Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về loài Keo tai tượng Theo Sein và Mitlöhner (2011), Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) là cây đa tác dụng quan trọng ở vùng đất thấp nhiệt đới. Nó là một trong những loài phổ biến nhất trong số các loài cây phát triển nhanh được sử dụng trong các chương trình rừng trồng khắp châu Á, Thái bình dương và vùng nhiệt đới ẩm. Nó cũng đã được nhập nội ở Brazil, Puerto Rico và nhiều khu vực khác.
Do sự sinh trưởng nhanh và thích nghi với đất rất nghèo, Keo tai tượng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nỗ lực duy trì nguồn cung cấp thương mại sản phẩm cây gỗ, đồng thời giảm áp lực lên các hệ sinh thái rừng tự nhiên. Rừng keo phát triển nhanh cung cấp gỗ cho ngành công nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam, ngành công nghiệp giấy và bột giấy và xuất khẩu dăm gỗ, cũng như nguồn cung cấp củi ở khu vực nông thôn. Hiện tại, 80% tổng nhu cầu nguyên liệu của ngành công nghiệp chế biến gỗ ở Việt Nam phải nhập khẩu. Rừng trồng Keo (Acacia) là nơi cố định đạm và lá rụng cung cấp một lớp thảm mục có hiệu quả, làm cho những loài này trở thành một chi rừng trồng được ưa chuộng ở Việt Nam.
Rừng trồng ở Việt Nam là chủ yếu trong các trang trại rừng nhỏ. Các loài Keo được trồng ở Việt Nam có nguồn gốc từ bắc Úc, Indonesia và Papua New Guinea. Mô tả về loài Phân loại Tên thực vật: Acacia mangium Willd. Họ: Fabaceae Phân họ: Mimosoideae Tên đồng nghĩa: Mangium montanum, Racosperma mangium 5 Tên bản ngữ / thông thường: Arr (Papua New Guinea), Black wattle (Australia, UK and USA), Brown salwood (Australia, UK and USA), Kayu safoda (Peninsular Malaysia), Keo tai tuong (Vietnam), Kra Tin Tepa (Thailand), Mangge hutan (Indonesia), Tongke hutan (Indonesia) (Turnbull, 1986) Đặc điểm hình thái Đặc điểm hình thái được Boland và cs.
(2006) mô tả như sau: Cây gỗ trung bình, chiều cao biến động từ 7 đến 30 m, đường kính từ 25-35cm, đôi khi trên 50 cm. Thân thẳng, vỏ có màu nâu xám đến nâu, xù xì, có vết nứt dọc. Tán lá xanh quanh năm, hình trứng hoặc hình tháp, thường phân cành cao. Cây mầm giai đoạn vài tháng tuổi có lá kép lông chim 2 lần, cuống lá thường dẹt gọi là lá thật, các lá ra sau là lá đơn, mọc cách, gọi là lá giả, phiến lá hình trứng hoặc trái xoan dài, đầu có mũi lồi tù.
Lá giả có 4 gân dọc song song nổi rõ và cũng là loại lá trưởng thành tồn tại đến hết đời của cây. Hoa tự hình bông dài gần bằng lá, mọc lẻ hoặc tập trung 2-4 hoa tự ở nách lá. Hoa đều lưỡng tính có màu trắng nhạt hoặc màu kem, cây 18-24 tháng tuổi đã có thể ra hoa nhưng ra hoa nhiều nhất vào tuổi 4-5, mùa hoa chính thường vào tháng 6-7. Quả đậu, dẹt, mỏng, khi già khô vỏ quả cong xoắn lại.
Hạt hình trái xoan hơi dẹt, màu đen và bóng, vỏ dày, cứng, có dính giải màu đỏ vàng, khi chín và khô vỏ nứt hạt rơi ra mang theo giải đó hấp dẫn kiến và chim giúp phát tán hạt đi xa hơn. Một kg hạt có từ 52000-95000 hạt. Rễ phát triển mạnh cả rễ cọc và rễ bàng, đầu rễ cám có nhiều nốt sần chứa vi khuẩn cộng sinh có khả năng cố định đạm. Đặc tính sinh thái Keo tai tượng phân bố tự nhiên ở Đông Bắc Ôxtrâylia tại các vùng Queensland, Jarđin – Claudie River, Ayton – Nam Ingham.
Ngoài ra còn ghi 6 nhận xuất hiện ở phía Đông của Inđônêxia và phía Tây Papua Niu Ghinê. Phân bố ở độ cao dưới 800m so với mực nước biển (Turnbull, 1986; Boland et. Keo tai tượng thường tập trung thành các quần thụ lớn không liên tục dọc theo bờ biển, gần những khu rừng ngập mặn, cũng gặp mọc xen lẫn đồng cỏ ở ven sông thuộc vùng nhiệt đới ẩm có 4 đến 6 tháng mùa khô. Lượng mưa trung bình 1446-2970 mm, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 13-21oC, tháng cao nhất từ 25-32oC.
Keo tai tượng là loài cây ưa sáng mạnh và cũng đã được nhập trồng thành công ở nhiều nước như Trung Quốc, Malaixia, Philippin, Thái Lan, Lào,…, sinh trưởng mạnh nhất ở nơi có độ cao dưới 300m so với mực nước biển. Tại Việt Nam, vào đầu những năm 80 của thế kỷ XX được sự tài trợ của một số tổ chức quốc tế, cùng với một số loài Keo vùng thấp khác, Keo tai tượng đã được đưa vào gây trồng khảo nghiệm ở một số vùng sinh thái chính của nước ta. Ngày nay, bên cạnh việc nguồn giống ngày càng được cải thiện về chất lượng một phần thì diện tích trồng keo tai tượng cũng được mở rộng ở hầu hết các tỉnh trong cả nước. (1993), Keo tai tượng là loài có biên độ sinh thái rộng, thích nghi được với nhiều vùng lập địa khác nhau, có thể trồng trên đất bị xói mòn, nghèo dinh dưỡng, đất chua, bồi tụ, đất phù sa, với độ pH từ 4-4,5.
Loài này có thể sống được ở những vùng ngập úng, thoát nước kém. Tuy nhiên ở những nơi này chúng sinh trưởng kém và thường phân cành sớm, chiều cao không quá 10m. Sinh trưởng tốt nhất là trên đất sâu, ẩm và giầu dinh dưỡng, thoáng khí và thoát nước tốt, cùng với độ pH trung tính hoặc hơi chua. Lợi ích của việc sử dụng A.
mangium đối với hệ sinh thái và môi trường Cải thiện tình trạng nitơ của đất Các loài cố định đạm (Nitrogen-fixing species - NFS) có khả năng cải thiện trạng thái N của đất. Ví dụ, Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit, một loài NFS, đã cung cấp hơn 500 kg N/ha/năm (Sanginga et al. Parrotta (1999) đã chỉ ra lượng N tích tụ cao hơn trên các lâm phần trồng L. leucocephala so với các lâm phần Bạch đàn trồng thuần hoặc khi được trồng kết hợp với một NFS khác, Casuarina equisetifolia L., Acacia auriculiformis, được thiết lập như pha bỏ hoang trong hệ thống luân canh cây lương thực trên các vùng đất cát ở CHDC Congo, làm tăng N trong đất (Kasongo et al.
mangium đã được trồng để làm cây con ở tầng dưới tán trên đất bạc màu ở Nam Trung Quốc (Yang và cộng sự 2009). Trạng thái N trong đất cao hơn được tìm thấy ở A. mangium so với A. auriculiformis - tổng lượng nitơ trong đất là 0,103 ± 0,02% so với 0,092 ± 0,01% và nitơ dễ tiêu là 105,7 ± 16,9 mg/kg so với 89,3 ± 3,78mg/kg.
Tình trạng N trong đất được cải thiện trong rừng A. mangium thuần loài so với lâm phần Bạch đàn thuần loài với sản lượng thực tích lũy của khoáng N trong hai năm đầu tiên trong chu kỳ luân canh thứ hai kéo dài 7 năm, tức là 343 kg/ ha ở cây Keo và chỉ có 189 kg/ha trong rừng Bạch đàn ở vùng đồng bằng ven biển Congo (Tchichelle et al. Tăng cường hấp thụ carbon Các loài NFS thường có tác động có lợi đối với việc giảm thiểu biến đổi khí hậu trong việc giảm CO2 trong khí quyển bằng cách cô lập C trong đất và quần thể sinh vật (Sang và cộng sự 2013). Trong hầu hết các trường hợp, sự hấp thụ carbon trong đất và sinh khối xảy ra khi NFS được đưa vào các hệ thống nông nghiệp, nông lâm kết hợp và lâm nghiệp (Sang và cộng sự 2013; 8 Dubliez và cộng sự (2018).
Sự hấp thụ C xảy ra ở cả sinh khối trong đất và trên mặt đất ở các đồn điền A. mangium ở Malaysia, với trữ lượng C trong đất cao hơn, dao động từ 52,2% đến 87,5% tổng trữ lượng C (đất và sinh khối), trong khi trữ lượng C nói chung là 74,9; 89,9 và 139,9 tấn/ha đối với các lâm phần 1, 3 và 5 năm tuổi (Lee et al. Tổng quan về xác định trữ lượng các bon và năng lực hấp thu CO2 của rừng trồng Keo tai tượng 1. Những nghiên cứu trên Thế giới Lim (1986) đã ước tính rằng sinh khối cây gỗ trong lâm phần Keo tai tượng 4,5 năm tuổi ở Sarawak là 82,1 tấn/ha, mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 18.
Mật độ lâm phần là 1084 cây/ha với đường kính ngang ngực từ 4,3 cm đến 24,2 cm và trung bình là 14,3 cm. Lim (1988) đã nghiên cứu sinh khối trên mặt đất, sản lượng vật rơi rụng và tích lũy vật rơi rụng trong một lâm phần bốn năm tuổi ở rừng Kemasul, Malaysia. Kết quả thu được: Đường kính trung bình ngang ngực (dbh) là 12 cm. Mức tăng trung bình hàng năm (MAI) tính bằng dbh của các cây riêng lẻ dao động từ 0,9 đến 5,1 cm trong khi MAI chiều cao của các cây mẫu dao động từ 2,9 đến 5,5 m.
Tổng sinh khối trên mặt đất của lâm phần là 90,4 tấn/ha, bao gồm 57,6 tấn thân, 14,1 tấn cành và 5,4 tấn lá. Sản lượng vật rơi rụng đạt trung bình 10,23 tấn/ha năm với lượng lá chiếm 87,4% tổng số. Sự tích lũy vật rơi rụng lên đến 6,64 tấn/ha và hằng số luân chuyển của lớp thảm mục được ước tính là 1,35. Herianyah và cộng sự.
(2007) đã xác định sinh khối lâm phần Keo tai tượng 5 năm tuổi là 30,0 tấn/ha ở Tây Java và rừng 5,5 năm tuổi là 82,11 tấn/ha ở Nam Sumatra, Indonesia. Nghiên cứu trữ lượng các bon rừng Keo tai tượng ở các tuổi khác nhau tại Tây Java, Indonesia được thực hiện bởi Herdiyanti và Sulistyawati (2010), 9 các tác giả đã ghi nhận rằng trữ lượng carbon của cây Keo tai tượng (AGB và đất) trong 5 năm tuổi và 7 các lâm phần năm tuổi lần lượt là 72,88 tấn/ha và 77,81 tấn/ha. Sadeli Ilyas (2013), nghiên cứu rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) ở các khu vực khai thác than tại Đông Kalimantan, Indonesia. Kết quả cho thấy: Sinh khối trên mặt đất và trữ lượng các-bon của rừng trồng A.
mangium cho thấy mối quan hệ rất đáng kể với đường kính ngang ngực (DBH), tạo thành một hàm logarit. Trong các phương trình tương quan liên quan đến mối quan hệ giữa sinh khối trên mặt đất và trữ lượng carbon của A. mangium được trồng thì mối quan hệ giữa của đường kính ngang ngực với sinh khối cây có mối tương quan chặt nhất, trong đó phương trình tương quan đối với thân là Y = 0,4668 X1,8287 với hệ số tương quan (R2) = 0,9855. Đối với cành là Y = 0,078 X2,0038, với hệ số tương quan (R2) = 0,9542, và đối với lá là Y = 0,0648 X1,9348 với hệ số tương quan (R2) = 0,9502.
Lượng CO2 cây hấp thụ phụ thuộc vào độ tuổi của cây và nơi sinh trưởng/nơi trồng. Tổng lượng CO2 hấp thụ của A. mangium ở tuổi 7 đối với khu vực không khai thác là 146,01 tấn/ha, đối với khu vực có khai thác ở tuổi 7,5,3 là 88,54 tấn/ha, 68,92 tấn/ha và 47,12 tấn/ha, tương ứng.