Luận án kỹ thuật trồng keo lưỡi liềm vùng cát - NCS Nguyễn Thị Liệu

Nghiên cứu cơ sở khoa học và quy trình kỹ thuật trồng keo lưỡi liềm Acacia crassicarpa mang lại hiệu quả sinh thái và kinh tế lâm nghiệp cao.

• Tác giả: Nguyễn Thị Liệu
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Thái Dương
• Trường học: Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Lâm sinh
• Đề tài: Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật trồng Keo lưỡi liềm (Acacia crassicarpa A. Benth) ở vùng cát cho mục đích phòng hộ và kinh tế tại tỉnh Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu khoa học trồng keo lưỡi liềm

Keo lưỡi liềm (Acacia crassicarpa A. Cunn ex Benth) là loài cây thân gỗ thuộc họ Đậu, có nguồn gốc từ Australia. Tại Việt Nam, loài cây này được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong trồng rừng phòng hộ và kinh tế tại các tỉnh ven biển miền Trung như Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế. Đặc điểm sinh học nổi bật của keo lưỡi liềm bao gồm khả năng sinh trưởng nhanh, chịu hạn tốt và thích nghi với đất cát nghèo dinh dưỡng. Các nghiên cứu chỉ ra rằng loài cây này có thể cải thiện độ phì nhiêu của đất thông qua việc bổ sung chất hữu cơ và nitơ. Ngoài ra, keo lưỡi liềm còn có vai trò quan trọng trong việc chắn gió, chống xói mòn đất và cải thiện tiểu khí hậu khu vực trồng rừng.

1.1. Đặc điểm sinh học và sinh thái của keo lưỡi liềm

Keo lưỡi liềm có chiều cao trung bình từ 15-25 mét, đường kính thân 20-30 cm sau 5-7 năm trồng. Lá kép lông chim, màu xanh lục đậm, dễ rụng vào mùa khô. Hệ rễ phát triển mạnh, bao gồm rễ cọc sâu và rễ ngang lan rộng, giúp cây chống chịu hạn và gió. Loài cây này ưa sáng, sinh trưởng tốt trên đất cát ven biển có độ pH từ 5,5-6,5. Khả năng tái sinh bằng hạt và chồi sau khai thác cao, giúp duy trì độ che phủ rừng lâu dài. Ngoài ra, keo lưỡi liềm có khả năng cố định nitơ nhờ vi khuẩn cộng sinh trong nốt sần rễ.

1.2. Vai trò của keo lưỡi liềm trong phòng hộ và kinh tế

Keo lưỡi liềm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đất cát ven biển khỏi xói mòn gió. Hệ rễ sâu và tán lá dày giúp chắn gió, giảm tốc độ gió lên đến 50%, bảo vệ mùa màng và hạ tầng. Về kinh tế, loài cây này cung cấp gỗ có giá trị cao, được sử dụng trong sản xuất giấy, ván ép và nhiên liệu sinh học. Ngoài ra, keo lưỡi liềm còn tạo sinh kế cho người dân địa phương thông qua việc trồng rừng, thu hoạch gỗ và sản phẩm phụ. Các nghiên cứu tại Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế cho thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt sau 5 năm trồng rừng.

II. Phân tích tình hình đất cát ven biển và thách thức trồng rừng

Đất cát ven biển miền Trung Việt Nam có thành phần cơ giới chủ yếu là cát thô, tỷ lệ cát chiếm trên 90%, hàm lượng mùn và dinh dưỡng thấp (0,12%-0,25% mùn, N% = 0,014%). Độ pH biến động từ hơi chua đến chua (5,5-6,5), mực nước ngầm thay đổi phức tạp theo mùa. Đặc biệt, đất cát dễ di động theo gió, gây xói mòn và mất đất canh tác. Những điều kiện khắc nghiệt này đòi hỏi phải áp dụng các biện pháp canh tác tổng hợp, bao gồm lâm nghiệp, nông nghiệp kết hợp và quản lý nước. Thực trạng sử dụng đất cát ven biển cho thấy đa phần diện tích bị bỏ hoang hoặc trồng các loài cây kém hiệu quả, dẫn đến suy thoái đất và mất đa dạng sinh học.

2.1. Đặc điểm đất cát ven biển miền Trung

Đất cát ven biển được phân thành ba nhóm chính: cồn cát di động, cồn cát cố định và bãi cát cố định. Cồn cát di động có địa hình không ổn định, luôn thay đổi vị trí do tác động của gió. Cồn cát cố định chủ yếu là cồn cát vàng, trong khi bãi cát cố định bao gồm các dạng như bãi cát trắng vàng, xám đen và ẩm quanh năm. Thành phần khoáng vật chủ yếu là thạch anh, hàm lượng sét và limon thấp. Độ ẩm đất thay đổi theo mùa, mùa khô đất bị khô hạn nghiêm trọng, trong khi mùa mưa đất bị ngập úng cục bộ.

2.2. Thách thức trong trồng rừng keo lưỡi liềm

Các thách thức chính bao gồm tỷ lệ sống thấp do điều kiện đất khô hạn, gió mạnh và thiếu dinh dưỡng. Cây con dễ bị chết do thiếu nước, đặc biệt trong giai đoạn đầu sau trồng. Ngoài ra, sâu bệnh hại như sâu đục thân và nấm bệnh phát triển mạnh trên đất cát nghèo dinh dưỡng. Khả năng thoát nước nhanh của đất cát gây khó khăn trong việc cung cấp đủ nước cho cây trong mùa khô. Bên cạnh đó, thiếu hụt nguồn giống chất lượng và kỹ thuật trồng rừng chưa được tối ưu hóa cũng là rào cản lớn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tỷ lệ sống của keo lưỡi liềm trên đất cát ven biển chỉ đạt 60-70% nếu không có biện pháp chăm sóc phù hợp.

III. Giải pháp kỹ thuật trồng keo lưỡi liềm trên đất cát ven biển

Để nâng cao hiệu quả trồng keo lưỡi liềm trên đất cát ven biển, cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp, bao gồm kỹ thuật nhân giống, trồng rừng và chăm sóc. Kỹ thuật nhân giống bao gồm gieo hạt, giâm hom và ươm cây con trong bầu đất phù hợp. Kỹ thuật trồng rừng tập trung vào việc cải thiện đất, lựa chọn mật độ trồng, thời vụ trồng và chế độ chăm sóc. Bón phân hữu cơ, che phủ đất và tưới nước hợp lý giúp cải thiện điều kiện sinh trưởng. Ngoài ra, việc lựa chọn giống keo lưỡi liềm có nguồn gốc phù hợp với điều kiện địa phương cũng đóng vai trò quan trọng trong thành công của mô hình trồng rừng.

3.1. Kỹ thuật nhân giống keo lưỡi liềm

Kỹ thuật nhân giống keo lưỡi liềm bao gồm hai phương pháp chính: gieo hạt và giâm hom. Gieo hạt yêu cầu xử lý hạt bằng nước ấm (40-50°C) trong 24 giờ để phá vỡ trạng thái ngủ nghỉ, sau đó gieo trong bầu đất có tỷ lệ cát, đất sét và phân hữu cơ cân đối. Tỷ lệ nảy mầm đạt 80-90% nếu nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát tốt. Phương pháp giâm hom sử dụng hom từ cành bán hóa gỗ, xử lý bằng chất kích thích ra rễ (IBA 0,3-0,5%) và trồng trong bầu đất tơi xốp. Tỷ lệ ra rễ đạt 60-70% nếu độ ẩm đất được duy trì ổn định. Cây con sau khi ươm 3-4 tháng có thể đưa ra trồng.

3.2. Kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng keo lưỡi liềm

Kỹ thuật trồng rừng bao gồm làm đất theo băng, tạo hố trồng kích thước 30x30x30 cm. Mật độ trồng khuyến cáo 2.500 cây/ha (4x1 m) hoặc 1.600 cây/ha (5x1,25 m) tùy theo mục đích sử dụng. Thời vụ trồng tốt nhất là đầu mùa mưa (tháng 5-6), khi đất đủ ẩm. Bón phân lót gồm phân hữu cơ (10-15 tấn/ha) và phân lân (200-300 kg/ha). Chăm sóc bao gồm tưới nước 2-3 lần/tuần trong 3 tháng đầu, che phủ gốc bằng rơm rạ để giữ ẩm và chống cỏ dại. Sau 1 năm, tiến hành tỉa thưa và bón thúc phân NPK (15:15:15) 100-150 kg/ha/năm.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở khoa học và kỹ thuật trồng keo lưỡi liềm trên đất cát ven biển miền Trung đã chứng minh hiệu quả vượt trội của loài cây này trong việc cải tạo đất, chắn gió và mang lại giá trị kinh tế. Các kết quả thực nghiệm tại Quảng Bình, Quảng Trị và Thừa Thiên Huế cho thấy tỷ lệ sống của cây đạt 85-90% khi áp dụng đầy đủ các biện pháp kỹ thuật. Sau 5 năm, sản lượng gỗ đạt 150-200 m³/ha, góp phần quan trọng vào phát triển kinh tế địa phương. Ngoài ra, keo lưỡi liềm còn cải thiện độ phì nhiêu đất, tăng độ che phủ rừng và giảm thiểu xói mòn. Kết quả nghiên cứu có thể nhân rộng cho các vùng đất cát ven biển khác tại Việt Nam.

4.1. Kết luận từ nghiên cứu khoa học

Keo lưỡi liềm là loài cây có tiềm năng cao trong trồng rừng phòng hộ và kinh tế trên đất cát ven biển. Khả năng chịu hạn, sinh trưởng nhanh và khả năng cải thiện đất là những ưu điểm vượt trội. Nghiên cứu đã xác định được các yếu tố kỹ thuật quan trọng như xử lý hạt, mật độ trồng, chế độ chăm sóc và bón phân phù hợp với điều kiện đất cát. Kết quả thí nghiệm tại ba tỉnh miền Trung cho thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt sau 5 năm trồng rừng, với tỷ suất lợi nhuận đạt 25-30%.

4.2. Đề xuất ứng dụng thực tiễn

Các tỉnh ven biển miền Trung nên ưu tiên trồng keo lưỡi liềm trên diện tích đất cát bỏ hoang hoặc kém hiệu quả. Cần xây dựng các mô hình trồng rừng kết hợp với nông nghiệp, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, cần tăng cường công tác tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật cho người dân và xây dựng các chính sách hỗ trợ về giống, phân bón và vốn đầu tư. Các doanh nghiệp lâm nghiệp nên đầu tư vào chế biến gỗ keo lưỡi liềm để nâng cao giá trị gia tăng. Việc nhân rộng mô hình này sẽ góp phần quan trọng vào bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Trên thế giới 1. Nghiên cứu về đất cát ven biển và trồng rừng trên đất cát ven biển Nghiên cứu về rừng phòng hộ và phát triển nông, lâm nghiệp trên các vùng bị sa mạc hoá nói chung và các vùng trên đất cát ven biển nói riêng đã được nhiều tác giả quan tâm chú ý từ thế kỷ XVIII. Các nghiên cứu được tiến hành theo nhiều khía cạnh khác nhau nhưng tập trung chủ yếu vào các vấn đề như động thái cát di động, đặc điểm đất cát ven biển.

Các loài cây trồng và cấu trúc đai rừng phòng hộ, khả năng phòng hộ chắn gió, chắn cát cũng như giá trị kinh tế của hệ thống đai rừng trên vùng cát ven biển. Nghiên cứu về động thái cát bay ven biển Hạt cát chỉ di động khi sức gió lớn hơn trọng lượng của nó, theo Sô-kô-lốp H. hạt cát càng bé thì tốc độ gió làm hạt cát di động càng thấp (<0,25 mm và 4,5-6,7 m/s) và ngược lại >1,0 mm và 11,4-13,0 m/s). Khi tốc độ gió đủ lớn, hạt cát tách khỏi bề mặt bãi cát hoà nhập vào luồng gió, tuỳ theo địa hình, trọng lượng hạt cát, tốc độ gió mà hạt cát di động theo ba hình thức: Lăn (nơi bãi cát bằng, hạt cát to), nhảy (nơi bãi cát phẳng, hạt cát vừa và nhỏ) hoặc bay (hạt cát nhỏ, gió mạnh).

Khi gió ngừng thổi hoặc thay đổi tốc độ, hạt cát mới rơi xuống đất (dẫn theo Ngô Quang Đê, 1997) [13]. Qua thời gian, sóng biển và thủy triều tạo nên các bãi cát phẳng ở ven biển, gió thổi làm cát di động chuyển dần về phía đất liền. Quá trình đó hình thành nên các hình dạng và các kiểu đất cát, cồn cát khác nhau. Gió thổi làm cát di động và thay đổi hình dạng của các cồn cát, bãi cát, gây cát lấp, lấn dần vào các khu vực đất khác.

Mưa làm cát trôi, xói lở tạo các dòng chảy cũng làm thay đổi địa hình đất cát, làm cát trôi, tràn lấp đồng ruộng. 6 Trong hai nhân tố quan trọng nhất làm cát di động là gió và nước thì gió là nhân tố chính, làm thay đổi địa hình nhiều hơn và xa hơn, gây cát bay, cát lấp lấn chiếm vào các khu vực đất khác, làm tăng diện tích đất cát, giảm diện tích canh tác. Nghiên cứu về trồng rừng phòng hộ vùng cát ven biển Do những tác hại to lớn mà hiện tượng cát bay và khô hạn do cát gây ra, ở hầu hết các nước trên thế giới đều tiến hành trồng rừng trên đất cát nhằm hạn chế các tác hại trên và cải tạo môi trường vùng cát. Vì vậy, hầu hết các nghiên cứu về trồng rừng trên đất cát đều chủ yếu tập trung vào rừng phòng hộ.

Các nghiên cứu khá đa dạng, từ kết cấu đai rừng đến việc chọn loài cây và các biện pháp kỹ thuật trồng, kỹ thuật xây dựng đai rừng,. có thể tóm lược một số nét khái quát như sau: - Kết cấu đai rừng và tác dụng phòng hộ của đai rừng Vấn đề bố trí thiết kế các đai rừng nhằm đạt đến hiệu quả phòng hộ cao nhất được nhiều người quan tâm. Kết cấu đai rừng là đặc trưng về hình dạng và cấu tạo bên trong của đai rừng, nó quyết định đến đặc điểm và mức độ lọt gió cũng như tốc độ gió của đai rừng đó. Có ba loại kết cấu đai rừng là kết cấu kín (đai rừng nhiều tầng tán, hệ số lọt gió <0,3), kết cấu hơi kín (có 2-3 tầng tán, hệ số lọt gió 0,3 – 0,5) và kết cấu thưa (chỉ có 1 tầng tán, hệ số lọt gió 0,5 – 0,7).

Kết cấu đai rừng ảnh hưởng đến tốc độ gió. Đối với đai kín, gió chủ yếu vượt qua tầng tán, tạo ra giảm áp ngay sau đai và tạo ra tốc độ gió nhỏ nhất tại đó, sau đó tốc độ gió nhanh chóng phục hồi, tốc độ gió trung bình giảm 30% trong khoảng 15- 20H. Đai rừng kết cấu thưa có tác dụng theo kiểu khí động học, khi gặp đai gió phân thành 2 phần: một phần vượt qua tán đai, phần kia chui qua đai, sau đó hai phần gió này gặp lại nhau sau đai, tốc độ gió nhỏ nhất ở sau đai 5 – 8H, tại điểm đó tốc độ gió bằng 40 – 50% tốc độ gió ban đầu. tốc độ gió sau đai rừng thưa phục hồi chậm hơn cả nên phạm vi chắn gió của đai thưa lớn (60H), phạm vi phòng hộ có hiệu quả 35 - 40H với tốc độ gió giảm 35 - 40%.

Nhưng theo Machiakin G.I hay Bođrôp V.A thì phạm vi chắn gió của đai thưa hẹp hơn đai hơi kín.I cho rằng đai rừng hơi kín 7 giảm tốc độ gió nhiều nhất. Ở vị trí sau đai 30H, tốc độ gió giảm 40% và phạm vi chắn gió đạt 60H – 100H mới phục hồi như cũ (dẫn theo Ngô Quang Đê, 1997) [13]. Hiệu quả phòng hộ của đai rừng, các kết quả nghiên cứu đều khẳng định vai trò to lớn của các đai rừng để phòng hộ và cải thiện điều kiện canh tác. Theo Zheng Haishui (1996) [91] một đai rừng có chiều rộng 100 m mỗi năm có khả năng cố định được 124 - 223 m3 cát.

Ở thành phố Zhanjiang 20.000 ha các đụn cát di động và bán di động đã được cố định bởi các đai rừng và kết quả hàng ngàn ha đất nông nghiệp được phục hồi. Ở khoảng cách 5 - 25H, tốc độ gió giảm 25 - 40%, vùng có hiệu quả nhất là trong phạm vi 5H, ở đó tốc độ gió giảm 46 - 69%. Hiệu quả chắn gió giảm khi khoảng cách giữa các đai rừng cách xa nhau. Nhiệt độ không khí trong đai rừng tăng 0,3 – 1,5 0C vào mùa Đông và giảm 1 - 2 0C vào mùa hè.

- Loài cây và kỹ thuật trồng rừng phòng hộ chắn cát ven biển Ở Trung Quốc và các nước Trung Đông, miền Đông và Tây Châu Phi thì Phi lao được coi là loài cây chủ đạo trồng trên các vùng cát thành các hệ thống đai có chiều rộng ít nhất 100 - 200 m, có nơi từ 2 - 5 km tuỳ bề rộng bãi cát và địa hình địa mạo, cự ly trồng 1m x 2m (5.000 cây/ha) đến 1m x 1m (10. Sau đai rừng Phi lao là các đai rừng hỗn giao hoặc thuần loài của Bạch đàn, Keo, Thông nhựa, phía trong cùng sau các đai rừng dùng để canh tác nông nghiệp (Zheng Haishui, 1996) [91]. + Công trình nổi bật của Trung Quốc được đánh giá là một thành công vĩ đại trong những năm gần đây về cải thiện điều kiện môi trường chống bão cát và hạn chế xói mòn là hệ thống phòng hộ quy mô lớn được tiến hành trên 551 hạt thuộc 13 tỉnh phía Bắc từ Sơn Tây, Ninh Hạ, khu vực tự trị Nội Mông đến Bắc Kinh, Liêu Ninh (dẫn theo Ngô Quang Đê, 1997) [13]. Theo tài liệu của Trạm Nông Lâm Daodông ở đảo Hải Nam, một khu rừng trồng Phi lao 10 tuổi đã tạo một lớp thảm mục dày 4 - 9 cm, với tổng cành rơi lá rụng 15 - 21 tấn/ha trong 10 năm.

Thu nhập từ khai thác gỗ củi ở tuổi 15 đạt 2. Ảnh hưởng của điều kiện lập địa và các biện pháp kỹ thuật trồng rừng đến sinh trưởng rừng trồng phòng hộ - Ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến sinh trưởng của rừng trồng Theo kết quả nghiên cứu ở một số nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông Lương thế giới (FAO, 1984) [68] cho rằng khả năng sinh trưởng của rừng trồng phụ thuộc rất rõ vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan đến điều kiện lập địa là: Khí hậu, địa hình, loại đất và hiện trạng thực bì. Từ các kết quả của nhiều công trình nghiên cứu ở vùng nhiệt đới, Julian Evans (1992) [73] đã đưa ra nhận xét đáng chú ý rằng khí hậu có ảnh hưởng khá rõ rệt đến năng suất rừng trồng, đặc biệt là tổng lượng mưa bình quân hàng năm, sự phân bố lượng mưa trong năm, lượng bốc hơi và nhiệt độ không khí. Như vậy qua các công trình nghiên cứu trên cho thấy việc xác định vùng trồng và điều kiện lập địa phù hợp với từng loài cây trồng là rất cần thiết, đó là một yếu tố quyết định năng suất và chất lượng của rừng trồng.

- Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất rừng trồng Schonau (1985) [84] nghiên cứu về vấn đề bón phân cho Bạch đàn (E. grandis) ở Nam Phi, tác giả đã cho thấy công thức bón 150g NPK/gốc với tỷ lệ N:P:K = 3:2:1 có thể nâng cao chiều cao trung bình của rừng trồng lên gấp 2 lần sau năm thứ nhất. Ở Brazin, Mello H do A. (1976) [77] kết luận rằng Bạch đàn sinh trưởng khá tốt trong điều kiện không bón phân, tuy nhiên nếu bón NPK thì năng suất rừng trồng tăng lên 50%.

Ở Cu Ba, Herrero G. và cộng sự (1988) [70] kết luận rằng bón phân lân đã nâng sản lượng rừng Keo từ 56 lên 69 m3/ha sau 13 năm trồng. - Ảnh hưởng của mật độ đến năng suất rừng trồng Mật độ trồng rừng ban đầu là một trong những biện pháp lâm sinh quan trọng có ảnh hưởng khá rõ rệt đến năng suất rừng trồng, tuỳ thuộc vào điều kịên lập địa nơi trồng, mục đính 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.

9 Julian Evans (1992) [73] đã bố trí 4 công thức mật độ trồng khác nhau (2.985, 1680, 1075 và 750 cây/ha) cho Bạch đàn (E. deglupta) ở Papua New Guinea. Kết quả thu được sau 5 năm tuổi cho thấy đường kính bình quân của các công thức thí nghiệm tăng theo chiều giảm của mật độ, nhưng tổng tiết diện ngang (m2/ha) lại tăng theo chiều tăng của mật độ. Trong một nghiên cứu ở Queensland (Australia) với thông (P.

caribaea) Julian Evans (1992) [73] cũng thiết lập thí nghiệm với 5 công thức mật độ gồm (2.075 và 750 cây/ha). Sau hơn 9 năm tuổi, đã kết luận được những công thức mật độ thấp có D1,3 > 10cm chiếm tỷ lệ cao hơn so với những công thức có mật độ cao, tuy nhiên tổng tiết diện ngang thì các công thức có mật độ cao lại cao hơn. Có nghĩa là với thí nghiệm này thì các công thức mật độ cao cho trữ lượng gỗ cao hơn nhưng tỷ lệ gỗ thành phẩm thấp hơn. Nghiên cứu tình hình gây trồng Keo lưỡi liềm 1.

Thông tin chung về Keo lưỡi liềm Keo lưỡi liềm (Acacia crassicarpa A. Tên khác là Keo lá liềm, Keo lưỡi mác. Tên tiếng Anh: Northern Wattle, Papua New Guinea: Red Wattle, tên khác Akasia Cook Islands.