Khóa luận Nghiên cứu tính chất lý hóa học của đất

Bước đầu xác định được mức độ ảnh hưởng của các trạng thái rừng đến một số tính chất lý học và khả năng thấm nước làm cơ sở đề xuất biện pháp cải thiện một số tính chất của đất cũng như giải pháp quản lý sử dụng đất hiệu quả và bền vững tại xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hòa Bình.

ĐẶT VẤN ĐỀ Đất nguồn tài nguyên vô quý giá người Tất hoạt động sản xuất người tiến hành đất Vì vậy, đất người có mối quan hệ chặt chẽ với Việc nghiên cứu sử dụng đất hợp lý có ý nghĩa quan trọng người Sự hiểu biết đất quan trọng việc áp dụng thực tế giúp nhận biết quy luật hình thành phát triển đất, tính chất vật lý, hóa học sinh học đất Đặc điểm hóa tính chất đất ảnh hưởng đến khả sản xuất trồng Có thể ứng dụng để phân tích kiểm sốt tính chất đất, thiết lập biện pháp kỹ thuật nhằm cải thiện tính chất đất, nâng cao khả sản xuất trồng Rừng hệ sinh thái có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đời sống người vô số loài sinh vật khác Rừng cung cấp nhiều lâm sản, giúp trì cân sinh thái, phịng hộ bảo vệ môi trường Tuy nhiên rừng muốn sinh trưởng phát triển tốt phải phụ thuộc nhiều vào điều kiện đất đai Đất tốt, độ phì cao, khả thấm giữ nước tốt đảm bảo cho sinh trưởng phát triển tốt Ngược lại trạng thái rừng tác động trở lại đất, tính chất lý hóa học đất theo chiều hướng tích cực tiêu cực Tác động tích cực thông qua vật rơi rụng để trả lại chất hữu làm giàu cho đất, bảo vệ đất trước tác động xấu môi trường xung quanh Tác động tiêu cực trình sống rừng tiết số chất hóa học làm đất bị suy thoái Cùng với thảm thực vật rừng, khả thấm nước đất định lượng nước chảy tràn bề mặt, chi phối lượng đất xói mịn, rửa trơi gây ảnh hưởng đến tính chất lý hóa học đất Nghiên cứu ảnh hưởng trạng thái rừng đến số tính chất lý học khả thấm nước đất giúp nhà Lâm học hình dung vận động nước hệ sinh thái rừng, nắm mối liên hệ chặt chẽ, tác động qua lại cách biện chứng đất rừng với nhân tố thảm thực vật rừng, khí hậu, địa hình, Vì nghiên cứu ảnh hưởng trạng thái rừng đến số tính chất vật lý khả thấm nước đất việc làm cần thiết có ý nghĩa lớn khoa học thực tiễn sản xuất, để từ đề xuất giải pháp nhằm quản lý sử dụng đất có hiệu cao Do đề tài “ Bước đầu nghiên cứu ảnh hưởng trạng thái rừng đến số tính chất lý học khả thấm nước đất xã Vầy Nưa, huyện Đà Bắc, tỉnh Hịa Bình ” lựa chọn tiến hành PHẦN I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU Đất rừng phận quan trọng hệ sinh thái rừng, gương phản ánh hoạt động sống rừng trao đổi chất, tích lũy, chuyển hóa lượng, sinh trưởng, phát triển, tái sinh rừng Việc nghiên cứu đất rừng nằm hai mối quan hệ: ảnh hưởng quần xã thực vật rừng đất ảnh hưởng ngược lại đất tới quần xã thực vật rừng Đây lĩnh vực nghiên cứu thu hút nhiều nhà khoa học Vì vậy, nghiên cứu thực gần tất nước, vùng có kinh doanh rừng Dưới số quan điểm cơng trình nghiên cứu có ảnh hưởng đến hướng nghiên cứu đề tài 1.1.Trên giới Từ năm đầu kỷ thứ XIX, nhà khoa học thổ nhưỡng có phương pháp nghiên cứu đất Các nhà khoa học Nga như: Docutraev (1946 - 1903), V.P.Viliam (1863 - 1939), Kossovic (1862 - 1915), K.Kgedroiz (1872 - 1903),.v.v công bố nhiều cơng trình nghiên cứu đất nói chung phân loại đất nói riêng [6] V.V.Docutraev (1879) nêu lên nguyên tắc khoa học phát sinh phát triển đất Ông khẳng định rõ ràng mối liên quan có tính chất quy luật đất điều kiện mơi trường xung quanh Ơng cho rằng: Đất vật thể tự nhiên biến đổi, sản phẩm chung hình thành tác động tổng hợp nhân tố hình thành đất: Đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật (động vật, thực vật) thời gian Trong ơng đặc biệt nhấn mạnh vai trị thực vật q trình hình thành đất “Nhân tố chủ đạo trình hình thành đất nhiệt đới nhân tố thảm thực vật rừng” yếu tố sáng tạo chất hữu chết tạo thành mùn [10] Trong lĩnh vực đất rừng, nhà khoa học tập trung nghiên cứu tính chất đất khu vực khác rút kết luận: nhìn chung độ phì đất rừng trồng cải thiện đáng kể cải thiện tăng dần theo tuổi (Shash, 1878; Iha.M.N, Pande.P Rathore, 1984; Basu.P.K Aparajita Madi, 1987; Chakraborty.R.N Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993) Các loài khác ảnh hưởng khác đến độ phì đất, cách cân nước, phân hủy thảm mục chu trình dinh dưỡng khống (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung tâm Lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K Banerjee.S.K, 1998) [6] Basu.P.K Aparajita Man (1987) nghiên cứu ảnh hưởng rừng Bạch đàn lai trồng vào năm 1971, 1975, 1981 đến tính chất đất Kết nghiên cứu tác giả cho nhìn chung độ phì đất tán rừng Bạch đàn lai cải thiện tăng dần theo tuổi Chất hữu dung lượng cation trao đổi tăng đáng kể đạm tổng số tăng độ chua đất giảm [12] Chakraborty.R.N Chakraborty.D (1989) nghiên cứu thay đổi tính chất đất tán rừng Keo tràm tuổi 2, 3, Tác giả cho thấy rừng trồng Keo tràm cải thiện đáng kể số tính chất độ phì đất độ chua đất biến đổi từ 5,9 - 7,6, khả giữ nước đất tăng từ 22,9 32,7%, chất hữu tăng từ 0,81 - 2,70%, đạm tăng từ 0,364 - 0,504% đặc biệt màu sắc đất biến đổi cách rõ rệt từ màu nâu vàng sang màu nâu [6] Trong cẩm nang hướng dẫn FAO (1984) “Đánh giá đất đai cho lâm nghiệp” cho rằng: “Đánh giá mức độ thích hợp đất đai trình xác định mức độ thích hợp cao hay thấp kiểu sử dụng đất cho đơn vị đất đai tổng hợp cho toàn khu vực dựa so sánh yêu cầu kiểu sử dụng đất với đặc điểm đơn vị đất đai Cũng theo FAO, hệ thống đánh giá đất đai áp dụng cho số kiểu sử dụng đất định trồng lâm nghiệp Keo, Bạch đàn, Như vậy, thấy đánh giá mức độ thích hợp đất đai sở để xác định mức độ thích hợp lồi trồng [12] Năm 1993, Ohta nghiên cứu thay đổi tính chất đất việc trồng rừng Keo tràm vùng Pantabagan, Philippines Tác giả xem xét biến đổi tính chất đất rừng Keo tràm năm tuổi rừng Thông ba tuổi trồng đất thoái hoá nghèo kiệt Kết tác giả cho thấy trồng rừng làm thay đổi dung trọng độ xốp đất tầng - cm theo hướng tích cực Tuy nhiên, lượng Ca2+ tầng đất mặt loại rừng lại thấp so với đối chứng (đất trống) [12] Năm 1998, Alfredson.H, Condron.L.M Davis.M.P nghiên cứu biến động độ chua đất chất hữu chuyển đổi hình thức sử dụng đất có trảng cỏ che phủ sang rừng kim Kết nghiên cứu khẳng định sau 15 năm trồng rừng kim chất hữu cơ, đạm tổng số, cation trao đổi độ chua trao đổi tăng tầng 20 - 30 cm Tác giả cho nhôm di động độ chua trao đổi yếu tố dễ bị thay đổi việc trồng rừng [6] Khả thấm nước đất vấn đề trọng tâm Lâm học cải tạo đất Mức độ tiếp nhận, điều hòa nguồn nước mưa, nước trời, hình thành dịng chảy mặt đất bên phẫu diện đất, cường độ xói mịn nước gây ra,v.v phụ thuộc vào khả thấm nước đất Khả thấm nước đất khả thu nhận nước từ bề mặt nó, dẫn nước từ tầng đến tầng khác chúng chưa bão hòa nước cuối thấm lọc qua bề dày định tầng đất làm cho tầng trở thành bão hòa nước Nước thấm vào đất vấn đề nghiên cứu rộng rãi lĩnh vực thủy văn học, từ lý luận sinh dòng chảy mặt tiếp giáp mà xét, nước thấm vào đất đại biểu cho lực tầng điều tiết quan trọng tuần hoàn thủy văn nước, sau nước mưa qua tầng tiếp giáp khơng khí lọt qua lớp phủ thực vật tiếp xúc với đất Nghiên cứu tính thấm loại đất có chứa nhiều ngun tố Natri, Hisskinh (1990), cho trao đổi Bazơ làm thay đổi khả thấm nước có mặt đất loại muối dễ tan với số lượng lớn làm cho đất có tính thấm bị ảnh hưởng Hisskinh cịn cho trao đổi Bazơ thay đổi khả thấm nước có quan hệ với Ghidroits (1924) tiến hành nghiên cứu có hệ thống mặt Ơng cho tính thấm nước bị giảm nhiều Natri thay Bazơ trao đổi vốn có đất (chủ yếu Ca++) [16] Năm 1865, Darrcy nghiên cứu tính thấm đất đưa phương trình sau đây: Q = K.S.T Trong công thức này: Q lượng nước thấm (cm 3), K hệ số thấm (cm2), T thời gian thấm (phút), h độ chênh lệch áp lực cột nước đầu đầu cột thấm, l chiều dài đoạn đường thấm (cm) Hệ số thấm tính theo cơng thức: Kt = Định luật Darcy đồng thời biểu thị phương trình tốc độ thấm: V = KI Ở đây, V tốc độ thấm (mm giây, cm/phút m/ngày đêm), I = Darcy cho hệ số thấm phụ thuộc vào tính chất đất đồng thời phụ thuộc vào tính chất chất lỏng (nước) - tức độ nhớt chúng mà độ nhớt trước hết lại phụ thuộc vào nhiệt độ mức độ khống hóa Khi nhiệt độ giảm độ nhớt tăng dẫn đến làm giảm tốc độ thấm ngược lại Sau này, người ta nhận thấy xác định khả thấm đất điều kiện nhiệt độ thay đổi khơng thể so sánh Do người ta quy điều kiện tiêu chuẩn 10 0C cách tính hệ số thấm người ta sử dụng “hệ số điều chỉnh nhiệt độ” Hazen: 0,7 + 0,03t [16] Hệ số thấm theo nhiệt độ điều chỉnh tính theo cơng thức: K10 = K10 hệ số thấm điều kiện 10 0C, Kt hệ số thấm điều kiện nhiệt độ thời điểm xác định, t nhiệt độ nước sử dụng xác định Cơng trình nghiên cứu Fransơ (1963) nghiên cứu việc phân bố lượng nước rơi rừng thường xanh Brazil Kết nghiên cứu đưa kết luận sau: - Phần nước mưa lọt tán rừng rơi vào ống đo mưa tầm cao 1,5 m 33% Bốc trực tiếp từ tán chiếm 21% - Chảy xuống dọc thân chiếm 46% đó: Bốc bề mặt 9,2%, vỏ hấp phụ 9,2%, xuống tới gốc 27,6% rễ hấp phụ 20,7%, trực tiếp xuống tới nước ngầm 6,9% Như vậy, lượng nước trực tiếp xuống đất rừng sau trận mưa lớn Nếu đất rừng có khả thấm nước cao giảm lượng nước chảy bề mặt, giảm xói mịn Do nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu vấn đề Đã có nhiều mơ hình nghiên cứu nước thấm vào đất dựa việc đơn giản hóa trình vật lý mơ hình kinh nghiệm mơ hình Philip cải biến mơ hình Smith-Pilange, mơ hình Green-Ampt, mơ hình Horton, Mặc dù mơ hình tạo thành cơng lớn mô vận động nước đất nông nghiệp thủy văn lưu vực đất nông nghiệp (Skaggs and Khalee,1982), ứng dụng cho lưu vực rừng lại gây thách thức nghiêm trọng Khi nước thấm vào đất vận động nước đất đứng mặt chất vật lý học mà nói, chúng chịu dự khống chế trọng lực lực hấp dẫn địa cầu sinh lực mao quản tiếp xúc nước hạt đất sinh (Baver,1937), biến đổi kết cấu đất thành phần giới đất, việc ứng dụng định luật Darcy cho vận động nước đất rừng để nghiên cứu định lượng dự báo, dẫn đến sai lệch tương đối lớn so với tình hình thực tế, phạm vi sử dụng định luật Darrcy dùng cho vận động dòng chảy tầng đất Vận động dòng chảy ưu tiên nước đất vận động dòng chảy rối loạn, mơ tả mặt lý luận sử dụng phương trình Darcy - Weisbach để mơ tả nghiên cứu trước dịng chảy ưu tiên chủ yếu sử dụng dòng chảy theo đường ống, dòng chảy theo đường ống vận động dòng chảy rối loạn chất lỏng đường vận động thông qua lỗ hổng lớn mao quản chất (Atkinson, 1978); nghiên cứu gần cho thấy rõ, đất cát (cơ chất) không ổn định mức độ đỉnh cao ẩm ướt, nên dẫn đến vận động dịng chảy nước đất theo chủ quan (Stagnitti and Parlange, 1995) Từ góc độ ảnh hưởng rừng tuần hoàn thủy văn mà xét, hoàn cảnh rừng có phân giải liên tục thảm mục, hoạt động rễ cây, hoạt động phong phú động vật dẫn đến vận động dòng chảy theo đường ống lỗ hổng tương đối lớn, có ý nghĩa vô quan trọng ảnh hưởng rừng hình thành dịng chảy lưu vực rừng lượng nước sản sinh lưu vực (Jones, 1997) Khả thấm nước đất nghiên cứu với tác động ảnh hưởng lửa Lửa gây đốt trụi lớp thảm thực vật bề mặt đất tạo lớp tro lớn gây vít khe hở, lỗ hổng, tạo lớp đất khó thấm nước Theo kết nghiên cứu Derness (1976), đốt lửa làm cho lớp đất mặt trở nên khô, độ xốp đất giảm, kết cấu đất bị phá vỡ [4] Cơ quan bảo vệ đất Mỹ dựa vào loại đất, tính chất vật lý đất phân chia tính thấm nước đất làm cấp Ulrich (1954) xác định quan hệ hàm lượng sét theo độ sâu với độ thống khí khả thấm nước hình vẽ [8] Nói chung đất rừng có hiệu suất thấm nước lớn so với loại hình sử dụng đất đai khác, hiệu suất ổn định nước thấm xuống đất rừng tốt lên tới 80 cm/h trở lên (Dunne, 1978)[4] Năm 1937 Vusoski xây dựng cơng thức tính lượng nước thấm xuống: W = P0 – (E0 + T + S) W lượng nước thấm xuống, P0 lượng mưa trung bình năm khu vực nghiên cứu, E0 lượng nước bốc lấy từ trạm khí tượng, T lượng bốc nước thực vật, S dòng chảy mặt đất 1.2 Việt Nam Đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu đất lâm nghiệp song thành tựu phải kể đến đóng góp quan trọng Nguyễn Ngọc Bình (1970, 1979, 1986) Tác giả tổng kết đặc điểm đất [6] Trần Khải, 1997 cho rằng: Chất hữu độ ẩm hai yếu tố quan trọng hàng đầu giữ vai trò điều tiết độ phì nhiêu thực tế đất [10] Năm 1970, Nguyễn Ngọc Bình nghiên cứu thay đổi tính chất độ phì đất qua q trình diễn thối hóa phục hồi rừng thảm thực vật miền Bắc Việt Nam Tác giả cho độ phì đất biến động lớn loại thảm thực vật Thảm thực vật đóng vai trị quan trọng việc trì độ phì đất [6] Nghiên cứu Hoàng Xuân Tý (1976) cho thấy, sau 10 - 20 năm trồng Bạch đàn liễu Bạch đàn trắng đồi trọc, tính chất hố học đất chưa có thay đổi đáng kể Các thí nghiệm theo dõi động thái độ ẩm đất khu rừng Bạch đàn liễu - tuổi, bước đầu cho thấy, độ ẩm rừng bạch đàn tuổi khô khu tuổi đối chứng (đất trống) rõ rệt Tuy nhiên, chưa đánh giá tượng đất khô rễ Bạch đàn hút, hay bốc vật lý thảm thực bì rừng bạch đàn thường phát triển thường xuyên bị quét [17] Hoàng Xuân Tý (1988) nghiên cứu rừng trồng Bồ đề (Styrax tonkinensis) loại hạng đất khác (hạng I đến hạng IV) để theo dõi ảnh hưởng rừng Bồ đề đến đặc điểm đất suốt chu kỳ kinh doanh 10 năm Tác giả chứng minh hàm lượng đạm mùn bị giảm hạng đất phá rừng tự nhiên để trồng rừng Bồ đề Sự suy giảm mạnh hạng đất I II, đặc biệt - năm đầu mà chủ yếu tầng đất mặt Đặc biệt chất lượng mùn, đạm bị giảm rõ rệt, axít humic giảm cịn axít phunvic tăng mạnh Tương tự yếu tố hữu cơ, độ xốp sức chứa nước hai số bị xấu rõ rệt trình thay rừng tự nhiên nhiệt đới rừng trồng Bồ đề loại Đất ban đầu tốt giảm sút độ xốp sức chứa nước rõ, suy giảm xảy mạnh mẽ tầng đất mặt năm sau cải thiện chậm Kết nghiên cứu tác giả sau phá rừng gỗ tự nhiên để trồng loại rừng Bồ đề (Styax tonkinensis), Mỡ (Mangletia glauca), Lim xanh (Erythryphloeum fordii), Tre diễn (Dendrocalamus sp) theo phương thức đốt trồng loại dẫn đến thay đổi rõ rệt đến độ phì đất Ba nhóm yếu tố bị suy giảm lượng chất hữu (mùn đạm), số lý tính liên quan đến độ xốp, khả chứa nước cuối lượng K 2O dễ tiêu Điều đáng ý yếu tố mùn đạm ln có vai trò định suất hầu hết mọc nhanh, lại bị giảm sút nhiều rừng Bồ đề [18] Theo Ngô Văn Phụ (1985) phá rừng gỗ tự nhiên để trồng loài mọc nhanh Mỡ, Bồ đề Tre diễn chất mùn bị biến đổi theo hướng Fulvic hóa dễ bị rửa trơi Hiện tượng thừa nhận phá rừng để trồng chè nông nghiệp khác [4] Nghiên cứu ảnh hưởng thảm thực vật rừng đến tính chất hóa sinh đất Bắc Sơn, Nguyễn Trường Vũ Văn Hiển (1997) chứng minh tính chất hóa học đất thay đổi phụ thuộc vào độ che phủ thảm thực vật Ở nơi đất có độ che phủ thấp, tính chất đất biến đổi theo xu hướng xấu: đất bị chua hóa, tỷ lệ mùn, hàm lượng chất dễ tiêu đạm, lân thấp nhiều so với đất che phủ tốt [5] Trong thời gian gần đây, trước đòi hỏi thực tiễn sản xuất, việc nghiên cứu đất rừng theo hướng sử dụng đất đai (Land use) trước 10 Biểu đồ 4.3 Dung trọng trạng thái rừng Từ biểu đồ cho thấy dung trọng rừng tự nhiên 0,92 g/cm nhỏ nhiều so với dung trọng rừng Keo tai tượng: 1,15 g/cm Như vậy, đất rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA tơi xốp giàu chất hữu rừng trồng keo tai tượng Nguyên nhân: Ở khu vực này, đất phát triển loại đá mẹ khác nhau, nguyên nhân dẫn đến dung trọng khác 4.3.2 Tỷ trọng Tỷ trọng đất tiêu phản ánh tỷ lệ thành phần khoáng vật chất hữu có đất Tỷ trọng có ý nghĩa cơng tác phân tích chất hữu tính độ xốp đất Tỷ trọng đất biến động khoảng 2,0 - 2,9 g/cm3 Theo chiều sâu phẫu diện, tỷ trọng đất tăng dần Đất có tỷ trọng nhỏ hàm lượng chất hữu mùn cao; ngược lại đất đất có tỷ trọng cao hàm lượng chất hữu mùn thấp, thành phần khoáng vật nhiều Tỷ trọng trạng thái rừng: + Rừng loài keo tai tượng tuổi 37 Biểu đồ 4.4 Tỷ trọng rừng loài keo tai tượng Từ biểu đồ cho thấy tỷ trọng đất mẫu dao động khoảng 2,50 – 2,59 g/cm3 Tỷ trọng đất cao OTC Keo TT 2,59 g/cm thấp OTC Keo 2,50 g/cm Như vậy, đất OTC giàu mùn giàu chất hữu cịn đất OTC nghèo mùn nghèo hữu + Rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 Biểu đồ 4.5 Tỷ trọng rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 Tỷ trọng OTC trạng thái rừng dao động khoảng từ 2,49 - 2,57 g/cm3, cho thấy chênh lệch tỷ trọng OTC trạng thái rừng IIIA1 nhỏ + So sánh tỷ trọng hai trạng thái rừng 38 Biểu đồ 4.6 Tỷ trọng trạng thái rừng Từ biểu đồ 4.6 cho thấy tỷ trọng trạng thái rừng có chênh lệch khơng lớn Theo thang đánh giá tỷ trọng Katrinski đất khu vực thuộc đất có lượng mùn trung bình Với tỷ trọng đất sản xuất lâm nghiệp phù hợp với số loài trồng phổ biến 4.3.3 Độ xốp Độ xốp tỷ lệ phần trăm tổng thể tích lỗ hổng đất so với thể tích Do độ xốp đất phụ thuộc vào cấu trúc đất, tỷ trọng, dung trọng, thành phần giới, thành phần khống vật đất Độ xốp có quan hệ chặt chẽ với dung tỷ trọng đất: P(%) = (1 - ) x 100% Độ xốp tiêu đánh giá độ phì đất Độ xốp phản ánh kết cấu đất, đất tốt độ xốp cao, số lượng khe hở đất nhiều, đất dễ hút ẩm giữ ẩm tốt Đất có độ xốp thấp sinh trưởng kém, việc làm đất khó khăn, đất tơi xốp thuận lợi cho khâu làm đất, rễ phát triển mạnh, khả thấm hút nước cao đồng thời giảm xói mịn mặt cho đất + Độ xốp rừng Keo tai tượng 39 Biểu đồ 4.7 Độ xốp rừng loài keo tai tượng Từ kết biểu đồ 4.7 cho thấy độ xốp OTC thuộc trạng thái rừng Keo tai tượng dao động từ 53,85 - 56%, lớn 56% (OTC 1), nhỏ 53,85% (OTC3) Theo thang đánh giá độ xốp (%) Katrinski độ xốp đạt yêu cầu tầng đất canh tác, đất xốp + Rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 Biểu đồ 4.8 Độ xốp rừng nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 Qua biểu đồ 4.8 ta thấy độ xốp rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 dao động khoảng 62,06 - 66,36%, cao 66,36% (OTC 4), thấp 62,06% (OTC5) Theo thang đánh giá độ xốp (%) Katrinski tầng canh tác đất trồng trọt, thuận lợi cho canh tác + So sánh độ xốp hai trạng thái rừng 40 Biểu đồ 4.9 Độ xốp trạng thái rừng Từ biểu đồ cho thấy rừng tự nhiên IIIA có độ xốp lớn rừng trồng Keo tai tượng Điều hoàn toàn phù hợp đất rừng tự nhiên có hàm lượng chất hữu lớn rừng trồng, dung trọng tỷ trọng nhỏ rừng trồng Nhìn chung đất khu vực nghiên cứu tương đối lớn, thuận lợi cho canh tác nông nghiệp Độ xốp đất chịu tác động hoạt động người ln bị thay đổi khơng cố định Qua hai trạng thái rừng cho thấy trạng thái thảm thực vật rừng có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lý đất Trạng thái rừng tự nhiên có độ che phủ bụi thảm tươi vật rơi rụng lớn, nên đất giàu chất hữu giàu mùn 4.3.4 Mối quan hệ vật rơi rụng độ xốp Bảng 4.5 Vật rơi rụng tươi độ xốp OTC Trạng thái Vật rơi rụng tươi (kg/ha) Độ xốp (%) Keo TT 8.960 56 Keo TT 8.850 54,29 Keo TT 8.700 53,85 IIIA1 18.200 66,36 IIIA1 16.960 62,06 IIIA1 17.200 63,08 Từ bảng số liệu bảng 4.5 ta lập phương trình tương quan vật rơi rụng tươi độ xốp sau: 41 - Y1 = -19,24 + 0,0084.X1 Với r = 0,92 (1) - Y2 = 4,27 + 0,0034.X2 Với r = 0,99 (2) Trong đó: X1 vật rơi rụng rừng Keo tai tượng X2 vật rơi rụng rừng tự nhiên phục hồi IIIA1 Y1 độ xốp rừng Keo tai tượng Y2 độ xốp rừng tự nhiên phục hồi IIIA1 Như phần vật rơi rụng nói: Vật rơi rụng nguồn dinh dưỡng mà trả lại cho đất chất dinh dưỡng sau Sau phân hủy, vật rơi rụng làm tăng hàm lượng mùn cho đất, giữ ẩm cho đất thông qua việc tạo kết cấu đất, làm tăng độ xốp đất Từ phương trình (1) (2) với r = 0,92 rừng trồng r = 0,99 rừng tự nhiên cho thấy vật rơi rụng có quan hệ chặt chẽ với độ xốp 4.4 Ảnh hưởng trạng thái thực vật rừng đến khả thấm nước đất Khả thấm nước đất rừng cường độ thâm nhập nước vào đất qua bề mặt đất Về mặt số lượng lưu lượng dòng chảy qua đơn vị tiết diện ngang đất bão hòa đơn vị thời gian với độ chênh lệch áp lực định Nước thấm vào đất có tác dụng quan trọng việc hình thành chế sinh dòng chảy lưu vực hạn chế dòng chảy mặt gây xói mịn đất Tại vùng nhiệt đới nhiệt đới ẩm lượng nước giáng thủy năm hay đợt mưa lớn mà lượng nước thấm lại quan trọng bảo vệ đất giữ nước Tuy nhiên đất thấm nước tốt lại phụ thuộc chủ yếu vào tính chất đất như: Độ xốp, thành phần giới, hàm lượng mùn đất, kết cấu đất,.v.v Ngoài cường độ mưa, địa hình, hình dạng bề mặt thấm nước yếu tố ảnh hưởng đến khả thấm nước đất Ở nơi có hình dạng bề mặt đất phẳng độ dốc cao khả thấm nước đất coi tốt có lượng nước thấm xuống lớn, tốc độ thấm nhanh có nguồn giáng 42 thủy Khả thấm nước trạng thái rừng khác Để làm rõ khả thấm nước đất tiến hành nghiên cứu Tốc độ thấm nước ban đầu tốc độ thấm nước ổn định đất hai trạng thái rừng 4.4.1 Tốc độ thấm nước ban đầu Tốc độ thấm biểu thị mm/phút tốc độ nước từ mặt đất vào đất Đây tiêu quan trọng phản ánh đặc trưng thấm nước đất rừng Chỉ tiêu Horton (1933) nhiều tác giả khác sử dụng để mô hình hố q trình thấm nước đất Việc xác định tốc độ thấm nước ban đầu so sánh với tốc độ thấm nước ổn định cịn góp phần làm rõ ảnh hưởng độ ẩm đất đến khả thấm nước đất rừng Vì vậy, việc xác định tốc độ thấm nước ban đầu cần thiết Tốc độ thấm nước ban đầu tốc độ thấm khoảng thời gian trình thấm nước Khoảng thời gian xác định phút tính từ lúc bắt đầu trì mực nước ống đo Chỉ tiêu phản ánh lực thấm nước cao trình thấm nước đất rừng Bảng 4.6 Tốc độ thấm nước ban đầu bình quân trạng thái thảm thực vật TT Trạng thái TTV IIIA1 Keo TT Tốc độ thấm nước lúc ban đầu (V0, mm/phút) 9,8 8,6 Ghi chú: Thời gian đo tốc độ thấm phút Qua bảng 4.5 cho thấy: Tốc độ thấm nước đất có rừng tự nhiên phục hồi cao so với tốc độ thấm nước đất rừng trồng keo Tốc độ thấm nước ban đầu đất rừng tự nhiên (trung bình 9,8 mm/phút) cao rừng trồng keo (8,6 mm/phút) Qua kết cho thấy, có khác tốc độ thấm nước ban đầu đất hai trạng thái thảm thực vật khu vực nghiên cứu Nguyên nhân gián tiếp lớp thảm thực vật gây ra, cịn ngun nhân chủ yếu độ xốp độ ẩm tầng đất mặt đất rừng Nhiều kết nghiên cứu cho rằng: Đất tơi xốp, tốc độ thấm nước nhanh ngược lại; 43 độ ẩm ban đầu lớn, tốc độ thấm nước chậm Như vậy, tốc độ thấm nước ban đầu đất tỷ lệ thuận với độ xốp tầng mặt tỷ lệ nghịch với độ ẩm ban đầu 4.4.2 Tốc độ thấm nước ổn định Tốc độ thấm nước ổn định đất (Vc, mm/phút) tốc độ thấm đất cung cấp đủ nước tầng đất mặt bão hoà nước Khi đất đạt đến tốc độ thấm ổn định nhỏ cường độ mưa, dòng chảy bề mặt tiếp diễn với việc trôi vật chất gây nên xói mịn Vì nghiên cứu tốc độ thấm ổn định đất có ý nghĩa quan trọng việc xác định điều kiện phát sinh dòng chảy xói mịn sườn dốc Kết xác định tốc độ thấm nước ổn định thời gian thấm nước ổn định phương pháp ống vòng khuyên cho trạng thái thảm thực vật thể bảng Bảng 4.7 Tốc độ thời gian thấm nước ổn định hai trạng thái TTV TT Trạng thái TTV IIIA1 Keo TT Vc (mm/phút) 5,5 4,1 So sánh Thời gian đạt đến Vc Vc 2,2 1,3 (phút) 67,9 81,2 Từ bảng kết nghiên cứu cho thấy: Trong đất rừng trạng thái III A1 có tốc độ thấm ổn định với thời gian đạt đến tốc độ thấm ổn định 67,9 phút Nguyên nhân dẫn đến điều giống tốc độ thấm ban đầu, tốc độ thấm ổn định chịu ảnh hưởng số nhân tố như: Độ xốp mặt cắt phẫu diện đất độ dày tầng đất Kết phân tích đánh giá ta thấy nhân tố thực vật có ảnh hưởng đến đặc tính tính chất đất Thực vật khơng có tác dụng che phủ bảo vệ đất mà trả lại cho đất khối lượng dinh dưỡng đáng kể, tạo điều kiện tốt cho hoạt động vi sinh vật đất làm tăng tính ưu việt cho đất, giữ vai trị to lớn làm tăng độ phì cho đất Bên cạnh vai trò đá mẹ quan trọng chi phối trực tiếp đến đặc tính tính chất đất rừng 44 Tùy theo tiêu mà vai trò thực vật đóng vai trị chủ đạo hay vai trị đá mẹ ảnh hưởng nhiều Tuy nhiên nhân tố đá mẹ ngồn gốc, cố định, thay đổi ta quan tâm đến nhân tố thực vật nhiều Đây nhân tố bị tác động trực tiếp để nâng cao khả cung cấp dinh dưỡng đất với trồng có biện pháp sinh thái nhằm làm tăng cường mối quan hệ thực vật đất rừng Vầy Nưa Công việc địi hỏi khó khăn cần phải tiến hành đồng thời nhiều biện pháp khác nhau: biện pháp nâng cao độ phì cho đất, biện pháp chọn trồng thích hợp để tạo mối quan hệ tương hỗ Với trạng thái khác có đặc trưng riêng áp dụng khác biện pháp kỹ thuật đồng thời cần phải vào đồng loạt yếu tố yếu tố điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội, ngồi ta cịn phải quan tâm đến tình sản xuất lâm nghiệp đặc thù riêng (phong tục canh tác, điều kiện dân sinh - kinh tế, ) điều đặc biệt ý định hướng phát triển sản xuất lâm nghiệp vùng tương lai để đề xuất giải pháp tác động cho phù hợp Giải pháp để nâng cao hiệu sử dụng đất cách bền vững vấn đề đặt 4.5 Đề xuất số biện pháp cải thiện tính chất đất giải pháp quản lý sử dụng đất hiệu bền vững Để cải thiện tính chất đất nâng cao hiệu sử dụng đất bền vững khu vực nghiên cứu khóa luận đưa số giải pháp sau: - Đối với rừng Keo tai tượng cần + Chặt tỉa thưa Keo tai tượng bị sâu bệnh, già, chết, sinh trưởng để tạo điều kiện cho khác phát triển + Trồng xen kẽ tán rừng trồng Keo số loài địa như: Mỡ, Sấu, Lát hoa, số lồi thích hợp với điều kiện tự nhiên khu vực nhằm tạo nên hệ thống rừng đa dạng ổn định + Bố trí trồng theo đường đồng mức để nhằm hạn chế xói mịn đất tích lũy lượng chất hữu sẵn có rừng khu vực 45 + Mở rộng diện tích trồng Keo tai tượng nhiều khu vực nhằm bảo vệ, cải tạo đất, giữ nước, hạn chế dịng chảy mặt gây xói mịn - Với rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA cần khoanh nuôi xúc tiến tái sinh kết hợp trồng bổ sung, tiến hành giao đất giao rừng cho hộ gia đình quản lý, chặt bỏ phi mục đích, có phẩm chất xấu, trồng bổ sung lồi có giá trị kinh tế cao tán rừng - Tăng cường công tác quản lý bảo vệ rừng, cấm chăn thả gia súc, bảo vệ bụi thảm tươi nhằm tăng độ che phủ cho đất, hạn chế xói mịn nâng cao độ phì cho đất - Phải trì trạng nguyên sinh rừng, tránh tác động có ảnh hưởng xấu đến rừng làm cân sinh thái rừng - Khôi phục trồng thêm số rừng để lấp chỗ cịn trống rừng - Trong q trình khơi phục, cần trồng loại thích nghi với loại đất để tăng thêm độ che phủ rừng không làm phá vỡ cấu trúc đất - Cần có kế hoạch khai thác sử dụng hợp lý tài ngun rừng: áp dụng mơ hình rừng định hướng làm sở xây dựng phương án điều chế rừng thay cho phương án điều chế rừng đơn giản, gây xói mịn đất Khai thác kết hợp với trồng rừng mới, không áp dụng phương thức khai thác trắng - Áp dụng biện pháp quản lý vật liệu hữu sau khai thác có tác dụng bồi hồn tồn nguồn dinh dưỡng cho đất, hạn chế thối hóa đất chu kỳ kinh doanh - Trong hoạt động chăm sóc, ni dưỡng rừng khơng nên phát dọn bụi, vật rơi rụng rừng, là nguồn cung cấp dinh dưỡng lớn cho đất - Mở rộng việc tuyên truyền, phổ biến sách luật đất đai, văn bản, qui định, liên quan đến việc quản lý sử dụng đất đai tới tận người dân - Tăng cường vai trò cấp quyền sở tổ chức cộng đồng địa phương Phát huy cao vai trò nâng cao trình độ quản lý đất 46 đai tổ chức giúp cho việc quản lý, bảo vệ rừng tốt - Người dân địa phương nơi có rừng phải tham gia quản lý, hưởng lợi chia sẻ lợi ích rừng Hầu hết cách quản lý ta bền vững, chưa có sách rõ ràng khả thi người dân địa phương nơi có rừng - Vận động tầng lớp nhân dân tham gia công tác bảo vệ rừng PHẦN V KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ kết điều tra, nghiên cứu đánh giá thu trên, khóa luận rút kết luận sau: + Rừng loài keo tai tượng: 47 Sinh trưởng chiều cao đường kính D 1.3 tương đối đồng đều, D1.3 dao động từ 13,7 - 14,8cm, Hvn dao động từ 13,2 - 13,5 m, mật độ tương đối ổn định: 1.480 - 1.640 cây/ha, độ tàn che từ 0,6 - 0,7, độ che phủ bụi thảm tươi: 73 - 78%, vật rơi rụng tươi từ 8.700 - 8.960 kg/ha, độ dầy bình quân vật rơi rụng: 1,06 - 1,34 cm Đất trạng thái rừng keo tai tượng đất nâu vàng phát triển đá vơi, tầng dầy trung bình, thành phần giới thịt trung bình, đất ẩm, kết cấu viên hạt, tơi xốp, khơng có kết von, khơng có đá lẫn, có nhiều hang giun, hang mối Có tỷ trọng từ 2,50 - 2,59 g/cm3, dung trọng từ 1,10 - 1,19g/cm 3, độ xốp từ 53,29 - 56% Tốc độ thấm nước ban đầu đất trung bình 8,6 mm/phút, tốc độ thấm nước ổn định 81,2 phút + Rừng tự nhiên phục hồi IIIA1 Đường kính D1.3 dao động từ 8,7 - 15,0 cm Chiều cao vút dao động từ 9,6 - 12,7 m Mật độ: 480 - 560 cây/ ha, độ tàn che từ 0,7 - 0,8, độ che phủ bụi thảm tươi: 75 - 83%, vật rơi rụng tươi từ 16.960 - 18.200 kg/ha, độ dầy bình quân vật rơi rụng: 2,2 - 2,6 cm Đất trạng thái rừng tự nhiên phục hồi IIIA1 đất Feralit nâu vàng phát triển đá vơi, thịt trung bình, tầng dầy trung bình, đá lộ đầu ít, nhiều rễ 35 - 45%, tỷ lệ đá lẫn nhiều, có hang giun, hang mối Có tỷ trọng từ 2,49 - 2,57 g/cm3, dung trọng từ 0,84 - 0,97 g/cm3, độ xốp từ 62,06 - 66,36% Tốc độ thấm nước ban đầu đất trung bình 9,8 mm/phút, tốc độ thấm nước ổn định 67,9 phút 5.2 Tồn Do thời gian có hạn khả nghiên cứu thân hạn chế nên khóa luận cịn có số tồn sau: - Mới tập trung nghiên cứu khu điển hình rừng trồng Keo tai tượng rừng tự nhiên phục hồi trạng thái IIIA1 48 - Chỉ phân tích số tính chất lý học độ sâu từ - 10 cm, việc đánh giá cịn mang tính khái qt - Có nhiều nhân tố ảnh hưởng đến tính chất vật lý khả thấm nước đất, ưu tiên cho nhân tố thực vật nhân tố khác khơng đồng nhận xét đánh giá chặt chẽ mang tính chất tham khảo 5.3 Kiến nghị - Cần mở rộng đề tài nghiên cứu cho nhiều đối tượng lồi cho nhiều vị trí khác khu vực - Cần nghiên cứu sâu tính chất đất độ sâu khác nhau, địa hình, trạng thái thảm thực vật khác để tìm ảnh hưởng trạng thái thảm thực vật đến tính chất vật lý đất - Cần có nghiên cứu đầy đủ yêu cầu sinh thái loài cây, nhằm tạo điều kiện cho việc bố trí, xếp loài trồng cho phù hợp với đơn vị đất đai TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Cự (2004), Sự chuyển hóa cố định photpho số loại đất Việt Nam, Hội khoa học đất Việt Nam số 20/2004, trang 20,22 49 Bài giảng dùng cho Viện - Trường cao đẳng nông nghiệp nước (2000),Dinh dưỡng thực vật phân bón, NXB nơng nghiệp Trung Quốc Nguyễn Thị Phương Dung (2010), ‟Nghiên cứu sinh trưởng số dòng Bạch đàn lại tạo trồng khảo nghiệm Ba Vì - Hà Nộiˮ, Khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Lâm nghiệp Lê Thái Đạt, Một số đặc điểm đất rừng Tây Bắc hướng sử dụng nông nghiệp Viện quy hoạch thiết kế nông nghiệp Mai Thị Hà (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng ba lồi trồng Thơng mã vĩ, Quế, Trẩu đến tính chất lý hóa học đất đánh giá mức độ thích hợp chúng huyện Kỳ Sơn, Hịa Bình, Khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Lâm nghiệp Nguyễn thị Hoa (2010), Nghiên cứu tính chất lý hóa học đất đánh giá thích hợp trồng xã Ngọc Mỹ, huyện Tân Lạc, tỉnh Hịa Bình, Khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Lâm nghiệp Chu Đình Hồng, Nghiên cứu đặc tính thấm nước đất phèn đồng sơng Cửu Long, Tạp chí khoa học đất số 5, 1995 Hội khoa học đất Việt Nam, Đất Việt Nam Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội, 2000 Hội khoa học đất Việt Nam (1999), Sổ tay điều tra, phân loại đánh giá đất, nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội 10 Lương Thị Huyền (2008), Nghiên cứu tính chất lý, hóa học đất vị trí địa hình khác đánh giá thích hợp trồng Núi Luốt, Khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Lâm nghiệp 11 Nguyễn Thị Hồng Liên, Võ Dáng Hương (2007), Ảnh hưởng phân hữu phân xanh đến việc cải tạo số tính chất lý, hóa học sinh học đất, Hội khoa học đất Việt Nam số 27/2007, trang 68, 72 49 50 12 Vũ Tấn Phương (2011), Nghiên cứu mối quan hệ sinh trưởng keo lai với số tính chất đất Ba Vì, Luận văn Thạc sỹ khoa học lâm nghiệp 13 Đỗ Đình Sâm, Ngơ Đình Quế, Vũ Tấn Phương (2005), Hệ thống đánh giá đất lâm nghiệp Việt Nam, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 14 Đỗ Đình Sâm, Ngơ Đình Quế, Vũ Tấn Phương (2005), Cẩm nang đánh giá đất phục vụ trồng rừng, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 15 Đỗ Đình Sâm, Nguyễn Ngọc Bình (2011), Đánh giá tiềm sản xuất đất lâm nghiệp Việt Nam, Nhà xuất thống kê 16 Phạm Thịnh, Nguyễn Quang Kim, Mô vận động ẩm đất chưa bão hịa phần mềm Reproduce Tạp chí thủy lợi số 1-2, 2003 17 Hoàng Xuân Tý (1976), Đất trồng rừng bạch đàn, Báo cáo khoa học, Viện Nghiên cứu Lâm nghiệp, Hà Nội 18 Hoàng Xuân Tý (1988), Điều kiện đất trống rừng Bồ đề làm nguyên liệu giấy sợi ảnh hưởng rừng Bồ đề trồng lồi đến độ phì đất, Luận án phó tiến sĩ khoa học nông nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội 51 ... thấm nước đất phèn đồng sơng Cửu Long, Tạp chí khoa học đất số 5, 1995 Hội khoa học đất Việt Nam, Đất Việt Nam Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội, 2000 Hội khoa học đất Việt Nam (1999), Sổ tay điều tra,... giang) Một số hộ gia đình khoanh vùng diện tích đất rừng để thu hái sản phẩm phật thủ, ổi, bưởi Đến mùa vụ người dân thường đốt nương làm rẫy, trồng lúa nương, ngô, khoai, sắn Người dân xã phát... đến hướng nghiên cứu đề tài 1.1.Trên giới Từ năm đầu kỷ thứ XIX, nhà khoa học thổ nhưỡng có phương pháp nghiên cứu đất Các nhà khoa học Nga như: Docutraev (1946 - 1903), V.P.Viliam (1863 - 1939),