Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan tài liệu nghiên cứu 1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 1. Phân loại khoa học Giới (regnum): Thực vật (Plantate) Bộ (ordo): Đậu (Fabales) Họ (familia): Đậu (Fabaceae) Phân họ (subfamilia): Trinh nữ (Mimosoideae) Chi (genus): Keo (Acacia) Loài (species): Keo tai tượng (Acacia mangium) Danh pháp hai phần: Acacia mangium Willd Tên khác: Keo lá to, Keo đại, Keo mỡ.
Đặc điểm sinh thái Keo tai tượng là cây ưa sáng mọc nhanh. Cây gỗ nhỡ, vỏ màu xám nâu, nứt dọc, tán hình trứng hoặc hình tháp, thường phân cành thấp. Cây ở tuổi 20 trở đi tốc độ sinh trưởng chậm dần. Cây ra hoa vào tháng 9 - 10, quả chín tháng 2 - 3 năm sau.
Cây 2 tuổi có thể ra hoa và kết quả. Keo tai tượng là cây ưa sáng, sinh trưởng nhanh, rễ có nốt sần, có khả năng tái sinh bằng hạt và chồi tốt. Cây thích hợp khí hậu nhiệt đới ẩm, nhiệt độ bình quân 29 - 30 oC, chỉ chịu được sương giá nhẹ, lượng mưa 1000 - 4500 mm/năm và không có mùa khô kéo dài. Đặc điểm hình thái Keo tai tượng là cây gỗ trung bình, tuổi thành thục thường cao trên 15 m, đường kính 40- 50 cm, cây non mới mọc lúc đầu (khoảng 1- 2 tuần tuổi) có lá kép lông chim 2 lần, sau đó mới ra lá thật, lá đơn mầu trắng hoặc mầu vàng nhạt, lá Keo tai tượng to, rộng khoảng 10 cm.
Hoa nhỏ mầu trắng hoặc 5 vàng, cụm hoa dạng bông ở nách lá. Quả đậu, dài, xoắn lại nhiều vòng, màu nâu đậm [2]. Phân bố địa lý Keo tai tượng phân bố tự nhiên ở Đông Bắc Australia, PaPua Newghine, Đông Inđônêsia, ở độ cao dưới 100 m so với mực nước biển, thường mọc ven sông, vùng đồng cỏ. Ở Việt Nam, hiện nay đang mở rộng trồng ở hầu hết các tỉnh đồng bằng cũng như trung du đến độ cao 400 - 500 m so với mặt nước biển, trên nhiều loại đất khác nhau: Đồi bị xói mòn, chua, nghèo, xấu, khô hạn.
nó vẫn sinh trưởng bình thường và ra hoa kết quả [2].5 Giá trị kinh tế Gỗ Keo tai tượng có nhiều tác dụng, gỗ có giác, lõi phân biệt, có thể làm nguyên liệu giấy, bao bì, củi đun. Keo tai tượng là cây mọc nhanh, tán rậm, thường xanh, rễ phát triển mạnh, dùng làm cây che phủ đất, cải tạo và bảo vệ ở vùng đất trống đồi núi trọc, làm cây trồng trong công viên, đường phố, lá có thể làm thức ăn cho gia súc như Dê, Hươu… [2]. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 1. Nghiên cứu sinh trưởng Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, đời sống cây rừng, lâm phần rừng được chia thành 5 giai đoạn: non, sào, trung niên, thành thục, quá thành thục và ở mỗi giai đoạn khác nhau thì cây rừng sẽ có sức sinh trưởng và phát triển rất khác nhau, Burkhat 1974, tổng kết có ba hướng nghiên cứu sinh trưởng cho rừng đồng tuổi (dẫn theo Trịnh Đức Huy, 1988) [16] như sau: * Nghiên cứu toàn lâm phần Theo hướng này, ta có thể nghiên cứu mối quan hệ giữa các chỉ tiêu sinh trưởng lâm phần như trữ lượng/ha, sản lượng/ha,… với các nhân tố tạo thành nó như tuổi lâm phần, chiều cao, đường kính bình quân lâm phần, tổng tiết diện ngang/ha, mật độ, chỉ số cấp đất… rất được quan tâm.
Đầu thế kỷ XX, đã có những biểu sản lượng được xây dựng bằng phương pháp đồ thị. 6 * Nghiên cứu theo phân bố kích cỡ Việc nghiên cứu phân phối trữ lượng rừng theo kích cỡ, thường áp dụng cho cỡ đường kính. Hướng nghiên cứu này phát triển mạnh từ những năm 60 trở lại đây với nhiều tác giả tiêu biểu như: Cluter (1967, 1971), Lekhart (1971, 1972), Burkhart (1974)… Trên mỗi cỡ kính thì lấy các giá trị về chiều cao, thể tích, số cây… bằng những quy luật tương quan hay thống kê trị số trung bình hoặc sử dụng các mẫu biểu lập sẵn. Vấn đề cốt lõi của phương pháp nghiên cứu này là xác định được hàm phân phối mật độ cho các cỡ đường kính trong quá trình vận động theo thời gian của rừng.
* Nghiên cứu theo cây lẻ Một số tác giả đã tập trung vào nghiên cứu quy luật sinh trưởng của các cây đại diện lâm phần như: cây trung bình, cây sinh trưởng tốt nhất… từ đó, ta thấy rằng có hai cách nghiên cứu cây đó là: xem như các cây sinh trưởng độc lập với nhau (Distance independent) và có xem xét với các cây bạn trong lâm phần (Distance dependent). Trong trường hợp thứ hai, mỗi cây được gắn một chỉ số cạnh tranh và coi chỉ số này là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của nó (Trịnh Đức Huy, 1988) [16]. Nghiên cứu về cây Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) Keo tai tượng (Acacia mangium Wild) là loài cây nguyên sản ở phía Bắc Queensland (Australia), có ở Irian Jaya, Maluku của Indonesia (Doran và Skelton, 1982) [39]. Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, cây được sử dụng rộng rãi cho các mục đích khác nhau như lấy gỗ, củi, ta nanh, trồng nông lâm kết hợp, trồng cây đường phố và là cây cải tạo đất (Turnbull, 1986) [46].
Với những đặc điểm ưu việt như vậy, loài cây này đã được đưa vào trồng ở nhiều quốc gia khác nhau, đặc biệt là ở Indonesia, Malaysia và Thái Lan. Ở Australia, Keo tai tượng được tìm thấy tự nhiên trong 2 vùng là khu vực từ Jardine đến Claudie River (từ 11o20’ - 12o44’ vĩ độ Nam) và vùng từ 7 Ayton đến Nam Ingham (từ 15o54’ - 18o30’ vĩ độ Nam). Hầu hết đó là vùng nhiệt đới duyên hải thấp với độ cao 800 m trên mực nước biển. Keo tai tượng còn phân bố kéo dài tới các tỉnh miền tây Papua Newguinea và tỉnh Irian Jaya thuộc Indonesia (Awang and Taylor 1993).
Vùng sinh thái keo tai tượng thường là nhiệt đới ẩm, với mùa khô ngắn (4 - 6 tháng), lượng mưa trung bình từ 1446 - 2970 mm. Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 13 - 21 oC, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 25 -32 oC. Việc gây trồng Keo tai tượng đã được thực hiện ở hầu hết các quốc gia trong khu vực (Awang và Bhuimibhamon, 1993) [36]. Kết quả của các khảo nghiệm được thiết lập vào những năm 1980 đã được báo cáo từ các quốc gia như Trung Quốc (Chung et al, 1990) [38].
Phần lớn các báo cáo này đều cho thấy sự khác biệt về khả năng sinh trưởng của các xuất xứ khác nhau. Hạt keo tai tượng chất lượng tốt có thể lấy từ cây có độ tuổi 4 trở lên, do vỏ hạt cứng nên có thể bảo quản trong vài năm. Hạt sau khi xử lý có thể cho tỷ lệ nảy mầm đạt trên 75 %. Cây con mới nảy mầm cần che bóng 50 % ánh sáng sau đó cần ánh sáng 100 %.
Cây có thể đem trồng sau 3 - 4 tháng với chiều cao đạt tối thiểu 25 cm. Việc áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh tuỳ vào mục đích trồng rừng. Thông thường rừng Keo tai tượng thường được trồng bằng cây con có bầu, việc trồng bằng cây con rễ trần cho kết quả rất khác nhau, mật độ trồng khoảng từ 1075 đến 1680 cây/ha. Nghiên cứu về trồng rừng và năng suất rừng trồng nguyên liệu Nằm trong chương trình trồng rừng của bang Sao Paulo (Brazil), 60 dòng vô tính của các loài Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla, và Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla đã được chọn để xác định các giống sinh trưởng nhanh và kháng được bệnh.
Kết hợp với lựa chọn lập địa thích hợp, năng suất rừng trồng ở đây đã tăng từ 27 m3/ha/năm lên 60 m3/ha/năm, tăng thu di truyền đạt 122 % (Lal, 1994) [44]. 8 Theo Bell (1978), thì diện tích rừng trồng Thông caribaea bằng cây hom ở Công Gô từ 1978 đến 1986 là 23.407 ha, trong đó năm ít nhất 1978 là 61 ha, năm cao nhất 1984 là 5096 ha. Tăng trưởng bình quân năm ở tuổi 6 của các dòng vô tính được chọn là 35 m3/ha/năm so với 12 m3/ha/năm ở các lô hạt chưa được tuyển chọn và 25 m3/ha/năm của các xuất xứ đã được chọn. Như vậy tăng thu từ 40 % lên tới 192 %, tức là gần 3 lần so với rừng trồng chưa được cải thiện [37].
Zobel và Ikemori (1983), đã đưa ra rằng nhân giống sinh dưỡng nhằm duy trì những đặc tính của cây mẹ được chọn lọc đã góp phần rất lớn vào nâng cao sản lượng rừng trồng. Đối với rừng trồng Eucalyptus grandis ở Brazil, nhân giống sinh dưỡng đã góp phần đưa sản lượng từ 36 m3/ha/năm lên 64 m3/ha/năm [47]. Ảnh hưởng của của một số nhân tố đến sinh trưởng và chất lượng rừng trồng Theo tổng hợp các kết quả nghiên cứu ở các nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông lương thế giới (FAO, 2004) đã chỉ ra rằng khả năng sinh trưởng của rừng trồng, đặc biệt là rừng trồng nguyên liệu công nghiệp phụ thuộc rất rõ vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan tới điều kiện lập địa là: Khí hậu, địa hình, loại đất và hiện trạng thực bì, điển hình là các công trình nghiên cứu của Julian Evans (1992) [41], Pendey (1983) [45]. * Ảnh hưởng của điều kiện lập địa Sinh trưởng của cây rừng một phần phụ thuộc vào cơ cấu di truyền và phần khác phụ thuộc vào tác động của điều kiện lập địa.
Mỗi loài cây cần một sự tác động tổng hợp nhất định của lập địa để thỏa mãn các điều kiện sống của nó. Các nhân tố lập địa có thể tác động đến sinh trưởng của cây rừng với nhiều mức độ khác nhau từ tối thiểu đến tối đa.Stevens (1986) đã viết cuốn “Sổ tay để phân hạng lập địa và đánh giá mức độ thích hợp của lập địa áp dụng ở Bangladet” trong đó việc 9 áp dụng lập địa để đề xuất cây trồng và đánh giá độ thích hợp của cây trồng với các dạng lập địa thông qua chỉ tiêu năng suất. Qua đó, Trung tâm lâm nghiệp Quốc tế (CIFOR) đã tiến hành nghiên cứu về quản lý lập địa và sản lượng rừng trồng ở các nước nhiệt đới trên các đối tượng là: Bạch đàn, Thông, Keo trồng thuần loài trên các dạng lập địa ở các nước như: Brazil, Công Gô, Nam Phi, Trung Quốc, Indonesia, và nay bắt đầu nghiên cứu ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy các biện pháp xử lý lập địa khác nhau và các loài cây trồng khác nhau đã có ảnh hưởng không giống nhau đến độ phì, cân bằng nước, sự phân huỷ thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng.