Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu giải pháp bón phân hợp lý cho rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) ở Quảng Ninh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:175

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp "Nghiên cứu giải pháp bón phân hợp lý cho rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) ở Quảng Ninh" trình bày các nội dung chính sau: Xác định được nhu cầu phân bón cho rừng trồng Keo tai tượng; Xác định được ảnh hưởng của thời điểm bón phân đến sinh trưởng rừng trồng Keo tai tượng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu giải pháp bón phân hợp lý cho rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) ở Quảng Ninh

22 2
3 LỜI CAM ĐOAN Luận án được được hoàn thành theo Chương trình đào tạo tiến sĩ khóa 28 tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Huy Sơn và TS Trần Văn Đô. Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của bản thân tôi. Các số liệu và kết quả trình bày trong Luận án là trung thực và xin chịu trách nhiệm về số liệu đã công bố. Việc tham khảo các thông tin về các lĩnh vực liên quan đều được trích dẫn rõ ràng trong luận án. Luận án được kế thừa một phần số liệu của đề tài nghiên cứu cơ bản trong khoa học tự nhiên “Ứng dụng kỹ thuật tiên tiến (Scan ảnh rễ) trong nghiên cứu bón phân tối ưu cho rừng trồng keo tại Việt Nam” thực hiện 2017- 2020 mà nghiên cứu sinh làm cộng tác viên chính. Đồng thời, luận án cũng kế thừa một phần số liệu đề tài nghiên cứu cấp Bộ “Nghiên cứu hệ thống các biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai, Keo tai tượng và Keo lá tràm cung cấp gỗ lớn trên đất trồng mới” thực hiện 2015-2019 mà nghiên cứu sinh làm cộng tác viên chính đã được các chủ nhiệm và những người tham gia 2 đề tài này đồng ý cho sử dụng. Nghiên cứu sinh Vũ Tiến Lâm
4 LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành theo chương trình đào tạo nghiên cứu sinh khoá 28 tại Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Trước hết tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Huy Sơn và TS. Trần Văn Đô - người hướng dẫn khoa học, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quí báu cho tác giả trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận án. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Trần Văn Đô chủ nhiệm đề tài và nhóm thành viên đã cho phép tác giả sử dụng các thông tin, số liệu của đề tài “Ứng dụng kỹ thuật tiên tiến (Scan ảnh rễ) trong nghiên cứu bón phân tối ưu cho rừng trồng keo tại Việt Nam” để hoàn thành luận án. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Nguyễn Huy Sơn chủ nhiệm đề tài và nhóm thành viên đã cho phép tác giả sử dụng các thông tin, số liệu của đề tài “Nghiên cứu hệ thống các biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai, Keo tai tượng và Keo lá tràm cung cấp gỗ lớn trên đất trồng mới” để hoàn thành luận án. Trong quá trình học tập và hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban Giám đốc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Khoa học, Đào tạo và Hợp tác Quốc tế, Viện Nghiên cứu Lâm sinh. Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quí báu đó. Tác giả xin cảm ơn Trường cao đẳng Nông lâm Đông Bắc, Trạm thực nghiệm Nông Lâm nghiệp Miếu Trắng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thu thập số liệu ngoại nghiệp phục vụ cho luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận án. Nghiên cứu sinh Vũ Tiến Lâm
5 MỤC LỤC
6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu, từ viết tắt Giải nghĩa đầy đủ AGB Sinh khối trên mặt đất Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn CSIRO Tổ chức nghiên cứu khoa học & công nghiệp Australia CEC Khả năng trao đổi cation CTTN Công thức thí nghiệm Do Đường kính gốc D1,3 Đường kính ngang ngực Dt Đường kính tán ĐBB Vùng Đông Bắc Bộ FAO Tổ chức nông lương Quốc tế GDP Tổng sản phẩm nội địa Hvn Chiều cao vút ngọn KTT Keo tai tượng Nts Đạm tổng số OTC Ô tiêu chuẩn pHKCl Độ chua của đất UBND Uỷ ban nhân dân TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam R2 Hệ số tương quan RĐD Rừng đặc dụng RPH Rừng phòng hộ RSX Rừng sản xuất
7 DANH MỤC BẢNG
8 DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ
9 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Theo Chiến lược Phát triển Lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2021-2030, tầm nhìn đến 2050 (Quyết định 523/QĐ-TTg, 2021), xây dựng ngành lâm nghiệp thực sự trở thành một ngành kinh tế - kỹ thuật; thiết lập, quản lý, bảo vệ, phát triển và sử dụng bền vững rừng và diện tích đất được quy hoạch cho lâm nghiệp; đảm bảo sự tham gia rộng rãi, bình đẳng của các thành phần kinh tế vào các hoạt động lâm nghiệp, huy động tối đa các nguồn lực xã hội; ứng dụng khoa học và công nghệ tiên tiến, hiện đại.... Một trong những mục tiêu của Chiến lược (i) Tốc độ tăng giá trị sản xuất lâm nghiệp: 5,0% đến 5,5%/năm. (ii) Giá trị xuất khẩu đồ gỗ và lâm sản: 18 đến 20 tỷ USD vào năm 2025, 23 đến 25 tỷ USD vào năm 2030; giá trị tiêu thụ lâm sản thị trường trong nước đạt 5 tỷ USD vào năm 2025, đạt trên 6 tỷ USD vào năm 2030. (iii) Trồng rừng sản xuất: khoảng 340.000 ha/năm vào năm 2030. Mục tiêu là phải nâng cao năng suất gỗ rừng trồng, phấn đấu ít nhất 90% diện tích rừng được trồng từ giống cây lâm nghiệp đã được công nhận; năng suất rừng trồng thâm canh giống mới trung bình 20 m 3/ha/năm vào năm 2025 và 22 m 3/ha/năm vào 2030. Keo tai tượng là loài cây gỗ lớn mọc nhanh có thể đáp ứng được mục tiêu này của Chiến lược. Đồng thời, gỗ Keo tai tượng có đặc điểm phù hợp với công nghệ chế biến để sản xuất đồ mộc gia dụng và các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu. Đặc biệt, ở vùng Đông Bắc Bộ là vùng kinh tế lâm nghiệp trọng điểm của các tỉnh vùng núi phía Bắc và đã được qui hoạch để trồng rừng gỗ lớn tập trung. Qua thực tế đã chứng minh, đặc điểm đất đai và khí hậu ở vùng Đông Bắc Bộ khá phù hợp với các loài keo nói chung và Keo tai tượng nói riêng, nên việc phát
10 triển rừng trồng Keo tai tượng cung cấp gỗ lớn ở Vùng Đông Bắc Bộ, nhất là ở Quảng Ninh là hợp lý và cần thiết. Hiện nay, Quảng Ninh có khoảng 247.838 ha rừng trồng sản xuất, trong đó diện tích rừng trồng Keo tai tượng chiếm hơn 60% [15]. Phân bón và bón phân cho rừng trồng là một trong những biện pháp kỹ thuật mũi nhọn trong thâm canh rừng trồng. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng bón phân cho rừng trồng phải căn cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của từng loài cây cụ thể và căn cứ vào khả năng cung cấp dinh dưỡng của từng loại đất, nên việc xác định loại phân và liều lượng phân bón thích hợp vừa phát huy được hiệu lực của phân và vừa tiết kiệm được phân bón, tránh gây lãng phí không cần thiết, tăng hiệu quả kinh tế cho người trồng rừng. Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, khi trồng rừng các loài keo trên bất kỳ loại đất nào ở các vùng sinh thái khác nhau đều được bón từ 100-200 g NPK hoặc hết hợp với 300-500 g phân vi sinh hữu cơ thực chất là các phép thử đúng và sai để chọn ra phương pháp bón phân tốt nhất phục vụ trồng rừng Keo tai tượng. Hơn nữa, việc xác định thời điểm bón phân cho rừng trồng cũng là một trong những biện pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu lực của phân bón. Trong thực tế, chủ yếu vẫn dựa vào kinh nghiệm, thường bón vào đầu mùa mưa hoặc giữa mùa sinh trưởng, cây trồng chưa chắc phát huy được hiệu lực của phân. Vì vậy, việc thực hiện luận án “Nghiên cứu giải pháp bón phân hợp lý cho rừng trồng Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) ở Quảng Ninh” là cần thiết, có ý nghĩa cả khoa học và thực tiễn nhằm xác định loại phân và lượng phân bón thích hợp cũng như thời điểm bón phân tối ưu cho Keo tai tượng. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Về lý luận: Góp phần bổ sung cơ sở khoa học về phân bón và bón phân cho trồng rừng keo đem lại hiệu quả kinh tế cao tại Việt Nam.
11 - Về thực tiễn: + Xác định được nhu cầu phân bón cho rừng trồng Keo tai tượng; + Xác định được ảnh hưởng của thời điểm bón phân đến sinh trưởng rừng trồng Keo tai tượng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Luận án đã góp phần xây dựng các luận cứ khoa học làm cơ sở bón phân rừng trồng Keo tai tượng. - Ý nghĩa thực tiễn: Đã đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật xác định liều lượng và thời điểm bón phân cho rừng trồng Keo tai tượng ở Quảng Ninh. 4. Những đóng góp mới - Đã xác định được loại phân và liều lượng phân bón cho rừng trồng Keo tai tượng ở Quảng Ninh và một số tỉnh lân cận vùng Đông Bắc Bộ; - Đã xác định được thời điểm bón phân thích hợp cho rừng trồng Keo tai tượng ở Quảng Ninh và một số tỉnh lân cận vùng Đông Bắc Bộ. 5. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu 5.1. Đối tượng nghiên cứu - Đất feralit phát triển trên phiến thạch sét ở Uông Bí, Quảng Ninh - Loài cây: Keo tai tượng (Acacia mangium Willd), xuất xứ Pongaki. Mật độ trồng 1.100 cây/ha (3 m x 3 m). 5.2. Địa điểm nghiên cứu Trạm thực nghiệm Nông lâm nghiệp Miếu Trắng thuộc Trường Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc, phường Bắc Sơn, Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh. 6. Giới hạn nghiên cứu 6.1. Giới hạn về nội dung nghiên cứu - Về đặc đặc điểm lập địa khu vực trồng rừng chỉ tập trung nghiên cứu: đặc điểm khí hậu, chế độ nhiệt, chế độ ánh sáng, lượng mưa; Đất đai: chỉ
12 nghiên cứu trên 2 dạng tiểu lập địa gồm tiểu lập địa A có có độ dày tầng đất ≥ 80 cm và tỷ lệ đá lẫn/đá lộ đầu 45 %. - Các nghiên cứu định lượng tổng sinh khối trên và dưới mặt đất tại các thí nghiệm về loại phân, liều lượng và thời điểm bón phân: Xác định loại phân, liều lượng và thời điểm bón phân khác nhau; Tổng sinh khối trên mặt đất bao gồm thân, cành, lá tại các công thức thí nghiệm; Tổng sinh khối sản sinh của rễ cám tại các công thức thí nghiệm. - Các nghiên cứu về lượng vật rơi rụng trên mặt đất và tốc độ phân hủy trả lại dinh dưỡng cho đất; Lượng rễ cám chết trong đất và tốc độ phân hủy trả lại dinh dưỡng cho đất; chỉ tập trung nghiên cứu các yếu tố đa lượng N,P,K hoàn trả dinh dưỡng lại cho đất. - Đề xuất giải pháp kỹ thuật cho trồng rừng Keo tai tượng ở Quảng Ninh. 6.2. Giới hạn về địa bàn nghiên cứu - Các nội dung nghiên cứu được thực hiện tại Trạm thực nghiệm Nông lâm nghiệp Miếu Trắng thuộc Trường Cao đẳng Nông Lâm Đông Bắc, phường Bắc Sơn, Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh. 7. Bố cục luận án Luận án gồm 126 trang, 22 bảng; 19 sơ đồ, hình ảnh, với các phần chính sau: - Phần mở đầu (4 trang). - Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu (20 trang). - Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu (22 trang). - Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận (62 trang). - Kết luận, tồn tại và khuyến nghị (4 trang).
13 Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Giới thiệu chung về cây Keo tai tượng 1.1.1. Đặc điểm phân bố và sinh thái Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) có phân bố tự nhiên từ Australia, Papua New Guinea và Indonexia. Phân bố chủ yếu từ 8 o đến 18o vĩ độ Nam, ở độ cao dưới 300 m so với mực nước biển, lượng mưa trung bình 1.500–3.000 mm/năm (Doran và cộng sự, 1997)[56]. Hình 1.1. Vùng phân bố tự nhiên Keo tai tượng. Ở Australia Keo tai tượng được tìm thấy tự nhiên trong vùng Queensland và giới hạn ở 2 khu vực từ Jardine đến Claudie River (11 o20’- 12o44’ vĩ độ Nam) và từ Ayton đến Nam Ingham (15 o54’–18o30’ vĩ độ Nam). Hầu hết đó là vùng nhiệt đới duyên hải thấp với độ cao dưới 800 m so với mực nước biển. Keo tai tượng còn phân bố kéo dài tới các tỉnh miền tây Papua New Guinea và tỉnh Irian Jaya (0 o08’ vĩ độ Nam) thuộc Indonesia (Awang Kamis và David Taylor, 1993)[43]. Vùng sinh thái Keo tai tượng
14 thường là nhiệt đới ẩm, mùa khô 4-6 tháng, lượng mưa trung bình 1.446- 2.970 mm; nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 13-21 oC, nhiệt độ trung bình tháng cao nhất 25-32 oC. Khi nghiên cứu lựa chọn và quản lý các loài cây cố định đạm ở các quốc gia khác nhau, MacDicken, K.G (1994) [76] lại cho rằng Keo tai tượng có phân bố tự nhiên ở những nơi có lượng mưa từ 1.000-4.500 mm/năm, sinh trưởng tốt ở độ cao dưới 300 m so với mực nước biển, nhưng cũng tìm thấy có phân bố tự nhiên ở độ cao 700 m. Nhiệt độ trung bình cao nhất 31-34 oC và nhiệt độ trung bình thấp nhất 12-16 oC, nhưng chịu được sương giá nhẹ. Có thể sống được trên nhiều loại đất khác nhau, nhưng sinh trưởng tốt trên đất sâu, ẩm, giàu mùn, pH không dưới 4,5. 1.1.2. Đặc điểm hình thái Khi nghiên cứu đặc điểm hình thái của 14 loài keo tìm thấy ở Papua New Turnbull (1998) [100] đã mô tả Keo tai tượng là loài cây gỗ lớn, chiều cao tối đa có thể đạt tới 30 m. Khi nghiên cứu các loài cây cố định đạm trên đất hoang hóa ở Sabah của Maylaysia, MacDicken (1988) [75] đã mô tả Keo tai tượng là cây gỗ lớn có nhiều triển vọng sinh trưởng nhanh trên nhiều dạng lập địa khác nhau, khi cây trưởng thành có thể đạt 25-50 cm đường kính và chiều cao có thể đạt 30 m. Trong một công trình nghiên cứu khác của MacDicken (1994) [76] khi nghiên lựa chọn và quản lý các loài cây cố định đạm ở một số quốc gia khác nhau, tác giả cũng đã mô tả Keo tai tượng là cây gỗ, lá rộng thường xanh, kích thước từ trung bình đến lớn, có thể cao tới 30 m, đường kính 25-50 cm, có khi đến 90 cm, hình dáng đẹp, thân thẳng và tròn đều, thường phân cành ở độ cao lớn hơn 1/2 chiều cao của cây. Là loài có lá giả (phyllodinnous), một vài cặp lá đầu tiên thường là lá kép lông chim gọi là
15 lá thật. Sau đó đến thế hệ lá giả là lá đơn mọc cách tồn tại đến hết đời cây. Lá giả ở cây trưởng thành có chiều dài trung bình 25 cm, rộng 5-10 cm. 1.2. Nghiên cứu trên thế giới 1.2.1. Điều kiện lập địa trồng rừng Tập hợp kết quả nghiên cứu ở các nước vùng nhiệt đới, tổ chức Nông Lương Quốc tế (FAO, 1984) [58] đã chỉ ra rằng khả năng sinh trưởng của rừng trồng, đặc biệt là rừng trồng nguyên liệu công nghiệp bằng các loài cây mọc nhanh như keo phụ thuộc rất nhiều vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan đến điều kiện lập địa là: khí hậu, địa hình, loại đất và hiện trạng thực bì. Khi nghiên cứu về rừng mưa nhiệt đới ở Australia, Week (1970) [108] cũng nhận định rằng sinh trưởng của cây rừng nói chung phụ thuộc vào các yếu tố: đá mẹ, độ ẩm của đất, thành phần cơ giới, CaCO 3, hàm lượng mùn và đạm. Nhìn chung hai nhận định này không có gì mâu thuẫn nhau, nhận định của Week diễn đạt theo các nhân tố cụ thể và chi tiết, còn nhận định của FAO mang tính tổng quát. Khi nghiên cứu sản lượng rừng trồng bạch đàn và keo ở Brazil, Golcalves và cộng sự (2004) [61] cho rằng năng suất rừng trồng là sự kết hợp giữa kiểu gen với điều kiện lập địa và kỹ thuật canh tác. Ngoài ra, các tác giả còn chỉ ra giới hạn của sản lượng rừng, nhất là đối với rừng trồng gỗ lớn có liên quan chặt chẽ tới các yếu tố môi trường theo thứ tự và mức độ quan trọng: nước > dinh dưỡng > độ sâu tầng đất. Tại Papua New Guimea, đã tiến hành khảo nghiệm loài kết hợp với khảo nghiệm xuất xứ của 3 loài: Keo tai tượng, Keo lá tràm (A. auriculiformis) và Bạch đàn (Eucaliptus deglupta) trên 3 dạng lập địa khác nhau: đất thoát nước tốt, đất thoát nước kém và đất đồng cỏ. Sau 2,5 năm tuổi, hầu hết các xuất xứ của các loài đều sinh trưởng tốt trên đất thoát nước, sinh trưởng kém hơn ở đất thoát nước kém và rất kém ở đất đồng cỏ; trên đất
16 thoát nước tốt, các xuất xứ Balamuk PNG và Toko PNG của Keo tai tượng có chiều cao đạt 12,2-12,4 m. Ở Tây Timo cũng khảo nghiệm 9 loài keo trên lập địa có độ pH ≈ 7,5 và 8-9, sau 2,6 năm tuổi đã xác định được một số loài sinh trưởng khá và có triển vọng trên đất có các mức kiềm nói trên. Ở Madargasca cũng khảo nghiệm 5 loài keo trên đất cát nghèo dinh dưỡng, sau 3 năm trồng tỷ lệ sống của các loài còn 60-90 %, chiều cao trung bình đạt 2-4,9 m; hai loài Keo tai tượng và Keo lá liềm (A. crasscarpa) mặc dù có tỷ lệ sống chỉ còn ≈ 60%, nhưng chiều cao lại đạt 4,6-4,9 m (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 2003) [26]. Khi nghiên cứu gây trồng các loài cây cố định đạm trên đất hoang hóa ở khu vực châu Á Thái Bình Dương, MacDicken (1988) [75] đã kết luận Keo tai tượng có thể trồng được ở những nơi đất nghèo xấu, xói mòn, đất có tỷ lệ đá lẫn lớn, tầng đất nông, đất chua hoặc đất ngập nước ngắn ngày, nhưng sinh trưởng kém, nhiều cành nhánh. Keo tai tượng sinh trưởng tốt và đạt hiệu quả kinh tế cao ở những nơi tầng đất sâu, ẩm, ít sỏi/đá lẫn, pH không thấp dưới 4,5. Khi nghiên cứu khả năng sinh trưởng của Keo tai tượng ở một số vùng sinh thái của khu vực Châu Á Thái Bình Dương, MacDicken (1994) [76] cho thấy ở vùng sinh thái khác nhau, trên các lập địa khác nhau thì khả năng sinh trưởng khác nhau, cụ thể là ở Chung Pu (Đài Loan) sau 4 năm tuổi chiều cao chỉ đạt 8,8 m, đường kính ngang ngực chỉ đạt 9,4 cm và năng suất gỗ đạt 23,4 m3/ha/năm; nhưng cũng 4 năm tuổi trồng ở Brumas, Sabah của Malaysia chiều cao đạt tới 20,7 m, đường kính ngang nực cũng đạt tới 14,5 m và năng suất gỗ đạt 44,5 m3/ha/năm. Ngay ở cùng một quốc gia, Keo tai tượng trồng ở các địa điểm khác nhau cũng có khả năng sinh trưởng khác nhau, sau 4,5 năm tuổi trồng ở Hathazari (Bangladesh) sinh trưởng chiều cao chỉ đạt 6,2 m, đường kính cũng chỉ đạt 7,1 cm và năng suất gỗ chỉ đạt 8,7 m 3/ha/năm; trong khi đó trồng ở Chittagong (Bangladesh) sau 4,5 năm tuổi, chiều cao đạt 8,9 m, đường kính ngang ngực đạt 10,7 cm và năng suất gỗ đạt 17,1 m 3/ha/năm. Đặc
17 biệt, trong công trình nghiên cứu này, MacDicken (1994) [76]; Hung. T.T (2019) [70] đã cho thấy sinh khối và hàm lượng N trong sinh khối của cây họ đậu có khả năng cố định đạm sinh học cao hơn trong sinh khối của cây không phải họ đậu và không có khả năng cố định đạm. Tác giả cũng chỉ ra rằng hàm lượng N trong lá cây họ đậu cao hơn các bộ phận khác của cùng 1 cây. Hơn nữa, trong lá của cây họ đậu có khả năng cố định đạm có hàm lượng N cao hơn ở cây không cố định đạm. Ngoài ra, một số công trình nghiên cứu về khảo nghiệm giống, các nhà khoa học cũng đã sử dụng chỉ tiêu sinh trưởng để đánh giá và chọn giống Keo tai tượng, điển hình như công bố của Griffin và cộng sự (2010) [63]; Arnold và cộng sự (2003) [42]; Lim và Gan, (2000) [73]; Chatarpaul và cộng sự (1983) [51]; Baggayan và cộng sự (1998) [44]; Bai và cộng sự (1997) [45]; Ani và cộng sự (1993) [41]; Nguyen Toan Thang và cộng sự (2019) [84] Các nghiên cứu trên đều cho thấy điều kiện lập địa có ảnh hưởng rất rõ đến khả năng sinh trưởng của các loài keo nói chung. Việc nghiên cứu xác định điều kiệm lập địa thích hợp để trồng rừng Keo tai tượng cung cấp gỗ lớn cũng là một trong những biện pháp kỹ thuật thâm canh rừng trồng nhằm nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng. 1.2.2. Nhu cầu phân bón rừng trồng Bón phân cho rừng trồng là một trong những biện pháp kỹ thuật thâm canh ảnh hưởng trực tiếp đến hệ rễ của cây trồng nói chung và rừng trồng Keo tai tượng nói riêng nhằm nâng cao năng suất chất lượng rừng trồng. Vấn đề này đã được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu từ rất sớm cho các loài cây rừng khác nhau, điển hình như công trình của Mello (1976) [78] và Schonau (1985) [92] bón phân cho E. grandis, Bolstad (1988) [49] và Herrero (1988) [67] bón phân cho Pinus caribeae. Tuy nhiên, việc bón phân
18 cho rừng trồng dựa trên cơ sở khoa học nào thì hiện nay chỉ có một số ít công trình đề cập đến, điển hình là công trình của Simpson (2004) [93] nghiên cứu phân bón cho rừng trồng A. mangium ở Queensland, Australia. Tác giả đã phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong lá cây và trong đất, đặc biệt là hàm lượng các nguyên tố đa lượng như N, P, K. Hàm lượng các nguyên tố này trong lá sẽ chỉ cho biết trong đất thiếu chất dinh dưỡng nào, hoặc nhu cầu của cây đang cần nguyên tố nào, từ đó tác giả đã xác định P là nguyên tố cần bổ sung cho đất và đã bón 50 kg P/ha. Ngoài ra, tác giả còn cho thấy K là nguyên tố thường ít thiếu hụt trong đất trồng rừng các loài keo ở Kalimantan, Trung Quốc và Việt Nam, các nguyên tố trung lượng và vi lượng như Mg, Bo, Ca, Zn, Mn và Cu không thực sự thiếu hụt trong các loại đất trồng rừng nói chung (Beadle và cộng sự, 2006) [47]. Các loài keo là những cây có khả năng cố định đạm sinh học, nên được giả định là cần nhiều lân cho các hoạt động cố định đạm. Do đó, một số nghiên cứu trên thế giới đã tập trung nhiều vào xác định lượng lân cần thiết bổ sung cho rừng trồng, điển hình là công trình của Mead và Miller (1991) [77], các tác giả đã thử nghiệm cho rừng trồng Keo tai tượng, bón lót 100 g P/hố, 6 tháng sau bón thúc 150 g P/cây, kết quả cho thấy có sự khác biệt khá rõ rệt so với bón NPK thông thường. Thông qua các thí nghiệm, Xuifang và cộng sự (2006) [109] cũng cho rằng P và K là những chất khoáng cần thiết cho sự phát triển và tăng trưởng sinh học, nhưng nồng độ các chất này hòa tan trong đất thường rất thấp, các loại đất giàu P và K là có nguồn gốc từ các loại đá không hòa tan khoáng chất và đá trầm tích khác, mặc dù P và K vẫn tồn tại khá lớn trong đất nhưng ở dạng cây không sử dụng được, nếu gặp đều kiện thích hợp chúng sẽ chuyển thành dạng rễ sử dụng cho cây trồng. Ngoài ra, các tác giả cũng cho rằng vi sinh vật đất giữ vai trò rất quan trọng trong chuyển hóa P và K từ dạng khó sử dụng sang dạng rễ sử dụng.
19 Khi nghiên cứu sinh khối rễ cây họ đậu, trong đó có cả sinh khối Keo tai tượng, Sprent và Spren (1990) [95] đã xác định năng suất sinh khối, trọng lượng nốt sần cố định đạm ở rễ và hàm lượng N mà quá trình cố định đạm cộng sinh chuyển hóa được từ không khí vào trong đất. Tác giả đã đưa ra số liệu chứng minh là trồng cây cố định đạm với mật độ cao trên đất tốt vùng nhiệt đới có thể đạt tổng sinh khối 20 tấn/ha/năm, sau 5 năm trồng có thể đạt 100 tấn sinh khối trên mặt đất. Ngoài ra, có thể thu 1-4 tấn nốt sần ở trong đất, trong đó có khoảng 40-240 kg N. Như vậy, cơ sở khoa học để bón phân cho rừng trồng là căn cứ vào nhu cầu của từng loài cây và khả năng cung cấp các chất dinh dưỡng của đất ở từng địa điểm cụ thể. 1.2.3. Thời điểm bón phân rừng trồng Bón phân đã được áp dụng cho rất nhiều loài cây rừng tại nhiều vùng trên thế giới nhằm tăng năng suất cây trồng (Shi và cộng sự, 2019) [96]. Bón phân được đánh giá là một trong những lựa chọn lâm sinh tối ưu nhất trong quản lý và phát triển rừng trồng bền vững trên thế giới (Fox và cộng sự, 2007) [59]. Cùng với sự sinh trưởng của rừng, phân bón sẽ trở thành nhân tố thiếu hụt khi cây phát triển (Doran, 2002) [55], đặc biệt đối với các chất đa lượng như N, P, K (Sulaiman và cộng sự, 1990) [97]. Vì vậy bón thúc nhằm mục tiêu chính là cung cấp lượng dinh dưỡng thiếu hụt tại thời điểm thích hợp cho cây trồng. Bón phân có thể được thực hiện hằng năm với mong muốn cây trồng có thể hấp thụ hết được lượng phân bón (Forrester và cộng sự, 2012) [60]. Đến nay, chưa có công trình nghiên cứu nào xác định được chính xác lượng phân bón cho mỗi loài cây trồng (Silva và cộng sự, 2013) [98]. Các nghiên cứu đều dựa trên nguyên tắc thăm dò; cùng 1 loại rừng, bón cùng 1 thời điểm với 2 lượng phân A và B khác nhau, nếu lượng phân A cho sinh trưởng tốt hơn thì
20 công thức bón phân A là tối ưu hơn. Hoặc nếu cùng 1 đối tượng rừng bón cùng lượng phân ở 2 thời điểm T1 và T2 cho rừng sinh trưởng ở T2 tốt hơn thì thời điểm bón T2 là tối ưu hơn. Trên thế giới thời điểm bón phân cũng được áp dụng theo kinh nghiệm truyền thống vào mùa Xuân hoặc đầu mùa mưa tại mỗi khu vực (Timander, 2011) [101], với lý luận rằng phân bón sẽ giúp cây trồng sinh trưởng phát triển tốt hơn vào mùa sinh trưởng. Nghiên cứu bón phân cho rừng trồng thông Pinus taeda L. Đã chỉ ra rằng, bón phân sau khi trồng rừng vài tháng hoặc khi cây bắt đầu khép tán có thể tăng sản lượng rừng (Dickens và cộng sự, 2003 [57]; Fox và cộng sự, 2007) [59]. Trong khi đó thời điểm (mùa) bón phân trong năm không có ảnh hưởng rõ ràng đến sinh trưởng cây trồng (Dickens và cộng sự, 2003) [57]. Hơn nữa nếu bón phân sau khi tỉa thưa cây trồng không hút hết được phân, gây lãng phí (Blazier và cộng sự, 2015) [48]. Thí nghiệm thời điểm bón phân khác nhau cũng được nghiên cứu đối với rừng trồng bạch đàn Eucalyptus urophylla tại Trung Quốc, kết quả cho thấy có sự khác nhau rõ ràng về sinh trưởng và sinh khối trên mặt đất (Timander, 2011) [101]; R.Fox T và cộng sự (2007) [90]. Các nghiên cứu cho thấy rễ cây có đường kính ≤ 2 cm có chức năng hút nước và dinh dưỡng nuôi cây (Du và Wei, 2017) [54]; Helmisaari và cộng sự, 2000) [68]. Bên cạnh đó rễ cám có tuổi đời rất ngắn từ vài tuần đến vài tháng (Osawa và Aizawa, 2012) [77]. Do vậy, sự phát triển của rễ cám có thể được sử dụng là một nhân tố xác định thời điểm bón phân cho rừng trồng. Vào mùa Đông, cây tạm ngừng sinh trưởng do đó rễ cám hầu như không phát triển đối với rừng trồng ôn đới loài Dẻ (Trần Văn Đô và cộng sự, 2016a, b) [103] [105]. Do vậy bón phân sẽ không có ý nghĩa đối với rừng. Vào cuối mùa Xuân và đầu mùa Hè, lá mới xuất hiện và rễ cám cũng phát triển mạnh, bón phân sẽ đem lại hiệu quả cao hơn do rễ cám có thể hút được nhiều phân bón hơn.