Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh

Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh

ĐẶT VẤN ĐỀ

Xói mòn đất là hiện tượng bào mòn lớp đất mặt, làm mất dinh dưỡng đất ở những vùng đất dốc, gây ảnh hưởng lớn đến mọi hoạt động sản xuất của con người Đây là vấn đề đã và đang được quan tâm, tranh luận nhiều trong

sản xuất Nông - Lâm nghiệp, đặc biệt với đối tượng cây cao su (Hevea brasiliensis Muell) mới được đưa vào canh tác trên đất Lâm nghiệp Với đặc

tính sinh trưởng nhanh và dễ trồng, hiện nay cây cao su đã và đang được phát triển nhanh chóng ở Việt Nam Tổng diện tích trồng cao su đến nay đã đạt trên 500.000 ha Những nơi trồng nhiều nhất là miền Đông Nam Bộ, Tây nguyên và một số tỉnh miền Trung như Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh Hiện nay, người ta đang nghiên cứu mở rộng diện tích trồng cao su ra cả các tỉnh miền núi phía Bắc với các mô hình trồng rừng Cao su thử nghiệm tại Lai Châu, Sơn La Cây Cao su hứa hẹn là cây góp phần phủ xanh đất trống đồi núi trọc, là một trong những loài cây chủ đạo làm thay đổi những vùng đất nghèo khó, phát triển kinh tế miền núi và là “cây vàng” trong thời kỳ kinh tế

thị trường Tuy nhiên, trước sự gia tăng nhanh chóng diện tích trồng cao su đã

xuất hiện nhiều ý kiến trái ngược nhau về tác động của rừng trồng cao su trên đất dốc đến môi trường đất, đặc biệt là vấn đề xói mòn đất Hiện tượng xói mòn mạnh hay yếu? Những thành phần vật chất khác nhau của đất mất đi bao nhiêu? Biện pháp kỹ thuật cụ thể để duy trì dinh dưỡng của đất dưới rừng Cao su?

Ở nước ta những năm gần đây, trồng mới cây cao su chủ yếu là ở những vùng đất dốc (với độ dốc từ 80 - 250) tại nhiều tỉnh miền Trung và miền Bắc Những vùng đất này rất nhạy cảm với thiên tai, đặc biệt rất dễ bị xói mòn mạnh do lớp phủ thảm thực vật nguyên thủy không còn như trước mà thay vào đó là những cánh rừng cao su mới trồng Để canh tác và phát triển cây cao su bền vững, đạt hiệu quả cao về kinh tế - xã hội - môi trường, vấn đề đặt ra là nghiên cứu, xác định được lượng đất xói mòn, thành phần vật chất

xói mòn Từ đó có những giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất do xói mòn, duy trì sức sản xuất của đất.

Ở Việt Nam, cho đến nay những nghiên cứu về xói mòn còn hạn chế, nghiên cứu lượng vật chất và thành phần vật chất bị xói mòn dưới tán rừng rất ít đặc biệt là nghiên cứu dưới rừng Cao su Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài :

“Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh” được thực hiện là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.

2

Trong lĩnh vực đất rừng, các nhà khoa học tập trung nghiên cứu về tính chất của đất ở các khu vực khác nhau, ở các trạng thái khác nhau và đã rút ra kết luận: Nhìn chung độ phì của đất dưới rừng trồng đã được cải thiện đáng kể và sự cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh,1878; Iha.M.N, Pande.P và Rathore, 1984; Basu.P.K và Aparajita Mandi, 1987; Chakraborty.R.N và Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993) Các loài cây khác nhau có ảnh hưởng rất khác nhau đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự phân hủy thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung tâm Lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K và Banerjee.S.K, 1998).

Công trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất và dòng chảy được thực hiện bởi nhà bác học Volni người Đức trong thời kỳ 1877 đến 1885 ( Hudson, 1981)[11] Những ô thí nghiệm được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thực bì, lượng mưa tới dòng chảy và xói mòn đất trong

công trình này Tác giả cũng nghiên cứu ảnh hưởng của loại đất và độ dốc mặt đất tới dòng chảy và xói mòn đất Tuy nhiên, phần lớn các kết luận chưa được định lượng một cách rõ ràng.

Sau đó, những nghiên cứu về xói mòn đất được thực hiện ngày một nhiều ở Mỹ, Liên Xô và một số nước phát triển khác.

Bằng các thí nghiệm trong phòng, Ellsion (Hudson, 1981)[11] thấy rằng các loại đất khác nhau có biểu hiện khác nhau trong các pha xói mòn đất do nước Ellsion là người đầu tiên phát hiện ra vai trò của lớp phủ thực vật trong việc hạn chế xói mòn đất và vai trò cực kỳ quan trọng của hạt mưa rơi đối với xói mòn Phát hiện của ông đã mở ra một hướng mới trong nghiên cứu xói mòn đất, đã làm thay đổi quan điểm nghiên cứu về xói mòn và khả năng bảo vệ của lớp thảm thực vật Các nghiên cứu xói mòn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lượng, xác định cơ chế xói mòn, tìm công thức toán học để mô phỏng quá trình xói mòn Nhờ các phương tiện hiện đại, người ta đã tiến hành nghiên cứu xói mòn không chỉ trong điều kiện tự nhiên mà cả trong điều kiện nhân tạo: mưa nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ che phủ nhân tạo Các nhà nghiên cứu nổi tiếng trong giai đoạn này là: Ellsion ( Hudson, 1981 [11]), Delixop, Mikhevic (Zakharop, 1981[11]), Wischmeier (1959 [21], 1974 [22]),

Vào năm 1958, Wischmeier và Smith đã đưa ra phương trình mất đất phổ dụng (USLE), có dạng tổng quát như sau:

A = 2,47 R.K.LS.C.P ( 1 – 1)Trong đó:

A: Lượng đất xói mòn (tấn/ ha/ năm)R: Hệ số xói mòn do mưa

Phương trình mất đất phổ dụng được dùng phổ biến trên thế giới để xác định hệ số an toàn về độ dốc, chiều dài dốc, hệ số cây trồng và canh tác, đánh giá và so sánh lượng đất xói mòn của các phương thức sử dụng đất khác nhau và dự báo nguy cơ xói mòn đất cho vùng lãnh thổ nhất định Thông qua phương trình đã làm sáng tỏ ảnh hưởng của từng nhân tố đến xói mòn đất Nó còn có tác dụng định hướng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luật xói mòn và nghiên cứu các mô hình canh tác bền vững ở các khu vực có điều kiện địa lý khác nhau

Vào những năm 70 của thế kỷ XX, phương trình mất đất phổ dụng được cải tiến để áp dụng cho đất rừng và một số loại đất phi nông nghiệp khác, được gọi là phương trình mất đất biến đổi:

A= R.K.LS.MV (1 – 2)Trong đó:

A: Lượng đất xói mòn (tấn/ acre/ năm)R: Hệ số xói mòn do mưa

- Nghiên cứu tác động của rừng cây cao su đến môi trường đất.

Cây cao su có tên gốc gọi là cây Hê vê (Hévéa), mọc dọc theo sông ma-zôn ở Nam Mỹ Đây là một trong những cây công nghiệp quan trọng về

A-kinh tế nên được phát triển ở nhiều quốc gia, là nguồn nguyên liệu chiến lược cho nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống.

Ở Trung Quốc từ đầu những năm 1950 đã có nhiều ha rừng tự nhiên được thay thế bởi các đồn điền cao su Chúng không chỉ được phát triển trên đất đỏ bazan màu mỡ, ở những nơi bằng phẳng với khí hậu ấm áp mà còn được phát triển trên cả những loại đất có độ phì kém hơn ở những vùng dốc với khí hậu lạnh hơn Kết quả nghiên cứu của WANG Xianpu cho thấy rừng cao su ở Trung Quốc có khả năng bảo vệ đất và nước tốt hơn nhiều một số loại hình rừng trồng thuần loài khác.

Ailen et al.,(1982) khi nghiên cứu về tác động môi trường rừng cao su ở bán đảo phía Tây Singapo nhận thấy những hiệu quả thấp về giữ nước và bảo vệ đất của rừng trồng cao su Ông kết luận rằng quá trình trồng cao su sẽ không tránh khỏi sự gia tăng dòng chảy mặt và xói mòn đất Xói mòn đất càng nghiêm trọng hơn khi người trồng cao su tiến hành phát dọn sạch thực bì dưới tán rừng.

Một số tác giả nghiên cứu về khả năng bảo vệ môi trường của rừng cao su như: Gao Suhua (1985), Wu Eryu (1984), Chen Yongshan (1982) đã điều tra hiệu quả bảo vệ đất và nước của các đồn điền cao su ở Trung Quốc.

Nhìn chung các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới chủ yếu là nghiên cứu sơ bộ đặc điểm hệ sinh thái rừng cao su và chức năng sinh thái của chúng, mà một số tác động khác của hệ sinh thái này chưa được làm rõ.

6

Ngạnh (1963) [8]…đã tập trung nghiên cứu ở Tây Bắc, Bắc Thái, Sơn La, Phú Thọ, Lào Cai về các biện pháp công trình và trồng cây phân xanh che phủ đất Những kết quả nghiên cứu này đã góp phần xây dựng lên quy phạm tạm thời thiết kế trên đồi của Bộ Nông nghiệp.

Vào những năm 1965 - 1975, do hoàn cảnh khó khăn, thời kỳ chiến tranh nên các nghiên cứu bị gián đoạn, ít đi Tuy công tác nghiên cứu có ít đi nhưng thực chất đã có hướng phát triển theo chiều sâu và chiều rộng, đã có phân vùng xói mòn, xây dựng các trạm quan trắc xói mòn định vị lâu dài Điển hình một số công trình được nói đến trong giai đoạn này như công trình của Chu Đình Hoàng (1976, 1977), Đào Khương (1970) về những nét đặc trưng chủ yếu của xói mòn vùng khí hậu nhiệt đới Việt Nam; Công trình của Bộ môn khí tượng thủy văn ( Viện nghiên cứu Lâm nghiệp) về ảnh hưởng của rừng tới xói mòn; Công trình của Hà Học Ngô( 1971) và Ngô Đức Thiều về biện pháp công trình phân cắt dòng chảy; Công trình của Bùi Quang Toản (1974) về kỹ thuật canh tác trên nương đã định canh [10]…Những nghiên cứu này đã bước đầu đề ra được một số biện pháp chống xói mòn đất thích hợp.

Sau khi chiến tranh kết thúc (1975), các công trình nghiên cứu xói mòn đất đã được xúc tiến với nhiều phương pháp nghiên cứu hiện đại được ứng dụng, hàng loạt các khu quan trắc được xây dựng.

Công trình nghiên cứu xói mòn đất ở Thanh Hòa ( Vĩnh Phú), Nguyễn Quang Mỹ và Đào Đình Bắc (1985) đã đưa ra nhận xét về đặc điểm xói mòn đất ở Việt Nam như sau ( dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [3]):

+ Quá trình xói mòn đất ở Việt Nam có những đặc điểm khác biệt so với các miền ôn đới, hàn đới Ở nước ta, hiện tượng xói mòn theo bề mặt gây tác hại to lớn hơn cả, tiếp sau là xói mòn theo dòng, còn xói mòn do gió chỉ hoạt động ở một số nơi có điều kiện thích hợp như ở Tây Nguyên và dải đồng bằng hẹp ven biển miền Trung Do vậy, hướng nghiên cứu và các biện pháp chống xói mòn đất ở nước ta chủ yếu nhằm vào quá trình xói mòn bề mặt.

+ Việc chống xói mòn ở Việt Nam phải mang đặc điểm riêng của miền nhiệt đới ẩm, chứ không theo khuôn mẫu của các nước Âu, Mỹ.

+ Cường độ xói mòn đất Nông nghiệp ở Việt Nam rất mạnh (150 - 200 tấn/ ha/ năm), song các biện pháp chống xói mòn còn rất thô sơ và chưa được triển khai rộng rãi Nhận định này của tác giả cơ lẽ hơi phiến diện, vì lượng đất xói mòn 150 - 200 tấn/ ha/ năm chỉ xảy ra ở một số nơi có độ dốc lớn, đất có kết cấu không tốt, nghèo mùn, thảm thực vật trơ trụi, chứ không thể là lượng đất xói mòn bình quân ở nước ta.

Từ đầu những năm 1990, với sự sát nhập vào mạng lưới Nghiên cứu Đất dốc Châu Á của tổ chức Nghiên cứu Quản lý Đất Quốc tế ( IBSRAM), nhiều nghiên cứu định vị đã được triển khai ở các tỉnh phía Bắc và Tây Nguyên Các ô đo đếm xói mòn được thiết kế thống nhất, việc quan trắc tiến hành lâu dài và có hệ thống Tiêu biểu là một số công trình: Công trình của Bùi Quang Toản (1991), “ Một số vấn đề về nương rẫy ở Tây Bắc và phương hướng sử dụng”; Công trình nghiên cứu của Nguyễn Quang Mỹ (1979, 1983, 1984, 1990) về xói mòn đất nông nghiệp Tây Nguyên và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn;…

Năm 1999, Phạm Văn Điển đã nghiên cứu đặc điểm thủy văn của một số thảm thực vật rừng làm cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước vùng xung yếu thủy điện Hòa Bình Bằng những nghiên cứu cụ thể, tác giả đã đưa ra được tiêu chuẩn để lớp phủ thực vật bắt đầu có giá trị giữ nước được viết dưới dạng biêu thức: U = [(TC + CP).X / S] ≤ 53,75 Các giá trị của tổng độ tàn che và đọ che phủ được xác định từ biểu thức chính là các giá trị mà từ đó trở lên thì tác dụng giữ nước của lớp thảm thực vật mới có ý nghĩa đáng kể Có thể viết tiêu chuẩn của cấu trúc rừng giữ nước dưới dạng một biểu thức sau: K = [(TC + CP).X /S] ≥ 180,81 Như vậy, để đảm bảo khả năng giữ nước của rừng thì mỗi bộ giá trị của độ dốc và độ xốp của lớp đất mặt cần có tổng tỷ lệ độ tàn che và độ che phủ nhất định của lớp thảm thực vật Các giá trị của các chỉ tiêu tổng hợp được tính từ biểu thức trên cũng chính là tiêu chuẩn cho

8

phép khai thác lợi dụng rừng mà vẫn không làm giảm đáng kể tác dụng giữ nước của rừng.

- Nghiên cứu tác động của rừng Cao su đến môi trường đất.

Ở Việt Nam, nghiên cứu tác động của rừng Cao su đến môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng còn khá mới mẻ Trong phần lớn tài liệu nghiên cứu về cây Cao su đều ít nhiều đề cập đến tác động môi trường của chúng Tuy nhiên chưa có nghiên cứu riêng về vấn đề này một cách cụ thể.Tác giả Nguyễn Khoa Chi (1977), cho rằng cây Cao su là một trong những loài cây bảo vệ môi trường rất tốt, có khả năng chống xói mòn và không làm hủy hoại đất.

Theo nghiên cứu của Trương Đình Trọng, 2005 về “ Thực trạng thoái hóa đất bazan ở tỉnh Quảng Trị và các giải pháp bảo vệ môi trường đất”: Ở

một số vùng sau khi lớp phủ rừng bị lột bỏ và đã được trồng cây công nghiệp dài ngày như Cà phê, Cao su, Chè thì đất có biểu hiện thoái hóa nhẹ, tạo ra một tầng đất chặt dưới tầng canh tác

Như vậy vẫn còn nhiều ý kiến trái ngược nhau về tác động của rừng đến môi trường đất Các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc so sánh ảnh hưởng của rừng Cao su đến một số tính chất của đất với các loại hình canh tác khác, chưa đánh giá được ảnh hưởng của nó ở các độ dốc và các cấp tuổi khác nhau, khả năng bảo vệ đất chống xòi mòn.

- Ở Việt Nam, cây Cao su có đặc điểm sinh thái tương đối phù hợp, là cây có triển vọng phát triển kinh tế cao Tuy nhiên, những tác động đến môi

trường của rừng trồng Cao su, đặc biệt là môi trường đất còn chưa được làm rõ và có nhiều tranh luận đưa ra: Một số người cho rằng rừng trồng Cao su có hiệu quả tích cực với môi trường, nhưng một số khác lại khẳng định rừng Cao su có khả năng bảo vệ đất, cải thiện độ phì đất và giữ nước kém, Vì vậy, phát triển cây Cao su một cách ồ ạt ở nước ta có thể dẫn đến những tác động xấu cho môi trường đất đai trên địa bàn canh tác Đây chính là yêu cầu, đòi hỏi cấp thiết của thực tiễn trong kinh doanh, trồng rừng Cao su trên địa bàn

nhiều tỉnh Đề tài: “Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh” được thực hiện nhằm cung cấp thêm các thông tin về

thành phần và lượng các chất xói mòn, lượng đất xói mòn Trên cơ sở đó đề xuất được các giải pháp kỹ thuật làm giảm thiểu lượng đất, lượng chất dinh dưỡng bị mất do xói mòn nhằm phát triển cây Cao su tại khu vực và các địa phương khác có điều kiện tương tự.

10

CHƯƠNG 2

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được thành phần, hàm lượng các chất trong vật chất xói mòn tại các lâm phần Cao su, làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp giảm xói mòn đất.

- Đề xuất được một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất.

2.2 Giới hạn nghiên cứu

- Về địa bàn nghiên cứu: Giới hạn trong diện tích trồng Cao su của Nông

trường Hương Long thuộc Công ty Cao su Hương Khê, Nông trường Phan Đình Phùng thuộc Công ty Cao su Hà Tĩnh.

- Về nội dung nghiên cứu:

+ Lượng đất bị xói mòn tại nông trường Hương Long và nông trường Phan Đình Phùng.

+ Chỉ phân tích sản phẩm xói mòn đất ở nông trường Hương Long.

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Một số đặc điểm của các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất do mưa trong khu vực nghiên cứu

- Chế độ mưa- Địa hình- Đất

- Thảm thực vật

2.3.2 Lượng đất xói mòn

2.3.3 Lượng thành phần vật chất xói mòn

- Hàm lượng mùn trong vật chất xói mòn

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng trong vật chất xói mòn- Thành phần cơ giới

2.3.4 Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất và bổ sung dinh dưỡng cho rừng Cao su

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu tại hiện trường( kế thừa)

a Thu thập, kế thừa có chọn lọc các tài liệu có liên quan đã được nghiên cứu và xác định trước đó.

b Nguồn số liệu về đặc điểm rừng Cao su và sản phẩm xói mòn được thu thập từ Nông trường Hương Long và Nông trường Phan Đình Phùng ở Hương Khê, Hà Tĩnh.

c Nguồn số liệu về chế độ mưa được thu thập từ:+ Trạm quan trắc thủy văn của huyện.

+ Nông trường Hương Long và Nông trường Phan Đình Phùng: đo bằng bình đo mưa ở vị trí lân cận khu thí nghiệm

d Phương pháp bố trí thí nghiệm ( bãi đo đếm xói mòn)

Từ thực tiễn phân tích các đặc điểm khí hậu thủy văn và điều kiện địa hình của khu vực trồng Cao su, đề tài đã lựa chọn phương án nghiên cứu thiết lập các bãi đo xói mòn như sau:

Bãi đo đếm hình chữ nhật có diện tích 240m2 với kích thước :+ Chiều rộng: 12m theo đường đồng mức, chứa đủ 4 hàng cây.+ Chiều dài: 20m vuông góc với đường đồng mức.

Đường viền cô lập bãi đo đến được làm bằng chất dẻo.

Máng được làm bằng tôn với kích thước là: 1200×20×20 cm, trên mỗi máng lắp đặt một đồng hồ đo dòng chảy và có lưới chắn trước đồng hồ.

Việc thiết kết máng thu nước như trên nhằm mục đích là cho phép đo lượng nước chảy ra từ tất cả cửa thoát nước trong thời gian thí nghiệm để tính tổng lượng nước chảy bề mặt thực tế.

12

Hình 2.1 Ô thí nghiệm và bố trí máng thu nước12m

20m

Nước chảy bề mặt xuống

Cửa thoát

Nước chảy bề mặt xuống máng

Cửa thoát đặt đồng hồ

Mực nước chết

Nước giữ l

ại trong

Hình 2.2 Máng thu nước trong ô thí nghiệm và mặt cắt

e Điều tra đặc điểm của bãi đo đếm.* Độ dốc:

Độ dốc mặt đất tại các bãi đo được xác định bằng địa bàn cầm tay, mỗi bãi đo ta đo tại 10 vị trí khác nhau rồi lấy trị số trung bình.

* Độ dốc bậc thang (nếu có): Xác định bằng thước dây.

* Phương thức làm đất: Xác định bằng cách phỏng vấn cán bộ cơ quan của nông trường.

* Thảm thực vật: Tầng cây cao, cây bụi, thảm tươi

+ Chiều cao vút ngọn (Hvn): Được đo bằng thước Blume – leiss có độ chính xác đến cm.

+ Đường kính tán ( Dt): Được xác định bằng thước dây, ta tiến hành đo theo 2 hướng Đông - Tây (ĐT) và Nam - Bắc (NB) rồi tính đường kính tán trung bình

+ Độ tàn che của tầng cây cao (TC) được xác định theo phương pháp 100 điểm trên các tuyến điều tra.

+ Cây bụi, thảm tươi:

Độ che phủ, chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi (CP %) ở các bãi đo được xác định thông qua điều tra ô dạng bản 4m2, tổng diện tích ô dạng bản chiếm 10% diện tích bãi đo.

Phương pháp điều tra độ tàn che và độ che phủ của cây bụi thảm tươi được trình bày cụ thể trong phụ lục 03 và 04.

f Thu thập lượng đất xói mòn

Lượng đất xói mòn được thu thập từ các máng một lần/ tháng (thường vào cuối tháng), sau đó đất được phơi khô và đem cân.

2.4.2 Phương pháp nội nghiệp

a Thống kê và xác định các nhân tố điều tra cấu trúc rừng bằng những phương pháp nghiên cứu trong điều tra rừng.

b Xử lý mẫu, phân tích đất tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp truyền thống.

+ Xử lý mẫu: Các mẫu đất sau khi đem về được phơi khô trong điều kiện tự nhiên, nhặt bỏ rễ cây, đá lẫn, kết von Sau đó, tiến hành giã nhỏ và rây qua rây có đường kính 1 mm.

+ Phân tích mẫu: Sau khi mẫu đất được xử lý xong, tiến hành phân tích để xác định:

- Thành phần cơ giới bằng phương pháp ống hút Rôbinsơn.- Hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp Tjurin.

- Xác định Canxi, Magie trao đổi bằng Trilon B (EDTA).

- Đạm, lân, kali dễ tiêu ( NH4+, P2O5 , K2O) bằng phương pháp so màu.c Xác định các chất tổng số (% N, % P2O5, % K2O)

- Xác định đạm tổng số theo phương pháp Kenđan.- Xác định kali tổng số bằng quang kế ngọn lửa.- Xác định lân tổng số theo phương pháp so màu.

d Phân tích các chỉ tiêu chủ yếu( Ca2+, Mg2+; NH4+, P2O5, K2O dễ tiêu) trong dung dịch nước đã lọc của sản phẩm xói mòn rừng trồng Cao su tại Nông trường Hương Long, Hà Tĩnh.

- Xác định Canxi, Magie trao đổi bằng Trilon B (EDTA).

- Đạm, lân, kali dễ tiêu ( NH4+, P2O5 , K2O) bằng phương pháp so màu.e Xác định lượng đất xói mòn.

Lượng đất xói mòn được tính theo công thức:

24010104x 3xaA

= (tấn/ha/năm) (2 – 1)Trong đó: A: lượng đất xói mòn của 1ha/năm.

α : lượng đất xói mòn xác định được từ một bãi đo trong một

năm (Kg)

104 : 1ha quy ra m2 10-3: Kg quy ra tấn

240: diện tích của 1 bãi đo (m2)

f Tổng hợp số liệu về kết quả nghiên cứu thành bảng biểu.

g So sánh lượng các vật chất bị xói mòn dưới rừng Cao su ở cấp độ dốc khác nhau tại nông trường Cao su Hương Long.

16

Theo tài liệu điều tra, khảo sát của huyện cung cấp, địa hình của huyện Hương Khê thuộc kiểu địa hình đồi và núi thấp với các dạng như sau:

- Dạng địa hình tương đối bằng phẳng, có độ dốc từ 0 - 8o, ít bị chia cắt

- Dạng địa hình sườn thoải có độ dốc từ 8 – 15o, địa hình này chủ yếu được khai thác để trồng cây công nghiệp, cây ăn quả, cây hoa màu.

- Dạng địa hình sườn dốc với các dãy đồi có độ dốc từ 15 – 25o, được sử dụng để trồng cây công nghiệp lâu năm, phát triển mô hình nông lâm kết hợp.

- Dạng địa hình dốc với các dãy đồi cao và núi thấp, có độ dốc trên 25o, đây là vùng bị chia cắt nhiều, đặc biệt có những nơi đã mất thảm thực vật che phủ.

Nằm trong địa bàn huyện, vùng trồng Cao su của hai nông trường cũng mang đặc điểm địa hình của khu vực Nhưng chúng cũng có những khác biệt:

- Nông trường Hương Long có địa hình rất phức tạp, có nhiều dãy đồi cao và núi thấp Độ dốc trung bình nằm trong khoảng 15 - 25o, nhiều khu vực có độ cao lớn hơn 35o, lớp thảm thực vật hầu như không có Có thể nói đây là một yếu tố gây bất lợi cho quá trình trồng và chăm sóc cây Cao su.

- Trong khi đó nông trường Phan Đình Phùng có địa hình đơn giản hơn, độ dốc trung bình nằm trong khoảng 12 - 20o, lớp thảm thực vật đa dạng, đó là điều kiện tốt cho phát triển cây công nghiệp, nông nghiệp, ăn quả…

3.3 Khí hậu thủy văn

Theo số liệu của Trạm quan trắc khí hậu thủy văn Chu Lễ, Hương Khê - Hà Tĩnh: Khí hậu của vùng mang đặc thù của khí hậu khu IV cũ, đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt.

+ Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 04 năm sau, có sương giá, ít mưa, độ ẩm thấp, nhiều đợt rét kéo dài làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng.

+ Mùa mưa từ tháng 05 đến tháng 10, đầu mùa thường có gió mùa Tây Nam nên khí hậu khô và nóng, mùa này thường xuyên có mưa.

a Nhiệt độ

- Nhiệt độ trung bình năm: 24,2 oC.

- Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 01: 17,6 oC.- Nhiệt độ cao nhất vào tháng 06: 39,9 oC.- Tổng lượng nhiệt cả năm: 8842 oC.

Như vậy khu vực có tổng lượng nhiệt cả năm lớn, nhiệt độ thích hợp cho cây chịu nóng như Cao su

b Lượng mưa

- Lượng mưa bình quân năm: 2600 mm

- Tháng có lượng mưa cao nhất ( tháng 10): 840 mm.- Tháng có lượng mưa thấp nhất ( tháng 1): 37 mm.

Lượng mưa lớn, số ngày mưa trong năm nhiều nhưng lượng mưa phân bố không đều trong năm, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa thu và thường kết thúc muộn, tổng lượng mưa của ba tháng 08, 09, 10 rất lớn, nó thường chiếm gần một nửa tổng lượng mưa cả năm, nhiều năm có thể còn vượt quá 50% tổng lượng mưa cả năm Mưa tập trung vào một giai đoạn, cường độ mưa lớn, lượng mưa nhiều sẽ có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình xói mòn đất Mưa nhiều sẽ làm cho độ ẩm của đất tăng, do đó sẽ làm giảm khả năng

18

hút nước của đất Mưa càng lớn thì dòng chảy mặt càng lớn và khả năng bào mòn bề mặt đất của dòng nước càng mạnh

c Lượng bốc hơi bình quân năm

- Lượng bốc hơi bình quân trên năm: 899 mm.

- Lượng bốc hơi lớn nhất/ tháng: 106 mm.- Lượng bốc hơi nhỏ nhất/ tháng: 46 mm.

d Độ ẩm không khí

- Độ ẩm trung bình năm: 81,22%.

- Độ ẩm trung bình tháng cao nhất: 89%.- Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất: 71,33%.

Thời kỳ độ ẩm thấp nhất là tháng 6 và tháng 7 ứng với thời kỳ này là gió Tây khô nóng ở mức độ cao.

e Nắng

- Số giờ nắng trung bình năm: 1196 giờ/năm.- Số giờ nắng tháng cao nhất: 177 giờ/tháng.- Số giờ nắng tháng thấp nhất: 29 giờ/tháng.

3.4 Đất

- Theo tài liệu cung cấp của nông trường Hương Long: Đất trồng Cao su của nông trường chủ yếu là đất Feralit hình thành trên đá mẹ cuội sỏi kết nhiều thạch anh, tầng đất trung bình đến mỏng, đá lẫn nhiều đến rất nhiều (40 - 80 %), đất tầng mặt mỏng đến trung bình (5 - 20 cm) Ngoài ra còn có đất Feralit hình thành trên đá phiến sét, tầng đất trung bình, đá lẫn từ trung bình đến nhiều (20 -50 %) Tỷ lệ sét vật lý dao động trong khoảng từ 28,4 – 58,9%; tỷ kệ kết von, đá sỏi chủ yếu là từ 30 – 60%, có nơi lên đến 80% Hàm lượng mùn của khu vực dao động trong khoảng 1,9 – 5,04%, đất khá nghèo mùn.

- Theo tài liệu cung cấp của nông trường Phan Đình Phùng: Đất trồng Cao su của nông trường chủ yếu là đất Feralit hình thành trên đá phiến sét, một số ít phát triển trên đá sa thạch Tỷ lệ sét vật lý của khu vực dao động

trong khoảng từ 30,06 – 55,39%; tỷ lệ kết von, đá lẫn chủ yếu từ 30 – 60% Hàm lượng mùn của khu vực dao động trong khoảng 1,98 – 4,15%.

Kiểu hình thái phẫu diện A, B, C của hai khu vực nhìn chung đều tương tự nhau: tầng A chứa nhiều chất hữu cơ có màu nâu; tầng B tích tụ nhiều sắt, nhôm nên có màu vàng đỏ, có nơi có màu đỏ trội hoặc có nơi có màu vàng trội hơn; tầng C mẫu chất bán phong hóa thường gặp ở độ sâu 30 – 200 cm.

Độ dày tầng đất: đất tại khu vực có độ dày chủ yếu từ 30 – 150 cm, trung bình là 90 cm.

3.5 Thực vật

a Thảm thực vật tự nhiên

Rừng có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, bảo vệ nguồn nước cho hệ thống sông trong vùng, cải tạo môi trường sinh thái của địa phương Tuy nhiên, do các hoạt động khai thác trái phép, diện tích rừng tự nhiên ngày càng bị suy giảm rõ rệt Diện tích rừng tự nhiên còn khá nhiều với đa dạng các loài cây, chủ yếu ở khu vực tại biên giới Việt – Lào, cây gỗ có kích thước lớn, gỗ quý vẫn còn khá nhiều: Lim, Táu… (Lâm trường Chúc A).

b Thảm thực vật trồng

Cây trồng ở đây chủ yếu gồm cây Chè, cây ăn trái…, các loại cây ngắn ngày khác như Ngô, Khoai, Sắn, Đậu các loại…, còn lại là diện tích rừng trồng

Khoảng 12 năm trở lại đây, cây Cao su đã được trồng tại nông trường Phan Đình Phùng Và 3 năm gần đây, cây Cao su đã được trồng tại nông trường Hương Long Trong tương lai, nó sẽ được trồng rộng rãi hơn với diện tích: Nông trường Hương Long với tổng diện tích rừng trồng Cao su là gần 2000ha, nông trường Phan Đình Phùng là 2700ha

c Kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng Cao su

Căn cứ quy trình kỹ thuật cây Cao su của Tổng công ty Cao su Việt Nam ban hành năm 2004; Tham khảo quy trình trồng cây Cao su vùng Miền

20

núi phía Bắc của Tập đoàn công nghiệp Cao su Việt Nam ban hành năm 2010 các nông trường đã áp dụng kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng Cao su như sau:

- Thiết kế hàng trồng: Đất dốc < 8% , trồng thẳng hàng theo hướng Bắc Nam Đất dốc ≥ 8%, trồng theo đường đồng mức, tạo bậc thềm 1m và trồng cây Cao su ở giữa bậc thềm.

- Mật độ và khoảng cách trồng: 555 cây/ha (6 x 3m).- Thời vụ trồng: từ 15/9 đến 31/10.

- Kỹ thuật trồng: Trồng rừng Cao su bằng tum bầu 2 - 3 tầng lá ổn định Tiêu chuẩn của tum bầu có tầng lá: chồi ghép có ít nhất 2 tầng lá ổn định, khỏe; bầu đất không bị vỡ, cây không bị long gốc.

+ Hố có kích thước dài 70cm, rộng 50cm, sâu 60cm, đáy hố 50 x 50cm Khi đào hố phải để riêng lớp đất mặt và lớp đất đáy; trên đất dốc thì để riêng lớp đất đáy về phía dưới dốc Đào hố để ải trước khi bón phân và lấp hố khoảng 15 ngày.

+ Bón lót: Phân lân nung chảy 300g/hố, phân chuồng ủ hoai 10kg/hố

+ Lấp hố: được thực hiện trước khi trồng ít nhất 5 ngày Lấp lớp đất mặt đến nửa hố Sau đó trộn đều phân hữu cơ, phân lân với lớp đất mặt xung quanh để lấp đầy hố Cắm cọc ở giữa tâm hố để đánh dấu điểm trồng cây.

+ Trước khi trồng cần dọn sạch cỏ, rễ cây… xung quanh hố, sau đó dùng cuốc để móc đất trong hố lên tới độ sâu bằng chiều dài rễ của cây tum Đặt tum thẳng đứng, mắt ghép quay về phía hướng gió chính, mí dưới của mắt ghép ngang với mặt đất Lấp lại hố bằng phần đất vừa lấy lên, dậm kỹ để đất bám chặt vào tum Sau cùng dùng đất tơi xốp phủ kín cổ rễ ngang mí dưới mặt ghép.

+ Trồng dặm lại những cây bị chết bằng tum bầu 2 - 3 tầng lá ổn định, vào thời điểm sau trồng chính 20 ngày.

- Chăm sóc rừng Cao su gồm các nội dung: cắt cành tạo tán( cắt chồi thực sinh, chồi ngang; cắt phục hồi những cây bị mất đỉnh sinh trưởng); bón phân( NPK riêng biệt 2 -3 đợt/ năm, phân hữu cơ); làm cỏ trên luống, hàng và bờ lô Cao su; phòng chống sâu bệnh Cách thức bón phân nhìn chung ưu tiên bón ở sát taluy dương Cụ thể là:

+ Năm thứ nhất: Bón lần 1, đào rãnh dọc trên băng giữa 2 cây Cao su, sát taluy dương, kích thước rãnh dài 60cm, rộng 30cm, sâu 30cm Bón phân rải đều vào rãnh, sau khi rải phân cào cỏ khô, lá cây và đất mùn lấp lên trên Bón lần 2, cào bớt đất, cỏ mùn trong hố đã đào bón lần 1 rải đều phân xuống sau đó cào cỏ, mùn và lá cây lấp lại Tổng lượng phân bón 615kg/ha/năm.

+ Năm thứ 2: Đối với cây chưa khép tán, đào hai rãnh ngay trên băng hai bên tán cây Cao su, đối với những cây đã khép tán chỉ đào 1 rãnh, kích thước rãnh dài 50cm, rộng 15cm, sâu 20cm, rãnh hơi lệch về taluy dương Bón phân rải đều vào rãnh sau đó lấp đất kín lên trên Tổng lượng phân bón 615kg/ha/năm.

+ Năm thứ 3: Đào rãnh 2 bên tán lá, rãnh dài 40cm, rộng 15 - 20cm, sâu 20cm, rãnh hơi lệch về phái taluy dương nhiều hơn, vị trí của rãnh tùy thuộc vào độ lớn của tán lá và cây Sau khi đào rãnh rải đều phân xuống và lấp đầy đất Tổng lượng phân bón 510kg/ha/năm.

+ Từ năm thứ 4 trở đi: Đào 3 hố quanh gốc cây, khoảng cách tùy thuộc chiều rộng tán lá và độ lớn của cây, 2 hố 2 bên, hố còn lại ở phía taluy dương Sau đó rải phân xuống và lấp đầy đất Tổng lượng phân bón 170kg/ha/năm.

22

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1.Một số đặc điểm của các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất do mưa trong khu vực nghiên cứu

4.1.1 Chế độ mưa

a Lượng mưa và cường độ mưa

Nguồn nước của đất là do mưa Mưa là một trong những nhân tố có tác động trực tiếp đến quá trình xói mòn; đồng thời ảnh hưởng đến cấu trúc, ngoại mạo và động thái phát triển của lớp thảm thực vật Lượng mưa là chỉ tiêu dùng để biểu thị mưa nhiều hay ít, là chiều cao của lớp nước mưa đo được ở ống đong mưa theo quy định chung sau mỗi trận mưa trong một đơn vị thời gian, nó phản ánh mưa lớn hay nhỏ.

Do cường độ mưa thay đổi và khó xác định, nên cần sử dụng chỉ tiêu cường độ mưa bình quân (Ibq) Cường độ mưa bình quân phản ánh mức độ mưa to hay nhỏ của từng trận mưa hay trong một khoảng thời gian mưa xác định Cường độ mưa bình quân trên phút (Ibq, mm/phút) được xác định bằng tỷ số giữa lượng mưa (mm) và thời gian mưa (phút), sau đó quy đổi ra cường độ mưa bình quân trên giờ (Ibq, mm/h).

Qua thu thập số liệu (số liệu mưa được lấy từ trạm khí tượng thủy văn Chu Lễ, Hương Khê – Hà Tĩnh), đề tài tổng hợp được bảng phân bố lượng mưa và cường độ mưa tại khu vực nghiên cứu tại phụ lục 02 Lượng mưa và cường độ mưa bình quân năm được trình bày tại bảng sau:

Bảng 4.1 Lượng mưa và cường độ mưa bình quân năm

Cường độ mưa bình quân năm của khu vực tương đối lớn, đạt trung bình 17,8 mm/h Cường độ mưa bình quân (Ibq, mm/h) giữa các tháng trong năm có sự sai khác rõ rệt Cường độ mưa bình quân đạt trị số nhỏ nhất vào tháng 1 là 3,5 mm/h, lớn nhất vào tháng 10 là 69,1 mm/h Như vậy, các tháng có lượng mưa lớn thì cường độ mưa bình quân (Ibq) đạt trị số lớn và ngược lại, các tháng có lượng mưa nhỏ thì Ibq cũng có trị số nhỏ.

Biểu đồ 4.1 Phân bố lượng mưa các tháng trong năm

Qua biểu đồ 4.1 ta thấy: các đỉnh nhọn của lượng mưa tập trung chủ yếu từ tháng 8 đến tháng 10 Các tháng còn lại, đường phân bố thoải dần Đặc biệt, lượng mưa vào tháng 10 năm 2010 cao đột biến

b Phân bố mưa

Nghiên cứu phân bố mưa là theo dõi sự phân bố của lượng mưa rơi vào các tháng, các khoảng thời gian mưa Biết được điều này có ý nghĩa quan trọng đối với các hoạt động nhằm phòng chống xói mòn đất, qua thu thập số liệu, đề tài tổng hợp được phân bố lượng mưa và số ngày mưa theo các tháng trong năm tại bảng 4.2

Bảng 4.2 Phân bố lượng mưa và số ngày mưa các tháng trong năm

24

Lượng mưa(mm)

Lượng mưa(mm)

Lượng mưa(mm)

Số ngày

Lượng mưa(mm)

Số ngày mưa

c Hệ số xói mòn do mưa

Hệ số xói mòn do mưa (R) là một chỉ tiêu tổng hợp phản ánh đặc tính của mưa và là một tham số quan trọng trong phương trình dự báo xói mòn đất của Wischmeier W.H và Smith D.D (1978) Hệ số xói mòn do mưa có thể được biểu thị bằng số lượng phút-tấn/acre hoặc bằng jun/m2 Theo lý thuyết, hệ số R (J/m2) lớn hơn hệ số R (phút-tấn/acre) 2,47 lần Nếu sử dụng R (J/m2) thì lượng đất xói mòn trong phương trình của Wischmeier W.H và Smith D.D tính theo tấn/ha/năm Nếu sử dụng R(phút-tấn/acre) thì lượng đất xói mòn trong phương trình này tính theo tấn/acre/năm (1 ha bằng 2,47 acre)

Để xác định nhanh hệ số xói mòn do mưa, đề tài sử dụng công thức xác định nhanh hệ số xói mòn do mưa của Phạm Văn Điển (2006) [3]:

R (J/m2) = 0,994*P

R (phút – tấn/acre) = 0,402*P

Kết quả xác định hệ số xói mòn cho khu vực được trình bày ở bảng sau:

Bảng 4.3 Hệ số xói mòn do mưa khu vực nghiên cứu

4.1.2 Địa hình

Địa hình có ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất, đặc biệt là độ dốc Đặc điểm địa hình của khu vực được trình bày chi tiết trong phụ lục 03 Qua phụ lục ta thấy:

+ Rừng Cao su tại Nông trường Hương Long được trồng trên đất có độ dốc từ nhỏ đến lớn, địa hình bị chia cắt nhiều bởi các khe, dông Địa hình chủ yếu là đồi cao và núi thấp, nhiều khu vực có độ dốc lớn hơn 35o Với địa hình phức tạp, nhiều khu vực có độ dốc lớn là một trong những trở ngại cho quá trình trồng và chăm sóc cây trồng, đặc biệt là cây Cao su.

+ Tại Nông trường Phan Đình Phùng, khu vực trồng Cao su có địa hình ít phức tạp hơn, chủ yếu là đồi thấp có độ dốc nằm trong khoảng từ 12 - 20o Nhìn chung khu vực này có địa hình thuận lợi với công tác trồng rừng hơn Nông trường Hương Long.

4.1.3.Thảm thực vật

26

4.1.3.1 Nông trường Cao su Hương Long* Tầng cây cao

Khu vực mới bắt đầu trồng Cao su được 3- 4 năm, độ che phủ của tầng cây cao là rất thấp (trung bình là 0,23), cây có độ cao dao động từ 50cm đến 300cm, độ cao trung bình là 200 cm, đường kính tán từ 40cm đến 55cm Tầng cây cao còn rất nhỏ, độ tàn che thấp, do đó khả năng hạn chế tác động của động năng hạt mưa là không đáng kể.

* Lớp cây bụi thảm tươi(CBTT)

Lớp cây bụi, thảm tươi rất thưa thớt, chỉ có một số ít khu vực có lớp phủ thực vật tương đối dày; do quá trình xử lý thực bì bằng máy và phát đốt toàn diện trước khi trồng Đặc điểm lớp cây bụi thảm tươi được trình bày chi tiết tại phụ lục 04 và biểu đồ 4.2.

Biểu đồ 4.2 Độ che phủ của CBTT tại nông trường Hương Long

Nhận xét:

+ Độ che phủ của lớp cây bụi của các bãi đo tại nông trường Hương Long biến động từ 10 – 85% Nhìn chung độ che phủ ở mức thấp, chỉ có một số ít khu vực có điều kiện thuận lợi là có độ che phủ cao, chúng có xu hướng giảm dần khi độ dốc tăng lên Mặt khác, nông trường tiến hành trồng và chăm sóc Cao su theo băng, mỗi băng rộng 1,6m Như vậy, sẽ có một khoảng đất trống hoàn toàn để phục vụ cho việc bón phân cho cây Cao su và hạn chế sự