Tổng quan nghiên cứu

Nền lâm nghiệp Việt Nam đang đẩy mạnh chuyển dịch chiến lược từ khai thác rừng tự nhiên sang bảo tồn, phục hồi và làm giàu rừng bằng các loài cây bản địa có giá trị kinh tế và sinh thái cao. Theo số liệu công bố hiện trạng rừng toàn quốc, diện tích đất có rừng cả nước đạt 14,295 triệu ha (trong đó rừng tự nhiên chiếm 10,525 triệu ha, rừng trồng 4,770 triệu ha), tỷ lệ che phủ đạt 41,65%, tăng trưởng rõ rệt so với mức 33,2% (10,9 triệu ha) của năm 1999. Mặc dù diện tích che phủ tăng lên, chất lượng rừng tự nhiên vẫn bị suy thoái nghiêm trọng do áp lực khai thác kiệt trong quá khứ và sự gia tăng của diện tích rừng trồng thuần loài mọc nhanh phục vụ công nghiệp chế biến gỗ dăm.

Cây Đinh thối (Fernandoa brilletii (Dop) Steenis) thuộc họ Quao (Bignoniaceae) là loài cây gỗ lớn nhóm II, có thân thẳng tròn đều, không bạnh vè, gỗ bền chắc, giác lõi màu vàng đẹp, không bị mối mọt, đáp ứng tối ưu các tiêu chí phục hồi hệ sinh thái rừng theo Quyết định số 57/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Dù vậy, theo Quyết định số 16/2005/QĐ-BNN, loài cây này vẫn chưa có tên trong danh mục các loài cây trồng rừng chủ lực do thiếu hụt nghiêm trọng các dẫn liệu khoa học về đặc điểm sinh thái và quy trình nhân giống chuẩn. Nghiên cứu này được thực hiện tại huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên nhằm giải quyết khoảng trống học thuật bằng cách đánh giá toàn diện cấu trúc lâm phần, quy luật tái sinh tự nhiên, đồng thời chuẩn hóa tỷ lệ ruột bầu và chế độ che sáng tại vườn ươm Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học thực tiễn giúp nâng cao tỷ lệ sống cây con lên trên 98%, tối ưu hóa chỉ tiêu sinh trưởng và mở ra giải pháp nhân rộng nguồn gen cây gỗ bản địa quý hiếm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn xây dựng trên nền tảng lý thuyết diễn thế sinh thái rừng mưa nhiệt đới của Richards, Whitmore và khung phân loại thảm thực vật Việt Nam của Thái Văn Trừng kết hợp hệ thống UNESCO. Các quan điểm này khẳng định rằng cấu trúc tầng tán và mối quan hệ cạnh tranh giữa các loài thực vật phản ánh trực tiếp mức độ ổn định của hệ sinh thái sau tác động nương rẫy hoặc khai thác kiệt. Nghiên cứu cũng ứng dụng lý thuyết sinh lý dinh dưỡng khoáng của Polster và Landis, chỉ ra rằng việc bổ sung cân đối dinh dưỡng hữu cơ và vi sinh vật trong ruột bầu quyết định khả năng hình thành bộ rễ và sức chống chịu của cây con. Đồng thời, lý thuyết về phân nhóm sinh thái theo nhu cầu ánh sáng của Kozlovxki và Sasaki được vận dụng để xác định ngưỡng che bóng thích hợp cho loài bản địa ở giai đoạn vườn ươm. Các khái niệm trung tâm bao gồm: Chỉ số giá trị quan trọng (Importance Value Index - IVI), quá trình tái sinh tự nhiên qua hạt, và động thái sinh trưởng của cây con vườn ươm.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập dữ liệu thứ cấp từ Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên và các cơ quan địa phương kết hợp khảo sát thực địa tại hai xã Phú Đình và Quy Kỳ, huyện Định Hóa. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc lâm phần sử dụng hệ thống 12 ô tiêu chuẩn (OTC) tạm thời với diện tích 1.000 m²/ô (tổng diện tích 1,2 ha) tại hai trạng thái rừng phục hồi sau nương rẫy (trạng thái IIa) và rừng phục hồi sau khai thác kiệt (trạng thái IIb). Trong mỗi OTC, thiết lập 5 ô dạng bản diện tích 25 m² (tổng cộng 60 ô dạng bản) để theo dõi cây tái sinh có chiều cao từ 0,3 m đến 2,0 m.

Về kỹ thuật nhân giống, nghiên cứu bố trí 2 khối thí nghiệm tại vườn ươm: thí nghiệm hỗn hợp ruột bầu gồm 6 công thức với cỡ mẫu 540 cây con, và thí nghiệm che sáng gồm 4 công thức với cỡ mẫu 360 cây con. Cả hai thí nghiệm đều áp dụng thiết kế khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần lặp lại (30 cây/công thức/lần lặp) nhằm kiểm soát sai số do vị trí luống ươm. Dữ liệu đường kính cổ rễ (D00) và chiều cao vút ngọn (Hvn) được đo đếm định kỳ 1 tháng/lần trong 7 tháng liên tục. Phương pháp phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA) qua phần mềm SPSS 20.0 và Microsoft Excel được lựa chọn để đánh giá độ tin cậy và kiểm định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất tin cậy 95% giữa các công thức.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, phân tích cấu trúc tầng cây cao cho thấy Đinh thối là thành phần tham gia tích cực vào tổ thành ưu thế sinh thái của rừng thứ sinh. Tại trạng thái IIa, mật độ tầng cây cao đạt từ 310 đến 393 cây/ha với 25 - 30 loài/OTC; chỉ số IVI của Đinh thối đạt 7,09% tại Phú Đình và 7,73% tại Quy Kỳ. Ở trạng thái IIb, mật độ cây đạt 304 - 329 cây/ha với 28 - 31 loài/OTC, Đinh thối duy trì chỉ số IVI từ 6,4% đến 6,7%, phân bố ở tầng tán chính và vươn lên tầng vượt tán với chiều cao bình quân từ 13,4 m đến 16,3 m, chiều cao tối đa đạt 26,1 m.

Thứ hai, mật độ tái sinh tự nhiên của lâm phần đạt từ 2.373 đến 2.427 cây/ha ở trạng thái IIa và từ 2.040 đến 3.973 cây/ha ở trạng thái IIb. Cây con có nguồn gốc từ hạt chiếm ưu thế vượt trội từ 78,9% đến 85,2%, tỷ lệ cây có phẩm chất tốt và trung bình đạt trên 80%. Riêng loài Đinh thối, mật độ tái sinh đạt từ 160 đến 187 cây/ha ở trạng thái IIa và từ 240 đến 373 cây/ha ở trạng thái IIb, trong đó số lượng cây tái sinh triển vọng dao động từ 75 đến 176 cây/ha. Tuy nhiên, phân bố chiều cao cho thấy sự suy giảm mạnh từ cấp I, II (423 - 836 cây/ha) xuống cấp V chỉ còn 120 - 427 cây/ha trên toàn lâm phần, do áp lực che bóng của tầng thảm tươi dày đặc.

Thứ ba, thí nghiệm vườn ươm đã xác định công thức ruột bầu CT3 (3% phân vi sinh + 7% phân chuồng hoai + 90% đất tầng A) là tối ưu nhất. Tỷ lệ sống của cây con ở công thức này đạt 100% ở giai đoạn 3 tháng tuổi và duy trì 98,89% ở 7 tháng tuổi, cao hơn 8,89% so với công thức đối chứng CT6 (100% đất tầng A, chỉ đạt 90%). Sinh trưởng đường kính cổ rễ ở công thức CT3 đạt 0,56 cm ở tháng thứ 5, vượt trội so với đối chứng 0,42 cm với giá trị F = 107,422 (p < 0,001). Về chế độ che sáng, tỷ lệ che 50% ánh sáng trực xạ trong 4 tháng đầu và hạ xuống 25% ở các tháng tiếp theo giúp cây phát triển cân đối nhất về cả chiều cao và đường kính.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả vượt trội của công thức bầu CT3 bắt nguồn từ sự kết hợp tối ưu giữa nguồn chất hữu cơ hoai mục và hệ vi sinh vật phân giải, giúp cải thiện độ xốp, tăng dung lượng hấp thu khoáng và kích thích các chóp rễ non của cây Đinh thối vươn dài. Xu hướng này tương đồng với các công bố khoa học trên cây Cẩm lai của Hà Thị Mừng và cây Chiêu liêu nước của Nguyễn Văn Thêm, khi tỷ lệ bón hữu cơ từ 7% đến 15% luôn mang lại sinh khối rễ vượt bậc. Các chuỗi dữ liệu trong nghiên cứu được trực quan hóa rõ nét qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ sống suy giảm tự nhiên theo thời gian và biểu đồ đường biểu diễn gia tốc tăng trưởng đường kính D00 và chiều cao Hvn, phản ánh bước nhảy vọt sinh thái mạnh mẽ từ tháng thứ 5 khi hệ rễ của cây con đã hoàn thiện.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, ban hành quy trình kỹ thuật vườn ươm chuẩn hóa: Ứng dụng công thức phối trộn hỗn hợp ruột bầu gồm 3% phân vi sinh + 7% phân chuồng hoai + 90% đất tầng A, kết hợp che sáng 50% trong 90 ngày đầu và giảm xuống 25% trong 120 ngày tiếp theo; mục tiêu bảo đảm tỷ lệ sống cây xuất vườn đạt trên 95% sau 7 tháng gieo ươm, thực hiện bởi các trung tâm giống cây trồng lâm nghiệp trong giai đoạn 2024 - 2025.

Thứ hai, thực hiện các biện pháp lâm sinh xúc tiến tái sinh tự nhiên có hỗ trợ: Định kỳ 6 tháng/lần tiến hành luỗng phát dây leo, cây bụi chèn ép xung quanh các cây tái sinh Đinh thối triển vọng có chiều cao từ 0,5 m đến 1,5 m tại các khu vực rừng phục hồi IIa và IIb, nhằm nâng mật độ cây con vượt tán lên mức tối thiểu 200 - 250 cây/ha trước năm 2026, do Ban quản lý rừng phòng hộ chủ trì.

Thứ ba, thiết lập các mô hình trồng rừng thử nghiệm và làm giàu rừng: Xây dựng 10 đến 15 ha mô hình trồng rừng bán tự nhiên hỗn giao giữa Đinh thối với các loài cây bản địa mọc nhanh tại huyện Định Hóa và các địa phương vùng Đông Bắc trong lộ trình 2025 - 2030, do Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn điều phối vốn đầu tư.

Thứ tư, kiến nghị Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn: Bổ sung cây Đinh thối vào danh mục các loài cây trồng rừng gỗ lớn chủ lực theo định hướng lâm nghiệp bền vững giai đoạn 2025 - 2035, tạo cơ chế hỗ trợ tài chính cho các dự án lâm nghiệp cộng đồng bảo tồn nguồn gen bản địa.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  • Cán bộ kỹ thuật và quản lý lâm nghiệp: Vận dụng hệ thống chỉ số cấu trúc lâm phần và thông số kỹ thuật vườn ươm để lập kế hoạch thiết kế luống ươm, kiểm định chất lượng cây giống phục vụ các dự án trồng rừng thay thế và rừng phòng hộ đầu nguồn.
  • Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Lâm học: Khai thác phương pháp luận điều tra thực địa, phương pháp lập ô tiêu chuẩn định lượng và mô hình phân tích phương sai ANOVA trên phần mềm SPSS trong các đề tài nghiên cứu sinh thái rừng nhiệt đới.
  • Doanh nghiệp và chủ vườn ươm cây giống lâm nghiệp: Ứng dụng trực tiếp công thức ruột bầu CT3 và quy trình che sáng nhằm hạ thấp tỷ lệ cây chết dưới 2%, rút ngắn chu kỳ xuất vườn xuống 7 tháng và tối ưu hóa chi phí sản xuất bầu ươm.
  • Cơ quan hoạch định chính sách bảo tồn đa dạng sinh học: Tham khảo các dẫn liệu định lượng về mật độ phân bố và tiềm năng tái sinh của loài Đinh thối để xây dựng quy hoạch phân vùng bảo vệ nguồn gen thực vật bản địa nguy cấp tại vùng trung du miền núi phía Bắc.

Câu hỏi thường gặp

  1. Cây Đinh thối thuộc nhóm gỗ nào và có đặc tính sử dụng ra sao? Đinh thối thuộc nhóm gỗ II trong bảng phân loại gỗ của Việt Nam. Gỗ có đặc tính cơ lý rất tốt, thớ thẳng, không bị mối mọt hay cong vênh, giác lõi màu vàng sáng với vân đẹp, thường được khai thác làm cột nhà, xà gồ và đồ nội thất mỹ nghệ cao cấp.

  2. Tại sao mật độ cây tái sinh Đinh thối trong tự nhiên lại giảm mạnh ở các cấp chiều cao lớn? Trong thảm thực vật tự nhiên, cây con Đinh thối dưới 1,0 m bị cạnh tranh gay gắt bởi thảm tươi và dây leo tầng mặt. Khi vươn lên cấp chiều cao IV và V (trên 1,0 m), do thiếu hụt ánh sáng chiếu rọi trực tiếp từ tầng tán rừng, phần lớn cây con không vượt qua được ngưỡng đào thải tự nhiên, khiến mật độ giảm xuống chỉ còn 13 - 28 cây/ha.

  3. Hỗn hợp ruột bầu nào đem lại hiệu quả cao nhất cho cây Đinh thối ở vườn ươm? Công thức ruột bầu tối ưu nhất là sự kết hợp của 3% phân vi sinh + 7% phân chuồng hoai mục + 90% đất tầng A. Tỷ lệ này tạo độ tơi xốp lý tưởng, giữ ẩm tốt và cung cấp đầy đủ dưỡng chất khoáng, giúp cây con đạt tỷ lệ sống 98,89% và đường kính cổ rễ 0,56 cm sau 5 tháng.

  4. Chế độ điều tiết ánh sáng ở vườn ươm cần thay đổi như thế nào theo từng giai đoạn? Trong 3 - 4 tháng đầu đời, cây con Đinh thối ưa bóng nhẹ nên cần che 50% ánh sáng trực xạ bằng lưới nilon đen. Từ tháng thứ 5 đến tháng thứ 7, khi thân cây bắt đầu hóa gỗ, cần giảm tỷ lệ che sáng xuống còn 25% để cây tăng cường quá trình quang hợp và tôi luyện trước khi đưa đi trồng rừng.

  5. Có nên trồng rừng thuần loài cây Đinh thối trên diện tích lớn không? Không nên trồng thuần loài với mật độ quá dày vì Đinh thối trong tự nhiên phân bố rải rác và cần môi trường sinh thái đa dạng để phát triển. Thay vào đó, giải pháp tối ưu là trồng hỗn giao với các loài cây họ Đậu hoặc trồng làm giàu dưới tán rừng tự nhiên nghèo kiệt theo phương thức lâm sinh bền vững.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định rõ đặc điểm lâm học của loài Đinh thối trong các trạng thái rừng thứ sinh IIa và IIb tại Thái Nguyên với chỉ số IVI đạt từ 6,4% đến 7,73%, khẳng định vai trò cấu trúc quan trọng của loài trong tầng tán chính.
  • Khảo sát thực địa chỉ ra tái sinh tự nhiên từ hạt chiếm tỷ lệ vượt trội trên 78%, tuy nhiên cần áp dụng biện pháp phát dọn thảm tươi để nâng cao số lượng cây tái sinh triển vọng đạt cấp chiều cao trên 1,0 m.
  • Xác lập thành công công thức hỗn hợp ruột bầu tối ưu (3% vi sinh + 7% phân chuồng + 90% đất tầng A), giúp tỷ lệ sống đạt 98,89% và đường kính cổ rễ đạt 0,56 cm ở 5 tháng tuổi.
  • Chuẩn hóa kỹ thuật điều tiết ánh sáng giàn che (50% trong giai đoạn 1 - 4 tháng và 25% trong giai đoạn 5 - 7 tháng), tạo bước đệm hoàn thiện quy trình nhân giống thương mại.
  • Kêu gọi các đơn vị quản lý lâm nghiệp và chủ vườn ươm tiếp nhận chuyển giao quy trình kỹ thuật để mở rộng sản xuất giống cây Đinh thối ngay trong vụ gieo ươm mùa xuân năm 2024, đóng góp thiết thực vào mục tiêu phục hồi rừng bền vững.