Thạc Sĩ Đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng loài Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis

ĐẶT VẤN ĐỀ
Phân bón cung cấp nhiều nguyên tố dinh dưỡng cần thiết cho thực vật và bón phân hợp lý có tác dụng rất quan trọng trong việc nâng cao sức chống chịu, tăng khả năng sinh trưởng đối với rừng trồng. Khi phối hợp bón các loại phân bón hợp lý sẽ xúc tiến sự trao đổi chất trong cây làm tăng khả năng sinh trưởng phát triển của cây rừng. Trong trồng rừng điều mong muốn là tăng khả năng sinh trưởng, chất lượng cây rừng trong những năm đầu để thúc đẩy sinh trưởng trong những năm tiếp theo. Vì vậy, biện pháp kĩ thuật bón phân là yếu tố quan trọng trong công tác chăm sóc nuôi dưỡng rừng để đạt được thành công của công tác trồng rừng.
Keo lai là giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis), đây là loài có đặc tính sinh vật học và sinh thái học ưu việt hơn một số loài cây trồng rừng khác: sinh trưởng nhanh, biên độ sinh thái rộng, có khả năng thích ứng với nhiều loại đất, điều kiện lập địa khác nhau, có khả năng cải tạo đất, cải tạo môi sinh, có khả năng đảm bảo thành công trong rừng trồng và tạo ra vùng trồng nguyên liệu lớn, tập trung trong công nghiệp.
Trong vài thập kỉ gần đây, nước ta phát triển rừng trồng keo lai ồ ạt, chưa đầu tư kinh phí thích đáng cho việc chăm sóc với đúng quy trình thâm canh nên ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng rừng trồng keo lai. Biện pháp kĩ thuật bón phân là một trong những biện pháp kỹ thuật mũi nhọn nhằm thúc đẩy mạnh mẽ sinh trưởng của rừng. Tuy nhiên để đảm bảo bón phân có hiệu quả cần chú ý đến đặc điểm sinh học của loài bởi vì mỗi loài thực vật khác nhau có nhu cầu về hàm lượng dinh dưỡng khác nhau. Do vậy, cần xem xét về nhân tố đất nơi trồng các loài để lựa chọn loại phân bón và liều lượng bón phù hợp cho cây. Nếu không hiểu được nhu cầu dinh dưỡng của từng loài cây thì mặc dù đã cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây nhưng cây vẫn không sử dụng được. Như vậy, vừa gây lãng phí công sức và tiền vốn mà cây lại thiếu dinh dưỡng, sinh trưởng kém. Mặt khác, hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại phân bón khác nhau nhưng cũng không phải loại phân bón nào cũng tốt cho cây rừng.
Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón tới sinh trưởng của cây keo lai với mong muốn làm cơ sở khoa học để đề xuất biện pháp kĩ thuật bón phân phù hợp cho loài Keo lai nhằm làm cơ sở khoa học xác định loại phân bón, liều lượng bón, kĩ thuật bón phân phù hợp để Keo lai sinh trưởng và phát triển tốt đảm bảo thành công trong công tác trồng rừng. Với ý nghĩa như vậy tôi thực hiện đề tài: “ Đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng loài Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis) tại Trạm thực nghiệm giống cây rừng Ba Vì – Hà Nội ”

Phần 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Những nghiên cứu tìm hiểu ảnh hưởng phân bón đến cây trồng
1.1.1. Trên thế giới
- 1974: Polster, Fidler, Lir đã có kết luận sinh trưởng của cây thân gỗ phụ thuộc vào sự hút các nguyên tố khoáng từ đất. Trong suốt quá trình sinh trưởng, sự hút đó phụ thuộc vào độ dự trữ và mức độ dễ tan của chúng trong đất.
- Prianitnikov, 1964 đã nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đến thực vật và nêu rõ phân bón là nguồn dinh dưỡng bổ sung cho cây sinh trưởng và phát triển tốt, đối với từng loài cây cần có những nghiên cứu cụ thể tránh sự lãng phí phân bón không cần thiết,.
- Turbitxki, 1963 đã khẳng định các biện pháp bón phân sẽ được hoàn thiện một cách đúng đắn theo sự hiểu biết sâu sắc nhu cầu của cây, đặc điểm của đất và loại phân bón.
- Kali là một nguyên tố khoáng đa lượng rất cần cho cây con gieo ươm để giúp cây sinh trưởng tốt và tăng khả năng chống chịu với điều kiện bất lợi của môi trường. Trong giai đoạn cây mới gieo ươm sự sinh trưởng của các cơ quan bắt đầu, các tế bào trẻ mới hình thành dễ bị tổn thương bởi các điều kiện bất lợi từ môi trường. Mặt khác kali tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của bộ rễ, làm cho cây cứng cáp tăng sức đề kháng của cây, giảm quá trình thoát hơi nước và điều hòa quá trình sống làm cho cây khỏe mạnh (Andre Grro, 1967).
Theo giáo sư Pratuer: để nhận được sản lượng theo dự kiến trong việc sử dụng có định hướng và tiếp kiệm hơn nguồn phân bón, một cách làm thỏa mãn nhu cầu thay đổi của cây về dinh dưỡng trong các giai đoạn sinh trưởng khác nhau của chúng, mặt khác phải sử dụng hợp lý độ phì tự nhiên của đất.
D. N. Prianhishnhkov cho rằng trong việc nâng cao thu hoạch cây trồng 50% phụ thuộc phân bón, 25% do chọn giống và 25% do kĩ thuật.
1.1.2. Tại Việt Nam
Nước ta có rất nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của phân bón đến sinh trưởng của cây rừng như:
- Từ năm 1985-1988 trạm nghiên cứu Lâm nghiệp Ngọc Lạc – Thanh Hóa thực hiện đề tài: “Thâm canh rừng Luồng lấy măng xuất khẩu” do kĩ sư Trịnh Đức Trình thực hiện.
- Năm 1986 – 1988, trạm nghiên cứu Lâm nghiệp Thanh Hóa nghiên cứu đề tài “Biện pháp chăm sóc và khai thác rừng luồng” do kỹ sư Nguyễn Thị The làm chủ nhiệm.
- Tỉnh Bắc Giang, tỉnh Phú Thọ cũng đã đầu tư rất lớn về phân bón NPK, phân chuồng cho trồng thâm canh loài tre ngọt.
- Nguyễn Minh Đường, 1986 khi nghiên cứu chế độ phân bón cho một số loài đã kết luận: Cây sử dụng chất dinh dưỡng, nước trong đất thông qua hệ rễ, mức độ yêu cầu về số lượng, chủng loại không giống nhau mà phụ thuộc vào loài cây và thời kì sinh trưởng.
- Trương Thị Thảo từ năm 1989 trong luận án Tiến sĩ “Ảnh hưởng của dinh dưỡng N.P.K đến chất lượng cây ươm Thông nhựa” đã tìm ra công thức phân bón ảnh hưởng tốt nhất đến chất lượng cây con Thông nhựa giai đoạn vườn ươm.
- Nguyễn Thị Mừng, năm 1997 trong luận án Thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ che bóng, hỗn hợp ruột bầu đến sinh trưởng cây Cẩm lai trong giai đoạn vườn ươm ở Kontum đã tìm công thức bón phân tốt nhất cho sinh trưởng cây con Cẩm lai giai đoạn vườn ươm là công thức: 79% đất vườn ươm + 18% phân chuồng + 0.5% N + 2% P + 0.5% K và 80% đất vườn ươm + 15% phân chuồng + 1% N + 3% P + 1% K.
- Phạm Thị Quyên, 2003 đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số công thức phân bón đến sinh trưởng rừng Luồng, đưa ra biện pháp có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển của rừng Luồng.
- Theo Lê Văn Khoa và cộng sự (1996), cây trồng hút dinh dưỡng trong phân chuồng hữu cơ chậm hơn phân khoáng, nhưng nếu chỉ nhìn trước mắt thì thấy phân khoáng tham gia vào năng suất cây trồng nhiều hơn, còn phân chuồng thì cung cấp dần chất dinh dưỡng cho cây và cung cấp trong một thời gian dài, tổng số chất dinh dưỡng mà phân chuồng cung cấp cho cây trồng là rất lớn.
- Công trình nghiên cứu Hoàng Văn Dũng (1996) thử nghiệm về bón lót các loại phân bón hữu cơ và vô cơ với các tỉ lệ khác nhau cho cây Bần chua ở giai đoạn vườn ươm.
Riêng với loài Keo lai được trồng thử nghiệm ở nhiều nơi nhưng chưa có nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của chế độ phân bón đến sinh trưởng của cây Keo lai trong những năm đầu trồng rừng. Vì vậy khóa luận thực hiện với mong muốn góp phần đề xuất chế độ phân bón phù hợp với loài Keo lai để thúc đẩy sinh trưởng rừng trồng trong những năm đầu nhằm nâng cao năng suất chất lượng rừng trồng.
1.2 Lược sử nghiên cứu về cây Keo lai
1.2.1. Trên thế giới
Keo (Acacia sp) là một chi thực vật thuộc họ phụ trinh nữ (Mimosoideae) trong họ đậu (Leguminosae) với khoảng 1200 – 1300 loài, phân bố rộng rãi ở các nước châu Á, châu Đại Dương và cả một số nước châu phi và châu Mỹ (Turnbull, 1987). Riêng ở Australia đã có tới hơn 900 loài (Maslin và McDonad, 1996). Các loài keo Australia có thể tồn tại cả trên vùng bán nhiệt đới ẩm, bán ẩm lẫn các vùng cao nhiệt đới. Chính vì thế chúng được trồng trên 70 nước trên thế giới và che phủ trên diện tích khoảng 2 triệu ha (Turnbull, J.W và cộng sự, 1998).
Keo lai là tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa Keo tai tượng (Acacia mangium) và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis). Giống lai tự nhiên này được Messrs Herburn và Shim phát hiện vào đầu năm 1972 trong số các cây keo tai tượng trồng ven đường ở Sook Telupid thuộc bang Sabad của Malysia. Sau này Tham (1976) cũng coi đó là giống lai. Đến tháng 7 năm 1978, sau khi xem xét các mẫu tiêu bản tại phòng tiêu bản thực vật ở Queens Land (Australia) được gửi đến từ tháng 1 năm 1977 Ped gley đã xác nhận đó là giống lai tự nhiên giữa keo tai tượng và keo lá tràm.
Keo lai tự nhiên cũng được phát hiện ở vùng Balamuk và Old Tonda của Papua New Guinea (Turnbull, 1986; Gun et al, 1987; Griffin, 1988), ở một số nơi khác tại Sabah đã tìm thấy Keo lai ở 12 nơi (Relds và Lapongan, 1986). Keo lai cũng được phát hiện ở Thái lan (Kijkar, 1992). Ngoài ra, từ năm 1992 ở Indonesia đã bắt đầu có những nghiên cứu trồng Keo lai từ nuôi cấy mô phân sinh, cùng Keo tai tượng và Keo lá tràm (Umboh et al,1993). Keo lai tự nhiên còn được tìm thấy trong vườn ươm Keo tai tượng (lấy giống tù Malaysia) của Trạm nghiên cứu Jon-pu của Viện nghiên cứu lâm nghiệp Đài Loan (Kiang Teo et al, 1988) và ở khu trồng Keo tai tượng tại Quảng Châu (Trung Quốc).
Theo các nghiên cứu của Rufelds (1986) tại khu Ulukukut thì tỉ lệ cây lai là 3-4 cây/ha, còn theo Wong thì 1 cây lai/500 cây keo tai tượng tại nơi nghiên cứu này.
Trong giai đoạn vườn ươm cây con Keo lai hình thành lá giả sớm hơn Keo tai tượng và muộn hơn Keo lá tràm (Rufeds, 1988). Lá giả đầu tiên của Keo lá tràm thường xuất hiện ở lá thứ 4 – 5 của cây con, Keo tai tượng thường xuất hiện ở lá thứ 8 – 9 đến 10 – 11 thì lá giả đầu tiên ở Keo lai thường xuất hiện ở lá thứ 5 – 6 đến lá 8 – 9 (Gan và Sim Boon Liang, 1991). Ngoài ra, tính chất trung gian giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm của Keo lai được phát hiện ở các tính trạng khác như hoa tự, hoa và hạt (Bowen, 1981) và thể hiện rõ nhất khi phân tích Peroxydase isozyme, trong khi phổ isozym của Keo tai tượng có 2 vạch ở vị trí 1, 2; Keo lá tràm có 2 vạch ở vị trí 1, 3 thì Keo lai có có 3 vạch ở vị trí 1, 2, 3 (Zakaria, 1993).
Theo thông báo của Tham (1976) thì cây lai thường cao hơn cả hai loài bố mẹ, song vẫn giữ hình dáng kém của Keo lá tràm. Còn theo thông báo của Wong (dẫn từ Pinso và Nasi, 1991 thì trong nhiều trường hợp ở Sabad cây lai vẫn giữ được hình dáng đẹp của Keo tai tượng), Ông cũng thấy ưu thế lai của Keo lai thể hiện rất rõ rệt so với các loài keo bố mẹ. Đánh giá Keo lai tại Sabad một cách tổng hợp Pinso và Nasi (1991) đã thấy rằng cây lai có thể có ưu thế lai và có thể bị ảnh hưởng của cả hai yếu tố di truyền lẫn điều kiện lập địa. Họ cũng thấy sinh trưởng của cây Keo lai tự nhiên đời F[SUB]1[/SUB] tốt hơn xuất xứ Sabad của Keo tai tượng, song kém hơn xuất xứ ngoại lai như Orimo River (Papua New Guinea) hoặc Claudie River (Queensland, Australia), còn sinh trưởng của những cây từ đời F[SUB]2[/SUB] trở đi thì rất không đều với trị số trung bình còn kém hơn cả Keo tai tượng về độ tròn đều của thân, có đường kính cành nhỏ hơn và khả năng tỉa cành khá hơn Keo tai tượng, song độ thẳng thân cây, hình dạng tán lá và góc phân cành lại kém hơn Keo tai tượng. Còn Pinso và Nasi (1991) lại thấy rằng độ thẳng thân cây, đoạn thân dưới cành, độ tròn đều của thân ở cây Keo lai đều tốt hơn các loài keo bố mẹ và cho rằng Keo lai rất phù hợp với các chương trình trồng rừng thương mại. Cây Keo lai còn ưu điểm là có đỉnh ngọn phát triển tốt, thân cây đơn trục và tỉa cành tốt (Pinyopusarerk, 1990).
Cũng chính vì vậy, Keo lai đã được nghiên cứu nhân giống bằng hom (Griffin, 1988), hoặc nuôi cấy mô phân sinh bằng môi trường cơ bản (Murashige và Skooge) và cho ra rễ trong phòng và ở nền cát sông 100% với khả năng ra rễ đến hơn 70% (Darus, 1991).
Như vậy, Keo lai đã được phát hiện khá sớm ở Malaysia và Papua New Guinea và đã có những nghiên cứu một số tính chất cơ bản về hình thái và sinh trưởng của chúng, cũng như về khả năng nhân giống hom và nuôi cấy mô.
Tuy vậy, đến trước năm 1996 vẫn chưa có những nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học cũng như về tính chất bột giấy của Keo lai. Lại càng chưa có nghiên cứu về phương thức chăm sóc, biện pháp kĩ thuật bón phân cho các dòng tốt nhất để phát triển vào sản xuất. Chính vì vậy, Keo lai được phát hiện khá sớm và mặc dầu đã có những ý kiến về phát triển các giống lai này vào sản xuất. Song đến trước năm 1996, đến khi có công bố các nghiên cứu của Viêt Nam, vẫn chưa có các nghiên cứu ứng dụng để phát triển các dòng Keo lai tốt nhất vào sản xuất.
Lai nhân tạo giữa Keo tai tượng và Keo lá tràm đã được các nhà khoa học của Trường Đại học Adelaire, Australia đưa ra và áp dụng ở Malaysia (Sedgley, Harbard, Smith và Wickneswri, 1991; Sedley, Harbard và Smith, 1992). Năm 1991 đã có một hội thảo do ACIAR tài trợ về: “Lai giống và Nhân giống keo nhiệt đới Australia” được tổ chức tại Sabad, Malaysia và tại đây các nhà khoa học đã hướng dẫn cụ thể về phương pháp luận cũng như kỹ thuật lai cho hai loài keo trên.
1.2.2. Tại Việt Nam
Ở nước ta, Keo lai được Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) phát hiện tại Ba Vì – Hà Nội, Tân Tạo – Thành phố Hồ Chí Minh và một số nơi khác.
Các cây lai này đã xuất hiện trong các rừng trồng Keo tai tượng, được lấy giống từ các khu khảo nghiệm Keo tai tượng trồng cạnh Keo lá tràm tại Đông Nam Bộ và Ba Vì. Vì thế có thể biết mẹ chúng là Keo tai tượng (Acacia mangium) và bố chúng là Keo lá tràm (Acacia auriculyformis).
Giống lai vùng Ba Vì được lấy từ khu khảo nghiệm giống Keo trồng năm 1982 tại Lâm trường Ba Vì. Cây mẹ là Keo tai tượng, xuất xứ Daintree (thuộc bang Queensland của Australia) ở vĩ độ 16[SUP]0[/SUP]17’N, kinh độ 145[SUP]0[/SUP]31’Đ, với lượng mưa hàng năm khoảng 800 – 1200mm/năm. Cây bố là Keo lá tràm, và xuất xứ Darwin (thuộc bang Northern territory của Australia) có vĩ độ 12[SUP]0[/SUP]26’N, kinh độ 132[SUP]0[/SUP]16’Đ, với lượng mưa hàng năm khoảng 1500-1900mm/năm.
Giống lai vùng Đông Nam Bộ được lấy từ khu khảo nghiệm giống keo trồng năm 1984. Cây mẹ là Keo tai tượng xuất xứ Mossman (thuộc bang Queensland của Australia) có vĩ độ 16[SUP]0[/SUP]20’N, kinh độ 145[SUP]0[/SUP]24’Đ với lượng mưa hàng năm khoảng 800 – 1200mm. Cây bố là Keo lá tràm được đưa vào gây trồng trước đây không rõ xuất xứ hoặc thuộc xuất xứ Oenpelli (thuộc bang Northern Territory của Australia) ở vĩ độ 12[SUP]0[/SUP]20’N, kinh độ 133[SUP]0[/SUP]04’Đ với lượng mưa hàng năm khoảng 1300 – 1700mm.
Như vậy các giống lai ở nước ta dù được phát hiện hoặc lấy giống ở miền Bắc hay miền Nam về cơ bản đều có cây mẹ thuộc cùng vùng sinh thái giống nhau, do đó có khả năng phát triển như nhau trên các vùng sinh thái chính ở nước ta. Tuy nhiên do đặc điểm sinh trưởng và phát triển riêng biệt của chúng nên các giống này có thể có ưu thế lai khác nhau rõ rệt.
Ngay sau khi các cây lai được phát hiện đã có những nghiên cứu về các tính chất của gỗ, các đặc điểm sinh trưởng, sinh thái của loài cây đầy tiềm năng này. Các nghiên cứu có thể kể đến như: những nghiên cứu đầu tiên nhằm xác định xuất xứ loài cây bố mẹ. Tiếp đó là các nghiên cứu về hình thái thân cây con, hình thái lá, quả và một số đặc trưng quan trọng khác như khả năng cố định đạm cải tạo đất, tiềm năng bột giấy, nhân giống bằng hom và khả năng nuôi cấy bằng mô phân sinh, những nghiên cứu về chọn cây trội, khảo nghiệm dòng vô tính. Ngoài những nghiên cứu về đặc điểm sinh vật học, sinh thái học cây Keo lai còn được nghiên cứu trên các phương diện khác như hiệu quả kinh tế khi gây trồng, đến các biện pháp lâm sinh để giảm thiểu tác hại của các loại sâu bệnh hại đến năng suất và chất lượng rừng trồng. Cây Keo lai không chỉ được nghiên cứu với tư cách là loài cây trồng rừng theo phương thức quảng canh mà còn được nghiên cứu theo hướng thâm canh tăng năng suất như ảnh hưởng của bón lót đến sinh trưởng của cây, phản ứng của cây giai đoạn mới trồng với các loại phân bón, tiếp theo là các biểu sản phẩm, tuổi thành thục công nghệ đến các biện pháp chuyển đổi mục đích sử dụng đối với các loại rừng trồng thuần loài loại cây này. Với sự những nghiên cứu khá đầy đủ nên diện tích trồng Keo lai liên tục được tăng lên trong những năm gần đây (năm 1995 cả nước mới trồng được 160ha Keo lai thì đến hết năm 2004 diện tích trồng Keo lai trong cả nước đã hơn 100.000 ha, riêng năm 2003 đã trồng 46.100 ha), đây cũng là một trong những giống cây trồng chủ yếu ở miền Trung và miền Nam nước ta, đặc biệt là ở vùng Đông Nam Bộ.
Như vậy, Keo lai sinh trưởng nhanh hơn rõ rệt so với các loài cây bố mẹ, song đây là giống lai tự nhiên nên muốn trồng rừng có năng suất cao phải dùng giống đã được Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn công nhận (BV10, BV16, BV32, TB3, TB5, TB6, TB12, KL2). Mặt khác đây là giống lai đời F[SUB]1[/SUB] nên không thể dùng hạt để gây trồng rừng mới mà phải dùng cây hom hoặc cây mô của những giống đã qua khảo nghiệm. Bên cạnh đó việc phương thức trồng và bón phân phù hợp cũng giúp cây Keo lai phát triển tốt, để đáp ứng việc trồng rừng sản xuất quy mô.