Ban chủ nhiệm Khoa Lâm học cùng sự nhất trí của cô giáo Trần Thị Nhâm em đã tiến hành nghiên cứu khóa luận“Nghiên cứu một số tính chất lý – hóa học đất dưới rừng trồng Bạch đàn Eucalyp
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Trên thế giới
1.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của rừng tới tính chất đất
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra mối liên hệ giữa đặc tính của đất và sự sinh trưởng của cây trồng Từ những năm đầu thế kỷ XIX, các nhà khoa học thổ nhưỡng đã phát triển những phương pháp cơ bản để nghiên cứu đất.
V.V.Docutraev,1879, cho rằng: Đất là vật thể tự nhiên luôn biến đổi, là sản phẩm được hình thành dưới tác động của 5 nhân tố hình thành đất gồm: Đá me, khí hậu, địa hình, sinh vật và thời gian Trong đó, ông đặc biệt nhấn mạnh vai trò củ thực vật trong quá trình hình thành đất: “Nhân tố chủ đạo trong quá trình hình thành đất ở nhiệt đới là thảm thực vật rừng” Bởi nhân tố thực vật là nhân tố sáng tạo ra chất hữu cơ và khi chết đi nó tạo thành mùn.[2]
V.P.Wiliam đã kết luận, vòng tuần hoàn sinh học là cơ sở của sự hình thành đất và độ phì nhiêu của nó Ông đã chỉ ra vai trò quan trọng của sinh vật trong sự hình thành những tính chất của đất, đặc biệt là cây xanh, vi sinh vật, thành phần và hoạt động sống của chúng ảnh hưởng tới chiều hướng của quá trình hình thành đất [2]
Trong lĩnh vực nghiên cứu đất rừng, nhiều công trình đã chỉ ra rằng độ phì của đất dưới rừng trồng đã được cải thiện đáng kể theo thời gian Các nhà khoa học như Shosh (1978), Iha.M.N, Pande.P và Rathore (1984), Basu.P.K và Aparajita Mandi (1987), cũng như Chakraborty.R.N và Chakraborty.D (1989), Ohta (1993) đã khẳng định sự cải thiện này tăng dần theo tuổi của rừng Đặc biệt, các loài cây khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự thủy phân thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng, như được nêu bởi Bernhard Reversat.F (1993) và Trung tâm Lâm Nghiệp Quốc Tế (CIFOR, 1998), cùng với nghiên cứu của Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K và Banerjee.S.K (1988).
Nghiên cứu của Chijiok (1989) cho thấy sự thay đổi độ phì của đất nhiệt đới khi trồng cây Lõi thọ và Thông Caribaea thuần loài ở Trung Phi và Nam Mỹ, với lượng mùn và đạm giảm nhanh chóng và chưa phục hồi sau 6-7 năm Mặc dù kali ban đầu có tăng, nhưng sau đó lại giảm rõ rệt Trung bình, sau chu kỳ khai thác 14 năm, đất mất từ 150-400kg đạm và 200-1000kg kali mỗi hecta Các cây gỗ mọc nhanh tiêu thụ nhiều dinh dưỡng ở giai đoạn đầu và giảm dần ở tuổi già, dẫn đến việc trồng cây mọc nhanh với chu kỳ khai thác ngắn sẽ làm đất kiệt quệ nhanh hơn so với rừng trồng cây kim có chu kỳ dài từ 80-100 năm.
Nghiên cứu của Basu.P.K và Aparajita Mandi vào năm 1987 đã chỉ ra rằng rừng Bạch đàn lai trồng vào các năm 1971, 1975 và 1981 đã cải thiện đáng kể tính chất đất Đặc biệt, độ phì của đất dưới rừng Bạch đàn lai tăng theo tuổi cây, với sự gia tăng rõ rệt về chất hữu cơ và dung lượng cation trao đổi, trong khi đạm tổng số chỉ tăng nhẹ và độ chua của đất giảm.
Nghiên cứu của Chakraborty.R.N và Chakraborty.D (1989) về sự thay đổi tính chất đất dưới rừng Keo lá tràm ở các tuổi 2, 3 và 4 cho thấy rằng rừng trồng Keo lá tràm đã cải thiện đáng kể độ phì của đất Cụ thể, độ chua của đất tăng từ 5,9 lên 7,6, khả năng giữ nước tăng từ 22,9% lên 32,7%, chất hữu cơ tăng từ 0,81% lên 2,7%, và đạm tăng từ 0,364% lên 0,504% Đặc biệt, màu sắc của đất cũng đã thay đổi rõ rệt từ màu nâu vàng sang màu nâu.
Nghiên cứu của Mongia.A.D và Bandyopadhyay.A.K (1992) cho thấy việc thay thế rừng mưa nhiệt đới bằng các loại rừng trồng có giá trị kinh tế cao như Tếch và Cọ dầu đã gây ra sự giảm sút chất hữu cơ, kali dễ tiêu, lân dễ tiêu, và đặc biệt làm tăng dung trọng của đất.
Nghiên cứu của Ohta (1993) về sự thay đổi tính chất đất do trồng rừng Keo lá tràm tại Pantabagan, Philippines, đã chỉ ra rằng việc trồng rừng có ảnh hưởng tích cực đến dung trọng và độ xốp của đất ở tầng 0 – 50cm Tác giả đã so sánh sự biến đổi giữa rừng Keo lá tràm 5 tuổi và rừng Thông ba lá 8 tuổi trồng trên đất thoái hóa nghèo kiệt Kết quả cho thấy sự cải thiện rõ rệt về tính chất đất nhờ vào hoạt động trồng rừng.
Tuy nhiên lượng Ca 2+ ở tầng đất mặt dưới hai loại rừng này lại thấp hơn so với đối chứng (đất trống).[7]
Nghiên cứu của Marquez.O, Hernandez.R, Tores.A và Franco.W (1993) về sự thay đổi tính chất đất dưới rừng tếch trồng thuần loài ở các độ tuổi 2, 7 và 12 cho thấy có sự biến đổi rõ rệt trong tính chất đất theo từng độ tuổi của rừng tếch.
Rừng Tếch 12 tuổi có mức Ca 2+, Mg 2+, pH và dung lượng cation trao đổi cao nhất Tuy nhiên, lượng lân dễ tiêu giảm rõ rệt theo tuổi, trong khi lượng kali dễ tiêu chỉ biến động rất ít.
Trong khu vực ôn đới, đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của rừng tự nhiên và rừng trồng đối với độ phì nhiêu của đất, nổi bật là công trình của Richard Những nghiên cứu này giúp hiểu rõ hơn về vai trò của rừng trong việc cải thiện chất lượng đất và duy trì hệ sinh thái bền vững.
(1948, 1959), Zon C.V (1954, 1971), Remezov (1959), Rodin và Bazilevich
Trong lĩnh vực nghiên cứu đất rừng, nhiều công trình đã chỉ ra rằng độ phì của đất dưới rừng trồng có xu hướng cải thiện theo tuổi của rừng (Shosh, 1978; Iha.M.N, Pande.P và Ranthore, 1984; Báu.P.K và Aparajita, 1987; Chakraborty.R.N và Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993) Đặc biệt, các loài cây khác nhau ảnh hưởng đáng kể đến độ phì của đất, cân bằng nước, sự phân hủy thảm mục và chu trình dinh dưỡng khoáng (Bernhard Reversat.F, 1993; Trung tâm lâm nghiệp quốc tế (CIFOR), 1998; Chandran.P, Dutta.D.R, Gupta.S.K và Baaejee.S.K, 1988).
Nghiên cứu của Monin (Nga) đã chỉ ra rằng mỗi loại thảm thực vật rừng khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến lượng chất hữu cơ trả lại cho đất và khả năng tăng độ phì nhiêu của đất Ormand và Will cũng đã phát hiện ra sự thoái hóa rõ rệt của đất rừng sau khi khai thác P Radiata với chu kỳ ngắn Năm 1978, Turvey đã thông báo rằng việc thay thế rừng tự nhiên bằng P Radiata với chu kỳ 15 - 20 năm dẫn đến sự giảm sút sản lượng rõ rệt.
Việc khai thác với mức độ 400 m3/ha đã dẫn đến sự suy giảm độ phì nhiêu của đất Thêm vào đó, thảm thực vật rừng thông khó phân giải làm chậm quá trình tái sinh các chất khoáng trong các dạng lập địa này.
Ở Việt Nam
1.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng rừng trồng tới tính chất đất
Trong sản xuất nông lâm nghiệp, nghiên cứu mối quan hệ giữa cây trồng và đất là cơ sở quan trọng để phân hạng đất đai và lựa chọn loài cây trồng hợp lý Điều này không chỉ giúp cải thiện sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng mà còn hỗ trợ việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật lâm sinh hiệu quả.
Nước ta có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về đất lâm nghiệp, trong đó nổi bật là tác giả Nguyễn Ngọc Bình Ông đã có những đóng góp quan trọng từ các năm 1964, 1970 và 1979, tổng kết các đặc điểm cơ bản của đất dưới các đai rừng, kiểu rừng và loại hình rừng ở miền Bắc Việt Nam Nghiên cứu của ông cũng đã chỉ ra sự thay đổi các tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thế thoái hóa và phục hồi của thảm thực vật rừng trong khu vực này.
Trong nghiên cứu “Cơ sở sinh thái thổ nhưỡng đánh giá độ phì của đất Việt Nam”, Đỗ Đình Sâm đã phân tích ảnh hưởng của nhiều yếu tố đến độ phì của đất rừng, đặc biệt nhấn mạnh mối quan hệ tương tác giữa đất và quần xã thực vật rừng.
Nguyễn Ngọc Bình (1970) đã nghiên cứu sự thay đổi tính chất và độ phì của đất qua quá trình thoái hóa và phục hồi của các thảm thực vật Kết quả cho thấy, ở miền Bắc Việt Nam, độ phì của đất có sự biến động lớn tùy thuộc vào từng loại thảm thực vật Điều này nhấn mạnh vai trò quan trọng của thảm thực vật trong việc duy trì độ phì của đất.
Qua nhiều nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Bình, 1980, Hoàng Văn Tý,
Năm 1973, nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc phá rừng tự nhiên để trồng Luồng và Tre Diễn dẫn đến sự thoái hóa lý tính và chất hữu cơ của tầng mặt đất Ông nhấn mạnh rằng tác động của con người trong việc thay thế thảm thực vật tự nhiên đã làm biến đổi chất hữu cơ trong đất Đỗ Đình Sâm (1984) cho rằng độ phì hóa học của đất rừng không cao và ở những khu vực còn rừng, độ phì chủ yếu duy trì qua con đường sinh học Mặc dù các trạng thái rừng và biện pháp kỹ thuật khác nhau không cho thấy sự biến đổi rõ rệt về hóa tính đất, nhưng các tính chất lý tính như cấu trúc và nhiệt độ của đất lại dễ bị ảnh hưởng, có thể quyết định sự sinh trưởng của cây rừng.
Nghiên cứu của Nguyễn Trường và Vũ Văn Hiền năm 1977 về ảnh hưởng của thảm thực vật rừng đến tính chất hóa sinh của đất ở Bắc Sơn cho thấy rằng tính chất hóa học của đất thay đổi theo độ che phủ của thảm thực vật Cụ thể, ở những khu vực có độ che phủ thấp, đất có xu hướng xấu đi với độ pH giảm, tỷ lệ mùn và hàm lượng các chất dễ tiêu như đạm và lân đều thấp hơn so với đất được che phủ tốt.
1.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tính chất đất đến cây
Nghiên cứu của Trương Đình Trọng về tình trạng thoái hóa đất bazan ở tỉnh Quảng Trị chỉ ra rằng, sau khi loại bỏ lớp phủ rừng, một số vùng đã được trồng các loại cây công nghiệp dài ngày như cà phê, bạch đàn và chè, giúp duy trì độ phì nhiêu của đất bazan Tuy nhiên, so với đất phát sinh dưới tán rừng, sự canh tác vẫn dẫn đến tình trạng thoái hóa nhẹ, biểu hiện qua việc hình thành một tầng chặt dưới tầng canh tác Đặc biệt, dưới rừng bạch đàn, tầng đất mặt thường bị nén chặt do hoạt động di chuyển của con người và gia súc.
Nguyễn Ngọc Bình (1970) đã nghiên cứu sự biến đổi tính chất và độ phì của đất qua các quá trình diễn thể, thoái hoá và phục hồi rừng ở miền Bắc Việt Nam Kết quả cho thấy độ phì đất có sự biến động lớn tùy thuộc vào từng loại thảm thực vật, cho thấy vai trò quan trọng của thảm thực vật trong việc duy trì độ phì của đất.
Trần Khải, 1977, cho rằng: “chất hữu cơ và độ ẩm là hai yếu tố quan trọng hàng đầu giữ vai trò điều tiết độ phì nhiêu của đất”
Ngô Đình Quế (1985) đã nghiên cứu ảnh hưởng của cây thông nhựa đối với đất trồng, cho thấy sau 8-10 năm trồng, tính chất hóa học của đất không thay đổi nhiều, khả năng tích lũy mùn ở rừng thấp và độ chua thủy phân tăng Tuy nhiên, lý tính của đất lại được cải thiện đáng kể.
Lê Văn Thành (2006) đã nghiên cứu đặc điểm sinh thái và kỹ thuật trồng Thảo quả ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, chỉ ra rằng độ ẩm đất rừng trồng Thảo quả dao động từ trung bình đến cao, với độ ẩm cao nhất đạt 59,63% ở độ sâu 0 – 20cm và thấp nhất là 36,76% ở độ sâu 20 – 50cm Hàm lượng mùn trong đất cũng biến đổi từ 3,66 – 8,39%, thuộc mức khá đến giàu, trong khi thành phần cơ giới đất nằm trong khoảng từ thịt pha cát đến thịt trung bình.
* Như vậy, các công trình nghiên cứu về thổ nhưỡng cho thấy:
Nghiên cứu về các tính lý hóa học cơ bản của đất đang thu hút sự quan tâm lớn từ các tác giả trong và ngoài nước Những nghiên cứu này rất phong phú và đa dạng, đóng vai trò quan trọng trong thực tiễn sản xuất Mục tiêu chung của các nghiên cứu là phát triển các phương án sử dụng tài nguyên đất một cách bền vững dựa trên các kết quả đạt được.
Các nghiên cứu toàn diện trên thế giới về độ phì của đất, tính chất lý hóa học, đánh giá và phân hạng đất đai, cũng như mối quan hệ giữa đất và quần xã thực vật rừng đã đóng góp đáng kể cho sự phát triển rừng sản xuất toàn cầu trong những năm qua.
Các nghiên cứu tổng hợp có khả năng ứng dụng cao, cho phép đánh giá hiệu quả trong các khu vực sản xuất cụ thể.
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mục tiêu
Xác định được tính chất lý – hóa học cơ bản của đất dưới rừng trồng Bạch đàn (Eucalyptus)tại Công ty Lâm nghiệp Hòa Bình, Lâm trường Lương
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đất dưới tán rừng trồng Bạch đàn 1 tuổi và 5 tuổi ở độ sâu 0 – 20cm, 20 –
40 cm tại khu vực nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu
- Đặc điểm rừng trồng Bạch đàn tuổi 1 và tuổi 5 tại khu vực nghiên cứu
- Tính chất vật lý của đất dưới rừng trồng Bạch đàn 1 tuổi và 5 tuổi
- Tính chất hóa học của đất dưới rừng trồng Bạch đàn 1 tuổi và 5 tuổi tại khu vực nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu ngoài hiện trường
2.4.1.1 Phương pháp thu thập và kế thừa tài liệu
Thu thập, kế thừa có chọn lọc các tài liệu có liên quan đã được nghiên cứu và xác định trước đó
2.4.1.2 Phương pháp điều tra hiện trường
Để thực hiện điều tra sơ thám hiệu quả, cần khảo sát toàn bộ khu vực nghiên cứu nhằm nắm bắt tổng quát tình hình địa hình, địa vật và đặc điểm tài nguyên rừng Việc này sẽ giúp xác định các vị trí lập OTC và đưa ra định hướng cho công tác điều tra chi tiết sau này.
- Lập OTC có diện tích 1000m 2 (25 x 40m) tại 2 trạng thái rừng trồng Bạch đàn tuổi 1 và tuổi 5
Phương pháp lập ô tiêu chuẩn bao gồm việc sử dụng bản đồ, thước dây và địa bàn cầm tay để xác định vị trí ô tiêu chuẩn Ô tiêu chuẩn có hình chữ nhật, được thiết kế theo định lý Pythagore, với chiều dài 25m song song với đường đồng mức và chiều còn lại vuông góc với đường đồng mức.
Điều tra sinh trưởng rừng trồng Bạch đàn ở tuổi 1 và tuổi 5 cho thấy các chỉ tiêu quan trọng như mật độ, chiều cao vút ngọn và độ tàn che Nghiên cứu cũng chỉ ra các biện pháp kỹ thuật chăm sóc có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát triển của rừng trồng trong khu vực.
* Điều tra cây bụi thảm tươi và thảm khô thảm mục:
Sử dụng ô dạng bản điều tra cây bụi và thảm tươi, cần xác định các yếu tố quan trọng như tên loài cây chủ yếu, chiều cao trung bình, độ che phủ bình quân và tình hình sinh trưởng trong diện tích ô 4m x 5m.
* Điều tra lấy mẫu đất:
Trong quá trình nghiên cứu, mỗi ô sẽ được lấy hai mẫu đất để phân tích các chỉ tiêu lý hóa học tại hai độ sâu khác nhau, cụ thể là từ 0 – 20cm và 20 – 40cm Mẫu phân tích đất được tạo thành từ việc tổng hợp các mẫu đơn lẻ.
Đối với độ sâu từ 0 đến 20 cm, cần lấy mẫu phân tích tổng hợp từ 9 mẫu đơn lẻ, trong đó 1 mẫu được lấy từ thành quan sát phẫu diện chính và 8 mẫu còn lại được lấy theo 8 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc, Đông Bắc, Đông Nam, Tây Nam, cách phẫu diện chính từ 8 đến 10 mét.
Để thu thập mẫu đất ở độ sâu 20 – 40 cm, cần thực hiện việc lấy mẫu tổng hợp từ 5 mẫu đơn lẻ Trong đó, 1 mẫu được lấy từ thành quan sát phẫu diện chính, và 4 mẫu còn lại được lấy theo 8 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc, cách phẫu diện chính từ 8 đến 10 mét.
- Các mẫu đất phân tích được cho vào túi nilon riêng biệt có ghi kí hiệu mẫu để phân biệt rõ
Mẫu đơn lẻ được thu thập với số lượng bằng nhau ở cùng một cấp độ sâu, mỗi mẫu đất tổng hợp có trọng lượng 1kg Tổng cộng, có 4 mẫu phân tích được thực hiện.
Mẫu dung trọng được thu thập bằng ống dung trọng ở độ sâu từ 0 – 20cm và 20 – 40cm Quá trình lấy mẫu bao gồm 5 mẫu đơn lẻ: 1 mẫu ở thành phẫu diện chính và 4 mẫu còn lại được lấy từ 4 hướng Đông, Tây, Nam, Bắc, mỗi mẫu cách phẫu diện chính từ 8 – 10m Tổng số mẫu dung trọng thu thập là 20.
* Xử lý mẫu, phân tích đất tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp truyền thống
Các mẫu đất sau khi thu thập sẽ được phơi khô tự nhiên, loại bỏ rễ cây, đá và tạp chất Tiếp theo, đất được giã nhỏ và sàng qua rây có đường kính 1 mm để đạt được độ mịn cần thiết.
- Phân tích mẫu: Sau khi mẫu đất được xử lý xong, tiến hành phân tích để xác định các chỉ tiêu sau:
Bảng 2.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích
1 Tỷ trọng (g/cm 3 ) Phương pháp bình tỷ trọng Picnomet
2 Dung trọng (g/cm 3 ) Ống dung trọng
3 Độ xốp (%) Tính thông qua dung trọng, tỷ trọng
4 Hàm lượng mùn (%) Phương pháp Tjurin
5 pHH20 , pHKCl Máy đo pH cầm tay
6 NH4 +, P2O5 , K2O Phương pháp so màu
Chương3 ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Điều kiện tự nhiên
Lương Sơn là huyện miền núi cửa ngõ phí Đông Bắc của tình miền núi Hòa Bình và miền Tây Bắc Việt Nam; nằm ở tọa độ địa lí: từ 105 0 25’14” -
Vị trí địa lý nằm ở 105° 0' 41" Kinh độ Đông và 20° 36' 30" - 20° 57' 22" Vĩ độ Bắc, tiếp giáp với thủ đô Hà Nội, khu công nghiệp cao Hòa Lạc, khu đô thị Phú Cát, Miếu Môn, Đại học Quốc Gia và Làng văn hóa các dân tộc.
Huyện Lương Sơn nằm ở phía Nam dãy núi Ba Vì, bao gồm một phần của vườn quốc gia Ba Vì Huyện này giáp huyện Chương Mỹ và huyện Mỹ Đức ở phía Đông, huyện Kỳ Sơn tỉnh Hòa Bình ở phía Tây, huyện Kim Bôi và huyện Lạc Thủy tỉnh Hòa Bình ở phía Nam, và huyện Quốc Oai cùng huyện Thạch Thất thành phố Hà Nội ở phía Bắc.
Lương Sơn là huyện thuộc vùng trung du với địa hình đa dạng, nằm giữa đồng bằng và miền núi Địa hình chủ yếu là đồi núi thấp, có độ cao khoảng 200 – 400m, được hình thành từ đá macma, đá vôi và trầm tích lục nguyên Khu vực này có địa thế nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam, tiếp giáp giữa đồng bằng châu thổ sông Hồng và miền núi Tây Bắc Bộ Nơi đây nổi bật với các dãy núi thấp xen kẽ các khối núi đá vôi và nhiều hang động, cùng với hệ thống khe suối, hồ tự nhiên và hồ nhân tạo phong phú.
Khí hậu Lương Sơn thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh, ít mưa; mùa hè nóng, mưa nhiều
- Nền nhiệt trung binh cả năm 22,9 – 23,3 0 C
- Lượng mưa bình quân từ 1.520,7 – 2.255,6mm/năm, nhưng phân bố không đều trong năm và ngay cả trong mùa cũng rất thất thường
Lương Sơn có một mạng lưới sông, suối phân bố đồng đều trong các xã, trong đó sông Bùi là con sông lớn nhất, dài 91km và bắt nguồn từ xã Lâm Sơn Sông Bùi được đặc trưng bởi tính chất của một con sông già, với thung lũng rộng, đáy bằng phẳng và độ dốc nhỏ, giúp tích nước hiệu quả Bên cạnh sông Bùi, huyện còn có một số sông, suối nhỏ nội địa có khả năng tiêu thoát nước tốt.
3.1.5 Nguồn tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên nước tại Lương Sơn rất phong phú với trữ lượng nước ngầm lớn và chất lượng nước chủ yếu chưa bị ô nhiễm, phân bố rộng rãi trên toàn huyện Nguồn nước mặt, bao gồm sông, suối và nước mưa, phân bố không đồng đều, chủ yếu tập trung ở phía Bắc huyện cùng với một số hồ đập nhỏ rải rác khắp nơi.
Tổng diện tích đất lâm nghiệp của huyện là 18.733,19 ha, chiếm 49,68% diện tích tự nhiên, theo số liệu thống kê năm 2016 Rừng tự nhiên tại đây rất đa dạng và phong phú với nhiều loài gỗ quý Tuy nhiên, do tác động của con người, diện tích rừng tự nhiên đã bị suy giảm đáng kể, và nhiều khu vực đã được thay thế bằng rừng thứ sinh.
Huyện sở hữu nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú với trữ lượng lớn, bao gồm đá vôi, đá xây dựng, đất sét, đá bazan và quặng đa kim.
Huyện Lương Sơn, với vị trí gần thủ đô Hà Nội và địa hình đa dạng gồm núi đồi, thung lũng rộng, cùng hệ thống sông, suối và hồ tự nhiên, nhân tạo, đã tạo ra cảnh quan thiên nhiên lý tưởng cho phát triển du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng và sân golf.
Huyện có nhiều danh lam thắng cảnh và di chỉ khảo cổ học nổi bật, bao gồm các hang động tự nhiên như hang Trầm, hang Rồng, hang Tằm, hang Trổ, động Đá Bạc và động Long Tiên Những địa điểm này tạo ra tiềm năng lớn cho sự phát triển du lịch trong khu vực.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đặc điểm rừng trồng Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu
Thực vật có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với đất và sự hình thành đất
Chất hữu cơ là yếu tố quan trọng trong việc cải thiện tính chất vật lý và hóa học của đất Qua quá trình điều tra, đề tài đã tổng hợp các chỉ tiêu cấu trúc và sinh trưởng của rừng trồng Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu, được thể hiện trong bảng dưới đây.
Bảng 4.1 Đặc điểm của rừng trồng Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu Tuổi N (Cây/ha) Hvn (m) Dt (m) ĐTC
Bảng kết quả trên cho thấy:
Mật độ rừng trồng Bạch đàn trong khu vực không có sự khác biệt đáng kể, với mật độ trung bình là 1.746 cây/ha ở tuổi 1 và 1.520 cây/ha ở tuổi 5.
Chiều cao và đường kính tán cây tăng trưởng rõ rệt qua các cấp tuổi, với chiều cao trung bình đạt 1,45 m ở tuổi 1 và 11,25 m ở tuổi 5, tương ứng với mức tăng trưởng 2,25 m/năm Sự gia tăng chiều cao cho thấy cây trồng phát triển tốt Đường kính tán cũng tăng mạnh, đạt 1,10 m ở tuổi 1 và 4,15 m ở tuổi 5, góp phần làm tăng độ tàn che và độ giao tán, giúp giảm thiểu động năng hạt mưa tác động xuống bề mặt đất.
- Độ tàn che của tầng cây cao trong khu vực biến đổi rõ rệt theo tuổi Ở tuổi 1, rừng ở giai đoạn còn non, chưa khép tán và đạt 0,40 ở tuổi 5
Các chỉ tiêu sinh trưởng như chiều cao vút ngọn (Hvn) và đường kính tán (Dt) của cây Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu cho thấy sự đồng đều, cho thấy sự phát triển tương đối tốt và ổn định của cây trong môi trường này.
4.1.2 Cây bụi thảm tươi (CBTT) và thảm khô thảm mục (TKTM)
CBTT và TKTM không chỉ giúp phục hồi chất hữu cơ cho đất mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ đất, giảm dòng chảy mặt và cải thiện các tính chất lý, hóa, sinh học của đất Kết quả điều tra sơ bộ về tầng cây bụi thảm tươi và lớp thảm khô, thảm mục tại khu vực được thể hiện rõ trong bảng 4.2.
Bảng 4.2 Đặc điểm CBTT và TKTM tại khu vực nghiên cứu
Trạng thái rừng Cây bụi thảm tươi Thảm khô thảm mục
H tb (m) ĐCP (%) Độ dày (cm) ĐCP(%)
Kết quả điều tra cho thấy:
Tầng cây bụi thảm tươi dưới rừng Bạch đàn 1 tuổi chủ yếu gồm đơn buốt, cỏ lá tre, và cỏ tranh, với chiều cao trung bình 0,67m và độ che phủ 58% Khi rừng Bạch đàn đạt 5 tuổi, chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi tăng lên 1,35m, độ che phủ đạt 75%, với các loài chủ yếu như dương xỉ, cỏ lá tre, chó đẻ, sim, mua, và tàu bay Sự khác biệt trong sinh trưởng của cây bụi thảm tươi giữa hai trạng thái rừng là do biện pháp kỹ thuật chăm sóc khác nhau.
Kết quả xác định độ dày và độ che phủ của thảm khô, thảm mục cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các độ tuổi của rừng, với độ dày và độ che phủ tăng theo tuổi Cụ thể, ở tuổi 1, độ dày trung bình của lớp thảm khô chỉ đạt 1,00 cm và độ che phủ chỉ 21,00% Trong khi đó, ở tuổi 5, độ dày trung bình tăng lên 4,00 cm, với độ che phủ đạt 75% Nguyên nhân cho sự khác biệt này là do rừng Bạch đàn ở tuổi 5 có tầng cây cao và cây bụi phát triển mạnh, cung cấp lượng lớn vật rơi rụng cho đất, trong khi ở tuổi 1, rừng chưa khép tán, gần như không có vật rơi rụng từ tầng cây cao, chỉ có một phần lớp cây bụi thảm tươi chết đi tạo thành độ dày và độ che phủ thấp.
Tính chất lý học của đất tại khu vực nghiên cứu
Nghiên cứu này phân tích các tính chất vật lý cơ bản của đất dưới tán rừng trồng bạch đàn ở độ tuổi 1 và 5, bao gồm tỷ trọng, dung trọng và độ xốp của đất Kết quả phân tích được trình bày chi tiết trong bảng 4.3.
Bảng 4.3 Tỷ trọng, dung trọng và độ xốp của đất tại khu vực nghiên cứu Trạng thái rừng Độ sâu (cm) Tỷ trọng
Dung trọng (g/cm 3 ) Độ xốp (%)
Tỷ trọng là chỉ tiêu lý học quan trọng của đất, ảnh hưởng đến độ xốp và hàm lượng hữu cơ, tỷ lệ sét, sắt và nhôm Nó chủ yếu phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và hàm lượng chất hữu cơ trong đất Đất giàu chất hữu cơ và có hàm lượng mùn cao thường có tỷ trọng nhỏ, trong khi đất chứa nhiều khoáng vật nặng sẽ có tỷ trọng cao hơn.
Kết quả tại bảng 4.3 cho thấy: Tỷ trọng đất dưới tán rừng trồng Bạch đàn ở tại khu vực dao động từ 2,74 – 2,88 g/cm 3 , thuộc mức cao
Trong nghiên cứu về tỷ trọng của rừng trồng Bạch đàn, hai trạng thái rừng tuổi 1 và tuổi 5 cho thấy giá trị tỷ trọng không thay đổi lớn theo độ sâu Cụ thể, rừng tuổi 1 có tỷ trọng đạt 2,75 g/cm³ ở độ sâu 0 – 20 cm và 2,76 g/cm³ ở độ sâu 20 – 40 cm Đối với rừng tuổi 5, tỷ trọng tăng từ 2,74 g/cm³ lên 2,88 g/cm³ theo độ sâu tương ứng Kết quả cho thấy tỷ trọng có sự gia tăng nhẹ theo độ tuổi của rừng.
Dung trọng là chỉ số quan trọng phản ánh mức độ nén chặt của đất, đồng thời cho thấy hàm lượng chất hữu cơ trong đất Khi đi sâu vào lớp đất, dung trọng thường tăng lên Yếu tố này phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, cơ giới, hàm lượng mùn và kết cấu của đất.
Kết quả từ bảng 4.3 cho thấy đất dưới hai trạng thái rừng trồng Bạch đàn tuổi 1 và tuổi 5 có giá trị tỷ trọng khá lớn, dao động từ 1,25 g/cm³ đến 1,40 g/cm³, cho thấy đất ít bị nén đến nén chặt Tỷ trọng đất tăng theo độ sâu nghiên cứu; cụ thể, rừng trồng Bạch đàn tuổi 1 có tỷ trọng 1,25 g/cm³ ở độ sâu 0 – 20 cm và đạt 1,40 g/cm³ ở độ sâu 20 – 40 cm Tương tự, rừng trồng Bạch đàn tuổi 5 có tỷ trọng tương ứng là 1,32 g/cm³ và 1,30 g/cm³ ở hai độ sâu nghiên cứu.
Độ xốp của đất là tỷ lệ phần trăm giữa tổng thể tích khe hở và thể tích chung của đất, có ảnh hưởng lớn đến chế độ nhiệt của môi trường đất.
Độ ẩm trong không khí đất có sự khác biệt giữa các loại đất và các tầng đất khác nhau, điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần khoáng vật, cấu trúc cơ giới, hàm lượng chất hữu cơ và các biện pháp kỹ thuật canh tác.
Kết quả phân tích độ xốp của đất trong khu vực cho thấy mức độ xốp dao động từ 49,28% đến 54,55%, được coi là đạt yêu cầu cho canh tác Đặc biệt, đất dưới rừng trồng Bạch đàn 5 tuổi tại độ sâu 20 – 40 cm có độ xốp 54,17%, cao hơn so với độ sâu 0 – 20 cm với độ xốp 52,55%.
Tính chất hóa học của đất
Mùn trong đất không chỉ là nguồn dự trữ dinh dưỡng cho cây trồng mà còn ảnh hưởng đến nhiều tính chất lý hóa của đất Đất giàu mùn sẽ có kết cấu bền vững, thoáng khí và tơi xốp, giúp tăng khả năng hút và giữ nước Ngoài ra, mùn còn nâng cao khả năng hấp phụ cation, làm cho lân và các hợp chất lân dễ tan hơn, giảm độc tố cho cây, và cải thiện mức độ bão hòa bazơ cũng như tính đệm của đất.
Kết quả phân tích hàm lượng mùn trong đất dưới rừng trồng Bạch đàn tại khu vực nghiên cứu được trình bày tại bảng sau:
Bảng 4.4 Hàm lượng mùn trong đất tại khu vực nghiên cứu
Trạng thái rừng Độ sâu (cm) Mùn (%) Đánh giá
RT BĐ tuổi 1 0 – 20 3,19 Trung bình
RT BĐ tuổi 5 0 – 20 3,22 Trung bình
Hàm lượng mùn trong đất dưới hai trạng thái rừng biến động từ 3,14 – 3,26%, thuộc mức trung bình và không có sự thay đổi theo độ sâu nghiên cứu Kết quả này cũng cho thấy hàm lượng mùn trong đất trung bình theo tuổi rừng Bạch đàn.
Hình 4.1 Biến động hàm lượng mùn và các chất dễ tiêu trong đất rừng Bạch đàn tuổi 1 so với tuổi 5
Biểu đồ cho thấy hàm lượng mùn ở tuổi 5 tăng 2,03% so với tuổi 1 Sự gia tăng này là do lượng vật rơi rụng nhiều hơn và quá trình chăm sóc cây trong các năm qua đã tạo ra một lượng lớn mùn từ cây bụi thảm tươi.
4.3.2 Hàm lượng các chất dễ tiêu trong đất
Hàm lượng N, P, K dễ tiêu là các yếu tố dinh dưỡng đa lượng thiết yếu, ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật, từ đó quyết định năng suất cây trồng Tuy nhiên, các nguyên tố này thường xuyên biến đổi.
Mùn trong đất nhanh chóng hình thành và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đá mẹ, thành phần cơ giới, hàm lượng chất hữu cơ, biện pháp canh tác và hoạt động phân giải của vi sinh vật.
Kết quả phân tích hàm lượng N – P – K dễ tiêu trong đất ở khu vực nghiên cứu được thể hiện ở bảng 4.5
Bảng 4.5 Hàm lượng các chất dễ tiêu trong đất tại khu vực nghiên cứu
4.3.2.1 Hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất (NH 4 + ) Đạm là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, có vai trò quan trọng nhất đối với sinh trưởng và phát triển của thực vật Hàm lượng đạm trong đất phụ thuộc chặt chẽ vào hàm lượng chất hữu cơ và mùn Phần lớn chúng tồn tại ở dạng N – hữu cơ mà thực vật chủ yếu sử dụng đạm ở dạng vô cơ – NH4 +, 𝑁𝑂 3 − ) Theo nhiều nghiên cứu về đất rừng ở Việt Nam thì hàm lượng NH4 + chiếm ưu thế hơn NO3 -, do đất thường có phản ứng chua, Al 3+ lớn, anion NO3 - có khả năng hấp phụ kém, dễ bị rửa trôi nên hàm lượng hầu như rất ít Quá trình amon hóa diễn ra mạnh hơn quá trình nitrat hóa nên đạm dễ tiêu trong đất hình thành chủ yếu dưới dạng
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng đạm dễ tiêu tại khu vực nghiên cứu dao động từ 0,53 đến 0,78 mg/100g đất, thuộc mức nghèo Điều này phù hợp với phân tích hàm lượng mùn trong đất Hàm lượng đạm dễ tiêu giảm theo tuổi của rừng, từ 0,66 mg/100g ở tuổi 1 xuống 0,54 mg/100g ở tuổi 5 Sự khác biệt về hàm lượng NH4+ giữa các độ tuổi cho thấy nhu cầu sử dụng đạm tăng khi cây trưởng thành, trong khi đạm dễ bị rửa trôi, đặc biệt ở những khu vực có độ che phủ thực vật thấp.
4.3.2.2.Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất(P 2 O 5 )
Lân, cùng với đạm, đóng vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng Thiếu lân có thể dẫn đến hạt lép hoặc quả không có hạt, rễ phát triển kém và cây sinh trưởng chậm Hiệu quả của lân tối ưu nhất trong môi trường có pH từ 5,5 đến 7,0 Mặc dù lượng lân trong đất không nhiều bằng kali, nhưng do thực vật hấp thụ nhiều, lân chủ yếu tập trung ở tầng đất mặt, nơi có sự hấp phụ sinh vật.
Hàm lượng lân dễ tiêu trong đất dao động từ 0,13 đến 0,39 mg/100g đất, được xếp vào mức rất nghèo lân theo Oniani Đặc biệt, hàm lượng lân ở tuổi 5 thấp hơn nhiều so với tuổi 1, với mức lân ở tuổi 5 chỉ đạt từ 0,13 đến 0,21 mg/100g đất, trong khi ở tuổi 1, hàm lượng trung bình là 0,26 mg/100g đất, giảm xuống còn 0,18 mg/100g đất vào tuổi 5.
Hàm lượng lân dễ tiêu ở các cấp độ sâu 0 - 20cm trong rừng tuổi 1 và tuổi 5 thấp hơn so với độ sâu 20 – 40cm Sự biến động của hàm lượng lân trong đất theo cấp tuổi không có quy luật rõ ràng, trong khi biến động theo độ dốc được giải thích bởi việc bón phân cục bộ không đồng đều và việc lấy mẫu ngẫu nhiên.
4.3.2.3 Hàm lượng Kali dễ tiêu trong đất (K 2 O)
Kali là một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng thiết yếu cho sự phát triển của cây trồng, vì thực vật cần một lượng lớn kali để phát triển khỏe mạnh Nguồn cung cấp kali chủ yếu cho thực vật đến từ kali trao đổi, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng kali trong đất tại khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 3,95 – 4,71 mg/100g đất, thuộc mức rất nghèo Cụ thể, hàm lượng kali trung bình ở tuổi 1 là 3,95 mg/100g đất và tăng lên 4,71 mg/100g đất ở tuổi 5.
Kết quả từ bảng 4.5 cho thấy hàm lượng kali có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với độ sâu, cụ thể là hàm lượng kali ở độ sâu từ 0 – 20cm thấp hơn so với độ sâu từ 20 – 40cm ở cả hai độ tuổi.
4.3.3 Phản ứng chua của đất
Độ chua của đất được xác định bởi nồng độ H+ và Al3+ trong dung dịch đất; nồng độ càng cao thì đất càng chua Việc xác định độ chua có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn cơ cấu cây trồng phù hợp và quyết định mức độ cần thiết bón vôi để cải tạo đất, cũng như tính toán lượng vôi cần thiết cho từng diện tích canh tác Bài viết này sẽ phân tích độ chua hoạt tính của đất dưới rừng trồng Bạch đàn tại khu vực được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 4.6 Độ chua hoạt tính của đất tại khu vực nghiên cứu
Tuổi Độ sâu pH H2O pH KCl
Hình 4.2 Biến động pH H2O và pH KCl của đất dưới rừng Bạch đàn ở tuổi 5 so với tuổi 1 của khu vực nghiên cứu
4.3.3.1 pH H2O Độ chua hoạt tính do những ion H + tự do trong dung dịch đất gây nên và nó được biểu thị bằng pHH2O Loại độ chua này có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hòa tan các chất dinh dưỡng, từ đó quyết định đến khả năng cung cấp dinh dưỡng dễ tiêu cho thực vật của đất Hầu hết các nguyên tố dinh dưỡng đều tan tốt trong môi trường trung tình pH = 6, 0 – 7,5 Đồng thời xác định độ chua hoạt tính của đất là cơ sở để lựa chọn cây trồng phù hợp thông qua yêu cầu sinh thái của loài
Đánh giá ảnh hưởng của rừng trồng Bạch đàn ở hai tuổi khác nhau đến tính chất lý – hóa học của đất
Đề tài nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của rừng Bạch đàn 5 tuổi đối với tính chất lý hóa học của đất, so sánh sự thay đổi theo xu hướng tăng hoặc giảm so với rừng Bạch đàn 1 tuổi.
Bảng 4.7 Đánh giá ảnh hưởng của rừng Bạch đàn đến tính chất lý hóa học của đất (tuổi 5 làm đối chứng) Tuổi cây
1 tuổi Đánh giá Ảnh hưởng
Dung trọng Tăng _ Độ xốp Tăng +
P2O5 Tăng + pH H2O Tăng + pH KCl Tăng +
Ghi chú: (+) Có lợi (-) Có hại
Theo bảng 4.7, đất trồng Bạch đàn 5 tuổi tại khu vực nghiên cứu có nhiều chỉ tiêu có lợi vượt trội hơn chỉ tiêu có hại, với 8/9 chỉ tiêu có lợi được ghi nhận.
Tỷ trọng, độ xốp, hàm lượng mùn, K2O, NH4+, P2O5, pH H2O và pH KCl là những chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng đất, trong khi dung trọng là chỉ tiêu có hại Nguyên nhân chủ yếu là do quá trình phát dọn thực bì khi mới trồng, dẫn đến mất lớp đất mặt Thời gian sau đó, lớp thảm thực bì mới dần được phục hồi, giúp đất ổn định hơn Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc diệt cỏ và phân bón hóa học mà không chú trọng bón vôi đã ảnh hưởng đến chất lượng đất Ngoài ra, xói mòn đất ở những vùng dốc cũng làm giảm khả năng phục hồi của vi sinh vật và động vật trong đất, cũng như ảnh hưởng đến sự phát triển của lớp cây bụi.