CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đặc điểm sinh thái cây Keo tai tượng (Acacia mangium) Keo tai tượng (Acacia mangium), còn có tên khác là keo lá to, keo mỡ là một cây thuộc phân họ Trinh nữ (Mimosaceae). Keo tai tượng phân bố tự nhiên ở phía Bắc Australia, Papua New Guinea, Đông Indonesia. Vùng phân bố chính rộng nhưng không liên tục từ vĩ tuyến 8 – 180 Nam.
Thường phân bố ở những nơi có độ cao thấp từ 10 – 400 m và không vượt quá 800 m. Loài này đã được đem trồng thành công ở Sabah (Malaysia), Philippines, Hawaii, Costa Rica và nhiều nơi khác ở châu Á. Người ta sử dụng keo tai tượng để bảo vệ cảnh quan môi trường và lấy gỗ. Ở Việt Nam, Keo tai tượng được trồng rừng với mục đích chủ yếu là cải tạo môi trường sinh thái và sản xuất gỗ, cung cấp gỗ nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến bột giấy, ván sợi ép, trụ mỏ dùng đóng đồ mộc, gỗ xây dựng, làm ván ghép thanh….
Loài cây Keo tai tượng thích hợp nơi có nhiệt độ bình quân năm 23-240C, độ cao dưới 600 - 700m so với mực nước biển, độ dốc dưới 20 – 250C, ưa đất tốt sâu dày hơn Keo lá tràm, thành phần cơ giới trung bình, thoát nước. Cây mọc tốt trên nhiều loại đất có pH: 4 – 5; đặc biệt sinh trưởng tốt ở những nơi đất tốt, tầng đất dày, nơi có lượng mưa từ 1500 – 2500 mm/năm. Cây mọc nhanh, khỏe, chịu đựng mọi hoàn cảnh. Mọc trên nhiều loại đất: Đất pha cát ven biển, đất Bazan, đất bồi tụ, vàng đỏ, phù sa cổ,… Cây gỗ lớn cao 25 - 30m, đường kính có thể đạt tới 60-80 cm.Thân mập, thẳng, vỏ ngoài màu xám, phân cành dài, nhánh non có 3 cạnh to.
Cây ưa sáng, mọc nhanh, có khả năng cải tạo đất, chống xói mòn, chống cháy rừng. Gỗ thẳng, màu vàng trắng có vân, có giác lõi phân biệt, gỗ có tác dụng nhiều mặt: kích thước nhỏ làm nguyên liệu giấy, kích thước lớn sử dụng trong xây dựng, đóng đồ mộc mỹ nghệ, hàng hóa xuất khẩu. Về đất đai: chủ yếu trồng trên các loại đất feralit, tầng dày tối thiểu 35 cm, tối ưu: 40 - 50 cm. Đất phù sa cổ, đất xám bạc màu, đất phèn lên luống không bị ngập nước đều có thể trồng được.
n 5 - Lá đơn, mọc cách, dạng thuôn dài, cong phình rộng ở phần trên, đầu thuôn tù thu hẹp dần ở góc, hẹp theo cuống, màu xanh lục bóng. Có 4 gân từ góc lá, cong theo phiến, gân nhỏ mạng lưới. - Cụm hoa dạng bông ở nách lá. Hoa nhỏ màu vàng.
- Quả đậu, dài, xoắn lại nhiều vòng, màu nâu đậm. - Keo tai tượng mọc tự nhiên ở Australia, được nhập trồng ở nhiều nước nhiệt đới Châu Á. Ở Việt Nam được trồng rộng rãi trong toàn quốc, thường trồng thành rừng tập trung, trồng xen, trồng phân tán,… - Gỗ màu nhạt dễ cưa xẻ, đóng đồ gia dụng, dùng trong xây dựng, xẻ ván, làm bột, giấy, sản xuất ván nhân tạo. - Là loài cây đa mục đích, thuộc loài cây cố định đạm có tác dụng cải tạo đất.
Các nghiên cứu về sinh khối rễ nhỏ trên thế giới và Việt Nam 1. Trên thế giới Ammer và Wagner (2005) nghiên cứu tại rừng Thông Na uy đã chỉ ra sử dụng phương pháp mô hình hóa để xác định sinh khối rễ nhỏ sẽ đạt được 62 đến 72% so với kết quả xác định sinh khối rễ nhỏ bằng phương pháp ống dung trọng [8]. Katrin Heinsoo và cộng sự (2009) nghiên cứu tại hai loại rừng trồng (Salix viminalis và Salix dasyclados) kết quả cho thấy sinh khối rễ nhỏ chiếm từ 39-54% sinh khối rễ ở tầng đất 0-10 cm [15]. Roger và cộng sự (2003) nghiên cứu động thái của rễ nhỏ ở rừng Sồi tại Alaska, đã chỉ ra năng suất rễ nhỏ hàng năm đạt 228±75g sinh khối/m2/năm, chiếm khoảng 56% so với năng suất của phần trên mặt đất [10].
Jiménez và cộng sự (2009) nghiên cứu động thái rễ nhỏ trong các loại đất rừng tại khu vực Amazôn Côlômbia, kết quả cho thấy khối lượng và năng suất rễ nhỏ thay đổi theo độ sâu tầng đất (0-10 và 10-20 cm) [19]. Vardan Singh Rawat (2012) đã nghiên cứu sinh khối của rễ nhỏ và dinh dưỡng đất ở rừng Van Panchayat của huyện Almora tại Ấn Độ đã cho rằng: Sinh khối rễ nhỏ có ý nghĩa quan trọng cho sự tăng trưởng của cá thể cây rừng, mối quan hệ giữa cây với chu trình các bon. Tích lũy các bon trong rễ nhỏ có sự khác biệt nhau giữa các loài và các mùa. Kết quả nghiên cứu cho n 6 thấy với rừng ưu thế bởi các loài Quercus leucotrichophora, Pinus roxburghii và Rhododendron arboretum thì tổng sinh khối rễ nhỏ biến động từ 4,28 tấn/ha - 5,74 tấn/ha.
Trong khi tổng trữ lượng các bon thay đổi từ 2,14 tấn/ha – 2,87 tấn/ha. Trung bình sinh khối rễ nhỏ là 6,56 ±2,68 tấn/ha. Sinh khối rễ nhỏ và các bon phân bố theo các mùa giảm theo độ sâu tầng đất. Rễ nhỏ đóng vai trò như một phương tiện để chuyển các bon trong khí quyển vào đất dưới dạng các bon có chứa các hợp chất [21].
Xác định năng suất rễ nhỏ ở hệ sinh thái trên cạn là một vấn đề. Do đó, rất khó để khái quát về mối quan hệ giữa năng suất trên mặt đất và dưới mặt đất hoặc kiểm soát năng suất rễ nhỏ. Tuy nhiên, năng suất rễ nhỏ có khả năng đại diện cho tổng năng suất sơ cấp của các hệ sinh thái. Ví dụ, một số nghiên cứu cho rằng năng suất rễ nhỏ của hệ sinh thái rừng có thể đạt đến 75% tổng năng suất sơ cấp (Agren et al.
1980, Grier et al. 1981, Vogt et al. McDonald (2010) Nghiên cứu về rễ nhỏ (FR) (rễ có đường kính <2 mm) trong các khu rừng Taiga đã trở thành tiêu điểm của nhiều nhà nghiên cứu về rừng trong thập kỉ qua với nỗ lực hiểu rõ hơn các quá trình bên dưới mặt đất. Mục đích của cuộc nghiên cứu này đã : (1)Xác định sự thay đổi năng suất C hàng năm của rễ nhỏ trong mối quan hệ của chu kì C.
(2)Xác định năng suất rễ, tỷ lệ rễ chết, doanh thu và thời gian sống thay đổi theo cấp đường kính rễ và độ sâu tầng đất…. Năng suất của rễ nhỏ đã được ước tính chiếm tới 33% trọng lượng hàng năm của năng suất sơ cấp (Gill và Jackson, 2000). Năng suất của rễ nhỏ có ý nghĩa quan trọng đối với tăng trưởng của cây, tương tác giữa cây, C ở dưới mặt đất và chu kì sinh dưỡng. Sản phẩm rễ nhỏ được quy định bởi các chất dinh dưỡng sẵn có trong các vật liệu rơi rụng (Cuevas và Medina, 1988; Aerts et al, 1992.
Rễ nhỏ được liên tục đổi mới và năng suất của nó thường vượt quá năng suất trên mặt đất, mặc dù thực tế là sinh khối rễ nhỏ chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng sinh khối đứng (Helmisaari et BC. Knute và Jame (1992) đã tổng hợp những nghiên cứu về năng suất rễ nhỏ, số liệu được tổng hợp tại bảng 1.1: Tổng hợp số liệu nghiên cứu về rễ nhỏ ANPP viết tắt của năng suất sơ cấp trên mặt đất và FRP viết tắt của năng suất rễ nhỏ Loại thảm thực ANPP FRP Nguồn tài liệu vật/Khu vực (g/m2/năm) (g/m2/năm) Rừng Thông Scốtlen 285 Bringmark 1977 120 năm, Thụy điển Nt 217 Persson 1983 Nt 226 Persson 1983 Rừng khô, Venezuela 1590 Medina và Cuevas 1989 Nt 1540 Vitousek và Sanford 1986 Nt 201 Jordan và Escalante 1980 Nt 1117 Cuevas và Medina 1988 Hoang mạc, Venezuela 1150 Medina và Cuevas 1989 Nt 120 Cuevas và Medina 1988 Sồi đen, Nam 1103 591 Nadelhoffer và cs. Wisconsin, Mỹ 1985 Nt 174 Aber và cs. 1985 Sồi đỏ, Nam Wisconsin, 1371 524 Nadelhoffer và cs.
Mỹ 1985 Nt 52 Aber và cs. 1985 n 8 Loại thảm thực vật/Khu ANPP FRP Nguồn tài liệu vực (g/m2/năm) (g/m2/năm) Rừng Phong (Acer 932 402 Nadelhoffer và cs. saccharum), Nam 1985 Wisconsin, Mỹ Nt 110 Aber và cs. 1985 Rừng Cáng lò, Nam 680 324 Nadelhoffer và cs.
Wisconsin, Mỹ 1985 Thông trắng (Pinus 837 257 Nadelhoffer và cs. strobus), Nam Wisconsin, 1985 Mỹ Nt 97 Aber và cs. 1985 Thông hỗn giao, Nam 850 262 Nadelhoffer và cs. Wisconsin, Mỹ 1985 Rừng Vân sam, Nam 748 160 Nadelhoffer và cs.
Wisconsin, Mỹ 1985 Thông đỏ (Pinus resinosa), 653 198 Nadelhoffer và cs. Nam Wisconsin, Mỹ 1985 Nt 69 Aber và cs. 1985 Thông đỏ (Pinus resinosa), 410 253 Aber và cs. 1985 Trung Wisconsin, Mỹ Nt 120 Aber và cs.
1985 Thông trắng (Pinus 640 McClaugherty và strobus), Trung Wisconsin, cs. 1985 Mỹ Nt 162 Aber và cs. 1985 Nt 140 Aber và cs. 1985 Sồi trắng (Quercus alba), 840 McClaugherty và n 9 Trung Wisconsin, Mỹ cs.
1985 Nt 340 Aber và cs. 1985 Nt 305 Aber và cs. 1985 Sồi đỏ (Quercus rubra), 810 235 Aber và cs. 1985 Trung Wisconsin, Mỹ Nt 250 Aber và cs.
1985 Rừng Phong (Acer 950 106 Aber và cs. 1985 saccharum), Trung Wisconsin, Mỹ Rừng Phong (Acer 650 Aber và cs. 1985 saccharum), Trung Wisconsin, Mỹ Rừng Thông đỏ (Pinus 980 420 Aber và cs. 1985 resinosa), Massachusetts, Mỹ Nt 1090 McClaugherty và cs.
1985 Nt 410 McClaugherty và cs. 1985 Rừng hỗn giao lá rộng, 930 400 Aber và cs. 1985 Massachusetts, Mỹ Nt 1140 McClaugherty và cs. 1985 Nt 540 McClaugherty và cs.
1985 Linh sam Douglas duyên 455 1708 Vogt và cs. 1982 hải (Pseudotsuga menziesii) 180 năm, Washington, Mỹ n 10 Liriodendron, Tennessee, 865 Stand Số 23, Cole Mỹ và Rapp 1981 Nt 900 Harris và cs. 1977 Nt 580 Harris và cs. 1977 Pinus elliottii, Florida, Mỹ 1346 Gholz và Fisher 1982 Nt 542 Gholz và cs.
1985a Fagus 120 năm, Bỉ 439 van Praag và cs. 1988 Picea 35 năm, Bỉ 701 van Praag và cs. 1988 Pseudotsuga, vùng khô hạn, 650 Santantonio và Oregon, Mỹ Hermann 1985 Pseudotsuga, vùng trung 630 Santantonio và gian, Oregon, Mỹ Hermann 1985 Pseudotsuga, vùng ẩm ướt, 480 Santantonio và Oregon, Mỹ Hermann 1985 Rừng rụng lá, Ấn độ 950 Singh và Misra 1979 Quercus spp., Missouri, Mỹ 220 Joslin và Henderson 1987 Nt 598 Rochow 1975 Pseudotsuga, vùng thấp, 730 620 Keyes và Grier Washington, Mỹ 1981 Nt 700 Keyes và Grier 1981 Pseudotsuga, vùng cao, 1370 160 Keyes và Grier Washington, Mỹ 1981 n 11 Nt 250 Keyes và Grier 1981 Pseudotsuga, Oregon, Mỹ 1180 1668 Fogel và Hunt 1983 Pinus contorta, xeric 1, 350 390 Comeau và Brit. Kimmins 1989 Pinus contorta, xeric 2, 330 590 Comeau và Brit.
Kimmins 1989 Pinus contorta, mesic 1, 640 470 Comeau và Brit. Kimmins 1989 Pinus contorta, mesic 2, 740 370 Comeau và Brit. Kimmins 1989 Fagus, Đức 1030 150 Ellenberg và cs. Ở Việt Nam Hiện tại ở Việt Nam rất ít công trình nghiên cứu về lĩnh vực này.
Čermák (2011) đã tiến hành nghiên cứu tại Khu rừng nhiệt đới ẩm Kon Hà Nừng, tỉnh Gia Lai và đã đưa ra một số kết quả nghiên cứu.