MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết Đất là thể tự nhiên đặc biệt, là lớp bề mặt có hoạt tính cao của vỏ phong hóa được hình thành do tác động tổng hợp của 5 yếu tố (khí hậu, sinh vật, đá mẹ và mẫu chất, địa hình, thời gian) [29], [156]; đất là tài nguyên vô cùng quý báu của con người. Vấn đề gia tăng dân số và sự phát triển không ngừng của xã hội làm cho đất ngày càng trở nên quý hiếm hơn. Vì vậy, nghiên cứu phân loại đất để biết được đặc điểm từng loại nhằm đề xuất hướng sử dụng hiệu quả cũng như cải tạo và bảo vệ đất là hoạt động không thể thiếu của Khoa học đất. Ở Việt Nam, phân loại đất được tiến hành khá sớm, đã có nhiều công trình nghiên cứu cấp quốc gia cho các vùng trên cả nước, trong đó có Tây Nguyên nhằm mục đích thống kê quỹ đất phục vụ đánh giá khả năng thích nghi đất đai để chuyển đổi cơ cấu cây trồng. Trong các chương trình đó, nổi bật là Chương trình Tây Nguyên 1, 2, 3. Tuy nhiên các chương trình này chủ yếu đặt trọng tâm vào nghiên cứu phần đất có khả năng sản xuất nông nghiệp, một khu vực rộng lớn đất dưới các thảm rừng, đặc biệt đất dưới rừng dầu nhiệt đới (sau đây gọi là rừng dầu) còn ít được đề cập. Một trong những ưu tiên nghiên cứu đất nhiệt đới là nghiên cứu đất dưới rừng nghèo kiệt (Soils under poor – exhausted forests) [186]. Tiến hành nghiên cứu những đất đó cần thiết xem xét quá trình phong hóa hình thành đất bởi ý nghĩa cơ bản của nó trong địa lý học và khoa học đất [166], [172], giúp đánh giá sự tiến hóa, phân loại và đề xuất hướng sử dụng các đất này một cách bền vững [72], [205]. Ở Việt Nam, từ trước và gần đây đã có một số nghiên cứu về đất rừng nghèo kiệt nhưng thường chỉ khảo sát sự phân bố, đánh giá các chỉ tiêu độ phì và khả năng sản xuất [31], [51]. Việc chẩn đoán phát sinh học (genesis) các quá trình hình thành đất đặc trưng (SPP) dưới rừng dầu đến nay chưa có số liệu đầy đủ. Rừng dầu ở nước ta người dân địa phương thường gọi "rừng khộp” là rừng nghèo kiệt rất đặc trưng với các cây thuộc họ dầu (Dipterocarpaceae) chiếm ưu thế, bao gồm các loài cây như Dầu đồng, Dầu trà beng, Cà chít và một số loài có giá trị khác như Cẩm liên, Căm xe, Giáng hương, Bằng lăng,…. Rừng dầu phát triển trong một điều kiện đặc biệt: Luôn có một mùa mưa ngập úng và một mùa khô khắc nghiệt [31], [51]. Hiện nay ở nước ta loại rừng này có diện tích khoảng 933.000 ha, tập trung nhiều nhất ở Tây Nguyên với 500.000 ha [31]. Chú ý rằng, rừng dầu cũng rất phổ biến ở các nước Đông Nam Á như Campuchia, Thái Lan, Lào, Myanma, Indonesia, Malaysia [89]. Triển khai thực hiện Chương trình của Chính phủ về phát triển kinh tế vùng Tây Nguyên, năm 2009, tỉnh Đắk Lắk có chủ trương cho khảo sát khoảng 72 ngàn ha đất rừng nghèo kiệt dự kiến chuyển sang trồng cao su, trong đó chủ yếu là đất rừng dầu nghèo kiệt. Việc chuyển đất rừng dầu sang trồng cao su trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk nói riêng và toàn vùng Tây Nguyên nói chung đã có nhiều ý kiến trái chiều. Tuy vậy, các ý kiến nêu ra đều chưa có căn cứ khoa học, trong đó việc hiểu biết về đặc điểm đất dưới rừng dầu cũng như mức độ thích nghi của cây cao su trên đất rừng dầu là vấn đề “nổi cộm”. Trên nền tảng đề tài đã nghiên cứu ở cấp thạc sĩ (2011), nghiên cứu sinh (NCS) muốn nghiên cứu phát sinh học (genesis) đất dưới rừng dầu ở Tây Nguyên nhằm phát hiện phân bố địa lý, đặc tính lý hóa học và độ phì của các loại đất, từ đó giúp đưa ra nhận định về khả năng chuyển đổi đất rừng dầu nghèo kiệt sang trồng cao su. Do vậy, đề tài nghiên cứu “Đặc điểm đất dưới rừng dầu nhiệt đới (Dipterocarpaceae) và khả năng chuyển đổi trồng cao su ở Tây Nguyên” được thực hiện. Kết quả của đề tài sẽ bổ sung cơ sở khoa học cho chiến lược quản lý, sử dụng tài nguyên đất hiệu quả, trong đó có đất dưới rừng dầu, đồng thời góp phần trả lời câu hỏi: “Có nên chăng việc chuyển rừng dầu nghèo kiệt sang trồng cao su ở Tây Nguyên Việt Nam”. 1.2 Ý nghĩa - Ý nghĩa khoa học
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRÀ NGỌC PHONG ĐẶC ĐIỂM ĐẤT DƯỚI RỪNG DẦU NHIỆT ĐỚI (DIPTEROCARPACEAE) VÀ KHẢ NĂNG CHUYỂN ĐỔI TRỒNG CAO SU Ở TÂY NGUYÊN LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh năm 2020 ix MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii DANH MỤC CÁC BẢNG xiv DANH MỤC CÁC HÌNH xvi MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết .1 1.2 Ý nghĩa 1.3 Mục tiêu .3 1.3.1 Mục tiêu tổng quát: 1.3.2 Mục tiêu cụ thể: 1.4 Đối tượng phạm vi 1.4.1 Đối tượng: 1.4.2 Phạm vi: 1.5 Đóng góp .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Các nghiên cứu đất phân loại đất .6 1.1.1 Các nghiên cứu đất giới .6 1.1.2 Những nghiên cứu đất Việt Nam 1.1.3 Những nghiên cứu đất vùng Tây Nguyên 1.1.4 Một số kết nghiên cứu đất rừng dầu nhiệt đới 14 1.1.5 Những nghiên cứu khoáng sét 22 1.2 Khái quát rừng dầu nhiệt đới 28 1.2.1 Trên giới 28 1.2.2 Ở Việt Nam 29 1.2.3 Một số đặc điểm lâm sinh rừng dầu 29 1.2.4 Quy mô phân bố rừng dầu 33 x 1.3 Những nghiên cứu liên quan đến cao su 34 1.3.1 Sinh thái học cao su 34 1.3.2 Những kết nghiên cứu đánh giá đất trồng cao su Việt Nam 37 1.3.3 Những kết đánh giá, phân hạng đất rừng dầu chuyển đổi trồng cao su 38 1.4 Khái quát vị trí địa lý vùng nghiên cứu 40 1.5 Nhận xét chung NCS qua trình nghiên cứu tổng quan tài liệu 41 CHƯƠNG 44 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 44 2.1 Nội dung 44 2.2 Phương pháp 45 2.2.1 Cách tiếp cận (Approaching) 45 2.2.2 Phương pháp luận (Methodology) 46 2.2.3 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể (Methods) 46 2.2.4 Thu thập thông tin, khảo sát thực địa 50 2.2.5 Vật liệu kỹ thuật nghiên cứu 52 CHƯƠNG 54 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Phân bố địa lý đất rừng dầu Tây Nguyên 54 3.1.1 Phân bố địa lý dầu Tây Nguyên 54 3.1.2 Phân bố địa lý đất rừng dầu Tây Nguyên 56 3.2 Đặc điểm phát sinh đất rừng dầu Tây Nguyên 58 3.2.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình hình thành phát triển đặc tính đất rừng dầu Tây Nguyên 58 3.2.2 Phân loại đất rừng dầu Tây Nguyên 82 3.2.3 Đặc điểm trình phong hóa hình thành đất rừng dầu 90 3.2.4 Đặc điểm hình thái phẫu diện đất rừng dầu 103 3.3 Đặc tính lý, hóa học độ phì đất rừng dầu Tây Nguyên 110 3.3.1 Đặc tính lý học đất rừng dầu Tây Nguyên 110 3.3.2 Đặc tính hóa học độ phì đất rừng dầu Tây Nguyên 113 3.3.3 Đánh giá chung đặc điểm phát sinh, đặc tính lý, hóa học độ phì đất rừng dầu Tây Nguyên 118 xi 3.4 Khả chuyển đổi đất rừng dầu Tây Nguyên sang trồng cao su 119 3.4.1 Điều kiện để chuyển đổi đất rừng dầu sang trồng cao su 119 3.4.2 Khả mở rộng diện tích trồng cao su từ đất rừng Tây Nguyên 120 3.4.3 Khả sinh trưởng phát triển cao su đất rừng dầu Tây Nguyên 122 3.4.4 Đánh giá thích hợp đất đai đất rừng dầu trồng cao su Tây Nguyên 126 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140 4.1 Kết luận 140 4.2 Kiến nghị 141 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 xii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt AFD Tiếng nguyên bản/tiếng Anh Ting Vit Agence Franỗaise de C quan phỏt trin Phỏp ngữ Développement CEC Cation Exchange Capacity Dung tích hấp phụ (dung tích cation trao đổi) C/N Cacbon/Nitro Tỷ lệ cacbon hữu nitơ tổng số colluvi/coluvi colluvi/coluvi deluvi deluvi DEM Digital Elevation Model Mơ hình số độ cao diluvi diluvi Lũ tích DTA Differential thermal analysis method Phương pháp phân tích nhiệt vi sai ESP Elementary Soil Processes Tiến trình hình thành đất (các trình thổ nhưỡng bản) FAO/WRB GPS IIASA IRB Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Reference Base Global Positioning System Sườn tích Tổ chức Lương thực Nơng nghiệp Liên hiệp Quốc/Cơ sở tham chiếu giới Hệ thống Định vị Tồn cầu Viện phân tích Hệ thống ứng dụng quốc tế Cơ sở tham chiếu Phân loại đất quốc Internetional References Base tế International Institute for Applied Systems Analysis ISRIC International Soil resources information center Trung tâm thông tin Tài nguyên đất quốc tế ISSS International Society of Soil Science Hiệp hội Khoa học Đất quốc tế Meq Mili equivalent Mili đương lượng NIAPP National Institute of Agricultural Planning and Project Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp proluvi proluvi Bồi tích OM Organic matter Chất hữu xiii Q Quaternary Kỷ nhân sinh Kỷ thứ tư: Thời gian kéo dài từ 1,5 – triệu năm QI Lower pleistocene Pleistocene sớm - hạ QII Middle pleistocene Pleistocene – trung QIII Upper pleistocene Pleistocene muộn - thượng QIV Holocene Trầm tích Holocene (cách khoảng 10.000 năm SPP Specific Pedogenic Processes Các trình phát sinh đất đặc trưng United Nations Environment Program United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization United States Department of Agriculture Chương trình mơi trường Liên hiệp quốc Volume Thể tích Vietnam Society of Soil Science The Western Highlands AgroForestry Scientific and Technical Institute World Geographic System Hội Khoa học Đất Việt Nam World reference base for soil resources Cơ sở tham chiếu Tài nguyên đất giới UNEP UNESCO USDA V VSSS WASI WGS WRB Tổ chức Giáo dục, Khoa học Văn hóa Liên hiệp quốc Bộ Nơng nghiệp Hoa Kỳ Viện Khoa học Kỹ thuật Nông - Lâm nghiệp Tây Nguyên Hệ thống Địa lý giới xiv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các đơn vị phân loại đất Tây Nguyên (năm 1985) 12 Bảng 1.2: Thống kê diện tích đất Tây Nguyên (2015) 13 Bảng 1.3: Phân loại quy mô loại đất vùng dự án (năm 2009) 21 Bảng 1.4: Phân loại quy mô loại đất vùng dự án mở rộng (năm 2013) 22 Bảng 1.5: Thành phần mức độ phân bố khoáng sét số loại đất đỏ đất xám vùng ĐNB 27 Bảng 1.6: Quan hệ thành phần khoáng sét với dạng kali đất 27 Bảng 1.7: Các trạng thái rừng dầu đặc trưng chúng 32 Bảng 1.8: Đặc trưng đa dạng sinh học rừng dầu nhiệt đới Tây Nguyên 33 Bảng 1.9: Thang chuẩn đánh giá đất trồng cao su Việt Nam (tầng - 30 cm) 36 Bảng 1.10: Bảng phân loại mức độ giới hạn yếu tố chủ yếu đất trồng cao su 36 Bảng 3.1: Phân bố địa lý đất rừng dầu Tây Nguyên tổng quát 57 Bảng 3.2: Yếu tố khí hậu số trạm Tây Nguyên 59 Bảng 3.3: Khả xuất cực trị nhiệt độ ứng với chu kỳ lặp lại 60 Bảng 3.4: Cán cân xạ Buôn Ma Thuộc Kcal/cm2/tháng 61 Bảng 3.5: Tỷ lệ mưa tháng so với tổng lượng mưa năm (%) 63 Bảng 3.6: Trữ lượng khai thác tiềm khu vực tỉnh Đắk Lắk 75 Bảng 3.7: Tổng hợp trạng thủy lợi vùng Tây Nguyên năm 2015 76 Bảng 3.8: Quan hệ quần hợp thực vật với yếu tố nhiệt ẩm vùng rừng dầu 78 Bảng 3.9: Diễn biến đất có rừng địa bàn tỉnh Đắk Lắk từ năm 1995 - 2015 79 Bảng 3.10: Bảng phân loại đất rừng dầu Tây Nguyên 83 Bảng 3.11: Thống kê quỹ đất rừng dầu Tây Nguyên theo độ dốc 85 Bảng 3.12: Thống kê quỹ đất rừng dầu Tây Nguyên theo tầng dày 87 Bảng 3.13: So sánh kết phân tích thành phần khống vật số loại đất vùng tập trung nghiên cứu với đất loại vùng ĐNB 91 Bảng 3.14: Thành phần tổng số (% trọng lượng nung) tỷ lệ phân tử SiO2 với R2O3, Al2O3, Fe2O3 đất rừng dầu sét tách từ khối vật liệu đất 96 Bảng 3.15: So sánh kết phân tích thành phần tổng số mẫu sét nung (