Nghiên Cứu Tính Chất Hóa Học Của Đất Dưới Rừng Trồng Bạch Đàn Urophylla Tại Phú Thọ

• Trường học: Trường Đại Học Phú Thọ
• Chuyên ngành: Khoa Học Đất
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Chất Hóa Học Của Đất Dưới Rừng Trồng Bạch Đàn Urophylla Tại Phú Thọ
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Phú Thọ

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. PHẦN I: LƯỢC SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Trên thế giới
• 1.2. Ở Việt Nam
• 2. PHẦN II: MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Giới hạn nghiên cứu
• 3. ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu
• 3.2. Vị trí địa lý
• 3.3. Địa chất thổ nhưỡng
• 3.4. Tác động của con người
• 3.5. Lược sử rừng trồng
• 4. PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH
• 4.1. Hình thái phẫu diện đất. Tính chất lý học của đất
• 4.2. Tỷ trọng, dung trọng, độ xốp của đất
• 4.3. Tính chất hóa học của đất. Hàm lượng mùn trong đất
• 4.4. Các chất dễ tiêu trong đất
• 4.5. Đánh giá mức độ thích hợp của loài cây trồng cho các đơn vị đất đai
• 4.5.1. Các đơn vị đất đai tại khu vực nghiên cứu
• 4.5.2. Đánh giá mức độ thích hợp của cây trồng hiện tại
• 4.6. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả tại khu vực
• 5. PHẦN V: KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KHUYẾN NGHỊ
• 5.1. Về hình thái phẫu diện đất
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BIỂU

I. Toàn cảnh nghiên cứu đất dưới rừng bạch đàn Urophylla Phú Thọ

Nghiên cứu tính chất hóa học của đất dưới rừng trồng Bạch đàn Urophylla tại Phú Thọ là một yêu cầu cấp thiết, xuất phát từ vai trò quan trọng của rừng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và cung cấp nguyên liệu. Bạch đàn Urophylla, một trong những loài cây chủ lực cho ngành công nghiệp giấy, được trồng rộng rãi tại các huyện miền núi như Phù Ninh. Tuy nhiên, việc canh tác độc canh qua nhiều chu kỳ đặt ra những thách thức lớn đối với độ phì nhiêu của đất. Đất đai tại khu vực nghiên cứu chủ yếu là đất Feralit đồi núi, phát triển trên đá phiến sét, có đặc tính tự nhiên là chua, nghèo dinh dưỡng. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích mẫu đất để đánh giá thực trạng các chỉ tiêu hóa học cơ bản, từ đó làm cơ sở khoa học cho các giải pháp lâm sinh. Mục tiêu chính là xác định sự thay đổi của đất dưới tác động của rừng trồng, so sánh với các loại hình sử dụng đất khác, và đề xuất các biện pháp quản lý đất bền vững. Việc hiểu rõ mối quan hệ tương hỗ giữa cây trồng và đất không chỉ giúp nâng cao năng suất rừng trồng mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên đất, hướng tới một nền lâm nghiệp hiệu quả và bền vững tại địa phương.

1.1. Vai trò của bạch đàn Urophylla trong kinh tế lâm nghiệp

Bạch đàn Urophylla là loài cây sinh trưởng nhanh, cung cấp nguồn nguyên liệu chính cho Tổng công ty Giấy Việt Nam. Tại Phú Thọ, đây là cây trồng chiến lược, góp phần phủ xanh đất trống, đồi núi trọc và tạo thu nhập cho người dân. Tuy nhiên, đặc tính sinh học của loài cây này cũng đặt ra câu hỏi về ảnh hưởng của bạch đàn đến đất trong dài hạn.

1.2. Sơ lược về đặc điểm thổ nhưỡng Phú Thọ

Khu vực Phù Ninh, Phú Thọ có địa hình đồi bát úp với độ dốc trung bình. Nền đất chủ yếu là Feralit vàng nhạt phát triển trên đá phiến sét, hoặc đất xám Feralit trên đá biến chất. Đặc điểm chung của loại đất này là tầng đất từ trung bình đến dày, nhưng nghèo dinh dưỡng, có phản ứng chua và thường thiếu nước vào mùa khô, đặt ra yêu cầu cao về kỹ thuật canh tác.

II. Thực trạng suy thoái đất trồng rừng bạch đàn Urophylla tại Phú Thọ

Thực trạng đáng lo ngại tại các khu vực trồng bạch đàn chuyên canh ở Phú Thọ là dấu hiệu của suy thoái đất trồng rừng. Nghiên cứu tại xã Bảo Thanh cho thấy rừng bạch đàn đã trải qua 4 luân kỳ kinh doanh, điều này gây áp lực lớn lên tài nguyên đất. Tác động của con người, như việc thu gom thảm mục dưới tán rừng để làm chất đốt và chăn thả gia súc, đã làm mất đi lớp phủ bảo vệ tự nhiên. Hậu quả là đất bị xói mòn, kết cấu bị phá vỡ, trở nên chai cứng và giảm khả năng giữ nước. Quá trình này làm thay đổi tiêu cực các đặc tính lý hóa của đất, trực tiếp ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất. Sự suy giảm chất hữu cơ trong đất (SOM) và các dưỡng chất thiết yếu là biểu hiện rõ rệt nhất. Việc đánh giá chính xác mức độ suy thoái là bước đầu tiên để xây dựng các giải pháp can thiệp, nhằm phục hồi sức khỏe đất và đảm bảo năng suất cho các chu kỳ trồng rừng tiếp theo, tránh tình trạng đất bị kiệt quệ không thể phục hồi.

2.1. Nguy cơ bạc màu do canh tác độc canh nhiều chu kỳ

Việc trồng bạch đàn Urophylla thuần loài qua nhiều chu kỳ liên tiếp mà không có biện pháp cải tạo đất sau trồng bạch đàn đã làm cạn kiệt nguồn dinh dưỡng đất lâm nghiệp. Cây hút một lượng lớn dưỡng chất để sinh trưởng nhanh, nhưng lượng trả lại thông qua vật rơi rụng lại không đủ bù đắp, đặc biệt khi thảm mục bị thu gom. Điều này dẫn đến hiện tượng đất bạc màu, giảm năng suất cây trồng.

2.2. Tác động từ hoạt động dân sinh đến tài nguyên đất

Các hoạt động như chăn thả gia súc tự do làm đất bị nén chặt, giảm độ tơi xốp. Việc người dân quét lá cây, cành khô làm chất đốt đã loại bỏ nguồn cung cấp chất hữu cơ trong đất (SOM) quan trọng nhất. Những tác động này cộng hưởng, đẩy nhanh quá trình suy thoái đất trồng rừng và làm giảm hiệu quả kinh tế của mô hình trồng rừng.

III. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học cơ bản của đất

Để có cái nhìn chính xác về hiện trạng đất, nghiên cứu đã tiến hành phân tích mẫu đất một cách khoa học tại các độ sâu 0-20cm và 20-50cm. Các chỉ tiêu hóa học cốt lõi được lựa chọn để đánh giá bao gồm độ pH đất, hàm lượng NPK trong đất, và hàm lượng mùn tổng số (phản ánh chất hữu cơ trong đất (SOM)). Mẫu đất sau khi thu thập ngoài thực địa được xử lý tại phòng thí nghiệm theo quy trình chuẩn: hong khô, loại bỏ tạp chất và rây qua sàng có kích thước phù hợp. Độ chua được đo bằng máy pH-metter cho cả pH(H2O) và pH(KCl). Hàm lượng mùn được xác định bằng phương pháp Chiurin. Các chất dinh dưỡng dễ tiêu như N, P, K được phân tích bằng phương pháp so màu. Kết quả từ các phân tích này là cơ sở dữ liệu quan trọng để lượng hóa mức độ suy giảm độ phì nhiêu của đất và đề xuất các giải pháp can thiệp kỹ thuật phù hợp, từ việc bón phân đến cải tạo độ chua của đất.

3.1. Phân tích độ chua của đất pH H2O và pH KCl

Kết quả phân tích cho thấy độ pH đất tại khu vực nghiên cứu biến động trong khoảng chua vừa đến chua mạnh (pH(KCl) từ 3,90 - 4,17). Độ chua cao làm hạn chế khả năng hấp thụ một số dưỡng chất đa lượng của cây và có thể làm tăng độc tính của nhôm (Al³⁺) trong đất. Đất dưới rừng Keo có xu hướng chua hơn đất dưới rừng Bạch đàn.

3.2. Đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong đất SOM

Hàm lượng mùn, chỉ số đại diện cho chất hữu cơ trong đất (SOM), được đánh giá ở mức nghèo đến rất nghèo. Tại đồi trồng Bạch đàn, hàm lượng mùn thấp do đất đã qua 4 chu kỳ canh tác và thảm mục bị thu dọn thường xuyên. Tình trạng này cho thấy sự thiếu hụt nghiêm trọng nguồn dinh dưỡng dự trữ trong đất.

3.3. Xác định hàm lượng NPK trong đất và các chất dễ tiêu

Phân tích cho thấy hàm lượng NPK trong đất đều ở mức nghèo. Cụ thể, đạm dễ tiêu (NH₄⁺) và lân dễ tiêu (P₂O₅) thuộc mức rất nghèo, trong khi Kali dễ tiêu (K₂O) ở mức nghèo đến trung bình thấp. Sự thiếu hụt đồng bộ các dưỡng chất đa lượng này là yếu tố chính hạn chế sinh trưởng của cây trồng.

IV. Kết quả nghiên cứu Ảnh hưởng của bạch đàn đến tính chất đất

Kết quả nghiên cứu thực địa tại Phù Ninh, Phú Thọ đã chỉ ra những thay đổi đáng kể về tính chất hóa học của đất dưới rừng trồng bạch đàn Urophylla. So với trạng thái ban đầu và các loại hình sử dụng đất khác, đất trồng bạch đàn độc canh lâu năm có xu hướng gia tăng độ chua của đất. Hàm lượng các chất dinh dưỡng thiết yếu giảm sút rõ rệt. Cụ thể, chất hữu cơ trong đất (SOM) chỉ ở mức nghèo, trực tiếp kéo theo sự suy giảm của đạm tổng số. Hàm lượng NPK trong đất ở dạng dễ tiêu đều không đáp ứng đủ nhu cầu sinh trưởng tối ưu của cây. Mặc dù theo các tiêu chí chuẩn đoán về vật lý (độ dốc, tầng dày), đất được đánh giá là thích hợp cao (S1), nhưng tăng trưởng thực tế của cây chỉ ở mức trung bình (S2). Sự vênh nhau này khẳng định rằng, các đặc tính hóa học, đặc biệt là dinh dưỡng đất lâm nghiệp, đã trở thành yếu tố giới hạn chính sau nhiều chu kỳ khai thác. Đây là một bằng chứng rõ ràng về ảnh hưởng của bạch đàn đến đất và là hồi chuông cảnh báo về sự cần thiết của các biện pháp quản lý bền vững.

4.1. Sự suy giảm độ phì nhiêu của đất qua các luân kỳ

Nghiên cứu chỉ rõ, sau 4 luân kỳ trồng Bạch đàn, độ phì nhiêu của đất đã suy giảm nghiêm trọng. Các chỉ số về mùn, đạm, lân, kali đều ở ngưỡng thấp. Điều này cho thấy khả năng tự phục hồi của đất không theo kịp tốc độ khai thác dinh dưỡng của cây trồng, đòi hỏi sự can thiệp từ con người để duy trì sản xuất.

4.2. Mâu thuẫn giữa đánh giá lý thuyết và sinh trưởng thực tế

Một phát hiện quan trọng là sự không tương xứng giữa mức độ thích hợp lý thuyết và thực tế. Các yếu tố vật lý như tầng đất dày, độ dốc thoải cho thấy tiềm năng tốt. Tuy nhiên, các chỉ tiêu hóa học nghèo nàn đã kìm hãm sự phát triển của cây, chứng tỏ việc đánh giá đất cần kết hợp cả yếu tố hóa học, đặc biệt là với rừng trồng thâm canh.

V. Giải pháp cải tạo đất sau trồng bạch đàn và quản lý bền vững

Từ những kết quả phân tích, việc đề xuất các giải pháp can thiệp là vô cùng cần thiết để phục hồi và nâng cao hiệu quả sử dụng đất. Giải pháp trọng tâm là cải tạo đất sau trồng bạch đàn thông qua các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tổng hợp. Đầu tiên, cần nghiêm cấm tuyệt đối việc thu gom cành lá, vật rơi rụng để bảo vệ và làm giàu lớp thảm mục dưới tán rừng, coi đây là nguồn cung cấp chất hữu cơ trong đất (SOM) tự nhiên và miễn phí. Thứ hai, cần bổ sung dinh dưỡng một cách có khoa học. Dựa trên kết quả phân tích, cần bón bổ sung phân NPK theo tỷ lệ phù hợp, đặc biệt chú trọng lân và đạm. Để khắc phục độ chua của đất, việc bón vôi định kỳ là biện pháp hiệu quả giúp cải thiện độ pH đất, tạo môi trường thuận lợi cho cây hấp thụ dinh dưỡng. Về dài hạn, cần hướng tới quản lý đất bền vững bằng cách áp dụng mô hình trồng xen canh hoặc luân canh với các loài cây họ đậu có khả năng cải tạo đất như keo lai.

5.1. Biện pháp kỹ thuật nhằm cải thiện dinh dưỡng đất lâm nghiệp

Các biện pháp trước mắt bao gồm: 1. Bón vôi để giảm độ chua, nâng pH đất lên ngưỡng thích hợp (5.5 - 6.5). 2. Bón phân NPK cân đối sau khi trồng và bón thúc ở các giai đoạn sinh trưởng quan trọng. 3. Giữ lại toàn bộ vật liệu hữu cơ (cành, lá) sau khai thác và rải đều trên mặt đất để tăng cường mùn.

5.2. Hướng đi chiến lược cho việc quản lý đất bền vững

Để tránh lặp lại tình trạng suy thoái, cần thay đổi tư duy từ khai thác sang nuôi dưỡng đất. Các chiến lược dài hạn bao gồm: nghiên cứu trồng xen các loại cây bụi, cây họ đậu để che phủ và cải tạo đất; áp dụng các chu kỳ kinh doanh hợp lý hơn, cho đất có thời gian nghỉ và phục hồi; và xây dựng chính sách hỗ trợ người dân bảo vệ thảm thực bì thay vì khai thác cạn kiệt.