/ha) |
Cành 22-32th (kg/ha) |
Vỏ 22-32th (kg/ha) |
Quả 22-32th (kg/ha) |
Tổng 22-32th (kg/ha) |
| $S_0F_0$ |
510,38 |
150,71 |
661,09 |
1215,08 |
401,45 |
9,11 |
0,00 |
1625,64 |
| $S_1F_0$ |
419,57 |
105,91 |
525,49 |
1047,18 |
290,62 |
4,65 |
0,00 |
1342,45 |
| $S_0F_1$ |
734,11 |
192,39 |
926,49 |
1215,63 |
961,45 |
8,77 |
1,24 |
2187,09 |
| $S_1F_1$ |
1064,10 |
190,19 |
1254,29 |
1490,58 |
911,07 |
13,23 |
0,24 |
2415,13 |
| $S_0F_2$ |
664,37 |
100,36 |
764,73 |
1107,35 |
989,47 |
17,30 |
1,38 |
2115,50 |
| $S_1F_2$ |
783,33 |
200,53 |
983,87 |
1018,03 |
1063,95 |
20,50 |
4,51 |
2106,99 |
| $S_0F_3$ |
356,06 |
249,46 |
605,52 |
1037,13 |
561,72 |
9,61 |
0,00 |
1608,46 |
| $S_1F_3$ |
759,13 |
94,22 |
853,35 |
1360,11 |
1051,96 |
6,44 |
0,00 |
2418,51 |
3. Tích lũy dinh dưỡng N, P, K ở Bạch đàn lai UP 22 tháng tuổi
- Hàm lượng dinh dưỡng trong các bộ phận: Lá có hàm lượng N cao nhất (1,99 - 2,35%), tiếp theo là vỏ (0,60 - 0,84%), cành (0,50 - 0,73%) và thân gỗ thấp nhất (0,40 - 0,50%). $\text{P}_2\text{O}_5$ dao động từ 0,04 - 0,10% ở thân đến 0,22 - 0,32% ở lá. $\text{K}_2\text{O}$ cao nhất ở vỏ (0,40 - 1,05%) và lá (0,58 - 0,70%).
| Công thức |
Thân N (%) |
Thân $\text{P}_2\text{O}_5$ (%) |
Thân $\text{K}_2\text{O}$ (%) |
Vỏ N (%) |
Vỏ $\text{P}_2\text{O}_5$ (%) |
Vỏ $\text{K}_2\text{O}$ (%) |
Cành N (%) |
Cành $\text{P}_2\text{O}_5$ (%) |
Cành $\text{K}_2\text{O}$ (%) |
Lá N (%) |
Lá $\text{P}_2\text{O}_5$ (%) |
Lá $\text{K}_2\text{O}$ (%) |
| $S_0F_0$ |
0,43 |
0,08 |
0,20 |
0,70 |
0,10 |
0,48 |
0,55 |
0,12 |
0,34 |
2,27 |
0,24 |
0,70 |
| $S_0F_1$ |
0,48 |
0,08 |
0,17 |
0,67 |
0,16 |
0,47 |
0,62 |
0,15 |
0,46 |
2,33 |
0,23 |
0,69 |
| $S_0F_2$ |
0,50 |
0,10 |
0,37 |
0,84 |
0,16 |
1,05 |
0,56 |
0,10 |
0,50 |
2,24 |
0,27 |
0,64 |
| $S_0F_3$ |
0,45 |
0,10 |
0,22 |
0,75 |
0,14 |
0,50 |
0,65 |
0,10 |
0,22 |
2,07 |
0,24 |
0,60 |
| $S_1F_0$ |
0,40 |
0,04 |
0,14 |
0,62 |
0,10 |
0,40 |
0,50 |
0,14 |
0,30 |
2,35 |
0,22 |
0,66 |
| $S_1F_1$ |
0,42 |
0,08 |
0,12 |
0,60 |
0,16 |
0,40 |
0,70 |
0,20 |
0,50 |
2,16 |
0,32 |
0,69 |
| $S_1F_2$ |
0,50 |
0,10 |
0,32 |
0,70 |
0,13 |
0,95 |
0,62 |
0,16 |
0,72 |
2,10 |
0,24 |
0,65 |
| $S_1F_3$ |
0,45 |
0,08 |
0,17 |
0,67 |
0,15 |
0,43 |
0,73 |
0,13 |
0,38 |
1,99 |
0,22 |
0,58 |
- Tổng lượng dinh dưỡng tích lũy: Tính trên toàn lâm phần tại thời điểm 22 tháng tuổi, công thức $F_2$ tích lũy dinh dưỡng cao nhất ($145,50 - 153,57\text{ kg N/ha}$; $11,19 - 11,31\text{ kg P/ha}$; $82,80 - 83,22\text{ kg K/ha}$). Nitơ tích lũy nhiều nhất ở lá, trong khi Phốt pho và Kali tích lũy chủ yếu ở thân gỗ. Do đó, việc thu hoạch thân gỗ mang đi một lượng lớn P và K, dễ dẫn đến nguy cơ thiếu hụt nếu không được bù đắp.
| Nguyên tố |
Công thức |
Thân (kg/ha) |
Vỏ (kg/ha) |
Cành (kg/ha) |
Lá (kg/ha) |
Tổng tích lũy (kg/ha) |
| Nitơ (N) |
$S_0F_0$ / $S_1F_0$ |
27,86 / 23,75 |
8,43 / 5,11 |
19,27 / 13,27 |
35,17 / 28,94 |
90,72 / 71,08 |
|
$S_0F_1$ / $S_1F_1$ |
40,70 / 52,47 |
7,75 / 9,67 |
19,67 / 30,95 |
44,57 / 48,67 |
112,69 / 141,75 |
|
$S_0F_2$ / $S_1F_2$ |
64,64 / 59,75 |
14,71 / 11,58 |
22,68 / 26,03 |
51,55 / 48,14 |
153,57 / 145,50 |
|
$S_0F_3$ / $S_1F_3$ |
33,21 / 36,44 |
8,43 / 8,00 |
20,75 / 28,89 |
35,93 / 32,35 |
98,32 / 105,69 |
| Phốt pho (P) |
$S_0F_0$ / $S_1F_0$ |
2,26 / 1,04 |
0,53 / 0,36 |
1,84 / 1,62 |
1,61 / 1,18 |
6,23 / 4,20 |
|
$S_0F_1$ / $S_1F_1$ |
2,94 / 4,36 |
0,82 / 1,13 |
2,13 / 3,86 |
1,93 / 3,13 |
7,82 / 12,48 |
|
$S_0F_2$ / $S_1F_2$ |
5,42 / 5,01 |
1,20 / 0,91 |
1,85 / 2,98 |
2,72 / 2,40 |
11,19 / 11,31 |
|
$S_0F_3$ / $S_1F_3$ |
3,22 / 2,78 |
0,69 / 0,77 |
1,39 / 2,26 |
1,83 / 1,55 |
7,13 / 7,36 |
| Kali (K) |
$S_0F_0$ / $S_1F_0$ |
10,75 / 6,90 |
4,79 / 2,74 |
9,89 / 6,61 |
8,95 / 6,70 |
34,38 / 22,94 |
|
$S_0F_1$ / $S_1F_1$ |
11,80 / 12,44 |
4,54 / 5,35 |
12,33 / 18,34 |
10,97 / 12,86 |
39,64 / 48,99 |
|
$S_0F_2$ / $S_1F_2$ |
39,16 / 32,09 |
15,19 / 12,99 |
16,73 / 25,35 |
12,13 / 12,37 |
83,22 / 82,80 |
|
$S_0F_3$ / $S_1F_3$ |
13,47 / 11,15 |
4,67 / 4,28 |
5,83 / 12,53 |
8,58 / 7,81 |
32,54 / 35,77 |
Kết quả và những đóng góp mới
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Giá trị tham khảo
-
Đối tượng hưởng lợi:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên ngành Lâm sinh, Khoa học đất, Quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng làm tài liệu tham khảo về phương pháp thiết kế thí nghiệm 2 nhân tố (RCBD), phương pháp giải tích cây tiêu chuẩn xác định sinh khối và kỹ thuật phân tích dinh dưỡng thực vật, hóa tính đất.
- Cán bộ kỹ thuật, nhà quản lý lâm nghiệp và các công ty lâm nghiệp tại Bắc Trung Bộ: Ứng dụng quy trình kỹ thuật xử lý tàn dư sau khai thác kết hợp bón phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh và phân khoáng để canh tác bền vững Bạch đàn lai UP trên đất đồi thoái hóa.
-
Nội dung đáng tham khảo:
- Hệ thống số liệu chi tiết về sinh khối các bộ phận (thân, cành, lá, vỏ) và khối lượng vật rơi rụng định kỳ theo mùa.
- Các công thức tính toán thể tích, trữ lượng và quy trình xử lý số liệu ANOVA 2 nhân tố trên SPSS 16.0.
Câu hỏi thường gặp
1. Công thức kỹ thuật nào cho sinh trưởng và trữ lượng rừng Bạch đàn lai UP cao nhất sau 32 tháng trồng?
Công thức $S_1F_2$ (để lại toàn bộ VLHCSKT băm ngắn $< 50\text{ cm}$, rải theo đường đồng mức kết hợp bón lót $0,5\text{ kg}$ phân vi sinh Sông Gianh $+ 50\text{ g}$ Urê $+ 300\text{ g}$ Super lân $+ 20\text{ g}$ Kali và bón thúc $130\text{ g}$ Urê/cây) đạt kết quả cao nhất với trữ lượng $71,96\text{ m}^3/\text{ha}$, tăng trưởng bình quân hàng năm $\Delta M = 26,99\text{ m}^3/\text{ha/năm}$ (gấp 1,94 lần công thức đối chứng $S_0F_0$).
2. Các biện pháp xử lý VLHCSKT và bón phân có ảnh hưởng đến tỷ lệ sống của cây rừng không?
Kết quả phân tích thống kê cho thấy cả hai nhân tố xử lý VLHCSKT và bón phân đều không có ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ sống ở cả 3 mốc 11, 22 và 32 tháng tuổi ($Sig. > 0,05$). Tỷ lệ sống dao động từ 75,70 - 90,28% (11 tháng), 74,28 - 89,59% (22 tháng) và giảm xuống 66,65 - 88,20% (32 tháng), nguyên nhân giảm chủ yếu do tác động cơ học từ gió bão hàng năm tại Quảng Trị.
3. Tỷ lệ sinh khối giữa các bộ phận của cây Bạch đàn lai UP biến động như thế nào từ 22 đến 32 tháng tuổi?
Từ 22 đến 32 tháng tuổi, tỷ lệ sinh khối thân tăng mạnh từ 53,65 - 63,80% lên 70,51 - 79,41%. Sự tăng trưởng này chủ yếu do chuyển dịch sinh khối từ bộ phận lá (giảm từ 16,71 - 24,79% xuống 6,01 - 11,25%) và cành (giảm từ 8,14 - 9,97% xuống 6,35 - 9,09%) thông qua quá trình tỉa cành tự nhiên mạnh mẽ ($H_{dc}$ đạt 78% $H_{vn}$).
4. Dinh dưỡng N, P, K phân bố và tích lũy như thế nào trong cây Bạch đàn lai 22 tháng tuổi?
Hàm lượng Nitơ tập trung cao nhất ở bộ phận lá ($1,99 - 2,35%$), tiếp theo là vỏ ($0,60 - 0,84%$), cành ($0,50 - 0,73%$) và thân ($0,40 - 0,50%$). Ngược lại, Phốt pho và Kali tích lũy khối lượng lớn nhất ở thân gỗ (thân tích lũy $1,04 - 5,42\text{ kg P/ha}$ và $6,90 - 39,16\text{ kg K/ha}$). Tổng lượng tích lũy toàn lâm phần ở công thức $F_2$ cao nhất, đạt $145,50 - 153,57\text{ kg N/ha}$, $11,19 - 11,31\text{ kg P/ha}$ và $82,80 - 83,22\text{ kg K/ha}$.
5. Địa điểm và lịch sử canh tác của khu vực bố trí thí nghiệm có đặc điểm gì?
Thí nghiệm được thực hiện tại lô a11, khoảnh K9, tiểu khu 777, xã Cam Hiếu, huyện Cam Lộ, tỉnh Quảng Trị trên đất đỏ vàng phát triển trên phiến thạch sét (Fs). Trước đó đất đã trải qua 2 chu kỳ canh tác liên tục: chu kỳ 1 trồng Keo lá tràm (1998 - 2005, năng suất $6,9\text{ m}^3/\text{ha/năm}$) và chu kỳ 2 trồng Bạch đàn Caman (2005 - 2014, năng suất $16,4\text{ m}^3/\text{ha/năm}$), khiến đất bị chua, nghèo dinh dưỡng và suy thoái lập địa.
Kết luận
Luận án đã đánh giá thực nghiệm ảnh hưởng đồng thời của biện pháp quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác và các chế độ bón phân đến sinh trưởng, sinh khối và dinh dưỡng của rừng trồng Bạch đàn lai UP tại Quảng Trị qua 32 tháng theo dõi. Kết quả khẳng định việc giữ lại toàn bộ vật liệu hữu cơ sau khai thác kết hợp bón phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh và phân khoáng cân đối ($S_1F_2$) cho năng suất vượt trội, đạt trữ lượng $71,96\text{ m}^3/\text{ha}$ và tăng trưởng bình quân $26,99\text{ m}^3/\text{ha/năm}$. Nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học quan trọng để loại bỏ tập quán đốt dọn thực bì, thúc đẩy các biện pháp quản lý lập địa bền vững nhằm duy trì độ phì đất và năng suất rừng trồng Bạch đàn đa chu kỳ tại vùng Bắc Trung Bộ.
