Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật tạo cây con cây phay duabanga grandiflora roxb ex dc tại tỉnh bắc kạn

Luận án tiến sĩ kỹ thuật phân tích nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật tạo cây con cây phay duabanga grandiflora roxb ex dc tại, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực

• Tác giả: Lê Sỹ Hồng
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Sỹ Trung
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm sinh
• Đề tài: Nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật tạo cây con cây Phay (Duabanga grandiflora Roxb. ex DC) tại tỉnh Bắc Kạn
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Những kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học và nhân giống cây rừng
• 1.1.1. Những nghiên cứu về sinh học của cây rừng
• 1.1.2. Những nghiên cứu về cấu trúc rừng
• 1.1.2.1. Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KHUYẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đặc điểm sinh học của cây Phay

Nghiên cứu về đặc điểm sinh học của cây Phay (Duabanga Grandiflora) tại Bắc Kạn đã xác định các đặc điểm hình thái, sinh lý và sinh thái của loài cây này. Cây Phay là loài cây gỗ lớn, ưa sáng, có khả năng chống chịu cao và sinh trưởng nhanh. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cây Phay thường phân bố ở các khu vực chân núi, ven khe suối và đất có tầng sâu hoặc lẫn đá. Các đặc điểm vật hậu như thời gian ra hoa, kết quả và tái sinh tự nhiên cũng được ghi nhận. Những thông tin này là cơ sở quan trọng để xác định điều kiện lập địa phù hợp cho việc trồng và phát triển cây Phay.

1.1. Đặc điểm hình thái và vật hậu

Cây Phay có thân thẳng, vỏ màu xám, cành và lá xếp đối xứng. Hoa của cây Phay có màu trắng, quả dạng nang chứa nhiều hạt nhỏ. Nghiên cứu ghi nhận thời gian ra hoa từ tháng 3 đến tháng 5 và kết quả từ tháng 6 đến tháng 8. Đặc điểm vật hậu này giúp xác định thời điểm thu hoạch hạt giống phù hợp.

1.2. Đặc điểm phân bố và sinh thái

Cây Phay phân bố chủ yếu ở các khu vực có độ cao từ 200-800m, ưa đất ẩm và giàu dinh dưỡng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cây Phay thường xuất hiện trong các quần xã rừng hỗn giao với các loài cây khác như Vàng anh, Vả và Dâu da đất. Điều này cho thấy khả năng thích nghi cao của cây Phay với các điều kiện sinh thái đa dạng.

II. Kỹ thuật nhân giống cây Phay

Nghiên cứu đã đề xuất các kỹ thuật nhân giống cây Phay bằng hai phương pháp chính: gieo hạt và giâm hom. Kết quả cho thấy hạt Phay có tỷ lệ nảy mầm cao khi được xử lý ở nhiệt độ 30°C và độ sâu lấp đất từ 1-2cm. Phương pháp giâm hom cũng đạt hiệu quả cao khi sử dụng thuốc kích thích ra rễ IAA và IBA. Những kỹ thuật này không chỉ giúp tăng tỷ lệ sống của cây con mà còn đảm bảo chất lượng giống, phục vụ cho việc trồng rừng quy mô lớn.

2.1. Nhân giống bằng hạt

Nghiên cứu xác định hạt Phay có khả năng nảy mầm cao nhất khi được ngâm trong nước ở nhiệt độ 30°C trong 4 giờ. Độ sâu lấp đất tối ưu cho gieo hạt là 1-2cm. Kết quả này giúp tối ưu hóa quy trình gieo ươm, đảm bảo tỷ lệ nảy mầm và sinh trưởng của cây con.

2.2. Nhân giống bằng giâm hom

Phương pháp giâm hom đạt hiệu quả cao khi sử dụng thuốc kích thích ra rễ IAA và IBA với nồng độ 1000ppm. Giá thể giâm hom phù hợp nhất là hỗn hợp cát và đất. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hom lấy từ cây mẹ có tuổi từ 1-2 năm cho tỷ lệ ra rễ và chồi cao nhất.

III. Ứng dụng và bảo tồn

Nghiên cứu về cây Phay không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc xác định đặc điểm sinh học và kỹ thuật nhân giống giúp phát triển cây Phay thành một loài cây trồng rừng hiệu quả, đặc biệt trong các khu vực đất trống, đồi trọc. Đồng thời, nghiên cứu cũng góp phần vào việc bảo tồn thực vật và đa dạng sinh học tại Bắc Kạn, nơi cây Phay đang đối mặt với nguy cơ suy giảm do khai thác quá mức.

3.1. Ứng dụng trong trồng rừng

Cây Phay được đề xuất là loài cây ưu tiên cho trồng rừng phòng hộ và sản xuất tại các khu vực đất trống, đồi trọc. Kỹ thuật nhân giống hiệu quả giúp cung cấp nguồn giống chất lượng, đáp ứng nhu cầu trồng rừng quy mô lớn.

3.2. Bảo tồn và phát triển bền vững

Nghiên cứu góp phần vào việc bảo tồn cây Phay, một loài cây có giá trị kinh tế và sinh thái cao. Việc phát triển các kỹ thuật nhân giống và trồng rừng giúp đảm bảo sự phát triển bền vững của loài cây này, đồng thời duy trì đa dạng sinh học tại khu vực Bắc Kạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu. Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu và thảo luận.

4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Những kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học và nhân giống cây rừng 1. Những nghiên cứu về sinh học của cây rừng (1). Những nghiên cứu về cấu trúc rừng Cơ sở sinh thái về cấu trúc rừng Quy luật về cấu trúc rừng là cơ sở quan trọng để nghiên cứu sinh thái học.

Trong nghiên cứu cấu trúc rừng người ta chia ra làm 3 dạng cấu trúc là: cấu trúc sinh thái, cấu trúc không gian và cấu trúc thời gian. Cấu trúc của thảm thực vật là kết quả của quá trình đấu tranh sinh tồn giữa thực vật với thực vật và giữa thực vật với hoàn cảnh sống. Trên quan điểm sinh thái thì cấu trúc rừng chính là hình thức bên ngoài phản ánh nội dung bên trong của hệ sinh thái rừng, thực tế cấu trúc rừng nó có tính quy luật và theo trật tự của quần xã. Các nghiên cứu về cấu trúc sinh thái của rừng mưa nhiệt đới đã được P.

Odum (1971) [101] tiến hành. Những nghiên cứu này đã nêu lên quan điểm, các khái niệm và mô tả định tính về tổ thành, dạng sống và tầng phiến của rừng. Baur (1976)[2] đã nghiên cứu các vấn đề về cơ sở sinh thái nói chung và về cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng nói riêng, trong đó đi sâu nghiên cứu cấu trúc rừng, các kiểu xử lý về mặt lâm sinh áp dụng cho rừng mưa tự nhiên. Từ đó tác giả đưa ra các nguyên lý tác động xử lý lâm sinh cải thiện rừng.

Khái niệm sinh thái được làm sáng tỏ là cơ sở để nghiên cứu các nhân tố cấu trúc trên quan điểm sinh thái học. Công trình nghiên cứu của R. Plaudy (1987)[61] đã biểu diễn cấu trúc hình thái rừng bằng các phẫu đồ rừng, nghiên cứu các cấu trúc sinh thái thông qua việc mô tả phân loại theo các khái niệm dạng sống, tầng phiến. 5 Mô tả về hình thái cấu trúc rừng Hiện tượng thành tầng là sự sắp xếp không gian phân bố của các thành phần sinh vật rừng trên cả mặt bằng và theo chiều thẳng đứng.

Phương pháp vẽ biểu đồ mặt cắt đứng của rừng P. Richards (1959) [63] đề xướng và sử dụng lần đầu tiên ở Guam đến nay vẫn là phương pháp có hiệu quả để nghiên cứu cấu trúc tầng thứ của rừng. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là chỉ minh họa được cách sắp xếp theo chiều thẳng đứng của các loài cây gỗ trong diện tích có hạn. Cusen (1953) đã khắc phục bằng cách vẽ một số giải kề bên nhau và đưa lại một hình tượng về không gian ba chiều.

Richards (1959, 1968, 1970) [63] đã phân biệt tổ thành rừng mưa nhiệt đới làm hai loại là rừng mưa hỗn hợp và rừng mưa đơn ưu có tổ thành loài cây đơn giản. Cũng theo tác giả thì rừng mưa thường có nhiều tầng (thường có 3 tầng, trừ tầng cây bụi và tầng cây cỏ). Trong rừng mưa nhiệt đới, ngoài cây gỗ lớn, cây bụi và các loài thân thảo còn có nhiều loại dây leo cùng nhiều loài thực vật phụ sinh trên thân hoặc cành cây. Trong các loại rừng dựa theo cấu trúc và dạng sống của thảm thực vật, phương pháp dựa vào hình thái bên ngoài của thảm thực vật được sử dụng nhiều nhất.

Kraft (1984) lần đầu tiên đưa ra hệ thống phân cấp cây rừng, ông phân chia cây rừng thành 5 cấp dựa vào khả năng sinh trưởng, kích thước và chất lượng cây rừng. Phân cấp của Kraft phản ánh được tình hình phân hoá cây rừng, tiêu chuẩn phân cấp rõ ràng, đơn giản và dễ áp dụng nhưng chỉ phù hợp với rừng thuần loài đều tuổi. Việc phân cấp cây rừng cho rừng tự nhiên hỗn loài nhiệt đới là một vấn đề phức tạp, cho đến nay vẫn chưa có tác giả nào đưa ra phương án phân cấp cây rừng cho rừng nhiệt đới tự nhiên được chấp nhận rộng rãi. Như vậy, hầu hết các tác giả khi nghiên cứu về tầng thứ thường đưa ra những nhận xét mang tính định tính, việc phân chia tầng thứ theo chiều cao mang tính cơ giới nên chưa phản ánh được sự phân tầng của rừng tự nhiên nhiệt đới.

Tóm lại, trên thế giới các công trình nghiên cứu về đặc điểm cấu trúc rừng nói chung và rừng nhiệt đới nói riêng rất phong phú, có nhiều công trình nghiên cứu công phu đã đem lại hiệu quả cao trong kinh doanh rừng. Những nghiên cứu về tái sinh rừng Tái sinh tự nhiên của rừng là một quá trình rất phức tạp. Tuy vậy vấn đề này cũng đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà lâm học. Khi nghiên cứu tái sinh rừng, người ta thường tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế.

Theo quan điểm của các nhà nghiên cứu thì hiệu quả tái sinh rừng được xác định bởi mật độ, tổ thành loài cây, cấu trúc tuổi, chất lượng cây con, đặc điểm phân bố. Sự tương đồng hay khác biệt giữa tổ thành lớp cây con và tầng cây gỗ đã được nhiều nhà khoa học quan tâm (Mibbre-ad, 1930; Richards, 1952; Baur G. Do tính phức tạp về tổ thành loài cây, trong đó chỉ có một số loài cây có giá trị nên trong thực tiễn người ta chỉ khảo sát những loài cây có ý nghĩa nhất định. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng tự nhiên vô cùng phức tạp và còn ít được quan tâm nghiên cứu.

Phần lớn tài liệu nghiên cứu về tái sinh tự nhiên của rừng mưa chỉ tập trung vào một số loài cây có giá trị kinh tế dưới điều kiện rừng ít nhiều đã bị biến đổi. Van Steenis (1956) [105] đã nghiên cứu hai đặc điểm tái sinh phổ biến của rừng mưa nhiệt đới là tái sinh phân tán liên tục của các loài cây chịu bóng và tái sinh vệt của các loài cây ưa sáng. Vấn đề tái sinh rừng nhiệt đới được thảo luận nhiều nhất là hiệu quả các cách xử lý lâm sinh liên quan đến tái sinh của các loài cây mục đích ở các kiểu rừng. Từ đó các nhà lâm sinh học đã xây dựng thành công nhiều phương thức chặt tái sinh.

Công trình của Walton, A. C - Wyatt Smith (1950) với phương thức rừng đồng tuổi ở Mã Lai; Taylor (1954), Jones (1960) với phương thức chặt dần tái sinh dưới tán rừng ở Nigeria và Gana. Nội dung hiệu quả của từng phương thức đối với tái sinh đã được G. Baur (1976) [2] tổng kết trong tác phẩm cơ sở sinh thái học trong kinh doanh rừng.

Về phương pháp điều tra tái sinh tự nhiên, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy mẫu ô vuông theo hệ thống của Lowdermilk (1927) với diện tích ô đo đếm thông thường từ 1 đến 4 m 2. Diện tích ô đo đếm nhỏ nên thuận lợi trong điều tra nhưng số lượng ô phải đủ lớn mới phản ánh trung thực tình hình tái sinh rừng. Để giảm sai số trong khi thống kê tái sinh tự nhiên, Barnard (1950) đã đề nghị một phương pháp “điều tra chẩn đoán” mà theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau.Richards (1959) [63] đã tiến hành nghiên cứu tái sinh ở rừng mưa nhiệt đới và cho xuất bản cuốn. ”Rừng mưa nhiệt đới” Kết quả nghiên cứu cho thấy tái 7 sinh rừng mưa nhiệt đới vô cùng phức tạp, cây tái sinh tự nhiên có phân bố cụm một số khác có phân bố Poisson.

Đối với rừng mua nhiệt đới, nhiều công trình nghiên cứu cách thức xử lí lâm sinh tại châu Phi, châu Mỹ, châu Úc. Riêng khu vực Đông Nam Á chưa được nghiên cứu nhiều. Kết quả nghiên cứu của G.Baur đã chỉ ra rằng sự thiết hụt ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây con [2].W (1969) [96] tầng cây bụi thảm tươi có ảnh hưởng lớn đến quá trình tái sinh của loài cây gỗ và thảm mục, chế độ thủy nhiệt tầng đất mặt đều có quan hệ với tái sinh ở mức độ khác nhau. Ảnh hưởng của yếu tố quần thụ đến tái sinh tự nhiên.

Nghiên cứu của Anden.S (1981) cho thấy độ khép tán của quần thụ có quan hệ với mật độ và sức sống của cây con, độ dày tối ưu cho sự phát triển bình thường của cây gỗ là 0,6 -0,7. Aubreville (1983) nhận thấy, trong rừng mưa thì tổ thành rừng thay đổi theo không gian và thời gian. Tổ hợp các loài sẽ được thay thế bằng một số loài cây khác hẳn. Nếu xét trên một diện tích nhỏ tổ hợp loài cây tái sinh không mang tính chất thừa kế.

Nhưng nếu xét trên một phạm vi rộng lớn thì tổ hợp loài cây tái sinh sẽ kế thừa nhau theo phương thức tuần hoàn. Thành công của Aubreville đã khái quát được hiện tượng bức khảm tái sinh và coi đó là ”Hiện tượng thuần túy ngẫu nhiên” và không lí giải nguyên nhân nào đã dẫn đến việc hình thành các tổ hợp loài tái sinh khác nhau. Vì vậy mà kết quả của ông còn thiếu tính thuyết phục. Bernard Rollet (1974), tổng kết các kết quả nghiên cứu về phân bố số cây tái sinh tự nhiên đã nhận xét: trong các ô có kích thước nhỏ (1 m x 1 m; 1 m x 1,5 m) cây tái sinh tự nhiên có dạng phân bố cụm, một số ít có phân bố Poisson.

Ở châu Phi trên cơ sở các số liệu thu thập Taylor (1954), Barnard (1955) xác định số lượng cây tái sinh trong rừng nhiệt đới thiếu hụt cần thiết phải bổ sung bằng trồng rừng nhân tạo. Ngược lại, các tác giả nghiên cứu về tái sinh tự nhiên rừng nhiệt đới châu Á như Bava (1954), Budowski (1956), Atinot (1965) lại nhận định dưới tán rừng nhiệt đới nhìn chung có đủ số lượng cây tái sinh có giá trị kinh tế, do vậy các biện pháp lâm sinh đề ra cần thiết để bảo vệ và phát triển cây tái sinh có sẵn dưới tán rừng, [15]. Lamprecht (1969) căn cứ vào nhu cầu ánh sáng của các loài cây trong suốt quá trình sinh sống để phân chia cây rừng nhiệt đới thành 3 nhóm gồm: 8 nhóm ưa sáng, nhóm cây bán chịu bóng và nhóm trung tính. Đối với rừng nhiệt đới thì các nhân tố sinh thái như nhân tố ánh sáng (thông qua độ tàn che của rừng), độ ẩm của đất, kết cấu quần thụ, cây bụi, thảm tươi là những nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tái sinh rừng, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu, đề cập đến vấn đề này.