Nghiên cứu một số cơ sở khoa học trồng rừng xoan đào prunus arborea blume kalkman ở các tỉnh phía bắc TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN TRỌNG ĐIỂN NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CƠ SỞ KHOA HỌC TRỒNG RỪNG XOAN ĐÀO (Prunus arborea (Blume) Kalkman.) Ở CÁC TỈNH PHÍA BẮC CHUYÊN NGÀNH: LÂM SINH MÃ SỐ: 62 02 05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Hà Nội - 2021 Cơng trình hồn thành Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam NGUYỄN TRỌNG ĐIỂN Người hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Văn Thắng PGS.TS Hà Thị Mừng Chủ tịch hội đồng: …… Phản biện 1: …… Phản biện 2: …… Phản biện 3: …… Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Viện họp Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Vào hồi phút, ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Thư viện Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết luận án Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) địa gỗ lớn, sinh trưởng tương đối nhanh, đường kính đạt 80cm, cao tới 25m Cây ưa sáng, mọc nhanh, có biên độ sinh thái rộng, phân bố nhiều tỉnh từ miền Bắc đến miền Trung Tây Nguyên Cây trồng nhiều loại đất ưa đất tầng dầy, thoát nước tốt Gỗ Xoan đào thuộc nhóm VI, có giác lõi phân biệt, giác màu trắng hồng, lõi màu hồng nhạt, có độ bền học trung bình độ bền tự nhiên tốt có vân thớ đẹp nên thị trường ưa chuộng để sản xuất đồ mộc dân dụng (Nguyễn Đình Hưng, Nguyễn Thu Hiền, Lê Văn Bản, 2009) Nhờ có ưu điểm mà Xoan đào đánh giá có triển vọng trồng rừng cung cấp gỗ lớn nước ta, đặc biệt tỉnh phía Bắc Tuy nhiên, cịn thiếu nghiên cứu sở khoa học nhu cầu sinh thái, lập địa trồng, nguồn giống, kỹ thuật nhân giống biện pháp kỹ thuật trồng thâm canh nên suất, chất lượng rừng trồng Xoan đào vùng sinh thái nhìn chung đạt chưa cao Xuất phát từ lý trên, luận án “Nghiên cứu số sở khoa học trồng rừng Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) tỉnh phía Bắc” thực cần thiết, có ý nghĩa mặt khoa học thực tiễn sản xuất Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 2.1 Ý nghĩa khoa học: Góp phần bổ sung số sở khoa học phục vụ cho việc phát triển rừng trồng Xoan đào số tỉnh phía Bắc 2.2 Ý nghĩa thực tiễn: Bổ sung đặc điểm sinh học, chọn giống, kỹ thuật nhân giống trồng rừng Xoan đào số tỉnh phía Bắc Mục tiêu nghiên cứu - Về lý luận: Xác định số sở khoa học phục vụ gây trồng phát triển rừng trồng Xoan đào số tỉnh phía Bắc - Về thực tiễn: + Xác định số đặc điểm sinh học loài Xoan đào số tỉnh phía Bắc (đặc điểm phân bố, sinh thái; cấu trúc, tái sinh; mối quan hệ Xoan đào với loài rừng tự nhiên) + Xác định giống có triển vọng, kỹ thuật nhân giống trồng rừng Xoan đào số tỉnh phía Bắc Những đóng góp mới luận án - Bổ sung số đặc điểm sinh học Xoan đào - Bước đầu xác định 12 gia đình xuất xứ Xoan đào sinh trưởng tốt có triển vọng, kỹ thuật nhân giống kỹ thuật trồng rừng Xoan đào số tỉnh phía Bắc Đối tượng giới hạn nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu: loài Xoan đào (Prunus arborea (Blume) Kalkman) 5.2 Giới hạn nghiên cứu - Về địa bàn nghiên cứu: gồm tỉnh Hịa Bình, Sơn La, Bắc Giang, Phú Thọ, Tuyên Quang Lào Cai - Về Nội dung nghiên cứu: + Nội dung nghiên cứu đặc điểm sinh học: Tập trung làm rõ số đặc điểm phân bố, sinh thái; đặc điểm cấu trúc tầng cao, cấu trúc tầng tái sinh; mối quan hệ Xoan đào với loài khác + Nội dung nghiên cứu khảo nghiệm giống khảo nghiệm hậu kết hợp khảo nghiệm xuất xứ + Nội dung nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nhân giống: Nghiên cứu số đặc điểm sinh lý hạt giống, kỹ thuật bảo quản hạt giống; kỹ thuật nhân giống hạt + Nội dung nghiên cứu biện pháp kỹ thuật trồng rừng: Nghiên cứu đặc điểm tích lũy dinh dưỡng khoáng làm sở cho việc nghiên cứu kỹ thuật bón phân; nghiên cứu ảnh hưởng bón phân, mật độ trồng phương thức trồng đến sinh trưởng rừng trồng Xoan đào Cấu trúc luận án Luận án gồm 141 trang, có 35 bảng số liệu, 35 hình minh hoạ, kết cấu thành phần: Phần mở đầu (4 trang), Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu (25 trang), Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu (22 trang), Chương 3: Kết nghiên cứu thảo luận (74 trang), Kết luận, tồn kiến nghị (4 trang) Danh mục tài liệu tham khảo 12 trang Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới Xoan đào Carolo Mueller Berol phát lần vào năm 1858 đặt tên khoa học Pygeum arboreum Müll.Berol Pygeum Đến năm 1965, Kalkman sau nghiên cứu đặc điểm hình thái lồi cơng bố lại tên lồi Xoan đào tạp chí Blume năm 1965 với tên khoa học Prunus arborea (Blume) Kalkman, tên khoa học dùng thức Plantlist.org Đến nghiên cứu nhân giống kỹ thuật trồng Xoan đào giới cịn quan tâm, nghiên cứu có chủ yếu đặc điểm hình thái, sinh thái phân bố Về đặc điểm hình thái: Xoan đào gỗ lớn, cao tới 30 m đường kính đạt tới 80cm trưởng thành (Sc Lim Ks Gan, 2009; Christophe Wiart, 2006), có thân trịn thẳng, hình trụ, gốc có bạnh vè Lá đơn nguyên hình trứng elip, hai mặt có lơng Hoa mọc thành chùm, có màu vàng trắng mọc nách Quả hạch hình cầu, có lơng, có đường kính khoảng 4-8 mm, màu pha trộn xanh-đỏ-đen Khi chín Xoan đào có màu nâu đỏ đen (Flora Of Thailand, 1970-2002) Về đặc tính sinh thái phân bố: Xoan đào thường phân bố rừng ẩm thường xanh độ cao từ 200-500m nước Trung Quốc, Ấn độ, Pakistan, Chi lê, Myanmar, Thái Lan, Việt Nam, Cam Pu Chia Lào (Norhajar Eswani cộng sự, 2010; C Kalkman, 1998; H.A.M Van Der Vossen M Wessel, 2000; Gbif.Org, 2019) 1.2 Ở Việt Nam Ở Việt Nam, Xoan đào số tác Lê Mộng Chân, Lê Thi Huyên, Trần Hợp, quan tâm nghiên cứu phân loại, đặc điểm hình thái Xoan đào, cho thấy lồi Xoan đào gỗ lớn, cao 20-25m, đường kính lên tới 70-80 cm, ưa sáng mọc nhanh, mọc rải rác rừng nguyên sinh thứ sinh tỉnh phía Bắc đến tỉnh miền Trung Xoan đào ưa điều kiện đất có tầng sâu, nước, loại đất feralit màu vàng, vàng đỏ phát triển loại đá mẹ phiến thạch, sa thạch; thường mọc trạng thái rừng thứ sinh; sinh trưởng tốt nơi có nhiệt độ bình qn năm 22 oC, lượng mưa hàng năm 1.500mm Nghiên cứu nhân giống Xoan đào Nguyễn Thành Vân, Nguyễn Tiên Phong, Vũ Văn Định, Nguyễn Công Hoan, … bước đầu xác định số biện pháp kỹ thuật nhân giống Xoan đào hạt giai đoạn vườn ươm Về kỹ thuật trồng rừng: số tác giả quan tâm nghiên cứu, điển hình nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng (phương thức trồng, kỹ thuật bón phân, mật độ trồng) xây dựng mơ hình rừng trồng Xoan đào Nguyễn Văn Thông, Nguyễn Trung Lâm, Nguyễn Thị Nhung (2009), Nguyễn Thành Vân Nguyễn Tiên Phong (2010), Vũ Văn Định cộng (2016),… nghiên cứu làm giàu rừng nghèo kiệt Xoan đào thông qua kỹ thuật tái sinh rừng nghèo kiệt Hữu Lũng, Lạng Sơn gieo hạt thẳng Xoan đào Trần Nguyên Giảng Nguyễn Đình Hưởng, nghiên cứu cải tạo rừng nghèo kiệt (trạng thái IIA) Cầu Hai, Phú Thọ loài Xoan đào, Re gừng Dẻ cau Nguyễn Văn Thông 1.3 Nhận xét đánh giá chung Trên giới việc nghiên cứu chọn, tạo giống kỹ thuật trồng rừng Xoan đào cịn quan tâm Ở nước có số cơng trình nghiên cứu đặc điểm sinh học, chọn, tạo giống, kỹ thuật trồng rừng Xoan đào thực bước đầu đạt kết đáng tham khảo Tuy nhiên, số hạn chế cần quan tâm là: - Các điều tra đặc điểm phân bố, sinh thái, cấu trúc, tái sinh Xoan đào dừng lại số khu vực nhỏ, chưa có nghiên cứu xác định nhóm loài sinh thái với Xoan đào, làm sở chọn loài trồng hỗn giao với Xoan đào - Chưa có nghiên cứu khảo nghiệm giống để xác định giống có triển vọng cho trồng rừng cung cấp gỗ lớn Việt nam - Các nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng thâm canh hạn chế, đặc biệt nghiên cứu phương thức trồng kỹ thuật bón thúc phân theo nhu cầu trồng Xuất phát từ vấn đề trên, luận án thực góp phần cung cấp thêm sở khoa học cho việc trồng rừng Xoan đào tỉnh phía Bắc Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Nghiên cứu đặc điểm phân bố, sinh thái lâm học loài Xoan đào 2.1.2 Chọn lọc trội, khảo nghiệm xuất xứ hậu Xoan đào 2.1.3 Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoan đào từ hạt 2.1.4 Nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng Xoan đào 2.1.5 Đề xuất biện pháp kỹ thuật trồng rừng Xoan đào số tỉnh phía Bắc 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp kế thừa số liệu, tài liệu Kế thừa có chọn lọc tài liệu, số liệu điều kiện tự nhiên khu vực điều tra, kết nghiên cứu có Xoan đào 2.2.2 Phương pháp điều tra đặc điểm phân bố, sinh thái, lâm học Xoan đào Khảo sát lựa chọn lâm phần có Xoan đào phân bố, bị tác động đại diện cho trạng thái rừng (theo phân loại Loeschau) Tại tỉnh, lựa chọn trạng thái rừng đại diện có Xoan đào phân bố, với trạng thái rừng, thiết lập ô tiêu chuẩn điển hình (ô sơ cấp) với diện tích 2.500m2 (50mx50m) Trong sơ cấp tiến hành lập 25 thứ cấp, diện tích thứ cấp 100m2 để tính tần xuất xuất lồi sơ cấp lập ô dạng góc ô sơ cấp, dạng có diện tích 25m2 để thu thập số liệu đặc điểm lâm học Xoan đào 2.2.3 Chọn lọc trội, khảo nghiệm xuất xứ hậu Xoan đào Sử dụng phương pháp cho điểm mục trắc theo tiêu theo phương pháp Lê Đình Khả Dương Mộng Hùng (2003) để chọn lọc trội từ xuất xứ thuộc vùng sinh thái Đông Bắc Tây Bắc Cây trội chọn lọc đạt tối thiểu từ 12 điểm trở lên có chiều dài đoạn cành đạt từ 1/2 chiều cao thân trở lên, khơng bị bệnh hại Tổng số gia đình xây dựng khảo nghiệm giống kết hợp xây dựng vườn giống hữu tính 55 gia đình, có 54 gia đình từ 54 trội giống đại trà để đối chứng Khảo nghiệm bố trí theo khối đầy đủ, lặp lại lần, lần lặp cây/gia đình Mật độ trồng 625 cây/ha (4x4m) 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Xoan đào từ hạt a Nghiên cứu số đặc điểm sinh lý hạt giống Xoan đào * Xác định kích thước, số lượng khối lượng quả/hạt Xoan đào: Sử dụng phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên để xác định đặc điểm kích thước, khối lượng 1.000 hạt số lượng quả, hạt 1kg * Xác định độ ẩm nhân hạt, tỷ lệ nảy mầm nảy mầm: - Độ ẩm nhân hạt Xoan đào xác định theo phương pháp sấy khô với dung lượng: 15 hạt/mẫu x mẫu/vùng x vùng = 90 hạt - Xác định tỷ lệ nảy mầm nảy mầm: Lựa chọn mẫu hạt, mẫu gồm 50 hạt chọn ngẫu nhiên ngâm nước ấm có nhiệt độ ban đầu 400C thời gian giờ, sau vớt hạt để nước gieo cát ẩm điều kiện phòng với chiều sâu lấp hạt lần đường kính hạt theo dõi định kỳ hàng ngày b Nghiên cứu kỹ thuật bảo quản hạt giống Xoan đào Bố trí CTTN: CT1: Bảo quản hạt túi vải nhiệt độ phòng khoảng 20oC; CT2: Bảo quản hạt ngăn mát tủ lạnh 5oC; CT3: Bảo quản hạt cát ẩm Tại thời điểm tháng, tháng, tháng 12 tháng sau bảo quản, lấy mẫu hạt CTTN để gieo, kiểm tra tỷ lệ nảy mầm hạt sau thời gian bảo quản nêu c Ảnh hưởng xử lý hạt đến tỷ lệ nảy mầm hạt Xoan đào Bố trí cơng thức thí nghiệm xử lý hạt; CT1: Ngâm hạt nước thường 6h; CT2: Ngâm hạt nước thường 12h; CT3: Ngâm hạt nước ấm 40-500C 6h; CT4: Ngâm hạt nước nóng 70-800C 6h; CT5: Đối chứng khơng ngâm Mỗi cơng thức thí nghiệm bố trí lặp lại lần, lần lặp 100 hạt d Ảnh hưởng hỗn hợp ruột bầu đến sinh trưởng giai đoạn vườn ươm Thí nghiệm nhân tố, bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ, gồm 10 công thức, lặp lại lần Gồm CTTN: CT1: 97% đất + 3% phân vi sinh AM; CT2: 95% đất + 5% vi sinh Sông gianh; CT3: 93% đất + 7% vi sinh Sông gianh; CT4: 99% đất + 1% Lân nung chảy; CT5: 97% đất + 3% Lân nung chảy; CT6: 95% đất + 5% Lân nung chảy; CT7: 99% đất + 1% Supe lân; CT8: 98% đất + 2% NPK (5:10:3); CT9: 99% đất + 1% Kali; CT10 (đối chứng): 100% đất Dung lượng mẫu 45 cây/lặp e Ảnh hưởng thời điểm cấy vào bầu đến sinh trưởng giai đoạn vườn ươm TN bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ với công thức, lặp lại lần cụ thể: CT1: Cấy hạt nứt nanh; CT2: Cấy hạt nảy mầm 1-2cm; CT3: Cấy mầm Dung lượng mẫu 45 cây/lặp f Ảnh hưởng phun thuốc phòng trừ sâu, bệnh đến tỷ lệ sống sinh trưởng giai đoạn vườn ươm Bố trí cơng thức: CT1: Phun thuốc trừ bệnh siêu khuẩn 250 WP (1,6g/1 lít nước phun cho m2); CT2: Phun Agri-fos 400 với liều lượng 0,5% (5ml/1lít nước phun cho 2m2); CT3: Phun thuốc diệt nấm Mancozeb 80 WP (5g/1 lít nước phun cho 2m2); CT4: Đối chứng (khơng phun gì) Dung lượng mẫu 45 cây/lặp, theo dõi 12 tháng 2.2.5 Nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng Xoan đào a Khả tích lũy dinh dưỡng khoáng Xoan đào Sử dụng phương pháp tiêu chuẩn để nghiên cứu khả tích luỹ thành phần dinh dưỡng gồm N, P 2O5, K2O Xoan đào rừng trồng giai đoạn từ 1-5 tuổi để phân tích chất dinh dưỡng gồm đạm tổng số (N) theo phương pháp Kjeldhall (TCN 451: 2001, lân tổng số (P2O5) theo phương pháp trắc quang (TCN 453: 2001) kali tổng số (K2O) theo phương pháp quang kế (TCN 454: 2001) cho phận b Ảnh hưởng bón thúc phân đến tỷ lệ sống và sinh trưởng XĐ Dựa vào kết phân tích chất dinh dưỡng N, P2O5, K2O Xoan đào tuổi từ 1-5 đất địa điểm xây dựng mơ hình thí nghiệm, xác định lượng phân cần bón cho Xoan đào tuổi theo phương pháp xác định lượng phân bón cho trồng Trần Kim Đồng cộng (1991) bố trí thí nghiệm bón thúc phân theo tuổi bảng 2.2 Bảng 2.2: Các thí nghiệm bón phân cho Xoan đào Bát Xát, Lào Cai P2O5 VS (g/cây) (g/cây) Tuổi Tuổi Tuổi Tuổi Tuổi Tuổi 2 N (g/cây) Cơng thức thí nghiệm CT1: Sử dụng lượng phân bón theo nhu cầu (được tính từ kết phân tích dinh dưỡng đất) CT2: Bón phân với lượng thấp so với nhu cầu dinh dưỡng 20 50 50 150 0 20 30 100 0 3.1.2.2 Tổ thành loài tầng cao lâm phần có Xoan đào phân bố Bảng 3.4 Tổ thành tầng cao rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố địa điểm nghiên cứu Số Trạng Tỉnh loà Tổ thành tầng cao thái i IIA 59 9,2 Sln + 8,5 Cht + 6,4 Nch + + 75,9 LK (3,5 XĐ) 8,5 Nch + 7,4 XĐ + 6,3 Trc + 5,9 Mcln + 5,6 Bb + Hòa IIB 62 5,1 Rrm + 61,2 LK Bình 15,6 Nch + 7,2 Cht + 6,3 Sln + 6,1 XĐ + 5,9 Bb + IIIA3 57 5,7 Bx + 5,5 Dl + 47,7 LK 11 Dl + 7,6 Thm + Cc8l + 5,2 Thb + 70,2 LK IIA 68 (3,8 XĐ) Sơn 13Xn+11,7Bđ+10,7Sr+6,3Thctr +58,3LK (2,2 La IIIA2 59 XĐ) IIIA3 77 8,5 Mn + 7,6 Khv + 83,9 LK (1,0 XĐ) 8Tht +7,4Lx +6,9Dđ +5,5Trc + + 72,2LK (2,3 IIB 92 Bắc XĐ) Giang IIIA2 124 100 LK (4,2 XĐ) IIIA3 142 100 LK (3,0 XĐ) 8,5 Ng + 7,8 XĐ + 7,5 Bx + 6,9 Thb + 6,2 Bb + IIB 70 Tuyên 5,4 Sr + 57,7 LK Quan 6,8 Bđ + 6,6 Trc + 6,2 Ng + 5,8 XĐ + 5,7 Sr + 5,5 IIIA2 92 g Bs + Mđ + 58,4 LK IIIA3 90 12,9 Trc + S + 80,1 LK (2,2 XĐ) Ghi chú: Sln: Sữa Cht: Chẹo tía; Nch: Nanh chuột; Xđ: Xoan đào; nhỏ; Trc: Trám Mcln: Máu Bb: Bưởi bung; Rrm: Ràng ràng chim; chó nhỏ mít; Bx: Bản xe; Dl: Dẻ lỗ; Thm: Thàn mát; Cc8l: Chân chim lá; Thb: Thôi ba; Xn: Xoan Bđ: Bồ đề; Sr: Sung rừng; 12 nhừ; Thctr: Thôi Mn: Mắc Khv: Kháo vàng; Tht: Thẩu tấu; chanh trắng; niễng; Lx: Lim xanh; Dđ: Dền đỏ; Ng: Ngát; Bb: Ba bét; Bs: Ba soi; Mđ: Mán đỉa; S: Sâng; LK: Loài khác; Trong trạng thái rừng tự nhiên có Xoan đào phân bố Xoan đào có ý nghĩa mặt sinh thái trạng thái IIB, IIIA2 IIIA3 với số IVI = 6,1-7,8% Chỉ trọng thái IIA Xoan đào chưa thể rõ vài trò sinh thái lâm phần có số IVI