CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TRÊN THẾ GIỚI 1. Đặc điểm sinh thái, phân bố về các loài keo Các loài keo (Acacia sp) có nguồn gốc xuất xứ ở Australia, Papua New Guinea, Indonesia và được trồng ở một số nơi như Thái Lan, Trung Quốc, một số quốc gia ở Châu Phi…và Việt Nam.
Tại Thái Lan có 23 xuất xứ của 12 loài keo từ Australia. Tại Indonesia có 5 khảo nghiệm loài được xây dựng trên vùng đất chua phèn ở Đông Timor, trong đó có 3 khảo nghiệm tại vùng đất thấp và hai khảo nghiệm trên vùng đất cao. Tại Phillippin có 13 xuất xứ của 11 loài keo được trồng khảo nghiệm tại tỉnh Cebu. Kết quả cho thấy A.oraria (xuất xứ 16140) là những loài có triển vọng.
Ở Châu Phi với sự hợp tác quốc tế của CRISO, các khảo nghiệm loài và xuất xứ đã được xây dựng tại Niger, Burkina Faso, North Cameroon và Senegal vào các năm 1985, 1986 ở những vùng chỉ có lượng mưa bình quân năm từ 600 – 700 mm. Tại Kenya một số khảo nghiệm các loài keo cũng đã được xây dựng tại các vùng bán khô hạn. Hai khảo nghiệm đã được xây dựng tại Marimanta và Lanchiathurio năm 1989 (F. auriculiformis) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonesia, phân bố chủ yếu ở 8 – 16o vĩ độ Nam, ở độ cao 100m, có thể đến trên 400m so với mực nước biển, lượng mưa 1400 – 3400 mm/năm, song có thể chịu được lượng mưa 500 – 1000 mm/năm (Doran, Turnbull và cộng sự, 1997).
Keo lá tràm thường có kích thước trung bình, thân ngắn nhiều cành nhánh, song trên các lập địa tốt loài này có thể cao 30m với đường kính 80cm và thân thẳng đơn trục (Pinyopusarerk, 1990). Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, gỗ có tỷ trọng 0,5 – 0,6, thậm chí 0,7, nhiệt lượng cao (4800 – 4900 Kcal/kg) (Viện Hàn lâm khoa học Mỹ, 1984), có thể dùng làm gỗ củi, làm giấy, làm gỗ xây dựng và gỗ đồ mộc. Đây cũng là loài cây có nốt sần chứa cả Rhizobium và Bradyrhizobium có khả năng tổng hợp nitơ tự do trong khí quyển rất cao (Dart, và cộng sự, 1991), có khả năng thích ứng với điều kiện khí hậu đất đai ở nước ta từ vùng cát ven biển tương đối khô hạn đến vùng núi thấp dưới 400m ở Tây Nguyên. Từ năm 1980, nhiều địa phương Đồng Nai cây keo lá tràm đã được lấy giống để trồng rừng ở nhiều nơi.
Hiện nay keo lá tràm đang là loài cây chủ yếu cho trồng rừng kinh tế và phòng hộ ở nước ta (dẫn theo Lê Đình Khả, 2003) [25. 5 Keo tai tượng (A.mangium) có nguồn gốc từ Australia, Papua New Guinea và Indonesia. Phân bố chủ yếu ở 8 – 18o vĩ độ Nam, độ cao 300m trên mặt nước biển, lượng mưa 1500 – 3000 mm/năm (Doran, Turnbull và cộng sự, 1997). Tuy mới được đưa vào nước ta đầu những năm 1980, song keo tai tượng đang được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi.
Keo tai tượng có thân cây thẳng đẹp, sinh trưởng nhanh hơn keo lá tràm, rễ có nốt sần có khả năng cải tạo đất, song có nhược điểm là rễ nông, dễ bị đổ khi có gió bão. Gỗ keo tai tượng có tỷ trọng 0,45 – 0,50, ở giai đoạn sau 12 tuổi có thể đạt 0,59 (Razali & Mohd, 1992), thích hợp cho sản xuất gỗ dán, ván dăm, làm giấy. Hiện nay keo tai tượng đang được trồng ở nhiều nơi cùng với keo lá tràm làm nguyên liệu cho công nghiệp (dẫn theo Lê Đình Khả, 2003) [25. Keo lai là tên gọi viết tắt của giống lai tự nhiên giữa hai loài keo tai tượng (Acacia mangium) và keo lá tràm (Acacia auriculiformis).
Giống lai này được Messrs Hepbum và Shim phát hiện năm 1972 trong những hàng cây trồng ven đường. Năm 1978 khi xem xét các mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản thực vật ở Queensland (Australia) Pedkey đã xác nhận đó là giống lai tự nhiên giữa keo tai tượng và keo lá tràm (dẫn theo Lê Đình Khả, 1999) [28. Trong tự nhiên keo lai cũng được phát hiện ở Papu New Guinea (Turnbull, 1986 [90.]; Gun et al, 1988 [73. Nghiên cứu năm 1987 của Rufelds cho thấy tại miền Bắc Sabah – Malaisia, keo lai xuất hiện ở rừng keo tai tượng 3 – 4 cây/ha (Rufelds, 1987) [87.], còn Wong thì thấy xuất hiện tỷ lệ 1/500 cây.
Năm 1991, Cyrin Pinso và Robert NaSi đã thấy tại khu Ulukukut cây lai tự nhiên đời F1 sinh trưởng khá hơn các xuất xứ của keo tai tượng ở Sabah. Các tác giả này cũng thấy rằng gỗ của keo lai là trung gian giữa keo tai tượng và keo lá tràm, có phẩm chất tốt hơn keo tai tượng [82. Tại Thái Lan (Kij Kar, 1992) [77.], keo lai được tìm thấy ở vườn ươm keo tai tượng (lấy giống từ Malaisia) tại trạm nghiên cứu Jon – Pu của Viện nghiên cứu Lâm nghiệp Đài Loan (Kiang Tao et al, 1989) [78. Trong giai đoạn vườn ươm keo lai hình thành lá giả (Phylod) sớm hơn keo tai tượng và muộn hơn keo lá tràm.
Keo lai đã được nghiên cứu nhân giống thành công bằng hom (Griffin, 1991). Tuy nhiên, trên thế giới vẫn chưa có những nghiên cứu về tính chất vật lý và cơ học cũng như tính chất bột giấy của keo lai và chưa có những nghiên cứu chọn lọc cây trội và khảo nghiệm dòng vô tính để từ đó tạo ra các dòng tốt nhất để đưa vào sản xuất (Lê Đình Khả, 1999) [28. Hiện nay keo lai được trồng ở nhiều quốc gia trên thế giới như Australia, Papua New Guinea và Indonesia, Malaisia, Philippin do keo lai phù hợp với nhiều điều kiện sinh thái, cây phát triển nhanh, trồng dễ sống, trong một chu kỳ cho một sinh khối lớn hơn các loài keo khác và chất lượng gỗ tốt, màu sắc tương đối đẹp. Sinh trưởng qua các số liệu khảo nghiệm và trồng rừng thực tế thì cây keo lai 6 sinh trưởng rất nhanh và cho sinh khối lớn hơn rất nhiều so với các loài cây keo bố mẹ và các giống keo khác.
Đặc điểm sinh trưởng cây rừng Nghiên cứu năng suất rừng thực chất là nghiên cứu sinh trưởng và đánh giá khả năng sản xuất của rừng. Sinh trưởng của cây rừng và lâm phần phụ thuộc vào nhiều nhân tố, trong đó có điều kiện tự nhiên và biện pháp tác động của con người. Do vậy, nếu không có nghiên cứu thực nghiệm thì không thể xác định được sinh trưởng của cây rừng và lâm phần. Ở Châu Âu theo Alder – (1980) từ những năm 1870 đã xuất hiện phương pháp nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng rừng khác nhau.
Các nhà khoa học nghiên cứu sản lượng rừng như G.Thomasius… Các tác giả này chủ yếu áp dụng kỹ thuật phân tích thống kê toán học, phân tích tương quan và hồi quy, qua đó xác định sản lượng gỗ của lâm phần. Quy luật sinh trưởng của cây rừng có thể được mô phỏng bằng nhiều hàm sinh trưởng khác nhau như: Gompertz (1825), Mitschirlich (1919), Petterson (1929), Korf (1939), Vekhulet (1952), Michailov (1953), H. Quá trình nghiên cứu sinh trưởng và sản lượng rừng thông thường được tiến hành qua hai bước: Bước 1: Phân loại rừng và đất rừng làm cơ sở đánh giá mức độ phù hợp của loài cây trên điều kiện lập địa cụ thể. Bước 2: Nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây rừng hay lâm phần theo các chỉ tiêu có liên quan đến sản lượng, như: đường kính, chiều cao, tổng tiết diện ngang, thể tích… - Nghiên cứu quy luật phân bố số cây theo cỡ kính (N/D): Phân bố số cây theo cỡ kính là một trong những quy luật cơ bản của cấu trúc rừng và được nghiên cứu khá đầy đủ ngay từ cuối thế kỷ 19.
Những tác giả đầu tiên nghiên cứu vấn đề này là: Veize (1980), Vimmenauer (1890, 1918), Schiffel (1898, 1899, 1902), Tretchiakov (1921, 1927, 1934, 1965), Đồng Sỹ Hiền (1974), Svalov (1977), Mosskalov) (theo Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh (199), Nguyễn Ngọc Lung (1987), (1999)) [34. Drachenko, Svalov sử dụng phân bố Gamma biểu thị phân bố số cây theo đường kính lâm phần thông ôn đới. Để tăng tính mềm dẻo, một số tác giả đã dùng họ hàm khác nhau như: Loetch 7 (1973) dùng họ hàm Bêta, Roemisch, K (1975) nghiên cứu khả năng dùng hàm Gamma mô phỏng sự biến đổi của phân bố đường kính cây rừng theo tuổi. Lembeke, Knapp và Ditima (theo Phạm Ngọc Giao (1995) [16.]) sử dụng phân bố Gamma với các tham số thông qua các phương phương trình biểu thị mối tương quan giữa tuổi và chiều cao tầng trội như: 1 1 b=a 0+ a1.
A 2 Clutter, JL và Allison, B.]) dùng đường kính bình quân cộng, sai tiêu chuẩn đường kính và đường kính nhỏ nhất để tính các tham số của phân bố Weibull với giả thiết các đại lượng này quan hệ với tuổi, mật độ lâm phần. Khi nghiên cứu đường kính bình quân của lâm phần, Veize (1980) thấy có 57,5% số cây có đường kính nhỏ hơn đường kính bình quân (theo Nguyễn Ngọc Lung và Đào Công Khanh) [34. Nguyễn Viết Khoa (2011) [31.], về sinh trưởng keo lai, Pinso và Nasi (1991) [82.] thấy cây lai có ưu thế lai và ưu thế lai này có thể chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa. Họ cũng thấy sinh trưởng của cây keo lai tự nhiên đời F1 tốt hơn xuất xứ Sabah của keo tai tượng, song kém hơn xuất xứ ngoại lai như Oriomo (Papua New Guinea) hoặc Claudie River (Queesland, Australia), còn sinh trưởng của những cây đời F2 trở đi thì không đồng đều so với trị số trung bình và còn kém hơn cả keo tai tượng, mặc dầu một số cây có khá hơn.
Từ năm 1991, khảo sát của Cyril Pinso đã cho thấy keo lai có rất nhiều đặc trưng nổi bật so với bố mẹ là nó sinh trưởng nhanh, hình thân có độ thẳng trung gian giữa hai loài bố và mẹ, chất lượng gỗ khá hơn so với loài A. Khi đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của cây keo lai, Pinso và Nasi (1991) [82.] thấy rằng độ thẳng thân, đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân. ở cây keo lai đều tốt hơn 2 loài keo bố mẹ và cho rằng keo lai rất phù hợp cho trồng rừng thương mại. Cây keo lai còn có ưu điểm là có đỉnh ngọn sinh trưởng tốt, thân cây đơn trục và tỉa cành tự nhiên tốt (Pinyopusarerk, 1990) [83.
Sinh khối và khả năng hấp thụ CO2 Sinh khối được xác định là tất cả chất hữu cơ ở dạng sống và chết, ở trên hoặc ở dưới mặt đất (Brown, 1997; Ponce-Hernandez, 2004) [68. Sinh khối là đơn vị đánh giá năng suất của lâm phần. Mặt khác, để có được số liệu về hấp thụ CO2, khả năng và động thái quá trình hấp thụ CO 2 của rừng, người ta 8 phải tính từ sinh khối của rừng.