Nghiên cứu một số tính chất hóa học đất dưới các trạng thái rừng trồng tại khu vực núi luốt, trường đại học lâm nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA LÂM HỌC ===&&&=== KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT HĨA HỌC ĐẤT DƯỚI CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TRỒNG TẠI KHU VỰC NÚI LUỐT – TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGÀNH: LÂM SINH Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Hoàng Hương Sinh viên thực : Nguyễn Đông Hưng Mã sinh viên : 1953131060 Lớp : K64 – Lâm Sinh Khóa học : 2019 - 2023 Hà Nội, 2023 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình đào tạo đại học Trường Đại học Lâm nghiệp, thực khóa luận “Nghiên cứu số tính chất hóa học đất trạng thái rừng trồng núi Luốt – Trường đại học Lâm nghiệp” Đây trình cố gắng, phấn đấu khơng ngừng nghỉ thân giúp đỡ tận tình, động viên khích lệ thầy cơ, bạn bè người thân Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu toàn thể thầy cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa Lâm học tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học Tơi xin chân thành tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hồng Hương, người tận tình bảo, hướng dẫn truyền đạt kiến thức q báu giúp tơi hồn thiện khóa luận Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè bên cạnh, ủng hộ, động viên Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2023 Sinh viên Nguyễn Đông Hưng i MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu tính chất đất 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam .5 CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .12 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 12 2.1.1 Mục tiêu tổng quát 12 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 12 2.2 Đối tượng nghiên cứu .12 2.3 Nội dung nghiên cứu 12 2.3.1 Đặc điểm số tiêu cấu trúc tầng cao 12 2.3.2 Đặc điểm lớp bụi thảm tươi vật rơi rụng 12 2.3.3 Một số tính chất hóa học đất trạng thái rừng .12 2.3.4 Đề xuất số giải pháp quản lý sử dụng đất đai khu vực nghiên cứu 12 2.4 Phương pháp nghiên cứu 12 2.4.1 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp .12 2.4.2 Phương pháp nội nghiệp 14 CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15 3.1 Điều kiện tự nhiên .15 3.1.1 Vị trí địa lý .15 3.1.2 Địa hình 16 3.1.3 Địa chất, đất đai .17 3.1.4 Khí hậu 18 3.1.5 Thủy văn 19 3.1.6 Các nguồn tài nguyên 19 3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 22 3.2.1 Kinh tế 22 3.2.2 Dân số .22 3.2.3 Một số khu vực đặc trưng 22 ii 3.3 Thuận lợi khó khăn việc phát triển kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu 24 3.3.1 Thuận lợi 24 3.3.2 Khó khăn 24 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 4.1 Đặc điểm số tiêu cấu trúc tầng cao 25 4.2 Đặc điểm lớp bụi thảm tươi vật rơi rụng 26 4.3 Kết nghiên cứu số tính chất hóa học đất .27 4.3.1 Hàm lượng mùn (M, %) 28 4.3.2 Các chất dễ tiêu đất (N, P, K) 30 4.4 Đề xuất giải pháp .34 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 36 5.1 Kết luận 36 5.1.1 Tầng cao 36 5.1.2 Cây bụi thảm tươi 36 5.1.3 Tính chất hóa học đất 36 5.2 Tồn 37 5.3 Khuyến nghị .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Chú thích OTC Ô tiêu chuẩn TTR Trạng thái rừng PDĐ Phẫu diện đất D1.3 Đường kính ngang ngược HVN Chiều cao vút P% Độ xốp OM% Mùn iv DANH MỤC CÁC BẢNG Biểu 01 Phiếu điều tra tầng cao 13 Bảng 3.1 Tổng hợp khí hậu khu vực nghiên cứu (theo tài liệu trạm khí tượng Kim Bơi, Hịa Bình, 2015) 19 Bảng 4.1 Kết nghiên cứu đặc điểm tầng cao khu vực 25 Bảng 4.2 Các loài bụi thảm tươi khu vực nghiên cứu 27 Bảng 4.3 Một số tính chất hóa học lớp đất 28 Bảng 4.4: Hàm lượng mùn đất khu vực nghiên cứu 29 Bảng 4.5: Hàm lượng chất dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu 30 v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 3.1: Bản đồ thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội 15 Hình 4.1: Hàm lượng mùn đất khu vực nghiên cứu .29 Hình 4.2 Hàm lượng đạm dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu 31 Hình 4.3: Hàm lượng lân dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu 32 Hình 4.4 Hàm lượng Kali dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu 33 vi ĐẶT VẤN ĐỀ Đất đai thành phần vô quan trọng hệ sinh thái rừng, yếu tố hình thành nên quần thể rừng Rừng đất rừng ln có mối quan hệ hữu với Đất tài nguyên đặc biệt định phần lớn đến sinh trưởng phát triển thực vật, nơi cung cấp nước chất khống cần thiết Đất giá thể ni sống thực vật điều kiện cần thiết để trồng sinh trưởng phát triển, Lâm nghiệp đất nhân tố sinh thái định đến thành bại cơng tác trồng rừng Do mà việc nghiên cứu đánh giá số tính chất đất phục vụ cho công tác quy hoạch, sử dụng lựa chọn lồi trồng thích hợp cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn sản xuất Đất môi trường sống cho nhiều loại sinh vật nói chung có vai trị lớn cho hình thành phát triển nói riêng Cây lấy chất dinh dưỡng khống có sẵn đất để sinh trưởng phát triển, ngược lại hồn trả lại cho đất chất dinh dưỡng thơng qua sản phẩm rơi rụng cành, lá, rễ phân hủy đất Có thể nói quần xã thực vật rừng nhân tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành đất tính chất lý hóa học đất rừng thông qua sản phẩm rơi rụng khả giữ nước rừng, nâng cao độ phì cho đất đồng thời bảo vệ đất khỏi tác động xấu môi trường,… Trường Đại học Lâm nghiệp trung tâm đào tạo kỹ sư lâm học hàng đầu Việt Nam, nằm cách trung tâm Hà Nội phía Tây Núi Luốt thuộc khuôn viên trường nơi học tập, nghiên cứu thực hành toàn sinh viên trường Từ năm 1986 đến nay, có nhiều đề tài nghiên cứu triển khai khu vực với nhiều nội dung khác đưa nhiều biện pháp tác động sử dụng đất,tài nguyên rừng hiệu bền vững Đặc biệt nghiên cứu tính chất lý hóa học đất, tính chất có khả bị tác động chịu tác động tự nhiên hay nhân tạo đất Nó có ý nghĩa quan trọng việc xem xét, lựa chọn mục đích, loại hình sử dụng đất Xuất phát từ lí tơi tiến hành lựa chọn khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu số tính chất hóa học đất trạng thái rừng trồng núi Luốt – Trường đại học Lâm nghiệp” nhằm làm sở cho việc sử dụng đất bền vững hiệu khu vực nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nghiên cứu tính chất đất Đất tài nguyên thiên nhiên, tài sản quý giá, thành phần quan trọng môi trường sống Nghiên cứu đất đánh giá mối quan hệ đất với thực vật cần thiết Đã có nhiều tác giả quan tâm đến vấn đề này, điển hình số cơng trình nghiên cứu sau: 1.1.1 Trên giới Bất trình sinh trưởng phát triển trạng thái rừng nhiều có ảnh hưởng đến tính chất đất Và trạng thái khác lại có ảnh hưởng khác đến tính chất đất, đặc biệt ảnh hưởng tới độ phì đất Trên giới có nhiều nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ đất trạng thái thực vật V.V.Docutraev (1979) nêu nguyên tắc khoa học phát sinh phát triển đất Ông khẳng định rõ ràng mối liên quan có tính chất quy luật đất điều kiện môi trường xung quanh Ông cho rằng: Đất vật thể tự nhiên ln biến đổi, sản phẩm chung hình thành tác động tổng hợp nhân tố hình thành đất gồm: đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật (động vật, thực vật, vi sinh vật) thời gian Nghiên cứu đất không xét đến yếu tố, điều kiện riêng rẽ mà phải xét chúng mối liên quan chặt chẽ với Trong ơng đặc biệt nhấn mạnh đến vai trị sinh vật đến trình hình thành đất: “Nhân tố chủ đạo trình hình thành đất nhiệt đới nhân tố thảm thực vật rừng” Bởi nhân tố thực vật nhân tố sáng tạo chất hữu chết lại tạo thành mùn Độ phì đất đóng vai trị quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng suất trồng Ngược lại loài khác có ảnh hưởng khác đến độ phì đất Trong năm gần có số cơng trình nghiên cứu cụ thể vấn đề nghiên cứu cho đối tượng trồng cụ thể Nhận xét: Từ Biểu điều tra tầng cao ta thấy: Các tiêu sinh trưởng trạng thái thực vật vị trí địa hình khác sau: - Ở rừng keo mật độ có dao động khác số lượng OTC, cụ thể OTC2 150 cây, OTC3 có 100 Tuy nhiên độ tàn che OTC thấp OTC3, OTC1 phẩm chất kém, đường kính nhỏ, tán mọc lệch Cịn lại tiêu sinh trưởng khác khơng có biến động nhiều - Ở rừng hỗn lồi (bạch đàn; lim xanh;…) có khác rõ rệt mật độ OTC1 450 cây/ha, OTC2 650 cây/ha, OTC3 550 cây/ha Về độ tàn che tiêu sinh trưởng khác tương đối đồng - Về rừng thơng có khác mật độ loài rừng Ở OTC1 450 cây/ha, OTC 400 cây/ha OTC3 lại có 350 cây/ha Còn lại tiêu sinh trưởng khác khơng có biến động Ở trạng thái thảm thực vật Keo với mật độ 120 cây/ha, Đường kính ngang ngực chiều cao vút 20,8 cm 13 m, độ tàn che lên đến 0,5 Với trạng thái thực vật Hỗn loài (bạch đàn; lim xanh;…) mật độ trung bình OTC 550 cây/ha Đường kính ngang ngực 18,1 cm, chiều cao trung bình 8,7 m, độ tàn che lên đến 0,61 Trạng thái thảm thực vật Thơng, mật độ trung bình OTC 400 cây/ha, đường kính ngang ngực bình quân 27,8 cm, chiều cao vút 17,8m, độ tàn che lên đến 0,55 Ta thấy, với mật độ lồi trạng thái khơng có chênh lệch lớn độ tàn che trung binh độ tàn che trạng thái đạt 0,55 thuộc mức trung bình 4.2 Đặc điểm lớp bụi thảm tươi Cây bụi thân gỗ, chiều cao không 5m, phân cành sớm Thảm tươi loài thực vật thân thảo, sống tán rừng Cùng với bụi, thảm tươi có vai trị quan trọng hệ sinh thái rừng, chúng góp 26 phần bảo vệ đất, chống xói mịn, giữ độ ẩm cho đất, tham gia vào trình hình thành, cải tạo đất Ngồi ra, cịn nhân tố ảnh hưởng đến hình thành mùn thơng qua thiết lập tiểu hoàn cảnh tiểu hoàn vật chất rừng Hơn nữa, khả giữ nước vật rơi rụng lớn, mưa xuống vật rơi rụng giữ phần nước, với đất làm giảm dòng chảy bề mặt Thành phần tình hình sinh trưởng lồi bụi thảm tươi tán rừng tổng hợp bảng 4.2 Bảng 4.2 Các loài bụi thảm tươi khu vực nghiên cứu STT TTR Loài chủ yếu Chiều Độ che cao (m) phủ (%) Keo tai tượng Dương xỉ, lấu, găng, cỏ 0,6 (Acacia mangium) Hỗn giao (bạch Dương xỉ, cỏ, ba bét, củ đàn; lim xanh;…) nưa, khoai ráy Thông mã vĩ Cỏ chỉ, khoai dáy, dương (Pinus 0,9 xỉ, mâm xôi, ba soi, lấu, sp massoniana) Từ bảng 4.2 bụi thảm tươi, có nhận xét sau: 56 45 40 Thành phần loài chủ yếu đa dạng rừng thơng có lồi, rừng keo có lồi Về chiều cao có biến động trạng thái rừng, cụ thể cao rừng giao có chiều cao 1m, keo chiều cao 0,5m thông 0,9m Ở độ che phủ trung bình cao 56% rừng keo, cịn rừng hỗn lồi thơng dao động từ 40-45% Độ đa dạng khu vực nghiên cứu cao, chiếm phần lớn không gian sinh dưỡng ánh sáng tầng bụi thảm tươi phía chủ yếu dương xỉ cỏ Các loài khác chiếm phần nhỏ số lượng 4.3 Kết nghiên cứu số tính chất hóa học đất Đất có tính chất hóa học tốt đất có khả giữ chất dinh dưỡng cao, pH trung tính Chất lượng số lượng colloid (chất keo) đất định khả giữ chất dinh dưỡng Các tiêu hóa học quan trọng, đánh giá khả cung cấp chất dinh dưỡng cho trồng Mặt khác, tiêu đánh 27 giá ảnh hưởng tán rừng đến thay đổi tính chất đất theo hướng tiêu cực hay tích cực Bảng 4.3 Một số tính chất hóa học lớp đất STT Trạng Độ sâu OTC thái (cm) rừng NH4+ P2O5 mg/ 100g mg/ 100g mg/100g 0-20 1,08 0,65 1,09 OTC1 Keo tai 20-40 tượng Hỗn 0-20 loài (bạch đàn; 20-40 lim xanh) 0-20 OTC2 OTC3 20-40 Thông K2O Mùn (%) PHH 20 PHKCL 3,79 2,80 4,8 4,2 0,60 3,80 2,25 5,4 4,3 1,04 1,09 4,10 3,24 4,5 4,1 1,04 0,82 3,84 2,50 4,3 4,2 1,02 0,54 3,77 3,62 4,6 1,04 1,20 3,82 2,03 4,4 4,2 4.3.1 Hàm lượng mùn (M, %) Mùn sản phẩm hữu cao phân tử phức tạp Nhờ hoạt động vi sinh vật hoạt động đất phân hủy xác hữu đất tạo thành mùn Mùn coi kho dự trữ chất dinh dưỡng cho đất cho đất, bổ sung cho rừng đồng thời cịn ảnh hưởng lớn đến tính chất hóa học đất, tạo kết cấu bền vững làm cho đất thoáng khí, tơi xốp, tăng khả hoạt dộng vi sinh vật đất, làm cho lân hợp chất từ khó tan đến dễ tan, làm giảm chất độc hại cho trồng, tăng mức độ bão hòa bazơ tính đệm cho đất Đất có nhiều mùn tính chất lý hóa cải thiện rõ rệt Chất mùn cung cấp dưỡng chất N, P, S nguyên tố vi lượng từ từ trồng Chất mùn có khả trao đổi cation (CEC) có khả kết hợp với nhiều kim loại nên giúp đất giữ caiton tốt Nhờ chất mùn mà cation dinh dưỡng đất bị rửa trôi Những cation dinh dưỡng hấp thụ cần thiết Chất mùn đất thị tốt tính trạng dinh dưỡng đạm đất trồng Hơn 95% đạm lớp đất mặt hầu hết dạng hữu Vì 28 chất hữu đất có tương quan chặt đạm tổng số đất Nhưng đạm hữu dụng lại tương quan với chất hữu hay đạm tổng số đất Hàm lượng mùn đất đất trạng thái canh tác thể bảng 4.4 thể khác biệt qua hình 4.4 Bảng 4.4: Hàm lượng mùn đất khu vực nghiên cứu STT ĐỘ SÂU (cm) OTC 0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 OTC1 OTC2 OTC3 20-40 TRẠNG THÁI RỪNG Mùn (%) 2,80 2,25 3,24 2,50 3,62 Thông Keo tai tượng Hỗn loài (bạch đàn; lim xanh;…) 2,03 4.00 3.50 3.00 % 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0-20 20-40 Thông 0-20 20-40 Keo tai tượng 0-20 20-40 Hỗn lồi Hình 4.1: Hàm lượng mùn đất khu vực nghiên cứu Kết hình 4.1 cho thấy: hàm lượng mùn khu vực nghiên cứu đánh giá mức trung bình Ở độ sâu 0-20cm có hàm lượng mùn cao độ sâu 20-40cm tất trạng thái rừng, độ sâu 0-20cm lớp bề mặt, có nhiều xác thực vật, động vật tạo nên độ mùn cao Trong đó, trạng thái đất rừng hỗn loài độ sâu 0-20 cm lớn (3,62%), thấp trạng thái rừng hỗn lồi độ sâu 20-40cm (2,03%) 29 Rừng thơng cho hàm lượng mùn thấp trạng thái rừng lại Sự khác hàm lượng mùn đất trạng thái thực vật tích luỹ mùn loại trồng khác Rừng keo rừng hỗn loài khả trả lại hữu cho đất nhiều nông nghiệp, hàm lượng mùn đất tích luỹ nhiều 4.3.2 Các chất dễ tiêu đất (N, P, K) N, P, K đất tồn hai dạng: dạng tổng số dạng dễ tiêu Trong đó, dạng dễ tiêu, ba ngun tố đóng vai trị yếu tố dinh dưỡng đa lượng quan trọng, định đến suất trồng Chúng có vai trò lớn suốt đời sống trồng, tác động mạnh mẽ đến thời kì hoa kết thực vật Tuy nhiên nguyên tố biến đổi nhanh đất Quá trình biến đổi phụ thuộc vào q trình phong hóa, khống hóa q tình tích tụ, rửa trơi, hoạt động vi sinh vật lớp thảm thực vật, thời tiết tác động người thơng qua q trình bón phân cho đất hay đốt nương rẫy Hàm lượng chất dễ tiêu đất khu nghiên cứu tổng hợp bảng sau: Bảng 4.5: Hàm lượng chất dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu STT OTC ĐỘ SÂU (cm) Trạng thái rừng NH4+ P2O5 K2O mg/100g mg/100g mg/100g 1,08 0,65 3,79 1,09 0,60 3,80 OTC1 0-20 OTC2 20-40 OTC3 0-20 Keo tai 1,04 1,09 4,10 OTC4 20-40 tượng 1,04 0,82 3,84 OTC5 0-20 Hỗn loài 1,02 0,54 3,77 1,04 1,20 3,82 Thông (bạch OTC6 20-40 đàn; lim xanh;…) 30 4.3.2.1 Hàm lượng đạm dễ tiêu đất (NH4+) Đạm ngun tố có vai trị quan trọng sinh trưởng phát triển thực vật Đạm đất vai trị quan trọng việc hình thành rễ, thúc đẩy nhanh trình nhánh, nảy chồi cần thiết cho phát triển thân, Nếu thiếu đạm già xuất nhiều đám màu xanh nhạt đến màu vàng nhạt chóp Cây sinh trưởng chậm cịi cọc Cịn thừa đạm có màu xanh thẫm, nhiều rễ bị hạn chế phát triển Trang đất, đạm tồn chủyếu dạng hữu Theo kết nghiên cứu đất rừng Việt Nam hạm lượng NH4+ chiếm ưu so với NO3- Q trình amon hóa diễn mạnh q trình nitrat hóa nên tập trung nghiên cứu hàm mg/100g lượng đất 1.10 1.09 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 1.01 1.00 0.99 0-20 20-40 Thông 0-20 20-40 Keo tai tượng Độ sâu 0-20 20-40 Hỗn loài Hình 4.2 Hàm lượng đạm dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu Qua hình 4.2: Hàm lượng đạm cao khu vực rừng thông độ sau 20-40cm 1,09 mg/100g đất sau độ sâu 0-20 cm rừng thơng 1,04mg/100g đất, nghèo rừng hỗn lồi độ sâu 0-20 cm có 1,02mg/100g đất Sự khác mức độ sử dụng đạm khác đối tượng trồng Các dạng đạm khống hóa tạm thời đất nên hàm lượng có phụ thuộc vào trình khống hóa, cố định đạm, nitrat hóa, khử đạm, rửa trôi hấp thu thực vật 31 Đánh giá chung cho thấy hàm lượng đạm khu vực nghiên cứu thuộc mức nghèo Nguyên nhân theo đề tài chuyển hóa thành phần chất hữu chưa Nito, chuyển hóa đạm dễ tiêu, đạm cố định đạm hòa tan đất diễn liên tục, Amon hóa Nitrat hóa làm cho nồng độ thay đổi Hệ thống thực vật núi Luốt đa dạng chuyển hóa cao 4.3.2.2 Hàm lượng lân dễ tiêu đất (P2O5) Phopho cấu tạo nên nhiều chất quan trọng nên giúp tăng tính chịu lạnh trồng, thúc đẩy phát triển rễ việc tăng trình tổng hợp nên nhiều chất hữu Lân dê tiêu đất tồn dạng chủ yếu P2O5 Tuy nhiên đất lân không nhiều kali, Nhưng đất lân thực vật hấp thụ nhiền nên lân chủ yếu tập trung tầng mặt thơng qua q tình khống hóa vật rơi thảm thực vật Sự khác hàm lượng lân đất nghiên cứu thể qua hình 4.3 1.40 1.20 mg/100g 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0-20 20-40 Thông 0-20 20-40 Keo tai tượng Độ sâu 0-20 20-40 Hỗn lồi Hình 4.3: Hàm lượng lân dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu Qua biểu đồ 4.3: Ta thấy hàm lượng lân dễ tiêu đất cao trạng thái rừng hỗn loài độ sâu 20-40 cm 1,2 mg/100g đất, tiếp rừng keo tai tượng độ sâu 0-20 cm 1,09 mg/100g đất Các mẫu lại mg/100g đất Trạng thái rừng thơng có hàm lượng lân thấp Theo thang đánh giá 32 hàm lượng lân dễ tiêu theo phương pháp thuộc mức V (