Xác định sinh khối rễ nhỏ trong trạng thái rừng trồng thuần loài keo lai (acacia hybrid )tại xã tân thái, huyện đại từ, tỉnh thái nguyên

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT OTC : Ô tiêu chuẩn ODB : Ô dạng bản NN&PTNN : Bộ nông nghiệp và phát triển nôn thôn TB : Trung bình UBND : Ủy ban nhân dân H vn : Chiều cao vút ngọn D 1,3 : Đường kính thân cây tại ví trí 1,3m dc H ___ : chiều cao dưới cành DANH MỤC CÁC HÌNH Trang PHẦN 1 1 PHẦN 1 1 MỞ ĐẦU 1 MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích nghiên cứu 2 1.2. Mục đích nghiên cứu 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.4. Ý nghĩa của đề tài 2 1.4. Ý nghĩa của đề tài 2 PHẦN 2 3 PHẦN 2 3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 2.1. Cơ sở khoa học 3 2.1. Cơ sở khoa học 3 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 3 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 3 2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 8 2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 8 PHẦN 3 14 PHẦN 3 14 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1. Địa điểm và thời gian tiến hành 14 3.1. Địa điểm và thời gian tiến hành 14 3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 14 3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 14 3.3. Nội dung nghiên cứu 14 3.3. Nội dung nghiên cứu 14 3.4. Phương pháp nghiên cứu 14 3.4. Phương pháp nghiên cứu 14 PHẦN 4 18 PHẦN 4 18 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 18 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 18 PHẦN 5 29 PHẦN 5 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 MỤC LỤC PHẦN 1 1 MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích nghiên cứu 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu 2 1.4. Ý nghĩa của đề tài 2 PHẦN 2 3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 2.1. Cơ sở khoa học 3 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 3 2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 8 PHẦN 3 14 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1. Địa điểm và thời gian tiến hành 14 3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 14 3.3. Nội dung nghiên cứu 14 3.4. Phương pháp nghiên cứu 14 PHẦN 4 18 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 18 PHẦN 5 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Ở thực vật có mạch, rễ (root) là một cơ quan của một cây thông thường nằm dưới mặt đất (khi so sánh với thân), Tuy nhiên nó vẫn có ngoại lệ, chẳng hạn ở một số loài có rễ mọc lên trên mặt đất (rễ khí) hoặc mọc lên trên mặt nước (thông khí). Rễ có hai chức năng chính là: Hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng vô cơ; giữ cho cây ổn định và bám chặt vào đất. Rễ cũng đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp Cytokinin, một dạng hoocmôn tăng trưởng của thực vật, một trong các nhu cầu để phát triển các chồi và cành cây. Gần đây các nhà khoa học mới tìm ra một tác dụng quan trọng của rễ. Cung cấp chất dinh dưỡng cho đất. Rễ nhỏ (fine root) là những rễ có đường kính nhỏ hơn 2mm, thời gian sinh trưởng ngắn khi chết đi chúng phân hủy thành các chất hữu cơ cung cấp cho đất. Mặc dù sinh khối rễ nhỏ đóng góp ít hơn 1,5% tổng số sinh khối trong các khu rừng, tuy nhiên sinh khối rễ nhỏ có thể lên tới một phần ba sinh khối sơ cấp của cả khu rừng. Trong một khu rừng lượng dinh dưỡng và Carbon rễ nhỏ cung cấp cho đất bằng hoặc có thể hơn so với cành rơi, lá rụng. Mỗi trạng thái rừng với thành phần loài khác nhau có thành phần rễ nhỏ khác nhau. Vì vậy, xác định sinh khối rễ nhỏ giúp ta có được tiêu chuẩn để đánh giá khả năng, năng suất vật chất hữu cơ phân hủy cung cấp cho đất. Tại Việt Nam, những nghiên cứu về lĩnh vực này còn ít được tiến hành đối với hệ sinh thái rừng phục hồi tự nhiên nói riêng và với hệ sinh thái rừng nói chung. Bên cạnh đó, việc áp dụng những kiến thức học được để áp dụng giải quyết những vấn đề thực tiễn cụ thể là rất quan trọng, qua đó tôi có thể thực hành những phương pháp đã được học, cũng như bước đầu làm quen với hoạt động nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực nông lâm nghiệp. Trước thực tiễn đó, tôi tiến hành thực hiện chuyên đề: “Xác định sinh khối rễ nhỏ trong trạng thái rừng trồng thuần loài Keo lai (Acacia hybrid ) tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên” Nhằm xác định được sinh khối rễ nhỏ và khả năng phân hủy thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho đất. Từ đó góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá động thái và các quá trình xảy ra trong hệ sinh thái rừng phục hồi tư nhiên. 1.2. Mục đích nghiên cứu Góp phần làm sáng tỏ giá trị về mặt môi trường của hệ sinh thái rừng nói chung và của rễ nhỏ của quần xã thực vật nói riêng. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được hiện trạng rừng trồng thuần loài Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Xác định được sinh khối rễ nhỏ của rừng thuần loài trồng Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Xác định lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ của rừng thuần loài trồng Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. 1.4. Ý nghĩa của đề tài 1.4.1.Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Thực hiện chuyên đề củng cố phương pháp nghiên cứu khoa học cho sinh viên, giúp sinh viên vận dụng kiến thức đã được học trong trường vào công tác nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất lâm nghiệp một cách có hiệu quả. Sau khi thực hiện chuyên đề này, sinh viên có khả năng lập kế hoạch nghiên cứu hợp lí, tổng hợp, phân tích và đánh giá kết quả, cũng như viết một báo cáo nghiên cứu, một phần việc quan trọng cho công việc trong tương lai. 1.4.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất Nhằm xác định được sinh khối rễ nhỏ và khả năng phân hủy thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho đất. Từ đó góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá động thái và các quá trình xảy ra trong hệ sinh thái rừng trồng Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. PHẦN 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học Rễ là một cơ quan của một cây thông thường nằm dưới mặt đất ( khi so sánh với thân), rễ cây có khả năng đâm sâu, lan rộng trong lòng đất để chủ động tìm nguồn nước và chất dinh dưỡng nuôi cây, khả năng này thể hiện ở tính hướng nước và hướng hoá của rễ. Rễ cây có thể đâm sâu 1,5 – 2m, có loại rễ đâm sâu 5 – 10m, rễ cây thường lan rộng gấp 2 – 3 lần tán lá của cây. Thông thường rễ cây nằm dưới mặt đất tuy nhiên nó vẫn có ngoại lệ, chẳng hạn ở một số loài có rễ mọc lên trên mặt đất (rễ khí) hoặc mọc lên trên mặt nước (thông khí). Rễ có hai chức năng chính là: Hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng vô cơ; giữ cho cây ổn định và bám chặt vào đất. Rễ cũng đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp Cytokinin, một dạng hooc môn tăng trưởng của thực vật, một trong các nhu cầu để phát triển các chồi và cành cây. 2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong và ngoài nước 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới Ammer và Wagner (2005) nghiên cứu tại rừng Thông Na uy đã chỉ ra sử dụng phương pháp mô hình hóa để xác định sinh khối rễ nhỏ sẽ đạt được 62 đến 72% so với kết quả xác định sinh khối rễ nhỏ bằng phương pháp ống dung trọng [13]. Katrin Heinsoo và cộng sự (2009) nghiên cứu tại hai loại rừng trồng (Salix viminalis và Salix dasyclados) kết quả cho thấy sinh khối rễ nhỏ chiếm từ 39 - 54%) sinh khối rễ ở tầng đất 0 - 10 cm [14]. Roger và cộng sự (2003) nghiên cứu động thái của rễ nhỏ ở rừng Sồi tại Alaska, đã chỉ ra năng suất rễ nhỏ hàng năm đạt 228±75g sinh khối/m 2 /năm, chiếm khoảng 56% so với năng suất của phần trên mặt đất [16]. Jiménez và cộng sự (2009) nghiên cứu động thái rễ nhỏ trong các loại đất rừng tại khu vực Amazôn Côlômbia, kết quả cho thấy khối lượng và năng suất rễ nhỏ thay đổi theo độ sâu tầng đất (0 - 10 và 10 - 20 cm) [17]. Xác định năng suất rễ nhỏ ở hệ sinh thái trên cạn là một vấn đề. Do đó, rất khó để khái quát về mối quan hệ giữa năng suất trên mặt đất và dưới mặt đất hoặc kiểm soát năng suất rễ nhỏ. Tuy nhiên, năng suất rễ nhỏ có khả năng đại diện cho tổng năng suất sơ cấp của các hệ sinh thái, Ví dụ, một số nghiên cứu cho rằng năng suất rễ nhỏ của hệ sinh thái rừng có thể đạt đến 75% tổng năng suất sơ cấp (Agren et al, 1980, Grier et al, 1981, Vogt et al, 1982, 1986, Fogel 1983) (dẫn theo Knute & Jame, 1992) [15]. Knute và Jame (1992) đã tổng hợp những nghiên cứu về năng suất rễ nhỏ, số liệu được tổng hợp tại bảng 2.1 [15]. Bảng 2.1. Tổng hợp số liệu nghiên cứu về rễ nhỏ, ANPP viết tắt của năng suất sơ cấp trên mặt đất và FRP viết tắt của năng suất rễ nhỏ Loại thảm thực vật/Khu vực ANPP (g/m 2 /năm) FRP (g/m 2 /năm) Nguồn tài liệu Rừng Thông Scốtlen 120 năm, Thụy điển 285 Bringmark 1977 Nt 217 Persson 1983 Nt 226 Persson 1983 Rừng khô, Venezuela 1590 Medina và Cuevas 1989 Nt 1540 Vitousek và Sanford 1986 Nt 201 Jordan và Escalante 1980 Nt 1117 Cuevas và Medina 1988 Hoang mạc, Venezuela 1150 Medina và Cuevas 1989 Nt 120 Cuevas và Medina 1988 Sồi đen, Nam Wisconsin, Mỹ 1103 591 Nadelhoffer và cs. 1985 Nt 174 Aber và cs. 1985 Sồi đỏ, Nam Wisconsin, Mỹ 1371 524 Nadelhoffer và cs. 1985 Nt 52 Aber và cs. 1985 Rừng Phong (Acer saccharum), Nam Wisconsin, Mỹ 932 402 Nadelhoffer và cs. 1985 Nt 110 Aber và cs. 1985 Loại thảm thực vật/Khu vực ANPP (g/m 2 /năm) FRP (g/m 2 /năm) Nguồn tài liệu Rừng Cáng lò, Nam Wisconsin, Mỹ 680 324 Nadelhoffer và cs. 1985 Thông trắng (Pinus strobus), Nam Wisconsin, Mỹ 837 257 Nadelhoffer và cs. 1985 Nt 97 Aber và cs. 1985 Thông hỗn giao, Nam Wisconsin, Mỹ 850 262 Nadelhoffer và cs. 1985 Rừng Vân sam, Nam Wisconsin, Mỹ 748 160 Nadelhoffer và cs. 1985 Thông đỏ (Pinus resinosa), Nam Wisconsin, Mỹ 653 198 Nadelhoffer và cs. 1985 Nt 69 Aber và cs. 1985 Thông đỏ (Pinus resinosa), Trung Wisconsin, Mỹ 410 253 Aber và cs. 1985 Nt 120 Aber và cs. 1985 Thông trắng (Pinus strobus), Trung Wisconsin, Mỹ 640 McClaugherty và cs. 1985 Nt 162 Aber và cs. 1985 Nt 140 Aber và cs. 1985 Sồi trắng (Quercus alba), Trung Wisconsin, Mỹ 840 McClaugherty và cs. 1985 Nt 340 Aber và cs. 1985 Nt 305 Aber và cs. 1985 Sồi đỏ (Quercus rubra), Trung Wisconsin, Mỹ 810 235 Aber và cs. 1985 Nt 250 Aber và cs. 1985 Rừng Phong (Acer saccharum), Trung Wisconsin, Mỹ 950 106 Aber và cs. 1985 Rừng Phong (Acer saccharum), Trung Wisconsin, Mỹ 650 Aber và cs. 1985 Rừng Thông đỏ (Pinus resinosa), Massachusetts, Mỹ 980 420 Aber và cs. 1985 Nt 1090 McClaugherty và cs. 1985 Nt 410 McClaugherty và cs. 1985 [...]... Keo lai 7 tuổi 4.2 Sinh khối tươi của rễ nhỏ Sinh khối tươi của rễ nhỏ tại trạng thái rừng trồng Keo lai được xác định sau khi cân lượng rễ nhỏ thu được từ các ống dung trọng 4.2.1 Sinh khối tươi rễ nhỏ tại rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi Sinh khối tươi rễ nhỏ của rừng trồng Keo lai tại khu vực nghiên cứu được trình bày tại bảng 4.2 Bảng 4.2: Sinh khối tươi của rễ nhỏ tại rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi Sinh. .. tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 0,83 tấn /ha Tổng trung bình sinh khối của rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi là 11 tấn/ha 4.2.3 Sinh khối tươi rễ nhỏ tại rừng trồng Keo lai 7 năm tuổi Sinh khối tươi của rễ nhỏ tại trạng thái rừng trồng Keo lai được xác định sau khi cân lượng rễ nhỏ thu được từ các ống dung trọng, Số liệu được trình bày tại bảng 4.4 Bảng 4.4: Sinh khối tươi của rễ nhỏ tại rừng trồng. .. tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 2,97 tấn /ha.Tổng trung bình sinh khối của rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi là 9,58 tấn /ha, Sinh khối rễ nhỏ giảm dần khi xuống 4.2.2 sinh khối tươi rễ nhỏ tại rừng trồng Keo lai 5 năm tuổi Sinh khối tươi của rễ nhỏ tại trạng thái rừng trồng Keo lai được xác định sau khi cân lượng rễ nhỏ thu được từ các ống dung trọng, Số liệu trình bày tại bảng 4.3 Bảng 4.3: Sinh. .. tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 1,38 tấn /ha Tổng trung bình sinh khối của rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi là 17,49 tấn/ha.Theo số liệu trình bày tại các bảng 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, cho thấy: Sinh khối rễ nhỏ giảm dần theo từng tầng đất trong tất cả các độ tuổi rừng trồng Keo lai Sinh khối rễ tăng dần theo độ tuổi của rừng trồng Keo lai Đối với từng độ tuổi rừng trồng Keo lai sinh khối rễ nhỏ giảm... bụi, cây trồng nông nghiệp, công nghiệp, trang trại, vườn cây ăn quả và rừng trồng đều không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài 3.3 Nội dung nghiên cứu 3.3.1 Đặc điểm cấu trúc các loại rừng Xác định đường kính, chiều cao của cây Keo lai từng độ tuổi 3.3.2 Sinh khối tươi Xác định sinh khối tươi của rễ nhỏ tại các trạng thái tuổi rừng trồng Keo lai 3.3.3 Sinh khối khô Xác định sinh khối khô của rễ nhỏ tại... bảng 4.2 sinh khối tươi rễ nhỏ tại các trạng thái rừng trồng Keo lai 3 năm tuổi cho ta thấy: Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 0 - 10 nằm trong khoảng 2,82 tấn/ha đến 9,62 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 6,3 tấn /ha Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 10 - 20 nằm trong khoảng 1,49 tấn/ha đến 2,59 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 2,25 tấn /ha Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 20 - 30 nằm trong khoảng... bảng 4.4 Sinh khối tươi rễ nhỏ tại các trạng thái rừng trồng Keo lai 7 năm tuổi cho ta thấy :Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 0 - 10 nằm trong khoảng 7,84 tấn/ha đến 18,82 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 12,91 tấn /ha Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 10 - 20 nằm trong khoảng 2,35 tấn/ha đến 4,08 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 3,19 tấn /ha .Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 20 - 30 nằm trong khoảng... bảng 4.3 sinh khối tươi rễ nhỏ tại các trạng thái rừng trồng Keo lai 5 năm tuổi cho ta thấy: Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 0 - 10 nằm trong khoảng 4,39 tấn/ha đến 11,61 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 8,52 tấn /ha .Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 10 - 20 nằm trong khoảng 1,57 tấn/ha đến 1,73 tấn/ha, sinh khối trung bình của tầng này là 1,65 tấn/ha Sinh khối rễ nhỏ ở tầng từ 20 - 30 nằm trong khoảng... giữa sinh khối rễ tầng 0 - 10 cm và tầng 20 - 30 cm, Đặc biệt đối với rừng trồng Keo lai 5 tuổi và7 tuổi Đối với rừng có độ tuổi càng lâu năm thì sự chênh lệch sinh khối rễ giữa các tầng càng lớn , khoảng cách giữa các tầng càng tăng 4.3 Sinh khối khô Sinh khối khô của rễ nhỏ tại các trạng thái tuổi của rừng trồng Keo lai được xác định sau khi đã phơi khô không khí mẫu rễ, sau đó sấy khô trong tủ sấy trong. .. các trạng thái ở các trạng thái tuổi rừng trồng Keo lai 3.3.4 Lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ Xác định lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ tại các trạng thái rừng, ở các tuổi rừng trồng Keo lai 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Phương pháp kế thừa Đề tài có kế thừa một số tư liệu: - Những tư liệu về điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng - Tư liệu về điều kiện dân sinh, . của rừng thuần loài trồng Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Xác định lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ của rừng thuần loài trồng Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ,. quần xã thực vật nói riêng. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được hiện trạng rừng trồng thuần loài Keo lai tại xã Tân Thái, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên. - Xác định được sinh khối rễ nhỏ. Xác định sinh khối khô của rễ nhỏ tại các trạng thái ở các trạng thái tuổi rừng trồng Keo lai. 3.3.4. Lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ Xác định lượng Carbon tích lũy trong rễ nhỏ tại các trạng