Nguyên nhân có sự khác nhau về chỉ số pH của đất ở các quần xã khác nhau là do độ che phủ của từng quần xã khác nhau là khác nhau. Ngoài ra, độ dốc cũng là yếu tố ảnh hưởng đến pH(KCl) của đất, ở RQU 22 tuổi tuổi mặc dù có độ che phủ cao (90 - 100%) nhưng do độ dốc lớn (25%) nên pH(KCl) ở tầng đất mặt thấp.
4.4.2. Hàm lượng mùn tổng số (%)
Mùn là nguồn cung cấp thức ăn cho cây, mùn có vai trò rất quan trọng với độ phì của đất, ảnh hưởng đến một số tính chất lý học, hóa học và sinh học của đất.
Kết quả phân tíchtheo bảng ta thấy hàm lượng mùn tổng số giảm mạnh theo chiều sâu phẫu diện. Tức là lớp đất càng sâu, lượng mùn càng nghèo so với lớp đất mặt. 3.37 3.43 3.48 3.26 3.49 3.58 3.21 3.27 3.33 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm)
Ở lớp đất mặt (0 - 10cm), quần xã RMO 24 tuổi hàm lượng mùn tổng số là cao nhất với 6,171%. Quần xã có hàm lượng mùn cao thứ 2 là RQU 22 tuổi với hàm lượng mùn tổng số là 4,81%. Hàm lượng mùn thấp nhất là ở quần xã RKE 7 tuổi với hàm lượng mùn tổng số là 4,628%.
Hình 4.3.Biểu đồ hàm lượng mùn tổng số (%) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
Dựa vào hình 4.3, có thể thấy ở lớp đất mặt (0 - 10cm) hàm lượng mùn tổng số ở RMO 24 tuổi là cao nhất với 6,171%, nhưng ở lớp đất có độ sâu 10- 20cm và 20-30cm thì RQU 22 tuổi lại có hàm lượng mùn tổng số cao nhất với lần lượt 3,176% và 2,268%. Qua đó có thể thấy đất dưới quần xã RQU 22 tuổi là lớp đất giữ được mùn (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 10,272%) hơn so với quần xã RMO 24 tuổi (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 10,164%) và quần xã RKE 7 tuổi (tổng lượng mùn cả 3 lớp đất là 8,348%).
Ở các rừng lâu năm và tổng thành phần loài lớn (RQU,RMO) thì lượng vật rơi rụng của rừng hàng năm là lớn từ đó khối lượng vi sinh vật và động vật đất tăng, sự hoạt động và xác chết của chúng giúp tăng lượng mùn cho đất và khả năng tích lũy mùn không chỉ ở tầng mặt mà cả tầng sâu hơn. Ở quần xã ít năm (RKE), do các tán
4.628 2.359 1.361 6.171 2.541 1.452 4.81 3.176 2.268 0 1 2 3 4 5 6 7 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (%)
cây còn nhỏ, tổng thành phần loài chưa nhiều thì khả năm tích lũy mùn sẽ thấp hơn. Ngoài ra, độ che phủ của thảm thực vật cũng có vai trò quan trọng làm giảm sự xói mòn và rửa trôi các chất mùn, các chất dinh dưỡng trong đất.
4.4.3. Hàm lượng đạm tổng số (%)
Đạm là một trong các chất quan trọng nhất của dinh dưỡng cây. Khi phân tích hàm lượng đạm tổng số có thể giúp ta so sánh các loại đất, đánh giá khả năng tích lũy đạm trong đất và ở mức độ nhất định cũng xác định được đất tốt hay đất xấu...
Do lượng vật chất rơi rụng ở từng rừng sẽ khác nhau vì vậy mà lượng đạm ở các rừng cũng là khác nhau có thể thấy ở lớp đất mặt (0 - 10cm), quần xã RMO 24 tuổi có hàm lượng đạm là lớn nhất với 0,217%, quần xã RQU 22 tuổi có hàm lượng đạm lớn thứ 2 với 0,214% và RKE 7 thấp nhất là quần xã tuổi với 0,193%. Quy luật thay đổi hàm lượng đạm của các quần xã là giảm dần theo chiều sâu phẫu diện, tùy theo từng quần xã mà hàm lượng đạm giảm mạnh hay giảm nhẹ.
Hình 4.4. Biểu đồ hàm lượng đạm tổng số (%) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
0.193 0.089 0.074 0.217 0.158 0.116 0.214 0.154 0.144 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (%)
Như vậy, tổng hàm lượng đạm của quần xã RMO 24 tuổi tuổi đạt cao nhất, điều này quan hệ mật thiết đến lớp phủ thực vật. Độ che phủ của quần xã và số lượng các loài thực vật càng phong phú thì hàm lượng đạm càng cao, do lượng vật rơi rụng vào đất lớn, trả lại lượng đạm lớn cho đất.
4.4.4. Hàm lượng lân và kali dễ tiêu
Trong đề tài này, chỉ phân tích hàm lượng lân và kali dễ tiêu. Bởi vì hàm lượng dễ tiêu biểu thị phần chất dinh dưỡng trong đất mà cây có thể sử dụng nên nó có ý nghĩa đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây hơn.Tuy nhiên khái niệm dễ tiêu là một khái niệm tương đối vì cây trồng có thể sử dụng cả chất khó tiêu trong đất tùy loài cây, tùy thời kỳ phát triển và tùy phản ứng của đất.
Kết quả phân tích ở bảng cho thấy hàm lượng lân và kali dễ tiêu cũng biến động theo quy luật giảm dần theo độ sâu tầng đất và độ che phủ của thảm thực vật.
4.4.4.1. Hàm lượng lân dễ tiêu(P2O5)
Hình 4.5. Biểu đồ hàm lượng Lân dễ tiêu P2O5 (ppm) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
9.25 5.78 5.77 21.09 7.83 4.76 11.86 7.38 4.73 0 5 10 15 20 25 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (ppm)
Lân trong đất là một trong những chỉ tiêu đánh giá độ dinh dưỡng của đất. Lân đóng vai tròquan trọng trong quá trình trao đổi chất, hút chất dinh dưỡng và vận chuyển các chất trong cây. Ngoài ra, lân còn tham gia vào quá trình tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng cho cây.
Dựa bào bảng 4.7và hình4.5, tầng đất mặt (0 - 10cm) quần xã RMO 24 tuổi là quần xã giàu lân với 21,09ppm, quần xã khá giàu lân là RQU 22 tuổi với 11,86ppm và quần xã RKE 7 tuổi với 9,25ppm. Ở tầng đất giữa (10 - 20cm) và tầng đất dưới (20 - 30) cả 3 quần xã đều có hàm lượng lân dễ tiêu ở mức trung bình.
Ở cả 3 quần xã đều thấy hàm lượng lân dễ tiêu đều theo quy luật giảm dần theo độ sâu phẫu diện. Ở quần xã RMO 24 tuổi hàm lượng lân dễ tiêu giảm đột ngột từ lớp đất mặt (0 - 10cm) với 21,09ppm đến lớp đất giữa (10 - 20cm) với 7.83 ppm.
4.4.4.2. Hàm lượng kali dễ tiêu(K2O)
Kali là một nguyên tố rất linh động và tồn tại trong cây dưới dạng ion. Đặc biệt kali không có trong thành phần các chất hữu cơ trong cây. Mặc dù không trực tiếp tham gia vào cấu trúc vật chất cấu tạo nên tế bào nhưng kali lại có vai trò quan trọng trong việc ổn định các cấu trúc này và hỗ trợ cho việc hình thành các cấu trúc giầu năng lượng như ATP trong quá trình quang hợp và phosphoril hóa. Kali tăng cường tính chống rét và sự chống chịu qua mùa đông của cây nhờ nó làm tăng lực thẩm thấu của dịch tế bào. Kali cũng giúp cây tăng cường khả năng kháng các bệnh nấm và vi khuẩn. Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật.
Ở lớp đất mặt (0 - 10cm), quần xã RKE có hàm lượng Kali dễ tiêu cao nhất với 54,83ppm, quần xã có hàm lượng Kali dễ tiêu cao thứ 2 là RMO 24 tuổi với 43,5ppm, thấp nhất là quần xã RQU 22 tuổi với 43ppm.
Hình 4.6. Biểu đồ hàm lượng Kali dễ tiêu K2O (ppm) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
Quan sát trên hình 4.6 có thể thấy quy luật biến động hàm lượng Kali dễ tiêu cũng giống như quy luật biến động hàm lượng lân dễ tiêu là giảm theo độ sâu tầng đất. Ở tất cả các độ sâu phẫu diện, hàm lượng Kali dễ tiêu ở quần xã RKE 7 tuổi luôn là cao nhất.
4.4.5. Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi
Ca và Mg là hai nhân tố có tác dụng tốt nhất làm giảm độ chua của đất và ảnh hưởng đến nhiều tính chất hoá học khác của đất. Trong các điểm nghiên cứu hàm lượng Ca2+ trao đổi luôn lớn hơn hàm lượng Mg2+ trao đổi. Hàm lượng Ca2+
và Mg2+ phụ thuộc rất lớn vào quá trình rửa trôi của đất.
4.4.5.1. Hàm lượng Ca2+trao đổi
Hàm lượng Ca2+ trao đổi trong đất dưới các thảm thực vật nghiên cứu có xu hưởng giảm dần theo độ sâu phẫu diện.
Ở tầng đất mặt (0 - 10cm), hàm lượng Ca2+ trao đổi lớn nhất là ở RKE 7 tuổi với 53,88ppm, RQU 22 tuổi là quần xã có hàm lượng Ca2+ trao đổi cao thứ
54.83 46.5 41.75 43.5 29.5 24 43 35.75 31.25 0 10 20 30 40 50 60 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (ppm)
2 với 27,59ppm. Hàm lượng Ca2+ trao đổi thấp nhất là ở quần xã RMO 24 tuổi với 18,97ppm.
Hình 4.7. Biểu đồ hàm lượng Ca2+ trao đổi (ppm) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
Nhìn vào hình 4.7 có thể thấy hàm lượng Ca2+ trao đổi ở quần xã RKE 7 tuổi là giảm mạnh từ lớp đất mặt (0 - 10cm) với 53,88ppm xuống chỉ còn 24,14ppm ở lớp đất thứ 2 (10 - 20cm). Cũng có thể thấy ở mỗi tầng phẫu diện, hàm lượng Ca2+ trao đổi luôn có quy luật xếp thứ tự như sau:RKE > RQU > RMO
4.4.5.2. Hàm lượng Mg2+trao đổi
Hàm lượng Mg2+ trao đổi ở các quần xã nghiên cứu cũng có quy luật giảm dần theo chiều sâu phẫu diện.
Ở tầng đất mặt, hàm lượng Mg2+ trao đổi của RMO 24 tuổi cao hơn hẳn so với 2 quần xã còn lại với 18,45ppm.Quẫn xã có hàm lượng Mg2+ trao đổi đứng thứ 2 là quần xã RQU 22 tuổi với 5,34ppm.Hàm lượng Mg2+ trao đổi thấp nhất là ở RKE 7 tuổi với 4,36ppm.
Nhìn vào biểu đồ hình có thể thấy hàm lượng Mg2+ trao đổi ở quẫn xã RMO 24 tuổi đột ngột giảm mạnh từ tầng đất mặt (0 - 10cm) với 18,45ppm xuống còn 2,65ppm ở tầng đất thứ 2 (10 - 20cm). 53.88 24.14 20.26 18.97 7.33 7.33 27.59 16.38 8.62 0 10 20 30 40 50 60 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (ppm)
Tổng hàm lượng Mg2+ trao đổi ở cả 3 tầng đất của các quần xã được xếp thứ tự như sau: RMO(23,5ppm) > RQU(6,22ppm)> RKE(4,92ppm)
Hình 4.8. Biểu đồ hàm lượng Mg2+ trao đổi (ppm) theo độ sâu của các quần xã nghiên cứu
* Nhận xét
Qua việc phân tích một số chỉ tiêu hóa học của đất tại các kiểu thảm thực vật, có thể thấy rằng thảm thực vật có vai trò quan trọng trong việc làm thay đổi đổi tính chất hóa học của đất. Độ phì của đất tăng tỷ lệ thuận với độ che phủ của thảm thực vật (mùn, đạm, độ pH, Ca2+, Mg2+ trao đổi).
Thành phần và số lượng loài càng phong phú thì lượng chất hữu cơ trả về cho đất càng nhiều, làm tăng độ phì của đất.Độ che phủ của thảm thực vật càng cao thì hiệu quả cải tạo đất càng lớn vì độ che phủ của thảm thực vật đã làm giảm nguy cơ xói mòn, hiện tượng rửa trôi các chất dinh dưỡng.
Cấu trúc nhiều tầng của quần xã làm cho nước mưa được giữ lại nhiều hơn qua các tầng câygiúp cho việc giữ độ ẩm trong đất tốt hơn.
4.36 0.41 0.15 18.45 2.65 2.4 5.34 0.8 0.08 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0-10 10-20 20-30
RKE RMO RQU
(cm) (ppm)
Trong các quần xã rừng trồng, ở mỗi chỉ tiêu phân tích (độ chua, hàm lượng đạm, hàm lượng mùn,…) đều có quy luật chung giá trị đánh giá đều giảm theo chiều sâu phẫu diện.
Đánh giá về tác dụng bảo vệ và cải tạo đất của các quần xã rừng theo 3 yếu tố độ pH(KCl), hàm lượng mùn và hàm lượng đạm, có thể sắp xếp thứ tự các quần xã rừng trồng từ tốt nhất đến kém nhất tại thời điểm nghiên cứu là:
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1. Trong 3 quần xã rừng trồng ở xã Phú Đình, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên đã thống kê được được 4 ngành với 60 họ, 114 chi, 146loài thực vật bậc cao có mạch. Trong đó, RKE 7 tuổi là quần xã có số loài kém phong phú nhất với 48 loài, 41 chi, 36 họ thuộc 3 ngành; quần xã có số loài phong phú nhất là quần xã RMO 24 tuổi với 73 loài, 66 chi, 46 họ thuộc 3 ngành.
2. Trong 3 quần xã rừng trồng đều có 5 nhóm dạng sống cơ bản: nhóm cây có chồi trên mặt đất (Ph), nhóm cây có chồi sát mặt đất (Ch), nhóm cây có chồi nửa ẩn (He), nhóm cây có chồi ẩn (Cr) và nhóm cây sống 1 năm (Th). Trong đó, ở cả 3 quần xã rừng trồng thì dạng sống Ph đều chiếm ưu thế (trên 56%). Phổ dạng sống của từng quần xã như sau:
RKE 7 tuổi SB = 56,25Ph + 12,5Ch + 12,5He + 14,48Cr + 4,17Th RMO 24 tuổi SB = 56,16Ph + 16,44Ch + 15,07He + 8,22Cr + 4,11Th RQU 22 tuổiSB = 59,38Ph + 7,91Ch + 17,19He + 7,81Cr + 7,81Th
3. Cả 3 quần xã nghiên cứu đều có cấu trúc hình thái phân thành 3 tầng rõ rệt (tầng 1: tầng cây trồng chính; tầng 2: tầng cây gỗ nhỏ và cây bụi; tầng 3: tầng cây thân thảo).
4. Độ che phủ của các quần xã rừng trồng thay đổi theo độ tuổi của rừng. Rừng Quế 22 tuổi có độ che phủ cao nhất (90 - 100%), sau đó là rừng Mỡ 24 tuổi (90 - 95 %) và cuối cùng là rừng Keo 7 tuổi (80 - 85%).
5. Hình thái phẫu diện đất trong 3 quần xã nghiên cứu đều có sự phân thành 3 tầng rõ rệt (tầng A, B, C). Quần xã rừng Quế 22 tuổi là có tầng đất mặt dày nhất (25cm), rừng Mỡ 24 tuổi và rừng Keo 7 tuổi có độ dày tầng đất mặt thấp hơn (20cm).
6. Tính chất lí học của đất ở 3 quần xã nghiên cứu có sự thay đổi khác nhau.Độ ẩm của đất giảm dần từ RQU 22 tuổi đến RKE 7 tuổi và thấp nhất là ở
RMO 24 tuổi.Độ ẩm đất cũng giảm theo chiều sâu tầng đất. Mức độ xói mòn đất phụ thộc vào độ che phủ của thực vật, RQU 22 tuổi và RMO 24 tuổi không có dấu hiệu xói mòn bề mặt, RKE 7 tuổi có dấu hiệu xói mòn mặt yếu. Đất ở cả 3 quần xã nghiên cứu đều có thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến sét nhẹ.
7. Tính chất hóa học của đất ở 3 quần xã nghiên cứu có sự thay đổi khác nhau tùy vào chỉ tiêu phân tích: độ chua của RQU là cao nhất do pH(KCl) của rừng thấp nhất (pH= 3,21), thấp hơn là RMO (pH= 3,26) và độ chua thấp nhất là RKE (pH=3,37); Hàm lượng mùn của RMO là cao nhất (6,171%), thấp hơn là RQU(4,81%) và thấp nhất là RKE (4,628%); Hàm lượng đạm của RMO (0,217%) là cao nhất rồi đến RQU (0,214%) và thấp nhất RKE (0,193%)… Tuy có sự thay đổi khác nhau nhưng các chỉ tiêu phân tích đều có qui lật chung giảm dần theo chiều sâu phẫu diện.
2. Đề nghị
1. Do phạm vi nghiên cứu của đề tài còn nhỏ hẹp, vì vậy các kết luận trong đề tài còn chưa mang tính bao quát và tổng hợp.Đề tài cần được tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các tính chất vật lý, hóa học khác của đất, đồng thời mở rộng nghiên cứu ở các quần xã rừng trồng, ở các địa phương khác nhau để có được những kết luận khái quát hơn.
2. Do các rừng trong điểm nghiên cứu là trồng khai thác lấy gỗ, vì vậy cần có kế hoạch khác thác hợp lý vừa đảm bảo lợi ích kinh tế vừa đảm bảo lợi ích tự nhiên, giữ cho rừng luôn có độ che phủ cao, tránh xói mòn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáp Thị Hồng Anh (2004), Nghiên cứu đặc điểm của một số thảm thực vật thứ sinh và tính chất hóa học đất tại xã Canh Nậu - huyện Yên Thế - tỉnh Bắc Giang, Luận văn thạc sĩ Sinh học, trường ĐHSP Thái Nguyên.
2. Nguyễn Thị Kim Anh (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thảm thực vật đến môi trường đất vùng đồi núi tỉnh Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ Sinh học, Trường ĐHSP Thái Nguyên.
3. Đặng Ngọc Anh (1993), Khoanh nuôi và phục hồi rửng dẻ tại Hà Bắc, Công trình nghiên cứu khoa học nông nghiệp (1991-1995), NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.
4. Dương Thị Vân Anh (2010), Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc và tái sinh tự nhiên của thảm thực vật tại hai xã Điềm Mặc và Phú Đình huyện Định Hoá tỉnh Thái Nguyên, Luận văn thạc sĩ sinh học, ĐHSPTN.
5. Phạm Hồng Ban (2000), Bước đầu nghiên cứu tính đa dạng sinh học trong nông nghiệp nương rẫy ở vùng Tây Nam-Nghệ An, Luận án tiến sĩ Sinh học, Đại học Vinh.
6. Nguyễn Tiến Bân (1997), Thực vật Chí Việt Nam, NXB Khoa Học Kỹ Thuật. 7. Nguyễn Tiến Bân và cộng sự (2003-2005), Danhlục các loài thực vật Việt
Nam, Tập 2-3, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
8. Trần Thị Bính và cộng sự (1990), Giáo trình thực hành hóa kĩ thuật và hóa nông học.
9. Nguyễn Ngọc Bình (1996), Đất rừng Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 10. Lê Trần Chấn (1990), Góp phần nghiên cứu một số đặc điểm cơ bảncủa hệ
thực vật Lâm Sơn tỉnh Hoà Bình, Luận án PTS, Hà Nội.