Ảnh hưởng vật liệu hữu cơ sau khai thác đến đất và năng suất keo lá tràm - Luận án TS Lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KIỀU TUẤN ĐẠT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ ĐỂ LẠI SAU KHAI THÁC ĐẾN ĐỘ PHÌ CỦA ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT RỪNG TRỒNG KEO LÁ TRÀM Ở CÁC CHU KỲ SAU TẠI PHÚ BÌNH, TỈNH BÌNH DƯƠNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM ======================== KIỀU TUẤN ĐẠT NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU HỮU CƠ ĐỂ LẠI SAU KHAI THÁC ĐẾN ĐỘ PHÌ CỦA ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT RỪNG TRỒNG KEO LÁ TRÀM Ở CÁC CHU KỲ SAU TẠI PHÚ BÌNH, TỈNH BÌNH DƯƠNG Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 62.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Thế Dũng PGS TS. Ngô Đình Quế HÀ NỘI - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Do luận án nghiên cứu qua 3 chu kỳ kinh doanh nên đã có sự kế thừa số liệu ở chu kỳ 1 & 2 và một số kết quả nghiên cứu ở hai chu kỳ này đã được công bố.

Kết quả nghiên cứu của luận án cho rừng trồng keo lá tràm ở chu kỳ 3 là của tác giả, các số liệu trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Người viết cam đoan Kiều Tuấn Đạt ii LỜI CẢM ƠN Luận án này, tác giả thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phạm Thế Dũng và PGS.TS Ngô Đình Quế, trong suốt thời gian thực hiện luận án từ 2010 đến nay. Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn hai thầy giáo đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt luận án.

Nhân dịp này, tác giả xin trân thành cảm ơn tập thể cán bộ viên chức của Viện Khoa học Lâm nghiệp Nam Bộ, Trạm Thực nghiệm Lâm nghiệp Tân Phú cùng gia đình và các bạn bè đồng nghiệp. Đặc biệt, tác giả xin cảm ơn các chuyên gia và các cộng tác viên dự án “Quản lý lập địa và năng suất rừng trồng ở Việt Nam”, do Trung tâm Nghiên cứu Lâm nghiệp quốc tế (CIFOR) tài trợ, dự án “Quản lý lâm sinh tối ưu và năng suất rừng trồng keo cung cấp gỗ xẻ có chất lượng cao” do Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp quốc tế Australia (ACIAR) tài trợ và nhóm thực hiện đề tài “Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật bảo vệ và nâng cao độ phì của đất nhằm nâng cao năng suất rừng trồng Bạch đàn, keo ở các luân kỳ sau” đã giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Trong quá trình thực đề tài luận án, mặc dù đã có nhiều cố gắng song không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Tác giả rất mong nhận được các ý kiến đóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học, các cơ quan quản lý lâm nghiệp, các đơn vị chủ rừng và bạn bè đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn. iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA .……………………………………………………………………………i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮTix PHẦN MỞ ĐẦU 1 1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 3 4.

NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 4 5. ĐỐI TƯỢNG VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 4 6. NHỮNG GIỚI HẠN CỦA LUẬN ÁN 5 7. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN 6 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 7 1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CÓ LIÊN QUAN 7 1.1 Lập địa và quản lý lập địa 7 1.2 Vật liệu hữu cơ sau khai thác 7 1.3 Chu kỳ kinh doanh 8 1.4 Chu trình dinh dưỡng của rừng trồng 8 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÂY KEO LÁ TRÀM 9 1.1 Phân loại thực vật loài Keo lá tràm 9 1.2 Đặc điểm hình thái 9 1.3 Đặc điểm sinh thái học 10 1.4 Đặc điểm lâm sinh học 11 1.5 Giá trị sử dụng 13 1.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI 13 1.1 Những nghiên cứu về quản lý lập địa và năng suất rừng trồng 13 1.2 Những nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác rừng 16 1.3 Những nghiên cứu về dinh dưỡng và chu trình dinh dưỡng rừng trồng 19 1.4 Những nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối rừng 25 1.5 Những nghiên cứu về sinh vật đất 28 1.4 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM 28 1.1 Những nghiên cứu về quản lý lập địa và năng suất rừng trồng 28 1.2 Những nghiên cứu về quản lý vật liệu hữu cơ sau khai thác rừng 31 1.3 Những nghiên cứu về dinh dưỡng và chu trình dinh dưỡng rừng trồng 32 1.4 Những nghiên cứu về sinh trưởng và sinh khối rừng 38 1.5 Những nghiên cứu về sinh vật đất 41 1.5 THẢO LUẬN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 42 iv Chương 2: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 45 2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 45 2.1 Vị trí địa lý 45 2.2 Địa hình, địa mạo 46 2.5 Đặc điểm chung về loại đất và tính chất đất 48 2.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 50 2.1 Dân số, dân tộc, lao động và thu nhập 50 2.2 Tài nguyên rừng 51 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 3.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 53 3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của để lại VLHCSKT đến độ phì của đất qua các chu kỳ kinh doanh 53 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của để lại VLHCSKT đến sinh trưởng, trữ lượng, năng suất và sinh khối rừng qua các chu kỳ kinh doanh 53 3.3 Nghiên cứu tích lũy các chất dinh dưỡng và khả năng cân bằng dinh dưỡng của rừng trồng Keo lá tràm ở chu kỳ 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 54 3.1 Quan điểm và cách tiếp cận 54 3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 54 3.3 Phương pháp thu thập và phân tích số liệu theo nội dung nghiên cứu 56 3.4 Phương pháp xử lý số liệu 62 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63 4.1 Ảnh hưởng của để lại VLHCSKT đến độ phì đất qua các chu kỳ kinh doanh 63 4.1 Tính chất vật lý của đất 63 4.2 Tính chất hóa học của đất 65 4.3 Chỉ tiêu sinh học của đất 83 4.2 Ảnh hưởng của để lại VLHCSKT đến sinh trưởng, năng suất và sinh khối rừng qua các chu kỳ kinh doanh 87 4.1 Đánh giá về sinh trưởng rừng 87 4.2 Đánh giá trữ lượng và năng suất rừng 93 4.3 Đánh giá về sinh khối rừng 97 4.4 Đánh giá tổng hợp về sinh trưởng, năng suất và sinh khối rừng 108 4.3 Tích lũy các chất dinh dưỡng và khả năng cân bằng dinh dưỡng của rừng trồng Keo lá tràm ở chu kỳ 3 110 4.1 Tích lũy dinh dưỡng của rừng trồng Keo lá tràm ở chu kỳ 3 110 4.2 Đánh giá cân bằng dinh dưỡng khi để lại VLHCSKT ở chu kỳ 3 117 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 127 1.

KIẾN NGHỊ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 v CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 142 PHỤ LỤC 143 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4. Chỉ tiêu thành phần cơ giới của đất qua các chu kỳ kinh doanh 65 Bảng 4. Chỉ tiêu pHkcl đất ở tầng đất 0 - 10cm của các công thức 66 Bảng 4. Chỉ tiêu pHkcl đất ở tầng đất 10 - 20cm của các công thức 67 Bảng 4.

Tổng lượng Cacbon tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 70 Bảng 4. Tổng lượng Nitơ tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 72 Bảng 4. Tổng lượng Lân tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 75 Bảng 4. Tổng lượng Kali tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 77 Bảng 4.

Tổng lượng Canxi tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 79 Bảng 4. Tổng lượng Magiê tích lũy ở tầng đất từ 0 - 20cm 81 Bảng 4. Tổng hợp sự biến đổi tính chất hóa học của đất sau 5 năm ở chu kỳ 3 82 Bảng 4. Số lượng loài động vật đất ở tầng đất 0 - 10 cm của các công thức 83 Bảng 4.

Số lượng vi sinh vật tổng số ở các công thức khác nhau 85 Bảng 4. Số lượng vi sinh vật phân giải lân ở các công thức khác nhau 86 Bảng 4. Tỷ lệ sống của các công thức biến động theo thời gian 87 Bảng 4. Sinh trưởng đường kính ở vị trí 1,3m của các công thức thí nghiệm 89 Bảng 4.

Tổng hợp sinh trưởng chiều cao vút ngọn của các công thức thí nghiệm 92 Bảng 4. Tổng hợp trữ lượng rừng của các công thức thí nghiệm 94 Bảng 4. Tổng hợp chỉ tiêu MAI của các công thức theo thời gian 96 Bảng 4. Các phương trình tương quan giữa đường kính (X) và sinh khối cây (Y) 98 Bảng 4.

Tổng hợp diễn biến sinh khối khô của các công thức ở chu kỳ 3 101 Bảng 4. Tổng hợp sinh khối khô theo tuổi rừng của các công thức ở chu kỳ 3 103 Bảng 4. Tổng hợp sinh khối vật rụng sau 40 tháng (từ T9/2010 - T12/2013) 105 Bảng 4. So sánh các chỉ tiêu sinh trưởng rừng qua 3 chu kỳ kinh doanh 108 Bảng 4.

Tổng sinh khối khô và chất dinh dưỡng của các công thức theo thời gian 111 Bảng 4. Tổng hợp tích lũy các chất dinh dưỡng từ lớp vật rụng sau 40 tháng 113 Bảng 4. Tổng hợp lượng tích lũy các chất dinh dưỡng rừng trồng ở 3 chu kỳ 113 Bảng 4. Tổng hợp các chất dinh dưỡng trong đất ở đầu chu kỳ 3 117 Bảng 4.

Sinh khối VLHSKT và lượng dinh dưỡng để lại ở chu kỳ 2 118 Bảng 4. Sinh khối tầng cây bụi, thảm tươi và lượng dinh dưỡng để lại ở chu kỳ 2 120 Bảng 4. Tổng hợp các chất dinh dưỡng từ vật rụng trả lại cho đất ở chu kỳ 3 120 Bảng 4. Tổng hợp sinh khối và nguồn dinh dưỡng trả lại cho đất 121 Bảng 4.

Lượng các chất dinh dưỡng hấp thụ của rừng sau 5 năm 122 Bảng 4. Cân đối dinh dưỡng của công thức Fh sau 5 năm 123 vi Bảng 4. Cân đối dinh dưỡng của công thức Fm sau 5 năm 124 Bảng 4. Cân đối dinh dưỡng của công thức Fl sau 5 năm 125 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.

Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu của luận án 45 Hình 2. Mô tả phẫu diện đất điển hình khu vực nghiên cứu 49 Hình 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 55 Hình 3. Lấy mẫu đất hàng năm 56 Hình 3.

Lấy mẫu phân tích VSV đất 56 Hình 3. Lấy mẫu sinh khối hàng năm 58 Hình 4.