Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CÓ LIÊN QUAN Trong luận án đã sử dụng một số khái niệm hoặc thuật ngữ chuyên môn cần được làm rõ và giới hạn khi sử dụng trong quá trình nghiên cứu như sau: 1.1 Lập địa và quản lý lập địa Lập địa: Theo thuật ngữ Lâm nghiệp (Bộ Lâm nghiệp, 1996) [40], được hiểu là nơi sống của một loài hay một tập hợp loài cây dưới ảnh hưởng của tất cả các yếu tố ngoại cảnh tác động lên chúng. Như vậy, lập địa không chỉ hiểu đơn thuần là yếu tố về đất đai (land) mà còn là gắn liền với các điều kiện ngoại cảnh như địa hình, địa mạo (landscape), khí hậu (nhiệt, ánh sáng, độ ẩm không khí, lượng mưa…). Theo Ngô Đình Quế, 2010 [23] thì “Lập địa” là một phạm vi lãnh thổ nhất định với tất cả những yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng tới sinh trưởng của cây cối. Lập địa hiểu theo nghĩa rộng bao gồm 4 thành phần là: khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng và thế giới động thực vật.
Quản lý lập địa: được hiểu là toàn bộ những hoạt động của con người nhằm có được những dữ liệu tốt nhất về các yếu tố cấu thành lập địa (đất đai, thực vật, ngoại cảnh tự nhiên và các hoạt động xã hội khác…) làm căn cứ để sử dụng tài nguyên đất một cách tốt nhất. Theo Nambiar và Brown, 1997 [64] thì quản lý lập địa chính là quản lý độ phì đất, bao gồm 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 kinh doanh.2 Vật liệu hữu cơ sau khai thác Vật liệu hữu cơ sau khai thác: trong nghiên cứu này được hiểu là khi khai thác rừng chỉ lấy đi phần gỗ thương phẩm còn tất cả cành nhánh, ngọn cây có đường kính < 5cm, lá cây, vỏ cây, hoa, quả, … sau khai thác rừng được để lại trên nền đất 7 rừng để chuẩn bị cho trồng rừng chu kỳ sau kể cả toàn bộ cây bụi, thảm tươi dưới tán rừng được phát dọn để trồng rừng cũng được gộp chung gọi là VLHCSKT.3 Chu kỳ kinh doanh Chu kỳ kinh doanh chính là khoảng thời gian từ khi bắt đầu trồng cây đến khi khai thác trắng hoặc là thời gian đủ cho thế hệ cây hoặc cấp đường kính kế cận đạt tới tiêu chuẩn khai thác, đây cũng chính là chu kỳ kinh doanh rừng (Thuật ngữ Lâm nghiệp - Bộ Lâm nghiệp năm 1996) [40]. Theo đó, nghiên cứu của luận án được thực hiện ở 3 chu kỳ rừng trồng Keo lá tràm tại khu thí nghiệm như sau: + Rừng trồng chu kỳ 1 (1995 - 2002) là rừng trồng sản xuất. + Rừng trồng chu kỳ 2 (2002 - 2008) là rừng thí nghiệm của dự án CIFOR + Rừng trồng chu kỳ 3 (2008 - 2013) là rừng đang nghiên cứu của đề tài luận án.
Trong luận án này tác giả tập trung nghiên cứu ở chu kỳ 3, thí nghiệm về quản lý VLHCSKT của rừng trồng Keo lá tràm và đánh giá, so sánh với 2 chu kỳ kinh doanh trước đó.4 Chu trình dinh dưỡng của rừng trồng Sự hiểu biết về chu trình dinh dưỡng (tốc độ di chuyển, sự gia tăng và mất mát; sự tương tác của thực vật - đất, sự phân bố sinh khối trên, dưới mặt đất và các bộ phận rễ cây) là nền tảng cho kỹ thuật quản lý rừng, đặc biệt là xác định tỷ lệ phân bón, thời gian và các biện pháp áp dụng. Chu trình thứ nhất liên quan đến sự bổ sung và làm mất đi dinh dưỡng từ hệ sinh thái thông qua quá trình như mưa khí quyển, bón phân, xói mòn, rửa trôi và bốc hơi. Chu trình thứ hai liên quan đến luân chuyển dinh dưỡng trong hệ thống cây - đất và cũng có thể là trung gian trong chu kỳ Hóa - Sinh - Địa (biogeochemical cycles). Chu trình hóa sinh (biochemical cycle) nghiêng về sự di chuyển dinh dưỡng trong tế bào và các bộ phận của cây cá thể.
Thông thường, sự di chuyển dinh dưỡng từ các tế bào già đến các tế bào đang lớn, hình thành lên dạng chủ yếu của sự di chuyển dinh dưỡng nội tại. Chu trình 8 Hóa -Sinh -Địa (biogeochemical cycle) gồm vòng dinh dưỡng giữa đất và sinh khối (biomass), chủ yếu thông qua sự phân hủy, khoáng hóa và hút dinh dưỡng chứa trong thực vật. Theo Armson (1967) [41] cho rằng , trong thành phần của tế bào sống có mặt hầu hết các nguyên tố hoá học quan trọng của sinh quyển. Hàm lượng của các nguyên tố hoá học chứa trong các tế bào sống sắp xếp theo trật tự từ cao xuống thấp như sau: C - H - O - N - P - Ca - Cl- Cu- Fe- Mg- K- Na- S- Al- B- Br- Cr- Co- F- Ga- I- Mn- Mo- Se- Si- Sn- Ti- V- Zn.
Nồng độ của các nguyên tố trên trong các loài sinh vật thay đổi, phụ thuộc vào từng loại và đặc điểm môi trường sống của các cá thể. Nghiên cứu thành phần dinh dưỡng trong cây là cơ sở để nghiên cứu về dinh dưỡng và bón phân cho rừng trồng. Trong luận án tác giả cũng áp dụng quan điểm này trong nghiên cứu dinh dưỡng của rừng trồng Keo lá tràm qua các chu kỳ kinh doanh.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÂY KEO LÁ TRÀM 1.1 Phân loại thực vật loài Keo lá tràm Keo lá tràm có tên khoa học là Acacia auriculiformis A. Benth, thuộc họ phụ Mimosoideae, họ Leguminosae, bộ Leguminosales đã được Cunningham (1878) nghiên cứu và đề cập trong bộ “Flora” của Bentham (Hoàng Văn Dưỡng, 2000) [9].
Ở miền Nam Việt Nam quen gọi là tràm bông vàng vì lá cây này có hình dáng gần giống với lá cây tràm (Melaleuca leucadendron) thuộc họ sim (Myrtaceae) và có hoa vàng để phân biệt với cây tràm có hoa đỏ (Cao Thọ Ứng, 1985) [37].2 Đặc điểm hình thái Cây Keo lá tràm là loài cây gỗ nhỏ đến trung bình, lá thường xanh. Cây có dáng đẹp, thân cây thường thay đổi, khúc thân dưới cành thẳng sau đó cong về phía trên, thường cây cao từ 10 - 20m, ở điều kiện thuận lợi như vùng phân bố tự nhiên cây cao có khi đến 30m, đường kính có thể đạt 60 - 80cm. 9 Vỏ cây màu xám hoặc nâu, khi còn non có vỏ nhẵn, khi tuổi cao vỏ càng thô, vỏ dày khoảng 3 - 10mm, nứt dọc nhỏ, khi già vỏ bong thành mảng dễ rụng, thịt vỏ dày 7 - 9mm màu xám trắng. Tán cây thường dày, rậm, rộng và có nhiều cành nhánh.
Loài cây này có lá kép lông chim trong thời kỳ cây mạ, sau đó là lá đơn do cuống lá biến thành. Lá đơn mọc cách hình lưỡi giáo dài 20cm rộng 2 - 3cm, có 3 gân chính chạy song song theo chiều dài của lá, phiến lá dày cứng, màu xanh lục, nhẵn, bóng, mép lá nguyên, đầu lá nhọn. Hoa tự hình bông mọc thành chùm dài, màu vàng tươi. Quả đậu hình dẹt, mỏng lúc còn non thẳng, khi già hình cong, cuộn lại theo kiểu xoắn ốc không đều, mép ngoài của quả gợn sóng như vành tai.
Quả dài 5 - 6cm, rộng 1,5cm. Hạt nhỏ dẹt hình bầu dục nằm ngang trong vỏ quả, dài chừng 4 - 6mm, dày 1mm, rộng 3 - 4mm. Mỗi hạt được bọc bởi một sợi râu màu vàng da cam. Hạt khi chín màu nâu đen, hạt có vỏ dày, cứng, rốn ở phía đầu nhỏ.
Mỗi kg hạt có khoảng 71.3 Đặc điểm sinh thái học Vùng phân bố: Keo lá tràm có phân bố tự nhiên ở Australia, Papua New Guinea và Indonesia, chúng có khả năng thích nghi nhất trong số các loài cây trồng rừng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ẩm (Pinyopusarerk, 1990) [73]. Ngày nay, Keo lá tràm được trồng rộng rãi ở nhiều nước như Indonesia, Malaysia, Srilanka, India, Thailan, Philipine, China. Ở Việt Nam Keo lá tràm được gây trồng từ những năm 50 của thế kỷ trước (Cao Thọ Ứng, 1985; Midgley và cs. Keo lá tràm thích hợp ở nhiều vùng sinh thái trên cả nước nhưng ở vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ có diện tích đất đai cũng như điều kiện khí hậu phù hơn so với vùng Bắc Trung Bộ và năng suất rừng giao động từ 10 – 25m 3/ha/năm (Ngô Đình Quế, 2010) [23].
Điều kiện khí hậu 10 Keo lá tràm là loài cây ưa sáng mạnh, sinh trưởng nhanh ở những vùng có khí hậu nóng ẩm hoặc cận ẩm, nhiệt độ không khí nóng quanh năm, nhiệt độ trung bình năm trên 240C, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất là 32 - 34 0C và tháng lạnh nhất là 17 - 220C, lượng mưa hàng năm là 2.500mm và chỉ có 1 - 2 tháng mùa khô. Tuy nhiên, Keo lá tràm là cây có biên độ sinh thái rộng, có khả năng chịu hạn cao. Chúng sống được ở vùng khô hạn có lượng mưa trung bình mưa hàng năm thấp hơn 700 mm, có mùa khô kéo dài từ 4 - 6 tháng, hoặc vùng có mùa đông lạnh xuống tới 100C. Nhưng ở những nơi đó Keo lá tràm sinh trưởng kém và cành nhánh nhiều (Cao Thọ Ứng, 1985) [37].
Điều kiện đất đai Keo lá tràm thuộc loài cây dễ thích nghi, sống được trên nhiều loại đất khác nhau từ đất cát ven biển đến đất sét, đất potzon, đất feralit, đất phát triển phiến thạch sét, phiến thạch mica, granit, đá vôi, bãi thải công nghiệp, đất chua phèn,… Biên độ có khả năng thích ứng của Keo lá tràm với pH từ 3 - 9,5, nhưng chúng sinh trưởng tốt trên đất còn giàu dinh dưỡng, tầng đất sâu, độ pH trung tính hoặc hơi chua (Turnbull, 1997) [85].4 Đặc điểm lâm sinh học Quần thể tự nhiên Keo lá tràm thường mọc thành đai hẹp và được tìm thấy ở những nơi đất thấp vùng nhiệt đới (Cao Thọ Ứng và Nguyễn Xuân Quát, 1986) [38]. Quần thể nhân tạo Keo lá tràm không những có thể trồng rừng hỗn giao với các loài cây Bạch đàn, phi lao, dầu rái, sao đen, …mà còn trồng rừng thuần loài đều sinh trưởng tốt. Vật hậu Cây Keo lá tràm thường ra hoa sau 2 - 3 tuổi, thời vụ ra hoa phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên ở nơi nó sinh sống. Tại nơi nguyên sản (Australia) cây ra hoa vào tháng 6 và tháng 7.
Quả chín và hạt có thể thu hoạch từ tháng 8 đến tháng 10. Nhưng ở Thái Lan và Malaysia Keo lá tràm lại ra hoa quanh năm (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1992) [20].