Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh đến năng suất và chất lượng gỗ keo lai ở huyện đồng hỷ tỉnh thái nguyên

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh đến năng suất và chất lượng gỗ keo lai ở huyện đồng hỷ tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

****************

TRẦN THỊ DUYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ

BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TRỒNG RỪNG THÂM CANH ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG GỖ KEO LAI

Ở HUYỆN ĐỒNG HỶ TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

THÁI NGUYÊN, 2008

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

****************

TRẦN THỊ DUYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ

BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TRỒNG RỪNG THÂM CANH ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG GỖ KEO LAI

Ở HUYỆN ĐỒNG HỶ TỈNH THÁI NGUYÊN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng cho bảo vệ một học vị nào Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc

Tác giả

Trần Thị Duyên

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn, tác giả đã được sự quan tâm, tạo điều kiện của lãnh đạo Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Thái Nguyên, cán bộ phòng Kế hoạch, phòng Kỹ thuật Chi cục Lâm nghiệp, cán bộ Khoa sau đại học trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Nhân dịp này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn tới sự quan tâm giúp đỡ quí báu đó

Tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến Tiến sĩ Nguyễn Huy Sơn - người hướng dẫn khoa học cho tác giả đã tận tình chỉ bảo và dành nhiều thời gian quí báu giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp trong quá trình thực hiện luận văn

Nhân dịp này, tác giả xin được gửi lời cảm ơn tới bạn bè và người thân trong gia đình đã động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả trong cả quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành đề tài này

Xin chân thành cảm ơn

Trần Thị Duyên

MỤC LỤC

Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị, ảnh

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 4

1.1.1 Những nghiên cứu về cây Keo lai (Acacia hybrids) 4

1.1.2 Ảnh hưởng của giống đến năng suất rừng trồng thâm canh 6

1.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến khả năng sinh trưởng, phát triển của rừng trồng 6

1.1.4 Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và chất lượng rừng trồng 8 1.1.5 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trưởng và chất lượng rừng trồng 9

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 10

1.2.1 Đặc điểm cây Keo lai (A Hybrids) 10

1.2.2 Các nghiên cứu về trồng rừng thâm canh và thâm canh rừng trồng 11

1.2.3 Tính chất gỗ và một số sản phẩm từ gỗ rừng trồng Keo lai 19

Chương 2 MỤC TIÊU, ,NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 22

2.1.1 Mục tiêu chung 22

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 22

2.2 Đối tượng và giới hạn phạm vi nghiên cứu 22

2.2.1 Đối tượng: 22

2.2.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 23

2.3 Nội dung nghiên cứu: 23

2.3.1 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng Keo lai 23

2.3.2 Ảnh hưởng của bón phân đến sinh trưởng rừng trồng Keo lai 23

2.3.3 Ảnh hưởng của thời điểm trồng rừng và kỹ thuật thâm canh đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai 24

2.3.4 Ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật thâm canh rừng trồng đến tính chất lý - hóa của đất sau khi trồng rừng Keo lai được 5 năm tuổi 24

2.3.5 Bước đầu nghiên cứu đặc điểm gỗ Keo lai nhằm phục vụ công nghiệp chế biến bột giấy 24

2.4 Phương pháp nghiên cứu 24

2.4.1 Phương pháp luận tổng quát 24

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 24

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN-XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 32

3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, xã hội huyện Đồng Hỷ 32

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 32

3.1.2 Điều kiện dân sinh kinh tế xã hội của huyện 34

3.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên khu vực bố trí thí nghiệm 38

3.3 Đặc điểm sinh thái cây Keo lai 40

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

4.1 Ảnh hưởng của mật độ đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng Keo lai 42

4.2 Ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sinh trưởng và năng suất của

4.5 Kết quả nghiên cứu đặc điểm gỗ Keo lai phục vụ công nghiệp bột giấy 68

4.5.1 Đặc điểm gỗ Keo lai 68

4.5.2 Nghiên cứu qui trình nấu bột 72

Chương 5 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu, chữ

viết tắt Nội dung ký hiệu, chữ viết tắt

Bộ NN&PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Sig Xác suất (mức ý nghĩa) của tiêu chuẩn kiểm tra

[1] Số hiệu tài liệu trích dẫn trong danh sách tài liệu tham khảo 1 Độ dày tầng đất cấp I > 100cm, kết von đá lẫn ở tầng A và

B < 50%

2 Độ dày tầng đất cấp II : 50 - 100cm, kết von đá lẫn < 50% 3 Độ dày tầng đất cấp III < 50cm, kết von đá lẫn > 40%

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT bảng

Nội dung

Trang

4.1 Ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng của rừng trồng Keo

4.2 Ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai sau 5 năm tuổi ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên (trồng

4.3 Ảnh hưởng của thời điểm trồng rừng và kỹ thuật thâm canh đến sinh trưởng, năng suất của rừng trồng Keo lai ở Đồng

4.4 Kết quả phân tích đất trồng rừng thâm canh Keo lai tại Khe

4.8 Ảnh hưởng của mức dùng kiềm đến hiệu suất bột và trị số

4.9 Kết quả tách Lignin trong bột gỗ Keo lai 5 tuổi ở Thái

4.10 Điều kiện công nghệ của các giai đoạn tẩy trắng bột giấy 76

4.12 So sánh chất lượng bột giấy từ Keo lai 5 năm tuổi tẩy trắng

theo qui trình ECF với qui trình C-EOP-H đối chứng 78

DANH MỤC CÁC HÌNH TT

4.1.1 Biểu đồ sinh trưởng D1.3 của các công thức mật độ Keo lai

4.1.2 Biểu đồ sinh trưởng Hvn của các công thức mật độ Keo lai

4.1.3 Biểu đồ tăng trưởng về trữ lượng M(m3/ha) của các công

4.1.4 Ảnh chụp Keo lai 5 năm tuổi trồng ở công thức mật độ

4.1.5 Ảnh chụp Keo lai 5 năm tuổi trồng ở công thức mật độ

4.2.1 Biểu đồ tăng trưởng về trữ lượng cây đứng của các công

4.2.2 Ảnh chụp Keo lai 5 năm tuổi trồng ở công thức bón phân

4.4.1 Ảnh chụp phẫu diện lấy mẫu đất phân tích (đất trồng

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tính đến 31 tháng 12 năm 2007, tổng diện tích rừng toàn quốc gần 12,840 triệu ha, trong đó có gần 10,284 triệu ha rừng tự nhiên và hơn 2,553 triệu ha rừng trồng, độ che phủ của rừng đã tăng lên 38,2% (Bộ NN&PTNT, 2008)[2] Tuy diện tích rừng và độ che phủ của rừng đã tăng lên đáng kể nhưng chất lượng rừng vẫn còn rất thấp Hầu hết diện tích rừng tự nhiên là rừng trung bình và rừng nghèo, không còn khả năng đáp ứng được nhu cầu sản xuất hiện nay Đặc biệt là rừng trồng trong những năm vừa qua năng suất đã nâng lên gần 20m3/ha/năm nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ nguyên liệu cho nhu cầu sản xuất của xã hội

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và PTNT, hiện nay cả nước có hơn 1,4 triệu ha rừng trồng có khả năng cung cấp một lượng gỗ khoảng 30,6 triệu m3 Tuy nhiên, lượng gỗ này chủ yếu chỉ phục vụ cho ngành chế biến giấy và gỗ ván sàn Phần lớn gỗ dùng để chế biến các sản phẩm đồ mộc, đặc biệt là đồ mộc gia dụng và đồ mỹ nghệ vẫn phải nhập khẩu Mặc dù, năm 2006 kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ của Việt Nam đạt sấp xỉ 2 tỷ USD, nhưng chi phí nhập khẩu gỗ nguyên liệu, phụ kiện sử dụng cho ngành công nghiệp chế biến gỗ đã lên tới trên 1 tỷ USD (Thông tấn xã Việt Nam, 2007) [35] Trong quí I năm 2008, tổng kim ngạch xuất khẩu gỗ đạt 691 triệu USD, nhưng chỉ tính riêng 02 tháng đầu năm 2008, kim ngạch nhập khẩu gỗ nguyên liệu đã là 183,7 triệu USD Điều này một lần nữa lại khẳng định sự thiếu hụt nguồn nguyên liệu trong nước là đáng kể (Chuyên trang gỗ- Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2008) [1]

Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 - 2010 đã đề ra mục tiêu xuất khẩu sản phẩm gỗ đến năm 2010 phải đạt 5,56 tỷ USD Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm của kinh ngạch xuất khẩu gỗ vào khoảng

trên 30%/năm Con số này cho thấy nhu cầu nguồn nguyên liệu đầu vào cho các doanh nghiệp xuất khẩu sẽ tăng mạnh từ nay đến năm 2010 và đến năm 2020 Với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay, nhu cầu gỗ cho xây dựng và các nhu cầu khác trên thị trường nội địa cũng được dự báo sẽ liên tục tăng Để đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng của xã hội, ngành Lâm nghiệp đã đưa ra nhiều giải pháp, trong đó có giải pháp lựa chọn các loài cây mọc nhanh và các biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh để nâng cao năng suất và chất lượng rừng trồng

Một trong những loài cây nguyên liệu có khả năng sinh trưởng nhanh

được đề cập đến đó là cây Keo lai (Acacia hybrids) Cây Keo lai là 1 trong 48

loài cây trồng chính để trồng rừng sản xuất đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận tại Quyết định số 16/2005/QĐ-BNN ngày 15/03/2005 Keo lai không chỉ là giống có ưu thế sinh trưởng nhanh, biên độ sinh thái rộng, có khả năng thích ứng với nhiều loại đất mà còn có khả năng cải tạo đất, cải thiện môi trường sinh thái Gỗ Keo lai được sử dụng làm ván sàn, ván dăm, trụ mỏ và đặc biệt hơn cả là được sử dụng nhiều trong công nghiệp giấy Keo lai có khối lượng gỗ lấy ra lớn gấp 2-3 lần Keo tai tượng và Keo lá tràm, hàm lượng xenluylô trong gỗ cao, lượng lignin thấp, do đó có hiệu suất bột giấy lớn, chất lượng bột giấy tốt

Tại tỉnh Thái Nguyên, trong những năm qua công tác trồng rừng đã được các cấp chính quyền và người dân quan tâm nhiều hơn, diện tích rừng trồng tăng lên đáng kể, đặc biệt là rừng sản xuất Theo báo cáo về diễn biến tài nguyên rừng của tỉnh Thái Nguyên, năm 2007 toàn tỉnh có 164.355 ha rừng, trong đó rừng tự nhiên là 100.509 ha, rừng trồng 63.846 ha, tổng trữ lượng gỗ trên 3 triệu m3 và có khoảng 24 triệu cây tre nứa Hàng năm toàn tỉnh khai thác khoảng 20.000 m3 gỗ và 650 tấn tre nứa, lượng lâm sản này một phần phục vụ cho nhu cầu sử dụng của người dân trong vùng, phần còn lại cung

cấp nguyên liệu cho Công ty ván dăm Thái Nguyên và Nhà máy giấy Bãi Bằng Trong những năm gần đây, tỉnh Thái Nguyên đã có chủ trương đẩy mạnh công tác trồng rừng sản xuất và loài cây trồng chính được lựa chọn là cây Keo lai và Keo tai tượng Mặc dù phần lớn diện tích đất trồng rừng sản xuất là trồng 2 loài cây trên, nhưng theo đánh giá sơ bộ của Sở Nông nghiệp và PTNT tỉnh Thái Nguyên thì lượng tăng trưởng bình quân hàng năm chỉ đạt khoảng 16 - 18m3/ha/năm Với lượng tăng trưởng như vậy thì khả năng đáp ứng nhu cầu về gỗ nguyên liệu cho địa phương là không đủ Do đó, cần phải nâng cao được năng suất, chất lượng gỗ rừng trồng Để đáp ứng được các yêu cầu trên cần phải lựa chọn giống tốt, điều kiện lập địa và áp dụng các biện

pháp kỹ thuật thâm canh phù hợp Vì vậy, thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh đến năng suất và chất lượng gỗ Keo lai ở huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên” là cần thiết

Mục tiêu của đề tài là xác định được ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh nhằm nâng cao năng suất và chất lượng gỗ rừng trồng Keo lai đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu sản xuất bột giấy của Nhà máy giấy Bãi Bằng và Công ty ván dăm Thái Nguyên

Đề tài thực hiện dựa trên cơ sở kế thừa những số liệu ban đầu và mô hình

trồng rừng thâm canh của đề tài cấp Nhà nước, mã số KC.06.05.NN: “Nghiên

cứu các giải pháp khoa học công nghệ để phát triển gỗ nguyên liệu cho xuất khẩu” do TS Nguyễn Huy Sơn làm chủ nhiệm đề tài Do điều kiện thời gian

thực hiện của đề tài cấp Nhà nước có hạn (2001-2005) chưa thu thập và đánh giá được khả năng sinh trưởng của những năm tiếp theo, nên đề tài luận văn này đã kế thừa và tiếp tục đánh giá cả về số lượng và chất lượng gỗ rừng trồng của mô hình làm cơ sở đề xuất các biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh ở Thái Nguyên

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trồng rừng thâm canh và thâm canh rừng trồng là một hệ thống các biện pháp kỹ thuật bao gồm từ khâu chọn tạo giống đến trồng rừng, chăm sóc rừng trồng, quản lý bảo vệ rừng trồng cho đến khi khai thác sử dụng Hệ thống các biện pháp kỹ thuật này đã được các nhà khoa học nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu, điển hình là một số công trình được phân chia thành các chuyên đề sau:

1.1.1 Những nghiên cứu về cây Keo lai (Acacia hybrids)

Keo lai là tên gọi tắt của giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia

mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) Giống Keo lai tự nhiên

này được phát hiện đầu tiên bởi Messir Herbern và Shim vào năm 1972 trong số các cây Keo tai tượng trồng ven đường ở Sook Telupid thuộc bang Sabah, Malaysia Năm 1976, M.Tham đã kết luận thông qua việc thụ phấn chéo giữa Keo Tai tượng và Keo lá tràm tạo ra cây Keo lai có sức sinh trưởng nhanh hơn giống bố mẹ Đến tháng 7 năm 1978, kết luận trên cũng đã được Pedley xác nhận sau khi xem xét các mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản thực vật ở Queensland - Australia (Lê Đình Khả, 1999) [10] Ngoài ra, Keo lai tự nhiên còn được phát hiện ở vùng Balamuk và Old Tonda của Papua New Guinea (Turnbull, 1986, Gun và cộng sự, 1987, Griffin, 1988), ở một số nơi khác tại Sabah (Rufelds, 1987) và Ulu Kukut (Darus và Rasip, 1989) của Malaysia, ở Muak-Lek thuộc tỉnh Saraburi của Thái Lan (Kijkar, 1992) Giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng với Keo lá tràm đã được phát hiện ở cả rừng tự nhiên lẫn rừng trồng và đều có một số đặc tính vượt trội so

với bố mẹ, sinh trưởng nhanh, cành nhánh nhỏ, thân đơn trục với đoạn thân dưới cành lớn (Lê Đình Khả, 2006) [12]

Nghiên cứu về hình thái cây Keo lai có thể kể đến các công trình nghiên cứu của Rufelds (1988) [50]; Gan.E và Sim Boom Liang (1991) [42] các tác giả đã chỉ ra rằng: Keo lai xuất hiện lá giả (Phyllode) sớm hơn Keo tai tượng nhưng muộn hơn Keo lá tràm Ở cây con lá giả đầu tiên của Keo lá tràm thường xuất hiện ở lá thứ 4-5, Keo tai tượng thường xuất hiện ở lá thứ 8-9 còn ở Keo lai thì thường xuất hiện ở lá thứ 5-6 Bên cạnh đó là sự phát hiện về tính chất trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm ở các bộ phận sinh sản (Bowen, 1981) [38].

Theo nghiên cứu của Rufeld (1987) [49] thì không tìm thấy một sự sai khác nào đáng kể của Keo lai so với các loài bố mẹ Các tính trạng của chúng đều thể hiện tính trung gian giữa hai loài bố mẹ mà không có ưu thế lai thật sự Tác giả đã chỉ ra rằng Keo lai hơn Keo tai tượng về độ tròn đều của thân, có đường kính cành nhỏ hơn và khả năng tỉa cành tự nhiên khá hơn Keo tai tượng, song độ thẳng thân, hình dạng tán lá và chiều cao dưới cành lại kém hơn Keo tai tượng Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu của Pinso Cyril và Robert Nasi, (1991) [47] thì trong nhiều trường hợp cây Keo lai có xuất xứ ở Sabah vẫn giữ được hình dáng đẹp của Keo tai tượng Về ưu thế lai thì có thể có nhưng không bắt buộc vì có thể bị ảnh hưởng của cả 02 yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa Nghiên cứu cũng cho thấy rằng sinh trưởng của Keo lai tự nhiên đời F1 là tốt hơn, còn từ đời F2 trở đi cây sinh trưởng không đồng đều và trị số trung bình còn kém hơn cả Keo tai tượng Khi đánh giá về các chỉ tiêu chất lượng của cây Keo lai, Pinso và Nasi (1991) [47] thấy rằng độ thẳng của thân, đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân,…đều tốt hơn giống bố mẹ và cho rằng Keo lai rất phù hợp với các chương trình trồng rừng thương mại

1.1.2 Ảnh hưởng của giống đến năng suất rừng trồng thâm canh

Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng rừng thâm canh Mục đích của cải thiện giống cây rừng là nhằm không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng gỗ và các sản phẩm mong muốn khác từ rừng Trên thế giới đã có rất nhiều nước đi sâu nghiên cứu về vấn đề này điển hình là các nước: Công Gô, Brazin, Swaziland, Malayxia, Zimbabwe…

Ở Công Gô, bằng phương pháp lai nhân tạo đã tạo ra giống Bạch đàn lai

(Eucalyptus hybrids) có năng suất đạt tới 35m3/ha/năm ở giai đoạn 7 năm tuổi Tại Brazin, bằng con đường chọn lọc nhân tạo đã chọn được giống Bạch

đàn Eucalyptus grandis có năng suất đạt tới 55m3/ha/năm sau 7 năm trồng (Welker, 1986) [50]

Tại Swaziland cũng đã chọn được giống Thông Pinus patula sau 15 năm

tuổi đạt năng suất 19m3/ha/năm (Pandey, 1983)[48]

Ở Zimbabwe cũng đã chọn được giống Bạch đàn Eucalyptus grandis đạt

từ 35m3 - 40m3/ha/năm, giống Bạch đàn E.urophylla đạt trung bình tới

55m3/ha/năm, có nơi lên tới 70m3/ha/năm (Campinhos và Ikemori, 1988)[40]

1.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến khả năng sinh trưởng, phát triển của rừng trồng

Kết quả nghiên cứu của tổ chức Nông - Lương Quốc tế (FAO, 1994) [41] ở các nước vùng nhiệt đới đã chỉ ra rằng: khả năng sinh trưởng của rừng trồng, đặc biệt là rừng trồng cây nguyên liệu công nghiệp phụ thuộc rất rõ vào 4 nhân tố chủ yếu liên quan đến điều kiện lập địa là: Khí hậu, địa hình, loại đất và hiện trạng thực bì

Nghiên cứu của Laurie (1974) đã cho thấy đất đai ở vùng nhiệt đới rất khác nhau về nguồn gốc và lịch sử phát triển, điều này được thể hiện ở sự

khác nhau về đặc điểm của các phẫu diện đất, đó là độ dày tầng đất, cấu trúc vật lý, hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng, phản ứng của đất (độ pH) và nồng độ muối Đây chính là nguyên nhân dẫn đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng trên các loại đất khác nhau là khác nhau Khi đánh giá khả năng

sinh trưởng của loài Thông Pinus patula ở Swziland, Julian Evans (1992) [44]

đã chứng minh khả năng sinh trưởng về chiều cao của loài Thông này có quan hệ khá chặt (R=0,81) với các yếu tố địa hình và đất thông qua phương trình tương quan sau:

Y = -18,75 + 0,0544x3 - 0,000022x32 + 0,0185x4 + 0,0449x5 + 0,5346x11Trong đó:

Y: Chiều cao vút ngọn tại thời điểm 12 tuổi (m); x3: Độ cao so với mặt nước biển (m);

x4: Độ dốc chênh lệch giữa đỉnh đồi và chân đồi (%); x5: Độ dốc tuyệt đối của khu trồng rừng (%);

x11: Độ phì của đất đã được xác định

Cùng với đó, Julian Evans cũng đã kết luận khí hậu có ảnh hưởng khá rõ đến năng suất rừng trồng, đặc biệt là sự ảnh hưởng của tổng lượng mưa bình quân hàng năm, sự phân bố lượng mưa trong năm, lượng bốc hơi và nhiệt độ không khí

Kết quả nghiên cứu của Pandey D (1983) [48] về loài Bạch đàn

Eucalyptus camaldulensis được trồng trên các điều kiện lập địa khác nhau

đã cho thấy: nếu trồng ở vùng nhiệt đới khô với chu kỳ kinh doanh từ 20 năm thì năng suất chỉ đạt từ 5-10m3/ha/năm, nhưng trồng ở vùng nhiệt đới ẩm thì năng suất có thể đạt tới 30m3/ha/năm Kết quả này lại một lần

10-nữa khẳng định điều kiện lập địa khác nhau thì năng suất rừng trồng cũng khác nhau

Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy việc xác định vùng trồng và điều kiện lập địa phù hợp với từng loài cây trồng là rất cần thiết và đây cũng chính là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất và chất lượng của rừng trồng

1.1.4 Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và chất lượng rừng trồng

Bón phân cho cây trồng lâm nghiệp là một trong những biện pháp kỹ thuật thâm canh nhằm nâng cao năng suất, chất lượng rừng trồng, đặc biệt là ở những nơi đất xấu Trên thế giới, việc áp dụng bón phân cho rừng trồng bắt đầu từ những năm 1950 Trong vòng 1 thập kỷ, diện tích rừng được bón phân đã tăng lên 100.000 ha/năm ở Nhật Bản, Thụy Điển và Phần Lan Đến năm 1980, diện tích rừng được bón phân trên thế giới đã đạt gần 10 triệu ha (Ngô Đình Quế, 2004) [28] Về vấn đề này đã có nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm và đi sâu nghiên cứu, điển hình là công trình nghiên cứu của Mello

(1976) [46] ở Brazin, tác giả cho thấy Bạch đàn (Eucalyptus) sinh trưởng khá

tốt ở công thức không bón phân, nhưng nếu bón phân NPK thì năng suất rừng trồng có thể tăng lên trên 50% Một nghiên cứu khác của Schonau (1985) [51]

ở South Africa về vấn đề bón phân cho Bạch đàn Eucalyptus grandis đã kết

luận công thức bón 150g NPK/gốc với tỷ lệ N:P:K = 3:2:1 có thể nâng chiều cao trung bình của rừng trồng lên gấp 2 lần sau năm thứ nhất Tại Colombia, Bolstand và cộng sự (1988) [39] cũng đã tìm thấy một vài loại phân có phản

ứng tích cực đối với rừng trồng Thông P caribeae, đó là Potassium,

Phosphate, Boron và Magnesium Tại Cu Ba, cũng với đối tượng là rừng

Thông P caribeae, khi nghiên cứu các công thức bón phân cho đối tượng này

Herrero và cộng sự (1988) [43] đã kết luận bón phân Phosphate sau 13 năm trồng nâng cao sản lượng rừng từ 56m3/ha lên 69m3/ha

Từ những kết quả nghiên cứu trên, một lần nữa đã khẳng định bón phân cho rừng trồng mang lại những hiệu quả rõ rệt: nâng cao tỷ lệ sống, tăng sức đề kháng của cây đối với các điều kiện bất lợi của môi trường, tăng sinh trưởng, nâng cao sản lượng, chất lượng sản phẩm rừng trồng

1.1.5 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trưởng và chất lượng rừng trồng

Mật độ trồng rừng ban đầu cũng là một trong những biện pháp kỹ thuật lâm sinh quan trọng có ảnh hưởng đến năng suất rừng trồng Đối với mỗi dạng lập địa, mỗi loài cây trồng, mỗi mục đích kinh doanh rừng đều có cách sắp xếp, bố trí mật độ khác nhau Về vấn đề này đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu với nhiều loài cây khác nhau trên các dạng lập địa khác nhau, điển hình là các công trình nghiên cứu của Julian Evans (1992) [44] khi nghiên cứu mật độ

trồng rừng cho Bạch đàn E deglupta ở Papua New Guinea đã bố trí 4 công

thức có mật độ trồng khác nhau (2.985 cây/ha; 1.680 cây/ha; 1.075 cây/ha; 750 cây/ha), số liệu thu được sau 5 năm trồng cho thấy đường kính bình quân của các công thức thí nghiệm tăng theo chiều giảm của mật độ, nhưng tổng tiết diện ngang (G) lại tăng theo chiều tăng của mật độ, điều này có nghĩa là rừng trồng ở mật độ thấp tuy lượng tăng trưởng về đường kính cao hơn nhưng trữ lượng gỗ cây đứng vẫn nhỏ hơn những công thức trồng ở mật độ cao Trong một

nghiên cứu khác với thông P caribeae ở Quensland - Australia, tác giả cũng đã

thí nghiệm với 5 công thức mật độ khác nhau (2.200 cây/ha; 1.680 cây/ha; 1.330 cây/ha; 1.075 cây/ha và 750 cây/ha), sau hơn 9 năm trồng cũng thu được kết quả tương tự, nhưng ở các công thức trồng mật độ thấp (750 cây/ha - 1.075 cây/ha) có đường kính trung bình đạt từ 20,1 - 20,9cm, số cây đạt đường kính

(D1.3) > 10cm chiếm từ 84% - 86%; Ở công thức mật độ cao đường kính chỉ đạt từ 16,6 - 17,8cm, số cây có đường kính (D1.3) > 10cm chỉ chiếm từ 71% - 76% Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy mật độ trồng ảnh hưởng khá rõ đến chất lượng sản phẩm và chu kỳ kinh doanh, vì vậy cần phải căn cứ vào mục tiêu kinh doanh cụ thể để xác định mật độ trồng cho thích hợp

1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Cây Keo lá tràm và Keo tai tượng được nhập vào nước ta từ những năm 1960 nhưng mãi đến đầu những năm 90 của thế kỷ trước, giống Keo lai mới được phát hiện và tập trung nghiên cứu từ các khâu chọn tạo giống cho đến trồng rừng, có thể điểm qua một số công trình nghiên cứu điển hình sau:

1.2.1 Đặc điểm cây Keo lai (A Hybrids)

Ở Việt Nam, cây Keo lai tự nhiên được Lê Đình Khả, Phạm Văn Tuấn và các cộng sự thuộc Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (RCFTI) phát hiện đầu tiên tại Ba Vì (Hà Tây cũ) và vùng Đông Nam Bộ vào năm 1992 Tiếp theo đó, từ năm 1993 cho đến nay Lê Đình Khả và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu về cải thiện giống cây Keo lai, đồng thời đưa vào khảo nghiệm một số giống Keo lai có năng suất cao tại Ba Vì (Hà Tây cũ) được ký hiệu là BV; Trung tâm cây nguyên liệu giấy Phù Ninh cũng chọn lọc một số dòng được ký hiệu là KL

Lê Đình Khả và các cộng sự (1993, 1995, 1997, 2006) [12, 13, 14, 15] khi nghiên cứu về các đặc trưng hình thái và ưu thế lai của Keo lai đã kết luận Keo lai có tỷ trọng gỗ và nhiều đặc điểm hình thái trung gian giữa hai loài bố mẹ Keo lai có ưu thế lai về sinh trưởng so với Keo tai tượng và Keo lá tràm, điều tra sinh trưởng tại rừng trồng khảo nghiệm 4,5 năm tuổi ở Ba Vì (Hà Tây cũ) cho thấy Keo lai sinh trưởng nhanh hơn Keo tai tượng

từ 1,2 - 1,6 lần về chiều cao và từ 1,3 - 1,8 lần về đường kính, gấp 2 lần về thể tích Tại Sông Mây (Đồng Nai) ở rừng trồng sau 3 năm tuổi Keo lai sinh trưởng nhanh hơn Keo lá tràm 1,3 lần về chiều cao; 1,5 lần về đường kính Một số dòng vừa có sinh trưởng nhanh vừa có các chỉ tiêu chất lượng tốt đã được công nhận là giống Quốc gia và giống tiến bộ kỹ thuật là các dòng BV5, BV10, BV16, BV32, BV33 Khi nghiên cứu sự thoái hóa và phân ly của cây Keo lai, Lê Đình Khả (1997) [11] đã khẳng định: Không nên dùng hạt của cây Keo lai để gây trồng rừng mới Keo lai đời F1 có hình thái trung gian giữa hai loài bố mẹ và tương đối đồng nhất, đến đời F2 Keo lai có biểu hiện thoái hóa và phân ly khá rõ rệt, cây lai F2 sinh trưởng kém hơn cây lai F1 và có biến động lớn về sinh trưởng Do đó, để phát triển giống Keo lai vào sản xuất thì phải dùng phương pháp nhân giống bằng hom hoặc nuôi cấy mô từ những dòng Keo lai tốt nhất đã được công nhận là giống Quốc gia và

giống tiến bộ kỹ thuật

1.2.2 Các nghiên cứu về trồng rừng thâm canh

Trồng rừng thâm canh là vấn đề trước đây có rất ít người quan tâm, song do nguồn gỗ rừng tự nhiên không còn đáp ứng được nhu cầu về gỗ ngày càng tăng của xã hội Bên cạnh đó, diện tích đất qui hoạch cho lâm nghiệp nói chung ngày càng giảm do phải cắt chuyển sang sử dụng vào mục đích khác như mở rộng đất nông nghiệp, đất thổ cư, đường… Hơn nữa, đất qui hoạch cho trồng rừng hầu hết là đất nghèo và xấu, vì thế trồng rừng thâm canh đã trở thành xu thế tất yếu trong sản xuất lâm nghiệp hiện nay, nhất là trồng rừng nguyên liệu phục vụ công nghiệp chế biến bột giấy và ván nhân tạo

Vào những năm 1980, bên cạnh các nước có lịch sử phát triển rừng theo hướng thâm canh như: Đức,Ý, Thụy Điển,…thì ở Việt Nam vấn đề

này cũng bắt đầu được quan tâm và đưa ra thảo luận, điển hình là các tác giả Nguyễn Xuân Xuyên (1985), Phạm Chiến (1986), Vũ Đình Huề (1986), Phùng Ngọc Lan (1986)

Theo Phùng Ngọc Lan (1986) [21], thâm canh rừng trồng là nhằm bảo vệ và sử dụng triệt để các điều kiện về tài nguyên, khí hậu, đất đai, sinh vật và áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại có liên quan để nâng cao năng suất rừng và hiệu quả kinh tế Thâm canh rừng đòi hỏi một hệ thống các biện pháp kỹ thuật lâm sinh tổng hợp liên hoàn từ khâu chọn loài cây trồng, chọn giống, kỹ thuật gieo trồng, chăm sóc, tỉa thưa dựa trên mô hình mật độ tối ưu cho đến đảm bảo tái sinh trong khai thác

Theo Nguyễn Xuân Quát (1995) [27], trồng rừng thâm canh là một phương thức canh tác dựa trên cơ sở được đầu tư cao bằng việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp và liên hoàn Các biện pháp được tăng cường đầu tư đó phải tận dụng, cải tạo và phát huy được mọi tiềm năng của tự nhiên cũng như của con người nhằm thúc đẩy mạnh mẽ sinh trưởng và phát triển của rừng trồng để thu được năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt với giá thành hạ để cho hiệu quả lớn Đồng thời cũng phải duy trì và bồi dưỡng được tiềm năng đất đai và môi trường, đáp ứng yêu cầu phát triển trồng rừng ổn định, lâu dài và bền vững

Đến giai đoạn 2001-2005, đáng chú ý là công trình nghiên cứu cấp Nhà nước của Nguyễn Huy Sơn (2006) [30], kết quả bước đầu đã cho thấy có thể nâng cao năng suất của rừng trồng từ 20m3/ha/năm lên đến 36m3/ha/năm ở khu vực Đông Nam Bộ và dự đoán lên đến 30m3/ha/năm ở khu vực Đông Bắc Bộ Tuy nhiên, rừng trồng mới được 3-4 năm tuổi nên cần phải tiếp tục theo dõi thêm cho các năm cuối của chu kỳ kinh doanh để có những kết luận chính xác hơn

Trong các nghiên cứu của Đoàn Hoài Nam (2006) [24] khi đánh giá về rừng trồng thâm canh tại một số tỉnh Thái Nguyên, Quảng Trị, Gia Lai, Bình Dương đã chỉ ra rằng chi phí chung cho 01 ha trồng rừng thâm canh Keo lai cao gấp đôi so với đầu tư trong chương trình trồng rừng sản xuất theo Quyết định số 661/QĐ-TTg ngày 29 tháng 7 năm 1998 về mục tiêu, nhiệm vụ, chính sách và tổ chức thực hiện Dự án trồng mới 5 triệu ha rừng và gấp 1,5 lần so với phương thức trồng rừng bán thâm canh hoặc quảng canh Tuy nhiên, trên thực tế trồng rừng thâm canh đã mang lại hiệu quả cao hơn nhiều so với các phương thức trồng rừng khác Nếu trồng rừng bằng các loài cây mọc nhanh theo phương thức quảng canh thì chu kỳ kinh doanh thường dài trên 10 năm mà năng suất chỉ đạt 7 - 10m3/ha/năm, nhưng nếu trồng rừng thâm canh thì sau từ 7 - 8 năm đã có thể khai thác gỗ với năng suất đạt từ 25 - 30m3/ha/năm Điều này cho thấy vốn bỏ ra ban đầu được thu hồi sớm hơn, vòng quay nhanh hơn nên hiệu quả đầu tư vốn cũng cao hơn, thời gian thu hoạch sản phẩm được rút ngắn nên đất đai được giải phóng sớm để tiếp tục trồng rừng cho chu kỳ sau sớm hơn (Nguyễn Huy Sơn và cộng sự, 2006) [31]

1.2.2.1 Nghiên cứu cải thiện giống

Giống là một trong những khâu quan trọng nhất của trồng rừng thâm canh Không có giống được cải thiện theo mục đích kinh tế thì không thể đưa năng suất rừng lên cao Trong thực tế đã cho thấy, cây rừng nói chung nếu chọn được giống tốt thì sản lượng gỗ có thể tăng từ 10-20%, có khi tăng tới 30% so với giống bình thường Đối với giống lai đã được chọn lọc của các loài cây mọc nhanh có thể tăng từ 50-100% sản lượng gỗ so với giống bố mẹ Vì vậy, cải thiện giống cây rừng là nhằm không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng gỗ và các sản phẩm mong muốn khác Năm 1993, Bộ Lâm nghiệp (nay là Bộ Nông nghiệp và PTNT) đã có Quyết định ban hành "Qui phạm xây dựng rừng giống và vườn giống", "Qui phạm xây dựng rừng giống chuyển

hóa", trong đó qui định rõ các tiêu chuẩn về chọn lọc xuất xứ giống và cây giống cũng như các phương thức khảo nghiệm giống và xây dựng rừng giống, vườn giống (Lê Đình Khả, 2003) [16]

Từ năm 1980 trở lại đây hoạt động cải thiện giống cây rừng mới được đẩy mạnh trong cả nước Các hoạt động trong thời gian đầu chủ yếu là khảo nghiệm loài và xuất xứ các loài cây trồng rừng chủ yếu ở một số vùng sinh thái chính trong nước như Bạch đàn, Keo, Phi lao…Vào đầu những năm 1990, việc phát hiện ra giống Keo lai tự nhiên giữa Keo lá tràm và Keo tai tượng đã thúc đẩy các hoạt động khảo nghiệm chọn lọc nhân tạo và nhân giống vô tính phát triển Trong những năm gần đây, Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng thuộc Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Trung tâm phát triển lâm nghiệp Phù Ninh thuộc Tổng công ty Giấy Việt Nam cùng một số cơ sở nghiên cứu lâm nghiệp các tỉnh đã nghiên cứu thành công lai giống nhân tạo cho các loài Keo, Bạch đàn và Thông (Lê Đình Khả, 2003) [16] Trong khoảng hơn 10 năm gần đây, công tác nghiên cứu cải thiện giống đã đạt được những thành tựu đáng kể Từ khảo nghiệm hàng chục giống Keo lai đã có 4 dòng có năng suất cao và thích hợp với nhiều vùng sinh thái đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận là giống tiến bộ kỹ thuật và giống quốc gia là BV10; BV16; BV32; BV33 (Lê Đình Khả, 1999) [17] Gần đây một số dòng khác cũng đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT công nhận giống tiến bộ kỹ thuật là BV71; BV73; BV75; TB3; TB5; TB6; TB12; BT1; BT7; BT11; KL2; KL20; KLTA3 (Lê Đình Khả, 2006) [12]

Lai giống nhân tạo giữa các cây trội đã được chọn lọc từ các xuất xứ có triển vọng nhất của Keo tai tượng và Keo lá tràm cùng một số dòng Keo lai tự nhiên như BV10, BV16, BV32, BV33 đã được thực hiện trong các năm 1997-1999 tại Ba Vì (Hà Tây cũ), từ thụ phấn có kiểm soát đã thu được 10 tổ hợp lai đầu tiên Những tổ hợp lai này có sinh trưởng tương đối nhanh, có thân cây

thẳng, cành nhánh nhỏ, ngọn phát triển tốt, đây chính là cơ sở khoa học làm tiền đề để phát triển gỗ nguyên liệu cho công nghiệp chế biến trong nước cũng như xuất khẩu trong những năm tới (Lê Đình Khả, 2006) [12]

1.2.2.2 Ảnh hưởng của điều kiện lập địa đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng

Nghiên cứu điều kiện lập địa tức là nghiên cứu mối quan hệ giữa khả năng sinh trưởng của thực vật rừng với các yếu tố của môi trường thông qua khí hậu, địa hình, đất đai Xác định lập địa nghĩa là tìm hiểu các yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng và quyết định tới sự hình thành các kiểu quần thể thực vật khác nhau và năng suất sinh trưởng của chúng (Ngô Quang Đê và cộng sự, 2001) [9] Đề cập đến vấn đề này, tại Việt Nam đã có khá nhiều các công trình nghiên cứu, điển hình là các công trình nghiên cứu của Đỗ Đình Sâm và cộng sự (1994) [32], khi đánh giá tiềm năng sản xuất đất lâm nghiệp vùng Đông Nam Bộ, các tác giả đã căn cứ vào 3 nội dung cơ bản có mối quan hệ chặt chẽ với nhau đó là đơn vị sử dụng đất, tiềm năng sản xuất của đất và độ thích hợp của cây trồng Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng vùng Đông Nam Bộ có tiềm năng sản xuất kinh doanh lâm nghiệp khá lớn, diện tích đất thích hợp để phát triển các loài cây lâm nghiệp chiếm từ 70-80%, đặc biệt là các loài cây cung cấp gỗ nguyên liệu công nghiệp như một số loài Bạch đàn và Keo

Khi nghiên cứu phương pháp đánh giá về sản lượng rừng trồng Keo lai ở vùng Đông Nam Bộ, Phạm Thế Dũng và Hồ Văn Phúc (2004) [6] đã chỉ ra rằng Keo lai cho năng suất khác nhau trên các điều kiện lập địa khác nhau Sau 7 năm trồng, năng suất cao nhất đạt 33m3/ha/năm trên đất feralit đỏ vàng nền Sa thạch ở trạm Phú Bình, sau 6 năm trồng chỉ đạt 25m3/ha/năm trên đất xám nền Phù sa cổ ở trạm Bầu Bàng Như vậy, trên các loại đất khác nhau thì khả năng sinh trưởng cũng khác nhau, mặc dù được áp dụng các biện pháp kỹ

thuật thâm canh như nhau nhưng trên đất feralit đỏ vàng Keo lai sinh trưởng tốt hơn trên đất xám phù sa cổ

Tóm lại, xác định điều kiện lập địa thích hợp cho mỗi loài cây trồng là một trong những điều kiện quan trọng để nâng cao năng suất rừng trồng

1.2.2.3 Ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và chất lượng rừng trồng Bón phân cho cây rừng là một trong những biện pháp kỹ thuật thâm canh quan trọng nhằm làm ổn định, tăng năng suất rừng trồng Trên thực tế cho thấy, bón phân nhằm bổ sung dinh dưỡng cho đất và hỗ trợ cho cây trồng sinh trưởng nhanh chóng trong giai đoạn đầu, làm tăng sức đề kháng của cây đối với các điều kiện bất lợi của môi trường Ở các nước có nền Lâm nghiệp phát triển cao đều áp dụng bón phân cho rừng trồng và đạt được chỉ số sử dụng phân bón cao, từ 40 - 50% đối với phân đạm và khoảng 30% đối với phân lân (Ngô Đình Quế, 2004) [29]

Tại Việt Nam, về vấn đề này đã có rất nhiều công trình đi sâu nghiên cứu, điển hình có công trình nghiên cứu bón phân cho Keo lai ở Cẩm Quỳ (Ba Vì - Hà Tây cũ) của Lê Đình Khả, Hồ Quang Vinh (1998) [18] Các thí nghiệm được thực hiện trên đất feralit phát triển trên đá mẹ Sa thạch có tầng đất mỏng (30 - 50cm), tầng đá ong nông có nơi chỉ cách mặt đất 30cm, pHKcl= 3,5 - 4,7, nghèo đạm (0,12 - 0,18%), thiếu lân và can xi Thí nghiệm được tiến hành với biện pháp thâm canh cày đất toàn diện và bón phân với 8 công thức bón phân khác nhau Kết quả là công thức bón phân phối hợp 2kg phân chuồng với 100gam phân Themophotphat cho 1 gốc cây thì cho sinh trưởng tốt nhất, tiếp theo là công thức bón 1 kg phân chuồng với 100 gam Themophotphat cho 1 gốc cây Sinh trưởng của Keo lai ở 2 công thức này sau 3 năm trồng có thể tích vượt trội so với công thức đối chứng là 78,7 - 45,3% Trong một nghiên cứu khác với 14 ô tiêu chuẩn của rừng trồng Keo

lai từ 1,5 - 5,5 năm tuổi ở 5 tỉnh khác nhau, Nguyễn Đức Minh và cộng sự (2004) [22] đã chỉ ra rằng rừng trồng được bón phân tốt hơn rừng trồng không được bón phân mặc dù Keo lai là cây cố định đạm Tuy nhiên, ở giai đoạn rừng non cũng cần bón một lượng phân nhất định để thúc đẩy quá trình sinh trưởng Ngoài ra, tác giả còn cho thấy rừng trồng Keo lai được bón lót 100g NPK/cây và bón thúc 100g NPK/cây vào năm thứ 2 cho lượng tăng trưởng cao hơn rừng chỉ bón lót khi trồng Đặc biệt hơn cả là công trình nghiên cứu bón phân cho Bạch đàn Urophylla ở Đại Lải - Vĩnh Phúc của Nguyễn Huy Sơn (2006) [30] với 8 công thức thí nghiệm bón lót khác nhau và bón thúc năm thứ 2 vào đầu mùa mưa lặp lại như khi bón lót Xử lý thực bì và làm đất toàn diện bằng cơ giới, cày toàn diện sâu 25cm, cày rạch hàng sâu 40cm Sau 6 tháng trồng kết quả thu được cho thấy tỷ lệ sống ở các công thức thí nghiệm đều cao (>98%); Sau 30 tháng tuổi tỷ lệ sống vẫn đạt từ 97,22 - 98,15% Khả năng sinh trưởng của Bạch đàn Urophylla khá nhanh và khác nhau rõ rệt giữa các công thức thí nghiệm cả về đường kính lẫn chiều cao, sau 6 tháng tuổi đường kính gốc đạt từ 2,54 - 3,14cm và chiều cao đạt từ 1,87 - 2,06m; sau 30 tháng tuổi, đường kính ngang ngực (D1.3m) đạt từ 6,32 - 7,23cm và chiều cao (H) đạt từ 8,21 - 9,66m Kết quả nghiên cứu cho thấy, công thức bón phân tốt nhất thuộc về các công thức có mặt đồng thời cả phân NPK, vi sinh và vôi bột Cụ thể đối với nghiên cứu trên thì khi bón lót và bón thúc vào năm thứ 2 tốt nhất là ở công thức 100g NPK (5:10:3) + 200g vi sinh + 100g vôi bột, tiếp theo là công thức 100g NPK (5:10:3) + 400g vi sinh + 50g vôi bột

Như vậy, bón phân cho rừng trồng là một trong những biện pháp kỹ thuật thâm canh đã được nghiên cứu nhiều nhất Hầu hết các tác giả đều kết luận rằng phân bón có ảnh hưởng khá rõ đến sinh trưởng của các loài cây trồng, đặc biệt là đối với các loài cây trồng rừng nguyên liệu Tuy nhiên, để

tăng cường hiệu lực của phân bón thì điều quan trọng là phải bón đúng loại phân, đúng thời vụ và đúng liều lượng cùng với kỹ thuật hợp lý

1.2.2.4 Ảnh hưởng của mật độ đến năng suất và chất lượng rừng trồng Mật độ trồng rừng là một trong những yếu tố quyết định đến năng suất và chất lượng của rừng trồng Nếu mật độ quá cao sẽ ảnh hưởng xấu tới khả năng sinh trưởng của cây trồng, nếu mật độ quá thấp sẽ lãng phí đất và tốn công chăm sóc Để tận dụng tối đa không gian dinh dưỡng thì việc xác định mật độ trồng rừng ban đầu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhằm làm giảm chi phí trồng rừng và nâng cao năng suất rừng trồng như mong muốn

Mật độ trồng rừng của mỗi loài cây trên mỗi loại lập địa khác nhau với mục đích kinh doanh khác nhau là không giống nhau Để làm rõ vấn đề này, Phạm Thế Dũng và các cộng sự (2004) [7] khi đánh giá năng suất rừng trồng Keo lai ở vùng Đông Nam Bộ, đã khảo sát trên 4 mô hình có mật độ trồng ban đầu khác nhau (952 cây/ha, 1.111 cây/ha, 1.142 cây/ha và 1.666 cây/ha) Kết quả phân tích cho thấy, sau 3 năm trồng cho năng suất cao nhất ở rừng có mật độ 1.666 cây/ha (21m3/ha/năm); năng suất thấp nhất ở rừng có mật độ 952 cây/ha (9,7m3/ha/năm) Tác giả đã khuyến cáo rằng đối với Keo lai ở khu vực Đông Nam Bộ nên bố trí mật độ ban đầu trong khoảng 1.111cây/ha - 1.666cây/ha là thích hợp nhất Đối với rừng trồng làm nguyên liệu giấy nên thiết kế mật độ trồng ban đầu là 1.428 cây/ha; rừng trồng phục vụ cho mục đích lấy gỗ nhỡ và nhỏ nên trồng với mật độ 1.111 cây/ha

Tại một nghiên cứu khác của Nguyễn Huy Sơn (2006) [30] về xác định mật độ trồng Keo lai thích hợp trên đất feralit phát triển trên phiến thạch sét ở Quảng Trị Các thí nghiệm được bố trí với 3 công thức mật độ khác nhau (1.330 cây/ha, 1.660 cây/ha, 2.500 cây/ha) Kết quả phân tích cho thấy sau 1 năm trồng tỷ lệ sống khá cao, đạt từ 98,15 - 100%, sau 2 năm tỷ lệ sống ở

các công thức thí nghiệm có giảm nhưng vẫn đạt từ 91,67 - 93,52% Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng sinh trưởng tốt nhất ở công thức mật độ 1.660cây/ha và kém nhất ở công thức mật độ 2.500 cây/ha

Quy trình kỹ thuật trồng rừng thâm canh cung cấp nguyên liệu giấy ở các tỉnh miền núi phía Bắc đã qui định mật độ trồng cho một số loài Thông, Keo lá to và Bồ đề là từ 1.200 - 1.500 cây/ha; Bạch đàn là 1.000 cây/ha; Qui trình

trồng rừng thâm canh Bạch đàn E.urophylla cũng qui định mật độ trồng từ

1.110 - 1.660 cây/ha; Qui phạm kỹ thuật trồng rừng Tếch qui định trồng thuần loài từ 2.000 - 2.500 cây /ha, trồng xen có thể trồng từ 1.000 - 1.250 cây/ha (Vụ KHCN&CLSP, 2001) [36]; Mật độ trồng các loại Keo từ 1.110 - 1.660 cây/ha (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2005) [3] Mặc dù các qui trình, qui phạm trên đã qui định các loại mật độ cụ thể cho một số loại rừng trồng thâm canh song đó cũng chỉ mang tính chất tạm thời, chưa ổn định và chi tiết cho từng vùng

1.2.3 Tính chất gỗ và một số sản phẩm từ gỗ rừng trồng Keo lai

Đặc điểm gỗ cũng chịu ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật gây trồng cũng như điều kiện lập địa, đồng thời liên quan chặt chẽ tới các sản phẩm hàng hóa Cấu tạo gỗ là yếu tố chủ yếu nhất ảnh hưởng đến tính chất gỗ Cấu tạo và tính chất liên quan mật thiết với nhau, cấu tạo có thể xem là biểu hiện bên ngoài của tính chất Những hiểu biết về cấu tạo gỗ là cơ sở để giải thích bản chất các hiện tượng sản sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ (Lê Xuân Tình, 1998) [33] Gần đây đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này, điển hình là nghiên cứu của Lê Đình Khả (1999) [19] về tiềm năng bột giấy của một số dòng Keo lai ở nước ta, nghiên cứu đã chỉ ra rằng gỗ Keo lai có tỷ trọng trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm, có khối lượng gấp 3 - 4 lần so với giống bố mẹ Ở giai đoạn 4 năm tuổi tỷ trọng gỗ của Keo lai trung bình khoảng 0,455g/cm3, trong khi đó Keo tai tượng là

0,414g/cm3, Keo lá tràm là 0,469g/cm3 Các dòng Keo lai được lựa chọn có tỷ trọng gỗ và tính chất co rút của gỗ khác nhau, trong đó các dòng BV32, BV33 có tỷ trọng cao nhất, dòng BV16 gỗ không bị nứt khi phơi khô Cũng với kết quả nghiên cứu về tiềm năng sử dụng gỗ Keo lai và những điều cần lưu ý trong trồng rừng, Phạm Thế Dũng (2002) [8] đã đưa ra một số kết luận về tiềm năng làm bột giấy của Keo lai: Khối lượng thể tích gỗ Keo lai là trung gian của 2 loài bố mẹ, ở tuổi 7 Keo lai có khối lượng thể tích gỗ 0,455tấn/m3 so với 0,414 tấn/m3 của Keo lá to và 0,469 tấn/m3 của Keo lá nhỏ; Tổng số các chất làm bột giấy (Xenlulô, Lignin, Pentozan) trong Keo lai là 95,2% so với 93,45% của Keo lá tràm và 94,2% trong Keo tai tượng; Năng suất làm bột trên 1m3 của gỗ Keo lai là 232kg/m3, Keo lá tràm là 233kg/m3 và Keo tai tượng là 195kg/m3 Khối lượng gỗ đặc trên 1 tấn bột của Keo lai là 4,3m3, ở Keo lá tràm là 4,48m3/1 tấn bột và Keo tai tượng là 5,2m3/1 tấn bột; Ở Keo lai, độ bền cơ học của bột giấy trước và sau khi tẩy qua các chỉ số độ chịu kéo, độ gấp, tro và độ tẩy trắng đều cao hơn nhiều so với 2 loài bố mẹ

Tóm lại: Điểm qua các công trình nghiên cứu có liên quan ở trong nước

và nước ngoài cho thấy về trồng rừng Keo lai đã có nhiều nghiên cứu khá toàn diện Đặc biệt trong những năm gần đây do nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng mà khả năng cung cấp gỗ từ rừng tự nhiên ngày càng hạn chế, các công trình nghiên cứu kỹ thuật trồng rừng thâm canh và thâm canh rừng trồng cho một số loài cây trồng rừng nguyên liệu ngày càng tăng Tuy nhiên, mỗi loài cây trên mỗi dạng lập địa khác nhau thì kỹ thuật thâm canh cũng khác nhau Hơn nữa, các công trình nghiên cứu về kỹ thuật thâm canh rừng trồng mới tập trung trong một số năm gần đây, thời gian theo dõi thí nghiệm chưa dài, các kết quả mới chỉ là bước đầu, nên cần phải có các công trình nghiên cứu kế tiếp để có những kết quả chính xác và hoàn thiện hơn Chính

vì vậy, đề tài tiếp tục nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai đến năng suất và chất lượng gỗ để góp phần xây dựng hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai ở tỉnh Thái Nguyên cũng như trong khu vực Đông Bắc Bộ

Chương 2

MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 Mục tiêu chung

Xác định được một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh cây Keo lai nhằm nâng cao năng suất, chất lượng gỗ rừng trồng, làm cơ sở để phát triển mở rộng mô hình góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ nguyên liệu làm bột giấy ngày càng tăng của xã hội nói chung và nhu cầu sản xuất của Công ty ván dăm Thái Nguyên nói riêng

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

- Xác định được ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật trồng rừng thâm canh cây Keo lai trên đất Feralit phát triển trên phiến thạch sét ở huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

- Bước đầu xác định được một số đặc điểm của gỗ Keo lai 5 tuổi trồng thâm canh ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên nhằm phục vụ công nghiệp chế biến bột giấy

- Góp phần làm cơ sở khoa học đề xuất và xây dựng hướng dẫn kỹ thuật trồng rừng thâm canh Keo lai ở Thái Nguyên

2.2 Đối tượng và giới hạn phạm vi nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Giống cây: Keo lai tự nhiên (Acacia hybrids) giữa Keo tai tượng (A.magium) và Keo lá tràm (A Auriculiformis) Cây con được nhân giống

bằng phương pháp giâm hom gồm hỗn hợp các dòng BV5, BV10, BV33

- Loại đất: Đất Feranit phát triển trên phiến thạch sét

2.2.2 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

- Địa điểm: Các thí nghiệm được bố trí tại thôn Dọc Hèo, xã Khe Mo, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 01/2007 đến tháng 7/2008 - Nội dung nghiên cứu:

Đề tài luận văn không bố trí các thí nghiệm ngay từ ban đầu, mà chỉ kế thừa 7,0 ha mô hình thí nghiệm của đề tài cấp Nhà nước KC.06.05.NN giai đoạn 2001-2005 của TS.Nguyễn Huy Sơn tại xã Khe Mo, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên Đề tài có sử dụng các số liệu cũ của đề tài cấp Nhà nước từ 2001-2004 và thu thập bổ sung các số liệu mới liên quan đến các thí nghiệm tại Đồng Hỷ từ 2005-2007 Đề tài tiếp tục nghiên cứu khả năng sinh trưởng của cây Keo lai ở Thái Nguyên, sự ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật như: mật độ, phân bón đến năng suất và chất lượng gỗ của cây Keo lai giai đoạn 5 năm tuổi, từ đó có thể bổ sung những kết luận ban đầu về chất lượng gỗ Keo lai phục vụ công nghiệp chế biến bột giấy

Do thời gian và kinh phí có hạn, đề tài chỉ dừng lại ở việc phân tích một số đặc điểm của các mẫu gỗ Keo lai tuổi 5 thu thập trong mô hình của đề tài để so sánh với đặc điểm gỗ Keo lai ở các vùng lân cận mà đề tài luận văn này kế thừa được từ đề tài cấp Nhà nước (KC.06.05.NN)

2.3 Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng sinh trưởng của rừng trồng Keo lai

2.3.2 Ảnh hưởng của bón phân đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai

2.3.3 Ảnh hưởng của thời điểm trồng rừng và kỹ thuật thâm canh đến sinh trưởng của rừng trồng Keo lai

2.3.4 Ảnh hưởng của một số biện pháp kỹ thuật thâm canh rừng trồng đến tính chất lý-hóa của đất sau khi trồng Keo lai được 5 năm tuổi

2.3.5 Bước đầu nghiên cứu đặc điểm gỗ Keo lai nhằm phục vụ công nghiệp chế biến bột giấy

- Xác định tiềm năng bột giấy của Keo lai 5 năm tuổi trồng thâm canh tại Đồng Hỷ - Thái Nguyên

- Ứng dụng công nghệ sản xuất bột giấy chất lượng cao đối với gỗ Keo lai 5 năm tuổi trồng ở Đồng Hỷ - Thái Nguyên

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp luận tổng quát

Đề tài sử dụng phương pháp kế thừa (kế thừa mô hình thí nghiệm) kết hợp với phương pháp điều tra trên các ô tiêu chuẩn (ÔTC) định vị ngoài hiện trường để thu thập những số liệu cần thiết Diện tích mỗi ô tiêu chuẩn là 500m2 đảm bảo dung lượng mẫu (n) từ 32 - 49 cây/ÔTC, lặp lại 3 lần theo các ô tiêu chuẩn đã được định vị của đề tài cấp Nhà nước KC.06.05.NN Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê sinh học có sự trợ giúp của máy tính, ứng dụng phần mềm Excel 5.0 (Ngô Kim Khôi, 1998) [20] và SPSS 10.0 (Nguyễn Hải Tuất, 2003) [34] Xác định đặc điểm gỗ Keo lai để làm bột giấy, áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật đã được tiêu chuẩn hóa ở trong nước và Quốc tế

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể

2.4.2.1 Thí nghiệm về mật độ

Căn cứ vào các mật độ đã trồng trong sản xuất, thí nghiệm mật độ được bố trí 3 công thức sau:

1/ Công thức 1: 1.330 cây/ha, cự ly (3 x 2,5m) 2/ Công thức 2: 1.660 cây/ha, cự ly (3 x 2m) 3/ Công thức 3: 2.000 cây/ha, cự ly (2,5 x 2m)

Các yếu tố khác như: cây giống, phương pháp xử lý thực bì và làm đất, phân bón, kỹ thuật chăm sóc, đồng nhất giống nhau

7/ Công thức 7: 200g Vi sinh + 100g Supe lân 8/ Công thức 8: 200g Vi sinh + 300g Supe lân 9/ Công thức 9: 300g Vi sinh

10/ Công thức 10: Không bón phân (Đối chứng)

Các yếu tố khác như: cây giống, phương pháp xử lý thực bì và làm đất, mật độ (1.660 cây/ha), kỹ thuật chăm sóc, là như nhau

2.4.2.3 Thí nghiệm về thời điểm trồng rừng

Thí nghiệm được bố trí 3 công thức cụ thể như sau:

1/ Công thức 1: Trồng thâm canh vào giữa mùa mưa (5/7/2002) 2/ Công thức 2: Trồng thâm canh vào cuối mùa mưa (30/8/2002)

3/ Công thức 3: Trồng bán thâm canh vào giữa mùa mưa (5/7/2002) nhưng kỹ thuật trồng và chăm sóc như sản xuất ở địa phương

Nghiên cứu về thời điểm trồng rừng, đề tài đã sử dụng 2 biện pháp kỹ thuật là kỹ thuật trồng rừng thâm canh và kỹ thuật trồng rừng bán thâm canh như ở địa phương:

- Kỹ thuật trồng thâm canh:

+ Xử lý thực bì: Toàn diện

+ Cuốc hố có kích thước: 40 x 40 x 40cm

+ Bón lót: 200gNPK + 100g vi sinh Sông Gianh + 50g vôi bột + Số lần chăm sóc: năm đầu 2 lần, năm thứ 2 và thứ 3 mỗi năm chăm sóc 3 lần

+ Kỹ thuật chăm sóc: Phát dọn thực bì toàn diện, dãy cỏ theo hàng rộng 1m, cuốc lật đất sâu 10 - 15cm quanh gốc và vun gốc rộng 1m;

- Kỹ thuật trồng rừng bán thâm canh như ở địa phương:

+ Xử lý thực bì: Toàn diện

+ Cuốc hố có kích thước: 25 x 25 x 25cm + Bón lót: 100g NPK

+ Số lần chăm sóc: Năm thứ nhất chăm sóc 1 lần, năm thứ 2 và năm thứ 3 mỗi năm chăm sóc 2 lần

+ Kỹ thuật chăm sóc: Phát dọn thực bì toàn diện, dãy cỏ và xới xáo quanh gốc rộng 0,8m;

Các yếu tố khác như: cây giống, phương pháp xử lý thực bì và làm đất, mật độ cây trồng (1.660 cây/ha), là như nhau

2.4.2.4 Phương pháp phân tích đất

Sử dụng phương pháp phân tích mẫu đất trong phòng thí nghiệm kết hợp phương pháp so sánh để đánh giá sự biến đổi độ phì của đất Phân tích một số chỉ tiêu cơ bản của đất theo các phương pháp cụ thể sau đây:

- pH: Đo bằng máy pH metre;

- Mùn tổng số phân tích theo phương pháp Chiurin; - Đạm tổng số phân tích theo phương pháp Kjeldahl;

- C/N: Xác định các bon hữu cơ theo phương pháp Walkley-Black; - P2O5 (mg/100g đất): xác định bằng phương pháp so mầu;

- K2O5 (mg/100g đất): xác định bằng phương pháp đo trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS;

2.4.2.5 Phương pháp phân tích đặc điểm gỗ

- Mẫu gỗ được lấy theo phương pháp cây tiêu chuẩn Cây tiêu chuẩn được xác định ở công thức bón phân tốt nhất (Công thức 4, theo kết luận tạm thời đề tài cấp Nhà nước KC.06.05.NN của Tiến sĩ Nguyễn Huy Sơn năm 2006) có mật độ là 1.660 cây/ha Số lượng cây tiêu chuẩn điều tra là 3 cây, mỗi cây lấy mẫu ở 3 vị trí: gốc, giữa và ngọn Ngọn được lấy đến vị trí đường kính 6 cm, mỗi mẫu lấy 1,2m

- Khối lượng thể tích mẫu gỗ được xác định theo tiêu chuẩn TAPPI-T258 os-76

- Khối lượng thể tích mẫu gỗ (ρm) được tính theo công thức: ρm (kg/m3) = Pk / Vm (2.1)

- Khối lượng trung bình (ρ) của các cây lấy mẫu được xác định theo công thức:

ρ (kg/m3) = Σρm / n (2.2) Trong đó:

ρm là tỷ trọng mẫu (khối lượng thể tích mẫu)

ρ là tỷ trọng trung bình của các mẫu gỗ (khối lượng thể tích trung bình) Pk là trọng lượng mẫu khô kiệt (sấy ở 1050C)

Vm là thể tích của mẫu n là số lượng mẫu

- Xử lý mẫu gỗ theo tiêu chuẩn TAPPI-T11m-59, bằng dung dịch HNO3(3%) ở nhiệt độ sôi từ 8 - 10 giờ

- Kích thước sợi được đo trên kính hiển vi có độ phóng đại 1.000 lần và được tính trung bình theo công thức (2.3) và (2.4):

+ Xenluylô theo phương pháp của Kiurscher-Hoff; + Lignin theo phương pháp TAPPI-T13;

+ Pentozan theo phương pháp TAPPI-T19; + Tro theo phương pháp TAPPI-T15;

+ Các chất tan trong hỗn hợp cồn-benzen theo phương pháp TAPPI-T6; + Các chất tan trong hỗn hợp NaOH (1%) theo phương pháp TAPPI-T4; + Các chất tan trong nước nóng theo phương pháp TAPPI-T1;

+ Các chất tan trong nước lạnh theo phương pháp TAPPI-T1;

- Tẩy trắng bột giấy theo công nghệ ECF (Elemental Chlorine Free) 2.4.2.6 Phương pháp thu thập số liệu

* Số liệu về điều kiện tự nhiên: Kế thừa các tài liệu đã được công bố * Số liệu đất:

- Các phẫu diện đất được điều tra theo phương pháp tuyến ngẫu nhiên, trong ÔTC điển hình đào phẫu diện, lấy mẫu ở các độ sâu: 0 - 10cm; 20 - 30cm; 40 -50cm Các mẫu được lấy theo phương pháp hỗn hợp, tức là cùng một đợt đào 5 phẫu diện, lấy mẫu đất ở các độ sâu tương ứng trộn với nhau theo phương pháp "chia đôi lấy nửa" cho đến khi chỉ còn 0,5kg thì lấy mẫu đi phân tích Các mẫu đất được thu thập trước khi trồng (kế thừa đề tài KC.06.05.NN) và sau khi trồng được 5 năm tuổi

* Số liệu sinh trưởng:

- Số liệu thu thập định kỳ mỗi năm một lần vào cuối mùa sinh trưởng (kế thừa) và thu thập tiếp sau 5 năm tuổi trên các ô tiêu chuẩn định vị đã xác định, diện tích mỗi ô tiêu chuẩn là 500m2

- Đo đếm toàn bộ số cây có trong ÔTC với các chỉ tiêu:

+ Đường kính ở vị trí 1.3m (D1.3), đo bằng thước kẹp kính có độ chính xác đến 0,1cm

+ Chiều cao vút ngọn (Hvn) đo bằng thước Laser kết hợp với sào đo cao + Đường kính tán (Dt) đo bằng thước dây và sào có độ chính xác 0,1dm + Thể tích cây đứng được tính theo công thức

Hvn là chiều cao vút ngọn của cây

f là hình số giả định = 0,473 (đối với Keo lai); π = 3,141 2.4.2.7 Phương pháp xử lý số liệu

- Xử lý số liệu với phần mềm EXCEL và phần mềm SPSS (Nguyễn Hải Tuất, 2003) [34]; (Ngô Kim Khôi, 1998) [20]

(2.7) + Sai tiêu chuẩn mẫu (Sd) được tính bằng công thức:

11 

+ Hệ số biến động (V%) được tính bằng công thức:

+ Thể tích thân cây (V) được tính theo công thức: