Đề tài Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh

ĐẶT VẤN ĐỀ Xói mòn đất là hiện tượng bào mòn lớp đất mặt, làm mất dinh dưỡng đất ở những vùng đất dốc, gây ảnh hưởng lớn đến mọi hoạt động sản xuất của con người. Đây là vấn đề đã và đang được quan tâm, tranh luận nhiều trong sản xuất Nông - Lâm nghiệp, đặc biệt với đối tượng cây cao su (Hevea brasiliensis Muell) mới được đưa vào canh tác trên đất Lâm nghiệp. Với đặc tính sinh trưởng nhanh và dễ trồng, hiện nay cây cao su đã và đang được phát triển nhanh chóng ở Việt Nam. Tổng diện tích trồng cao su đến nay đã đạt trên 500.000 ha. Những nơi trồng nhiều nhất là miền Đông Nam Bộ, Tây nguyên và một số tỉnh miền Trung như Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh. Hiện nay, người ta đang nghiên cứu mở rộng diện tích trồng cao su ra cả các tỉnh miền núi phía Bắc với các mô hình trồng rừng Cao su thử nghiệm tại Lai Châu, Sơn La. Cây Cao su hứa hẹn là cây góp phần phủ xanh đất trống đồi núi trọc, là một trong những loài cây chủ đạo làm thay đổi những vùng đất nghèo khó, phát triển kinh tế miền núi và là “cây vàng” trong thời kỳ kinh tế thị trường. Tuy nhiên, trước sự gia tăng nhanh chóng diện tích trồng cao su đã xuất hiện nhiều ý kiến trái ngược nhau về tác động của rừng trồng cao su trên đất dốc đến môi trường đất, đặc biệt là vấn đề xói mòn đất. Hiện tượng xói mòn mạnh hay yếu? Những thành phần vật chất khác nhau của đất mất đi bao nhiêu? Biện pháp kỹ thuật cụ thể để duy trì dinh dưỡng của đất dưới rừng Cao su? Ở nước ta những năm gần đây, trồng mới cây cao su chủ yếu là ở những vùng đất dốc (với độ dốc từ 80 - 250) tại nhiều tỉnh miền Trung và miền Bắc. Những vùng đất này rất nhạy cảm với thiên tai, đặc biệt rất dễ bị xói mòn mạnh do lớp phủ thảm thực vật nguyên thủy không còn như trước mà thay vào đó là những cánh rừng cao su mới trồng. Để canh tác và phát triển cây cao su bền vững, đạt hiệu quả cao về kinh tế - xã hội - môi trường, vấn đề đặt ra là nghiên cứu, xác định được lượng đất xói mòn, thành phần vật chất xói mòn. Từ đó có những giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất do xói mòn, duy trì sức sản xuất của đất. Ở Việt Nam, cho đến nay những nghiên cứu về xói mòn còn hạn chế, nghiên cứu lượng vật chất và thành phần vật chất bị xói mòn dưới tán rừng rất ít đặc biệt là nghiên cứu dưới rừng Cao su. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài : “Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh” được thực hiện là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. CHƯƠNG 1 LƯỢC SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Trên thế giới - Nghiên cứu tác động của rừng trồng đến môi trường đất và xói mòn đất. Một vài thế kỷ gần đây, dân số thế giới tăng nhanh đã thúc đẩy nhu cầu về lương thực, thực phẩm, lâm sản…. Đồng thời, nhịp độ phát triển nhanh chóng của các cuộc cách mạng về kinh tế - kỹ thuật đã góp phần quan trọng trong việc tàn phá môi trường tự nhiên, khai thác triệt để các nguồn tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên đất đai, tài nguyên rừng. Giữa thế kỷ XVIII, nhiều khu rừng trên thế giới đã bị chặt bỏ, thay thế vào đó là những diện tích canh tác nông nghiệp. Hiện tượng xói mòn do canh tác liên tục dẫn đến làm suy giảm độ phì và năng suất cây trồng. Trước thực tiễn này đã thúc đẩy những nghiên cứu về đất, xói mòn đất, biện pháp phòng chống xói mòn, bảo vệ đất… của các nhà khoa học trên thế giới. Trong lĩnh vực đất rừng, các nhà khoa học tập trung nghiên cứu về tính chất của đất ở các khu vực khác nhau, ở các trạng thái khác nhau và đã rút ra kết luận: Nhìn chung độ phì của đất dưới rừng trồng đã được cải thiện đáng kể và sự cải thiện tăng dần theo tuổi (Shosh,1878; Iha.M.N, Pande.P và Rathore, 1984; Basu.P.K và Aparajita Mandi, 1987; Chakraborty.R.N và Chakraborty.D, 1989; Ohta, 1993). Các loài cây khác nhau có ảnh hưởng rất khác nhau 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 Banerjee.S.K, 1998). Công trình nghiên cứu đầu tiên về xói mòn đất và dòng chảy được thực hiện bởi nhà bác học Volni người Đức trong thời kỳ 1877 đến 1885 ( Hudson, 1981)[11]. Những ô thí nghiệm được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như thực bì, lượng mưa tới dòng chảy và xói mòn đất trong công trình này. Tác giả cũng nghiên cứu ảnh hưởng của loại đất và độ dốc mặt đất tới dòng chảy và xói mòn đất. Tuy nhiên, phần lớn các kết luận chưa được định lượng một cách rõ ràng. Sau đó, những nghiên cứu về xói mòn đất được thực hiện ngày một nhiều ở Mỹ, Liên Xô và một số nước phát triển khác. Bằng các thí nghiệm trong phòng, Ellsion (Hudson, 1981)[11] thấy rằng các loại đất khác nhau có biểu hiện khác nhau trong các pha xói mòn đất do nước. Ellsion là người đầu tiên phát hiện ra vai trò của lớp phủ thực vật trong việc hạn chế xói mòn đất và vai trò cực kỳ quan trọng của hạt mưa rơi đối với xói mòn. Phát hiện của ông đã mở ra một hướng mới trong nghiên cứu xói mòn đất, đã làm thay đổi quan điểm nghiên cứu về xói mòn và khả năng bảo vệ của lớp thảm thực vật. Các nghiên cứu xói mòn bắt đầu chuyển sang nghiên cứu định lượng, xác định cơ chế xói mòn, tìm công thức toán học để mô phỏng quá trình xói mòn. Nhờ các phương tiện hiện đại, người ta đã tiến hành nghiên cứu xói mòn không chỉ trong điều kiện tự nhiên mà cả trong điều kiện nhân tạo: mưa nhân tạo, độ dốc nhân tạo, độ che phủ nhân tạo. Các nhà nghiên cứu nổi tiếng trong giai đoạn này là: Ellsion ( Hudson, 1981 [11]), Delixop, Mikhevic (Zakharop, 1981[11]), Wischmeier (1959 [21], 1974 [22]),... Vào năm 1958, Wischmeier và Smith đã đưa ra phương trình mất đất phổ dụng (USLE), có dạng tổng quát như sau: A = 2,47. R.K.LS.C.P ( 1 – 1) Trong đó: A: Lượng đất xói mòn (tấn/ ha/ năm) R: Hệ số xói mòn do mưa K: Hệ số xói mòn của đất LS: Hệ số xói mòn do độ dốc và chiều dài dốc C: Hệ số xói mòn do lớp phủ thực vật P: Hệ số bảo vệ đất của các biện pháp liểm soát xói mòn Phương trình mất đất phổ dụng được dùng phổ biến trên thế giới để xác định hệ số an toàn về độ dốc, chiều dài dốc, hệ số cây trồng và canh tác, đánh giá và so sánh lượng đất xói mòn của các phương thức sử dụng đất khác nhau và dự báo nguy cơ xói mòn đất cho vùng lãnh thổ nhất định. Thông qua phương trình đã làm sáng tỏ ảnh hưởng của từng nhân tố đến xói mòn đất. Nó còn có tác dụng định hướng cho nhiều nghiên cứu nhằm xác định quy luật xói mòn và nghiên cứu các mô hình canh tác bền vững ở các khu vực có điều kiện địa lý khác nhau. Vào những năm 70 của thế kỷ XX, phương trình mất đất phổ dụng được cải tiến để áp dụng cho đất rừng và một số loại đất phi nông nghiệp khác, được gọi là phương trình mất đất biến đổi: A= R.K.LS.MV (1 – 2) Trong đó: A: Lượng đất xói mòn (tấn/ acre/ năm) R: Hệ số xói mòn do mưa K: Hệ số xói mòn của đất LS: Hệ số xói mòn do độ dốc và chiều dài dốc MV: Hệ số về biện pháp quản lý thực bì Trong phương trình mất đất biến đổi, tính phức tạp của phương trình mất đất phổ dụng đã được giảm bớt trên cơ sở ghép các nhân tố lớp phủ thực vật và nhân tố bảo vệ đất thành nhân tố thực bì. Việc áp dụng phương trình mất đất biến đổi trở nên đơn giản hơn. Tuy nhiên, mục tiêu sử dụng phương trình chủ yếu vần là đất nông nghiệp. Khi áp dụng cho các loại rừng thì kết quả có độ chính xác không cao. Vì thế, tùy vào điều kiện cụ thể mà có những điều chỉnh phù hợp. - Nghiên cứu tác động của rừng cây cao su đến môi trường đất. Cây cao su có tên gốc gọi là cây Hê vê (Hévéa), mọc dọc theo sông A-ma-zôn ở Nam Mỹ. Đây là một trong những cây công nghiệp quan trọng về kinh tế nên được phát triển ở nhiều quốc gia, là nguồn nguyên liệu chiến lược cho nhiều lĩnh vực sản xuất và đời sống. Ở Trung Quốc từ đầu những năm 1950 đã có nhiều ha rừng tự nhiên được thay thế bởi các đồn điền cao su. Chúng không chỉ được phát triển trên đất đỏ bazan màu mỡ, ở những nơi bằng phẳng với khí hậu ấm áp mà còn được phát triển trên cả những loại đất có độ phì kém hơn ở những vùng dốc với khí hậu lạnh hơn. Kết quả nghiên cứu của WANG Xianpu cho thấy rừng cao su ở Trung Quốc có khả năng bảo vệ đất và nước tốt hơn nhiều một số loại hình rừng trồng thuần loài khác. Ailen et al.,(1982) khi nghiên cứu về tác động môi trường rừng cao su ở bán đảo phía Tây Singapo nhận thấy những hiệu quả thấp về giữ nước và bảo vệ đất của rừng trồng cao su. Ông kết luận rằng quá trình trồng cao su sẽ không tránh khỏi sự gia tăng dòng chảy mặt và xói mòn đất. Xói mòn đất càng nghiêm trọng hơn khi người trồng cao su tiến hành phát dọn sạch thực bì dưới tán rừng. Một số tác giả nghiên cứu về khả năng bảo vệ môi trường của rừng cao su như: Gao Suhua (1985), Wu Eryu (1984), Chen Yongshan (1982) đã điều tra hiệu quả bảo vệ đất và nước của các đồn điền cao su ở Trung Quốc. Nhìn chung các nghiên cứu của các tác giả trên thế giới chủ yếu là nghiên cứu sơ bộ đặc điểm hệ sinh thái rừng cao su và chức năng sinh thái của chúng, mà một số tác động khác của hệ sinh thái này chưa được làm rõ. 1.2. Ở Việt Nam - Nghiên cứu tác động của rừng trồng đến môi trường đất và xói mòn đất. Tại Việt Nam, các công trình nghiên cứu xói mòn đầu tiên xuất hiện vào những năm 1960 - 1964 như công trình của Nguyễn Ngọc Bình, Cao Văn Vinh về ảnh hưởng của độ dốc tới xói mòn đất, góp phần đề ra các chỉ tiêu, quy chế bảo vệ, sử dụng và khai thác đất dốc. Cũng trong thời gian này các tác giả như Tôn Gia Huyên, Chu Đình Hoàng, Nguyễn Xuân Quát - Bùi Ngạnh (1963) [8]…đã tập trung nghiên cứu ở Tây Bắc, Bắc Thái, Sơn La, Phú Thọ, Lào Cai về các biện pháp công trình và trồng cây phân xanh che phủ đất. Những kết quả nghiên cứu này đã góp phần xây dựng lên quy phạm tạm thời thiết kế trên đồi của Bộ Nông nghiệp. Vào những năm 1965 - 1975, do hoàn cảnh khó khăn, thời kỳ chiến tranh nên các nghiên cứu bị gián đoạn, ít đi. Tuy công tác nghiên cứu có ít đi nhưng thực chất đã có hướng phát triển theo chiều sâu và chiều rộng, đã có phân vùng xói mòn, xây dựng các trạm quan trắc xói mòn định vị lâu dài. Điển hình một số công trình được nói đến trong giai đoạn này như công trình của Chu Đình Hoàng (1976, 1977), Đào Khương (1970) về những nét đặc trưng chủ yếu của xói mòn vùng khí hậu nhiệt đới Việt Nam; Công trình của Bộ môn khí tượng thủy văn ( Viện nghiên cứu Lâm nghiệp) về ảnh hưởng của rừng tới xói mòn; Công trình của Hà Học Ngô( 1971) và Ngô Đức Thiều về biện pháp công trình phân cắt dòng chảy; Công trình của Bùi Quang Toản (1974) về kỹ thuật canh tác trên nương đã định canh [10]…Những nghiên cứu này đã bước đầu đề ra được một số biện pháp chống xói mòn đất thích hợp. Sau khi chiến tranh kết thúc (1975), các công trình nghiên cứu xói mòn đất đã được xúc tiến với nhiều phương pháp nghiên cứu hiện đại được ứng dụng, hàng loạt các khu quan trắc được xây dựng. Công trình nghiên cứu xói mòn đất ở Thanh Hòa ( Vĩnh Phú), Nguyễn Quang Mỹ và Đào Đình Bắc (1985) đã đưa ra nhận xét về đặc điểm xói mòn đất ở Việt Nam như sau ( dẫn theo Phạm Văn Điển, 2006 [3]): + Quá trình xói mòn đất ở Việt Nam có những đặc điểm khác biệt so với các miền ôn đới, hàn đới. Ở nước ta, hiện tượng xói mòn theo bề mặt gây tác hại to lớn hơn cả, tiếp sau là xói mòn theo dòng, còn xói mòn do gió chỉ hoạt động ở một số nơi có điều kiện thích hợp như ở Tây Nguyên và dải đồng bằng hẹp ven biển miền Trung. Do vậy, hướng nghiên cứu và các biện pháp chống xói mòn đất ở nước ta chủ yếu nhằm vào quá trình xói mòn bề mặt. + Việc chống xói mòn ở Việt Nam phải mang đặc điểm riêng của miền nhiệt đới ẩm, chứ không theo khuôn mẫu của các nước Âu, Mỹ. + Cường độ xói mòn đất Nông nghiệp ở Việt Nam rất mạnh (150 - 200 tấn/ ha/ năm), song các biện pháp chống xói mòn còn rất thô sơ và chưa được triển khai rộng rãi. Nhận định này của tác giả cơ lẽ hơi phiến diện, vì lượng đất xói mòn 150 - 200 tấn/ ha/ năm chỉ xảy ra ở một số nơi có độ dốc lớn, đất có kết cấu không tốt, nghèo mùn, thảm thực vật trơ trụi, chứ không thể là lượng đất xói mòn bình quân ở nước ta. Từ đầu những năm 1990, với sự sát nhập vào mạng lưới Nghiên cứu Đất dốc Châu Á của tổ chức Nghiên cứu Quản lý Đất Quốc tế ( IBSRAM), nhiều nghiên cứu định vị đã được triển khai ở các tỉnh phía Bắc và Tây Nguyên. Các ô đo đếm xói mòn được thiết kế thống nhất, việc quan trắc tiến hành lâu dài và có hệ thống. Tiêu biểu là một số công trình: Công trình của Bùi Quang Toản (1991), “ Một số vấn đề về nương rẫy ở Tây Bắc và phương hướng sử dụng”; Công trình nghiên cứu của Nguyễn Quang Mỹ (1979, 1983, 1984, 1990) về xói mòn đất nông nghiệp Tây Nguyên và các nhân tố ảnh hưởng tới xói mòn;… Năm 1999, Phạm Văn Điển đã nghiên cứu đặc điểm thủy văn của một số thảm thực vật rừng làm cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn rừng giữ nước vùng xung yếu thủy điện Hòa Bình. Bằng những nghiên cứu cụ thể, tác giả đã đưa ra được tiêu chuẩn để lớp phủ thực vật bắt đầu có giá trị giữ nước được viết dưới dạng biêu thức: U = [(TC + CP).X / S] ≤ 53,75. Các giá trị của tổng độ tàn che và đọ che phủ được xác định từ biểu thức chính là các giá trị mà từ đó trở lên thì tác dụng giữ nước của lớp thảm thực vật mới có ý nghĩa đáng kể. Có thể viết tiêu chuẩn của cấu trúc rừng giữ nước dưới dạng một biểu thức sau: K = [(TC + CP).X /S] ≥ 180,81. Như vậy, để đảm bảo khả năng giữ nước của rừng thì mỗi bộ giá trị của độ dốc và độ xốp của lớp đất mặt cần có tổng tỷ lệ độ tàn che và độ che phủ nhất định của lớp thảm thực vật. Các giá trị của các chỉ tiêu tổng hợp được tính từ biểu thức trên cũng chính là tiêu chuẩn cho phép khai thác lợi dụng rừng mà vẫn không làm giảm đáng kể tác dụng giữ nước của rừng. - Nghiên cứu tác động của rừng Cao su đến môi trường đất. Ở Việt Nam, nghiên cứu tác động của rừng Cao su đến môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng còn khá mới mẻ. Trong phần lớn tài liệu nghiên cứu về cây Cao su đều ít nhiều đề cập đến tác động môi trường của chúng. Tuy nhiên chưa có nghiên cứu riêng về vấn đề này một cách cụ thể. Tác giả Nguyễn Khoa Chi (1977), cho rằng cây Cao su là một trong những loài cây bảo vệ môi trường rất tốt, có khả năng chống xói mòn và không làm hủy hoại đất. Theo nghiên cứu của Trương Đình Trọng, 2005 về “ Thực trạng thoái hóa đất bazan ở tỉnh Quảng Trị và các giải pháp bảo vệ môi trường đất”: Ở một số vùng sau khi lớp phủ rừng bị lột bỏ và đã được trồng cây công nghiệp dài ngày như Cà phê, Cao su, Chè thì đất có biểu hiện thoái hóa nhẹ, tạo ra một tầng đất chặt dưới tầng canh tác. Như vậy vẫn còn nhiều ý kiến trái ngược nhau về tác động của rừng đến môi trường đất. Các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc so sánh ảnh hưởng của rừng Cao su đến một số tính chất của đất với các loại hình canh tác khác, chưa đánh giá được ảnh hưởng của nó ở các độ dốc và các cấp tuổi khác nhau, khả năng bảo vệ đất chống xòi mòn. 1.3. Nhận xét, đánh giá chung Điểm qua các công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước liên quan đến đề tài nghiên cứu, ta có thể rút ra một số nhận xét sau đây: - Trên thế giới, việc nghiên cứu tác động của rừng trồng nói chung và rừng Cao su nói riêng tới môi trường đất đã có lịch sử lâu dài. Nhưng các kết quả nghiên cứu đều cho thấy chưa có sự khác biệt rõ ràng giữa rừng trồng Cao su với các loại rừng khác đối với đất. - Ở Việt Nam, cây Cao su có đặc điểm sinh thái tương đối phù hợp, là cây có triển vọng phát triển kinh tế cao. Tuy nhiên, những tác động đến môi trường của rừng trồng Cao su, đặc biệt là môi trường đất còn chưa được làm rõ và có nhiều tranh luận đưa ra: Một số người cho rằng rừng trồng Cao su có hiệu quả tích cực với môi trường, nhưng một số khác lại khẳng định rừng Cao su có khả năng bảo vệ đất, cải thiện độ phì đất và giữ nước kém,... Vì vậy, phát triển cây Cao su một cách ồ ạt ở nước ta có thể dẫn đến những tác động xấu cho môi trường đất đai trên địa bàn canh tác. Đây chính là yêu cầu, đòi hỏi cấp thiết của thực tiễn trong kinh doanh, trồng rừng Cao su trên địa bàn nhiều tỉnh. Đề tài: “Nghiên cứu thành phần vật chất xói mòn ở rừng cao su tại Hương Khê – Hà Tĩnh” được thực hiện nhằm cung cấp thêm các thông tin về thành phần và lượng các chất xói mòn, lượng đất xói mòn. Trên cơ sở đó đề xuất được các giải pháp kỹ thuật làm giảm thiểu lượng đất, lượng chất dinh dưỡng bị mất do xói mòn nhằm phát triển cây Cao su tại khu vực và các địa phương khác có điều kiện tương tự. CHƯƠNG 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được thành phần, hàm lượng các chất trong vật chất xói mòn tại các lâm phần Cao su, làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp giảm xói mòn đất. - Đề xuất được một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất. 2.2. Giới hạn nghiên cứu - Về địa bàn nghiên cứu: Giới hạn trong diện tích trồng Cao su của Nông trường Hương Long thuộc Công ty Cao su Hương Khê, Nông trường Phan Đình Phùng thuộc Công ty Cao su Hà Tĩnh. - Về nội dung nghiên cứu: + Lượng đất bị xói mòn tại nông trường Hương Long và nông trường Phan Đình Phùng. + Chỉ phân tích sản phẩm xói mòn đất ở nông trường Hương Long. 2.3. Nội dung nghiên cứu 2.3.1. Một số đặc điểm của các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất do mưa trong khu vực nghiên cứu - Chế độ mưa - Địa hình - Đất - Thảm thực vật 2.3.2. Lượng đất xói mòn 2.3.3. Lượng thành phần vật chất xói mòn - Hàm lượng mùn trong vật chất xói mòn - Hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng trong vật chất xói mòn - Thành phần cơ giới 2.3.4. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất và bổ sung dinh dưỡng cho rừng Cao su 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu tại hiện trường( kế thừa) a. Thu thập, kế thừa có chọn lọc các tài liệu có liên quan đã được nghiên cứu và xác định trước đó. b. Nguồn số liệu về đặc điểm rừng Cao su và sản phẩm xói mòn được thu thập từ Nông trường Hương Long và Nông trường Phan Đình Phùng ở Hương Khê, Hà Tĩnh. c. Nguồn số liệu về chế độ mưa được thu thập từ: + Trạm quan trắc thủy văn của huyện. + Nông trường Hương Long và Nông trường Phan Đình Phùng: đo bằng bình đo mưa ở vị trí lân cận khu thí nghiệm d. Phương pháp bố trí thí nghiệm ( bãi đo đếm xói mòn) Từ thực tiễn phân tích các đặc điểm khí hậu thủy văn và điều kiện địa hình của khu vực trồng Cao su, đề tài đã lựa chọn phương án nghiên cứu thiết lập các bãi đo xói mòn như sau: Bãi đo đếm hình chữ nhật có diện tích 240m2 với kích thước : + Chiều rộng: 12m theo đường đồng mức, chứa đủ 4 hàng cây. + Chiều dài: 20m vuông góc với đường đồng mức. Đường viền cô lập bãi đo đến được làm bằng chất dẻo. Máng được làm bằng tôn với kích thước là: 1200×20×20 cm, trên mỗi máng lắp đặt một đồng hồ đo dòng chảy và có lưới chắn trước đồng hồ. Việc thiết kết máng thu nước như trên nhằm mục đích là cho phép đo lượng nước chảy ra từ tất cả cửa thoát nước trong thời gian thí nghiệm để tính tổng lượng nước chảy bề mặt thực tế. 12m 20m Hình 2.1. Ô thí nghiệm và bố trí máng thu nước Nước chảy bề mặt xuống máng hứng Cửa thoát nước 12m 25cm 20cm 20cm Nước chảy bề mặt xuống máng hứng Cửa thoát đặt đồng hồ Mực nước chết Nước giữ lại trong máng 7.5cm Hình 2.2. Máng thu nước trong ô thí nghiệm và mặt cắt e. Điều tra đặc điểm của bãi đo đếm. * Độ dốc: Độ dốc mặt đất tại các bãi đo được xác định bằng địa bàn cầm tay, mỗi bãi đo ta đo tại 10 vị trí khác nhau rồi lấy trị số trung bình. * Độ dốc bậc thang (nếu có): Xác định bằng thước dây. * Phương thức làm đất: Xác định bằng cách phỏng vấn cán bộ cơ quan của nông trường. * Thảm thực vật: Tầng cây cao, cây bụi, thảm tươi + Chiều cao vút ngọn (Hvn): Được đo bằng thước Blume – leiss có độ chính xác đến cm. + Đường kính tán ( Dt): Được xác định bằng thước dây, ta tiến hành đo theo 2 hướng Đông - Tây (ĐT) và Nam - Bắc (NB) rồi tính đường kính tán trung bình . + Độ tàn che của tầng cây cao (TC) được xác định theo phương pháp 100 điểm trên các tuyến điều tra. + Cây bụi, thảm tươi: Độ che phủ, chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi (CP %) ở các bãi đo được xác định thông qua điều tra ô dạng bản 4m2, tổng diện tích ô dạng bản chiếm 10% diện tích bãi đo. Phương pháp điều tra độ tàn che và độ che phủ của cây bụi thảm tươi được trình bày cụ thể trong phụ lục 03 và 04. f. Thu thập lượng đất xói mòn Lượng đất xói mòn được thu thập từ các máng một lần/ tháng (thường vào cuối tháng), sau đó đất được phơi khô và đem cân. 2.4.2. Phương pháp nội nghiệp a. Thống kê và xác định các nhân tố điều tra cấu trúc rừng bằng những phương pháp nghiên cứu trong điều tra rừng. b. Xử lý mẫu, phân tích đất tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp truyền thống. + Xử lý mẫu: Các mẫu đất sau khi đem về được phơi khô trong điều kiện tự nhiên, nhặt bỏ rễ cây, đá lẫn, kết von...Sau đó, tiến hành giã nhỏ và rây qua rây có đường kính 1 mm. + Phân tích mẫu: Sau khi mẫu đất được xử lý xong, tiến hành phân tích để xác định: - Thành phần cơ giới bằng phương pháp ống hút Rôbinsơn. - Hàm lượng mùn trong đất bằng phương pháp Tjurin. - Xác định Canxi, Magie trao đổi bằng Trilon B (EDTA). - Đạm, lân, kali dễ tiêu ( NH4+, P2O5 , K2O) bằng phương pháp so màu. c. Xác định các chất tổng số (% N, % P2O5, % K2O) - Xác định đạm tổng số theo phương pháp Kenđan. - Xác định kali tổng số bằng quang kế ngọn lửa. - Xác định lân tổng số theo phương pháp so màu. d. Phân tích các chỉ tiêu chủ yếu( Ca2+, Mg2+; NH4+, P2O5, K2O dễ tiêu) trong dung dịch nước đã lọc của sản phẩm xói mòn rừng trồng Cao su tại Nông trường Hương Long, Hà Tĩnh. - Xác định Canxi, Magie trao đổi bằng Trilon B (EDTA). - Đạm, lân, kali dễ tiêu ( NH4+, P2O5 , K2O) bằng phương pháp so màu. e. Xác định lượng đất xói mòn. Lượng đất xói mòn được tính theo công thức: (tấn/ha/năm) (2 – 1) Trong đó: A: lượng đất xói mòn của 1ha/năm. α : lượng đất xói mòn xác định được từ một bãi đo trong một năm (Kg) 104 : 1ha quy ra m2 10-3: Kg quy ra tấn 240: diện tích của 1 bãi đo (m2) f. Tổng hợp số liệu về kết quả nghiên cứu thành bảng biểu. g. So sánh lượng các vật chất bị xói mòn dưới rừng Cao su ở cấp độ dốc khác nhau tại nông trường Cao su Hương Long. CHƯƠNG 3 ĐIỀU KIỆN CƠ BẢN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.1. Vị trí địa lý Nông trường Hương Long và nông trường Phan Đình Phùng là hai nông trường nằm trên địa bàn huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh. Huyện Hương Khê phía Tây giáp Lào, phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình, phía Đông giáp huyện Cẩm Xuyên và Thạch Hà, phía Bắc giáp hai huyện Vũ Quang và Can Lộc. Tổng diện tích của huyện là: 127809,09 ha. 3.2. Địa hình Theo tài liệu điều tra, khảo sát của huyện cung cấp, địa hình của huyện Hương Khê thuộc kiểu địa hình đồi và núi thấp với các dạng như sau: - Dạng địa hình tương đối bằng phẳng, có độ dốc từ 0 - 8o, ít bị chia cắt. - Dạng địa hình sườn thoải có độ dốc từ 8 – 15o, địa hình này chủ yếu được khai thác để trồng cây công nghiệp, cây ăn quả, cây hoa màu. - Dạng địa hình sườn dốc với các dãy đồi có độ dốc từ 15 – 25o, được sử dụng để trồng cây công nghiệp lâu năm, phát triển mô hình nông lâm kết hợp. - Dạng địa hình dốc với các dãy đồi cao và núi thấp, có độ dốc trên 25o, đây là vùng bị chia cắt nhiều, đặc biệt có những nơi đã mất thảm thực vật che phủ. Nằm trong địa bàn huyện, vùng trồng Cao su của hai nông trường cũng mang đặc điểm địa hình của khu vực. Nhưng chúng cũng có những khác biệt: - Nông trường Hương Long có địa hình rất phức tạp, có nhiều dãy đồi cao và núi thấp. Độ dốc trung bình nằm trong khoảng 15 - 25o, nhiều khu vực có độ cao lớn hơn 35o, lớp thảm thực vật hầu như không có. Có thể nói đây là một yếu tố gây bất lợi cho quá trình trồng và chăm sóc cây Cao su. - Trong khi đó nông trường Phan Đình Phùng có địa hình đơn giản hơn, độ dốc trung bình nằm trong khoảng 12 - 20o, lớp thảm thực vật đa dạng, đó là điều kiện tốt cho phát triển cây công nghiệp, nông nghiệp, ăn quả… 3.3. Khí hậu thủy văn Theo số liệu của Trạm quan trắc khí hậu thủy văn Chu Lễ, Hương Khê - Hà Tĩnh: Khí hậu của vùng mang đặc thù của khí hậu khu IV cũ, đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt. + Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 04 năm sau, có sương giá, ít mưa, độ ẩm thấp, nhiều đợt rét kéo dài làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng. + Mùa mưa từ tháng 05 đến tháng 10, đầu mùa thường có gió mùa Tây Nam nên khí hậu khô và nóng, mùa này thường xuyên có mưa. a. Nhiệt độ - Nhiệt độ trung bình năm: 24,2 oC. - Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 01: 17,6 oC. - Nhiệt độ cao nhất vào tháng 06: 39,9 oC. - Tổng lượng nhiệt cả năm: 8842 oC. Như vậy khu vực có tổng lượng nhiệt cả năm lớn, nhiệt độ thích hợp cho cây chịu nóng như Cao su. b. Lượng mưa - Lượng mưa bình quân năm: 2600 mm. - Tháng có lượng mưa cao nhất ( tháng 10): 840 mm. - Tháng có lượng mưa thấp nhất ( tháng 1): 37 mm. Lượng mưa lớn, số ngày mưa trong năm nhiều nhưng lượng mưa phân bố không đều trong năm, tập trung chủ yếu vào các tháng mùa thu và thường kết thúc muộn, tổng lượng mưa của ba tháng 08, 09, 10 rất lớn, nó thường chiếm gần một nửa tổng lượng mưa cả năm, nhiều năm có thể còn vượt quá 50% tổng lượng mưa cả năm. Mưa tập trung vào một giai đoạn, cường độ mưa lớn, lượng mưa nhiều sẽ có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình xói mòn đất. Mưa nhiều sẽ làm cho độ ẩm của đất tăng, do đó sẽ làm giảm khả năng hút nước của đất. Mưa càng lớn thì dòng chảy mặt càng lớn và khả năng bào mòn bề mặt đất của dòng nước càng mạnh. c. Lượng bốc hơi bình quân năm - Lượng bốc hơi bình quân trên năm: 899 mm. - Lượng bốc hơi lớn nhất/ tháng: 106 mm. - Lượng bốc hơi nhỏ nhất/ tháng: 46 mm. d. Độ ẩm không khí - Độ ẩm trung bình năm: 81,22%. - Độ ẩm trung bình tháng cao nhất: 89%. - Độ ẩm trung bình tháng thấp nhất: 71,33%. Thời kỳ độ ẩm thấp nhất là tháng 6 và tháng 7 ứng với thời kỳ này là gió Tây khô nóng ở mức độ cao. e. Nắng - Số giờ nắng trung bình năm: 1196 giờ/năm. - Số giờ nắng tháng cao nhất: 177 giờ/tháng. - Số giờ nắng tháng thấp nhất: 29 giờ/tháng. 3.4. Đất - Theo tài liệu cung cấp của nông trường Hương Long: Đất trồng Cao su của nông trường chủ yếu là đất Feralit hình thành trên đá mẹ cuội sỏi kết nhiều thạch anh, tầng đất trung bình đến mỏng, đá lẫn nhiều đến rất nhiều (40 - 80 %), đất tầng mặt mỏng đến trung bình (5 - 20 cm). Ngoài ra còn có đất Feralit hình thành trên đá phiến sét, tầng đất trung bình, đá lẫn từ trung bình đến nhiều (20 -50 %). Tỷ lệ sét vật lý dao động trong khoảng từ 28,4 – 58,9%; tỷ kệ kết von, đá sỏi chủ yếu là từ 30 – 60%, có nơi lên đến 80%. Hàm lượng mùn của khu vực dao động trong khoảng 1,9 – 5,04%, đất khá nghèo mùn. - Theo tài liệu cung cấp của nông trường Phan Đình Phùng: Đất trồng Cao su của nông trường chủ yếu là đất Feralit hình thành trên đá phiến sét, một số ít phát triển trên đá sa thạch. Tỷ lệ sét vật lý của khu vực dao động trong khoảng từ 30,06 – 55,39%; tỷ lệ kết von, đá lẫn chủ yếu từ 30 – 60%. Hàm lượng mùn của khu vực dao động trong khoảng 1,98 – 4,15%. Kiểu hình thái phẫu diện A, B, C của hai khu vực nhìn chung đều tương tự nhau: tầng A chứa nhiều chất hữu cơ có màu nâu; tầng B tích tụ nhiều sắt, nhôm nên có màu vàng đỏ, có nơi có màu đỏ trội hoặc có nơi có màu vàng trội hơn; tầng C mẫu chất bán phong hóa thường gặp ở độ sâu 30 – 200 cm. Độ dày tầng đất: đất tại khu vực có độ dày chủ yếu từ 30 – 150 cm, trung bình là 90 cm. 3.5. Thực vật a. Thảm thực vật tự nhiên Rừng có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, bảo vệ nguồn nước cho hệ thống sông trong vùng, cải tạo môi trường sinh thái của địa phương. Tuy nhiên, do các hoạt động khai thác trái phép, diện tích rừng tự nhiên ngày càng bị suy giảm rõ rệt. Diện tích rừng tự nhiên còn khá nhiều với đa dạng các loài cây, chủ yếu ở khu vực tại biên giới Việt – Lào, cây gỗ có kích thước lớn, gỗ quý vẫn còn khá nhiều: Lim, Táu… (Lâm trường Chúc A). b. Thảm thực vật trồng Cây trồng ở đây chủ yếu gồm cây Chè, cây ăn trái…, các loại cây ngắn ngày khác như Ngô, Khoai, Sắn, Đậu các loại…, còn lại là diện tích rừng trồng. Khoảng 12 năm trở lại đây, cây Cao su đã được trồng tại nông trường Phan Đình Phùng. Và 3 năm gần đây, cây Cao su đã được trồng tại nông trường Hương Long. Trong tương lai, nó sẽ được trồng rộng rãi hơn với diện tích: Nông trường Hương Long với tổng diện tích rừng trồng Cao su là gần 2000ha, nông trường Phan Đình Phùng là 2700ha. c. Kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng Cao su Căn cứ quy trình kỹ thuật cây Cao su của Tổng công ty Cao su Việt Nam ban hành năm 2004; Tham khảo quy trình trồng cây Cao su vùng Miền núi phía Bắc của Tập đoàn công nghiệp Cao su Việt Nam ban hành năm 2010 các nông trường đã áp dụng kỹ thuật trồng và chăm sóc rừng Cao su như sau: - Thiết kế hàng trồng: Đất dốc < 8% , trồng thẳng hàng theo hướng Bắc Nam. Đất dốc ≥ 8%, trồng theo đường đồng mức, tạo bậc thềm 1m và trồng cây Cao su ở giữa bậc thềm. - Mật độ và khoảng cách trồng: 555 cây/ha (6 x 3m). - Thời vụ trồng: từ 15/9 đến 31/10. - Kỹ thuật trồng: Trồng rừng Cao su bằng tum bầu 2 - 3 tầng lá ổn định. Tiêu chuẩn của tum bầu có tầng lá: chồi ghép có ít nhất 2 tầng lá ổn định, khỏe; bầu đất không bị vỡ, cây không bị long gốc. + Hố có kích thước dài 70cm, rộng 50cm, sâu 60cm, đáy hố 50 x 50cm. Khi đào hố phải để riêng lớp đất mặt và lớp đất đáy; trên đất dốc thì để riêng lớp đất đáy về phía dưới dốc. Đào hố để ải trước khi bón phân và lấp hố khoảng 15 ngày. + Bón lót: Phân lân nung chảy 300g/hố, phân chuồng ủ hoai 10kg/hố. + Lấp hố: được thực hiện trước khi trồng ít nhất 5 ngày. Lấp lớp đất mặt đến nửa hố. Sau đó trộn đều phân hữu cơ, phân lân với lớp đất mặt xung quanh để lấp đầy hố. Cắm cọc ở giữa tâm hố để đánh dấu điểm trồng cây. + Trước khi trồng cần dọn sạch cỏ, rễ cây… xung quanh hố, sau đó dùng cuốc để móc đất trong hố lên tới độ sâu bằng chiều dài rễ của cây tum. Đặt tum thẳng đứng, mắt ghép quay về phía hướng gió chính, mí dưới của mắt ghép ngang với mặt đất. Lấp lại hố bằng phần đất vừa lấy lên, dậm kỹ để đất bám chặt vào tum. Sau cùng dùng đất tơi xốp phủ kín cổ rễ ngang mí dưới mặt ghép. + Trồng dặm lại những cây bị chết bằng tum bầu 2 - 3 tầng lá ổn định, vào thời điểm sau trồng chính 20 ngày. - Chăm sóc rừng Cao su gồm các nội dung: cắt cành tạo tán( cắt chồi thực sinh, chồi ngang; cắt phục hồi những cây bị mất đỉnh sinh trưởng); bón phân( NPK riêng biệt 2 -3 đợt/ năm, phân hữu cơ); làm cỏ trên luống, hàng và bờ lô Cao su; phòng chống sâu bệnh. Cách thức bón phân nhìn chung ưu tiên bón ở sát taluy dương. Cụ thể là: + Năm thứ nhất: Bón lần 1, đào rãnh dọc trên băng giữa 2 cây Cao su, sát taluy dương, kích thước rãnh dài 60cm, rộng 30cm, sâu 30cm. Bón phân rải đều vào rãnh, sau khi rải phân cào cỏ khô, lá cây và đất mùn lấp lên trên. Bón lần 2, cào bớt đất, cỏ mùn trong hố đã đào bón lần 1 rải đều phân xuống sau đó cào cỏ, mùn và lá cây lấp lại. Tổng lượng phân bón 615kg/ha/năm. + Năm thứ 2: Đối với cây chưa khép tán, đào hai rãnh ngay trên băng hai bên tán cây Cao su, đối với những cây đã khép tán chỉ đào 1 rãnh, kích thước rãnh dài 50cm, rộng 15cm, sâu 20cm, rãnh hơi lệch về taluy dương. Bón phân rải đều vào rãnh sau đó lấp đất kín lên trên. Tổng lượng phân bón 615kg/ha/năm. + Năm thứ 3: Đào rãnh 2 bên tán lá, rãnh dài 40cm, rộng 15 - 20cm, sâu 20cm, rãnh hơi lệch về phái taluy dương nhiều hơn, vị trí của rãnh tùy thuộc vào độ lớn của tán lá và cây. Sau khi đào rãnh rải đều phân xuống và lấp đầy đất. Tổng lượng phân bón 510kg/ha/năm. + Từ năm thứ 4 trở đi: Đào 3 hố quanh gốc cây, khoảng cách tùy thuộc chiều rộng tán lá và độ lớn của cây, 2 hố 2 bên, hố còn lại ở phía taluy dương. Sau đó rải phân xuống và lấp đầy đất. Tổng lượng phân bón 170kg/ha/năm. CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Một số đặc điểm của các yếu tố ảnh hưởng đến xói mòn đất do mưa trong khu vực nghiên cứu 4.1.1. Chế độ mưa a. Lượng mưa và cường độ mưa Nguồn nước của đất là do mưa. Mưa là một trong những nhân tố có tác động trực tiếp đến quá trình xói mòn; đồng thời ảnh hưởng đến cấu trúc, ngoại mạo và động thái phát triển của lớp thảm thực vật. Lượng mưa là chỉ tiêu dùng để biểu thị mưa nhiều hay ít, là chiều cao của lớp nước mưa đo được ở ống đong mưa theo quy định chung sau mỗi trận mưa trong một đơn vị thời gian, nó phản ánh mưa lớn hay nhỏ. Do cường độ mưa thay đổi và khó xác định, nên cần sử dụng chỉ tiêu cường độ mưa bình quân (Ibq). Cường độ mưa bình quân phản ánh mức độ mưa to hay nhỏ của từng trận mưa hay trong một khoảng thời gian mưa xác định. Cường độ mưa bình quân trên phút (Ibq, mm/phút) được xác định bằng tỷ số giữa lượng mưa (mm) và thời gian mưa (phút), sau đó quy đổi ra cường độ mưa bình quân trên giờ (Ibq, mm/h). Qua thu thập số liệu (số liệu mưa được lấy từ trạm khí tượng thủy văn Chu Lễ, Hương Khê – Hà Tĩnh), đề tài tổng hợp được bảng phân bố lượng mưa và cường độ mưa tại khu vực nghiên cứu tại phụ lục 02. Lượng mưa và cường độ mưa bình quân năm được trình bày tại bảng sau: Bảng 4.1. Lượng mưa và cường độ mưa bình quân năm Năm Lượng mưa (P, mm) Cường độ mưa bình quân (Ibq, mm/h) 2008 2527,2 16,5 2009 2301,4 12,6 2010 3356,6 22,5 TB 2822,8 17,8 Nhận xét: Cường độ mưa bình quân năm của khu vực tương đối lớn, đạt trung bình 17,8 mm/h. Cường độ mưa bình quân (Ibq, mm/h) giữa các tháng trong năm có sự sai khác rõ rệt. Cường độ mưa bình quân đạt trị số nhỏ nhất vào tháng 1 là 3,5 mm/h, lớn nhất vào tháng 10 là 69,1 mm/h. Như vậy, các tháng có lượng mưa lớn thì cường độ mưa bình quân (Ibq) đạt trị số lớn và ngược lại, các tháng có lượng mưa nhỏ thì Ibq cũng có trị số nhỏ. Biểu đồ 4.1. Phân bố lượng mưa các tháng trong năm Qua biểu đồ 4.1 ta thấy: các đỉnh nhọn của lượng mưa tập trung chủ yếu từ tháng 8 đến tháng 10. Các tháng còn lại, đường phân bố thoải dần. Đặc biệt, lượng mưa vào tháng 10 năm 2010 cao đột biến. b. Phân bố mưa Nghiên cứu phân bố mưa là theo dõi sự phân bố của lượng mưa rơi vào các tháng, các khoảng thời gian mưa. Biết được điều này có ý nghĩa quan trọng đối với các hoạt động nhằm phòng chống xói mòn đất, qua thu thập số liệu, đề tài tổng hợp được phân bố lượng mưa và số ngày mưa theo các tháng trong năm tại bảng 4.2. Bảng 4.2. Phân bố lượng mưa và số ngày mưa các tháng trong năm Tháng 2008 2009 2010 Trung bình Lượng mưa(mm) Lượng mưa(mm) Lượng mưa(mm) Số ngày mưa Lượng mưa(mm) Số ngày mưa 1 51 41,1 61,7 17 49,2 15 2 35,2 5,8 36,7 11 42,0 9 3 62,4 120,3 6,6 8 74,1 13 4 141,8 220,2 76,5 12 147,0 14 5 58,7 374,8 108,3 9 214,0 14 6 78,1 44,6 149,1 5 84,8 7 7 123,9 142,2 217,1 9 142,6 9 8 227 221,1 530,1 20 481,3 16 9 345,6 644,8 138,9 14 318,0 15 10 1084,2 346,9 1892 21 1082,9 21 11 217,9 71,7 103,1 14 117,7 11 12 101,4 67,9 36,5 9 69,4 12 Tổng 2527,2 2301,4 3356,6 149 2822,8 154 Nhận xét: + Số ngày mưa trong năm tương đối lớn. Trung bình mỗi năm có khoảng 154 ngày mưa, chiếm khoảng 42% số ngày trong năm. Lượng mưa giữa các tháng trong năm phân bố không đều, tập trung vào các tháng từ tháng 8 đến tháng 10. c. Hệ số xói mòn do mưa Hệ số xói mòn do mưa (R) là một chỉ tiêu tổng hợp phản ánh đặc tính của mưa và là một tham số quan trọng trong phương trình dự báo xói mòn đất của Wischmeier W.H và Smith D.D (1978). Hệ số xói mòn do mưa có thể được biểu thị bằng số lượng phút-tấn/acre hoặc bằng jun/m2. Theo lý thuyết, hệ số R (J/m2) lớn hơn hệ số R (phút-tấn/acre) 2,47 lần. Nếu sử dụng R (J/m2) thì lượng đất xói mòn trong phương trình của Wischmeier W.H và Smith D.D tính theo tấn/ha/năm. Nếu sử dụng R(phút-tấn/acre) thì lượng đất xói mòn trong phương trình này tính theo tấn/acre/năm (1 ha bằng 2,47 acre). Để xác định nhanh hệ số xói mòn do mưa, đề tài sử dụng công thức xác định nhanh hệ số xói mòn do mưa của Phạm Văn Điển (2006) [3]: R (J/m2) = 0,994*P R (phút – tấn/acre) = 0,402*P Kết quả xác định hệ số xói mòn cho khu vực được trình bày ở bảng sau: Bảng 4.3. Hệ số xói mòn do mưa khu vực nghiên cứu Năm P(mm) R(J/m2) R(phút-tấn/ha) 2008 2527,2 2512 1016 2009 2301,4 2288 925 2010 3356,6 3336 1349 TB 2822,8 2805,8 1134,8 Nhận xét: Kết quả trên cho thấy: hệ số xói mòn do mưa ở khu vực nghiên cứu có trị số rất lớn, trung bình là 1134,8 phút - tấn/ha, có năm hệ số xói mòn lên đến 1349 phút – tấn/ha (năm 2010). So sánh với hệ số xói mòn do mưa trung bình ở khu vực hồ thủy điện Hòa Bình là 985,6 phút - tấn/ha (Phạm Văn Điển, 2006) [3] thì hệ số xói mòn do mưa ở khu vực huyện Hương Khê lớn hơn khá nhiều. Điều này có ảnh hưởng tiêu cực đến công tác phòng chống và kiểm soát xói mòn đất cho khu vực. 4.1.2. Địa hình Địa hình có ảnh hưởng trực tiếp đến xói mòn đất, đặc biệt là độ dốc. Đặc điểm địa hình của khu vực được trình bày chi tiết trong phụ lục 03. Qua phụ lục ta thấy: + Rừng Cao su tại Nông trường Hương Long được trồng trên đất có độ dốc từ nhỏ đến lớn, địa hình bị chia cắt nhiều bởi các khe, dông. Địa hình chủ yếu là đồi cao và núi thấp, nhiều khu vực có độ dốc lớn hơn 35o. Với địa hình phức tạp, nhiều khu vực có độ dốc lớn là một trong những trở ngại cho quá trình trồng và chăm sóc cây trồng, đặc biệt là cây Cao su. + Tại Nông trường Phan Đình Phùng, khu vực trồng Cao su có địa hình ít phức tạp hơn, chủ yếu là đồi thấp có độ dốc nằm trong khoảng từ 12 - 20o. Nhìn chung khu vực này có địa hình thuận lợi với công tác trồng rừng hơn Nông trường Hương Long. 4.1.3.Thảm thực vật 4.1.3.1. Nông trường Cao su Hương Long * Tầng cây cao Khu vực mới bắt đầu trồng Cao su được 3- 4 năm, độ che phủ của tầng cây cao là rất thấp (trung bình là 0,23), cây có độ cao dao động từ 50cm đến 300cm, độ cao trung bình là 200 cm, đường kính tán từ 40cm đến 55cm. Tầng cây cao còn rất nhỏ, độ tàn che thấp, do đó khả năng hạn chế tác động của động năng hạt mưa là không đáng kể. * Lớp cây bụi thảm tươi(CBTT) Lớp cây bụi, thảm tươi rất thưa thớt, chỉ có một số ít khu vực có lớp phủ thực vật tương đối dày; do quá trình xử lý thực bì bằng máy và phát đốt toàn diện trước khi trồng. Đặc điểm lớp cây bụi thảm tươi được trình bày chi tiết tại phụ lục 04 và biểu đồ 4.2. Biểu đồ 4.2. Độ che phủ của CBTT tại nông trường Hương Long Nhận xét: + Độ che phủ của lớp cây bụi của các bãi đo tại nông trường Hương Long biến động từ 10 – 85%. Nhìn chung độ che phủ ở mức thấp, chỉ có một số ít khu vực có điều kiện thuận lợi là có độ che phủ cao, chúng có xu hướng giảm dần khi độ dốc tăng lên. Mặt khác, nông trường tiến hành trồng và chăm sóc Cao su theo băng, mỗi băng rộng 1,6m. Như vậy, sẽ có một khoảng đất trống hoàn toàn để phục vụ cho việc bón phân cho cây Cao su và hạn chế sự cạnh tranh của cỏ dại đối với cây trồng. Đối với các vùng đất dốc, độ tàn che, che phủ nhỏ nên rất dễ xảy ra xói mòn đất dưới tác động của mưa. Nghiêm trọng hơn nữa, còn có thể phát sinh lũ quét, lũ ống nếu cường độ mưa đủ mạnh. Điều này có ảnh hưởng nghiêm trọng tới công tác phòng chống xói mòn tại nông trường nói riêng và khu vực nói chung. + Độ che phủ của lớp thảm khô cũng có giá trị không cao, biến động từ 4 – 40%, với độ dày trung bình là 1cm. Nếu so sánh với độ che phủ của lớp thảm khô trong rừng Keo 2 tuổi ở cùng khu vực (độ che phủ trung bình là 65%, độ dày trung bình là 1,5 cm) thì có thể thấy rừng Cao su có độ che phủ của lớp thảm khô thấp hơn nhiều. Do vậy cần quan tâm tới các biện pháp giảm thiểu xói mòn cho khu vực. 4.1.3.2. Nông trường Cao su Phan Đình Phùng * Tầng cây cao Các chỉ tiêu cấu trúc và sinh trưởng của tầng cây cao được trình bày tại phụ lục 05. Từ phụ lục cho ta một số nhận xét sau: + Tầng cây cao Nông trường Phan Đình Phùng được chia làm 3 cấp tuổi rõ rệt, ứng với mỗi cấp tuổi tầng cây cao có các chỉ tiêu khác nhau. + Đường kính ngang ngực biến động theo các cấp tuổi khác nhau. Tại tuổi từ 3 – 4, đường kính ngang ngực trung bình đạt 6cm; tại tuổi 5 – 6 tăng lên là 9cm và đạt 12cm ở tuổi 7 – 8. Trung bình mỗi năm đường kính ngang ngực tăng trưởng hơn 1cm, đây là chỉ tiêu sinh trưởng khá tốt. + Chiều cao vút ngọn và đường kính tán cũng có sự tăng trưởng rõ rệt qua các cấp tuổi. Chiều cao vút ngọn tăng trưởng mạnh, từ 5,1 m ở tuổi 3 – 4 lên 6,5 m ở tuổi 5 – 6 và đạt 8,1m ở tuổi 7 – 8. Chiều cao vút ngọn tăng mạnh cho thấy cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt. Chỉ tiêu đường kính tán cũng có sự tăng trưởng, từ 2,1 m ở tuổi 3 – 4 lên đến 3,7 m ở tuổi 7 – 8. Đường kính tán tăng kéo theo độ tàn che, độ giao tán tăng có tác dụng rất lớn trong việc 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 qua các cấp tuổi. Độ tàn che cấp tuổi 3 – 4 là 0,5 và đạt 0,7 ở các cấp tuổi 5 – 6 và 7 – 8. Như vậy, tuổi cây càng tăng thì độ tàn che càng tăng, tác dụng phòng chống xói mòn càng lớn. Tóm lại: Các chỉ tiêu đường kính ngang ngực (D1.3), chiều cao vút ngọn (Hvn), đường kính tán (Dt) khá đồng đều, cây Cao su sinh trưởng và phát triển tương đối tốt và ổn định. Độ tàn che được nâng lên rõ rệt, có nơi độ tàn che đạt đến 0,8. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc cản trở và làm giảm động năng của hạt mưa khi chúng rơi xuống mặt đất, góp phần vào công tác phòng chống xói mòn ở khu vực. * Tầng cây bụi thảm tươi Nông trường Phan Đình Phùng đã trồng cây Cao su được hơn 10 năm. Đến nay cây Cao su đã cho sản phẩm. Ở những lâm phần nhiều tuổi này, các biện pháp như phun thuốc trừ cỏ hay phát cỏ xung quanh gốc để bón phân không còn được áp dụng nữa. Vì thế nên lớp cây bụi thảm tươi phát triển khá tốt. Mô tả chi tiết về tình hình phát triển của lớp cây bụi thảm tươi của khu vực tại phụ lục 06. Phụ lục 06 cho thấy: + Các chỉ tiêu mô tả lớp cây bụi thảm tươi cũng khác nhau theo tuổi. Chiều cao trung bình của cây bụi thảm tươi biến động từ 39 – 52cm, lớn nhất ở tuổi 3 – 4, nhỏ nhất ở tuổi 5 – 6. Nguyên nhân của hiện tượng này là do chiều cao của lớp cây bụi thảm tươi được cắt tỉa định kì để hạn chế hỏa hoạn có thể xảy ra. Chỉ tiêu này không có ý nghĩa nhiều trong việc ngăn chặn giảm thiểu xói mòn đất. + Độ che phủ của cây bụi thảm tươi biến động theo cấp tuổi của cây Cao su. Nhỏ nhất là ở tuổi 3 – 4 (53,8 %), tiếp đến là tuổi 5 – 6 (68,3 %) và lớn nhất là ở tuổi 7 – 8 (75,6 %). Vậy trong giới hạn nhất định thì sự tăng độ che phủ của cây bụi thảm tươi tỷ lệ thuận với tuổi của cây Cao su. 4.2. Lượng đất xói mòn Xác định được lượng đất xói mòn là nội dung và mục đích quan trọng của nghiên cứu xói mòn đất. Từ đó tiến hành phân cấp chỉ tiêu này để có các biện pháp tác động phù hợp cho từng cấp. Kết quả tính toán lượng đất xói mòn được trình bày chi tiết tại phụ lục 07. Từ phụ lục 07 cho ta một số nhận xét sau: + Lượng đất xói mòn theo tháng ở các cấp độ dốc khác nhau là khác nhau. Xét trong tháng 3/2009, tại Nông trường Cao su Hương Long ở cấp độ dốc 8 – 150 lượng đất xói mòn là 640 kg/ha, đến cấp độ dốc 15 – 250 đã tăng lên tới 2091kg/ha và đạt giá trị lớn nhất tại cấp độ dốc 25 – 350 với 3712kg/ha. Nông trường Phan Đình Phùng cũng thay đổi theo các cấp dộ dốc khác nhau. Điều này cho thấy yếu tố độ dốc có ảnh hưởng rất mạnh mẽ tới lượng đất xói mòn thông qua mối liên hệ giữa độ dốc và dòng chảy mặt. Lượng nước chảy bề mặt biến đổi theo cấp độ dốc. Độ dốc càng lớn thì lượng nước chảy càng tăng, xói mòn đất xảy ra càng mạnh. + Lượng đất xói mòn có sự khác biệt lớn giữa các tháng. Xói mòn mạnh xảy ra tập trung vào các tháng 5 – 10. Đây là các tháng có lượng mưa lớn. Đặc biệt tháng 8/2009 có lượng mưa lớn nhất, xói mòn tại tháng này đạt giá trị lớn nhất lên tới 10795 kg/ha. + Với cùng cấp độ dốc, lượng đất xói mòn tại hai nông trường cũng có sự khác nhau. Nông trường Hương Long có lượng đất xói mòn lớn hơn khá nhiều. Điều này được giải thích bởi hai lý do. Thứ nhất, đất tại khu vực Nông trường Phan Đình Phùng là đất xám Feralit hình thành trên đá mẹ Phiến thạch sét, còn đất tại Nông trường Hương Long là đất xám Feralit hình thành trên đá mẹ cuội sỏi kết nhiều Thạch anh. Do vậy đất tại nông trường Cao su Phan Đình Phùng có kết cấu chặt hơn, các hạt đất cũng nhỏ hơn, ít bị lượng nước chảy bề mặt cuốn trôi vì thế xói mòn nhỏ hơn. Thứ hai, nông trường Phan Đình Phùng độ tàn che của tầng cây cao, che phủ của cây bụi thảm tươi khá lớn. Những yếu tố này một mặt làm giảm lượng mưa rơi xuống mặt đất, mặt khác hình thành vách ngăn giảm động năng của hạt mưa tác động vào các hạt đất dẫn tới giảm xói mòn. Từ lượng đất xói mòn của các trạng thái theo tháng, đề tài tổng hợp được lượng đất xói mòn tại khu vực trong một năm tại phụ lục 08. Phụ lục cho thấy: + Lượng đất xói mòn tại khu vực khá lớn, biến động từ 6,0 – 90,14 tấn/ha/năm. Lượng đất xói mòn đạt giá trị lớn tại nông trường Cao su Hương Long và khá nhỏ tại nông trường Cao su Phan Đình Phùng. Lượng đất xói mòn tại nông trường Cao su Hương Long biến động trong khoảng từ 13,8 – 90,14 tấn/ha/năm. Lượng đất xói mòn tại nông trường Cao su Phan Đình Phùng biến động trong khoảng từ 6,0 – 21 tấn/ha/năm. + Lượng đất xói mòn phụ thuộc vào các yếu tố như độ dốc, độ xốp, độ ẩm đất, hàm lượng mùn, thảm thực vật. Khi các yếu tố này thay đổi kéo theo sự thay đổi của lượng đất xói mòn. Theo nhiều nghiên cứu cho thấy: nhân tố độ dốc (α, độ), hàm lượng mùn (OM, %) tỷ lệ thuận với lượng đất xói mòn. Khi các yếu tố này tăng thì lượng đất xói mòn tăng và ngược lại. Nhân tố độ xốp (X, %), độ tàn che (TC), độ che phủ của cây bụi thảm mục (ĐCP, %) tỷ lệ nghịch với lượng đất xói mòn. Như vậy, mối liên hệ giữa các nhân tố đó với lượng đất xói mòn có ý nghĩa rất lớn trong việc đề xuất ra các biện pháp giảm thiểu xói mòn dựa trên việc tác động vào những nhân tố ảnh hưởng. + Ngoài các nhân tố trên, xói mòn đất còn chịu ảnh hưởng gián tiếp bởi độ tuổi của tầng cây cao. Vì tuổi của tầng cây cao quyết định đến độ tàn che và che phủ của rừng thông qua đó ảnh hưởng đến lượng đất xói mòn. Ảnh hưởng của tuổi cây đến lượng đất xói mòn được thể hiện rõ tại bảng 4.8: Bảng 4.4. Tổng hợp lượng đất xói mòn tại khu vực theo cấp tuổi và cấp độ dốc Cấp tuổi Lượng đất xói mòn (tấn/ha/năm) Trungbình Nông trường Hương Long Nông trường Phan Đình Phùng 8 - 150 15 - 250 25 - 350 8 - 150 15 - 250 25 - 350 1 - 2 37,88 22,37 74,17 16,60 19,68 21,00 32,00 3 - 4 9,50 15,02 12,30 5 - 6 8,10 8,50 12,50 9,70 7 - 8 6,00 7,23 6,60 Nhận xét: + Xói mòn giảm dần khi độ tuổi của cây Cao su tăng lên. Xét trong cả khu vực nghiên cứu, ở cấp tuổi 1 – 2 xói mòn trung bình đạt 32,0 tấn/ha/năm, khi tuổi cây tăng lên từ 3 – 4 xói mòn giảm còn 12,3 tấn/ha/năm và đạt nhỏ nhất là 6,6 tấn/ha/năm khi tuổi cây từ 7 – 8. Điều này có ý nghĩa quan trọng mở ra một hướng đề xuất để giảm thiểu xói mòn. Xói mòn chỉ xảy ra với cường độ mạnh khi cây ở tuổi nhỏ, độ che phủ và tàn che thấp. + So sánh xói mòn của các loại hình rừng khác ở cùng độ tuổi trên địa bàn huyện Hương Khê. Lượng đất xói mòn (Xm, tấn/ha/năm) của lâm phần Keo tai tượng là 11,5 tấn/ha/năm, rừng tự nhiên là 3,5 tấn/ha/năm, theo tiêu chuẩn môi trường là 10 tấn/ha/năm (Vương Văn Quỳnh, 2009) [16]. Như vậy, xói mòn ở rừng cây Cao su tại Nông trường Hương Long ở mức độ lớn so với tiêu chuẩn môi trường, xói mòn ở rừng Cao su tại nông trường Phan Đình Phùng ở giai đoạn tuổi thành thục được xếp ở mức độ trung bình, có thể chấp nhận được. Để đề xuất các biện pháp giảm thiểu xói mòn được hiệu quả cần thiết phải tiến hành phân cấp xói mòn. Dựa vào lượng đất mất đi hàng năm trên 1ha, xói mòn được phân thành các cấp chủ yếu sau: Bảng 4.5. Phân cấp mức độ xói mòn đất Cấp xói mòn Mức độ xói mòn Lượng đất mất(tấn/ha/năm) 1 Yếu <12 2 Nhẹ 12 - 25 3 Trung bình 25 - 50 4 Mạnh 50 - 100 5 Rất mạnh > 100 Đối chiếu xói mòn đất tại khu vực với bảng phân cấp xói mòn trên, ta thấy: + Tại Nông trường Cao su Hương Long tuổi 1 – 2, ở cấp độ dốc từ 8 – 150 đạt cấp xói mòn 3, cấp xói mòn trung bình (từ 25 – 50 tấn/ha/năm); ở cấp độ dốc từ 15 – 250 đạt cấp xói mòn 2, cấp xói mòn nhẹ(từ 12 – 25 tấn/ha/năm); ở cấp độ dốc từ 25 – 350 đạt cấp xói mòn 4, cấp xói mòn mạnh (50 - 100 tấn/ha/năm). Không có vị trí nào có cấp xói mòn 5, cấp xói mòn rất mạnh. + Tại Nông trường Cao su Phan Đình Phùng tuổi 1 – 2, ở các cấp độ dốc xói mòn đất đều đạt cấp 2, cấp xói mòn nhẹ (12 – 25 tấn/ha/năm). Đối với các tuổi sau (3 – 4, 5 – 6, 7 – 8), ở cấp độ dốc từ 8 – 150 và từ 15 – 250 xói mòn đất đạt cấp 1, ở cấp độ dốc từ 25 – 350 xói mòn đất đạt cấp 2. Phân cấp mức độ xói mòn đất tại các trạng thái trồng Cao su ở khu vực được trình bày tại bảng sau: Bảng 4.6. Phân cấp mức độ xói mòn đất tại khu vực Cấp tuổi Cấp xói mòn đất Nông trường Hương Long Nông trường Phan Đình Phùng 8 - 150 15 - 250 25 - 350 8 - 150 15 - 250 25 - 350 1 - 2 3 2 4 2 2 3 3 - 4 1 1 2 5 - 6 1 1 2 7 - 8 1 1 2 Theo đánh giá này thì xói mòn đất dưới rừng Cao su giai đoạn tuổi nhỏ (1 – 2 tuổi) ở mức cao, gần với mức tối đa. Khi rừng thành thục thì xói mòn đất ở mức trung bình. Như vậy, có thể thấy cây Cao su chỉ gây xói mòn mạnh ở giai đoạn mới trồng (1 – 2 năm đầu), giảm dần từ năm thứ 3 trở đi và đến cấp tuổi 6 – 7 thì hiện tượng xói mòn diễn ra yếu hơn và khả năng giữ nước của rừng Cao su không thua kém các loại rừng trồng khác. Đây là luận cứ quan trọng giúp tỉnh Hà Tĩnh nói riêng và cả nước nói chung mở rộng quy hoạch trồng cây Cao su trên nhiều dạng lập địa khác nhau, góp phần vào sự nghiệp phát triển kinh tế chung của cả nước. 4.3. Thành phần vật chất xói mòn Xói mòn đất làm nghèo chất dinh dưỡng của đất, làm đất bị thoái hóa dần, giảm năng suất cây trồng. Nếu xói mòn đất trên mức cho phép diễn ra trong thời gian dài thì đất mất khả năng canh tác. Xói mòn đất làm mất dinh dưỡng đất nhiều hay ít, thành phần và hàm lượng vật chất xói mòn phụ thuộc vào trạng thái thực vật, địa hình, chế độ mưa, đất. Qua phân tích, đề tài đã xác định được hàm lượng của các chất chủ yếu bị xói mòn dưới rừng Cao su tại nông trường Hương Long. 4.3.1. Hàm lượng mùn ( Hàm lượng chất hữu cơ – OM%) Chất hữu cơ (mùn) là yếu tố quan trọng của độ phì đất, nó có nguồn gốc từ sinh khối của tầng cây cao và lớp cây bụi, thảm tươi trả lại cho đất thông qua vật rơi rụng; nhờ quá trình phân hủy của vi sinh vật đất tạo thành mùn. Mùn chính là kho dự trữ các chất dinh dưỡng cho cây trồng. Hàm lượng và thành phần mùn có ảnh hưởng rất lớn tới các tính chất lý hóa học của đất, tạo kết cấu đoàn lạp bền vững, làm cho đất thoáng khí, tơi xốp, tăng khả năng giữ nước trong đất, tăng khả năng hấp phụ của đất và tăng khả năng hoạt động của vi sinh vật đất. Ngoài ra, mùn còn có khả năng làm cho lân và các hợp chất của lân từ khó tan thành dễ tan, giảm các chất độc hại cho cây trồng, tăng mức bão hòa bazơ và tính đệm cho đất. Như vậy khi đánh giá, phân tích vật chất xói mòn đất ta không thể bỏ qua chỉ tiêu hàm lượng mùn. Bảng 4.7. Hàm lượng mùn trong đất bị xói mòn Cấp độ dốc (độ) Bãi đo CPCbtt (% ) Thảm khô, thảm mục Mùn (%) CP (%) Độ dày (cm) 8 – 15 8 52 15 1,0 1,21 9 70 15 1,5 4,28 10 60 20 1,0 1,63 TB 60,7 16,7 1,2 2,37 15 – 25 3 40 7 1,0 1,05 6 80 40 2,5 4,18 7 45 15 1,0 2,08 TB 55 20,7 1,5 2,44 25 – 35 1 20 15 1,0 5,36 2 80 30 2,5 1,63 4 10 4 1,0 1,26 5 30 10 1,0 1,10 12 50 30 1,5 1,40 TB 38 17,8 1,4 2,15 Từ bảng trên ta thấy: Hàm lượng mùn trong đất bị xói mòn tại các bãi đo dao động trong khoảng từ 1,05 – 5,36% (từ mức ít đến nhiều mùn), đa số là ít mùn. Hàm lượng mùn biến động nhỏ theo các cấp độ dốc và đếu ở mức trung bình. Hàm lượng mùn trung bình theo các cấp độ dốc tăng lên tương ứng là 2,37%, 2,44% và 2,15%. Hàm lượng mùn trong vật chất xói mòn không biến đổi một cách có quy luật theo các cấp độ dốc mà nó phụ thuộc vào độ che phủ của lớp thảm thực vật. Hàm lượng mùn trong vật chất xói mòn đất ở cấp độ dốc 25 – 350 là thấp nhất, do độ che phủ của cây bụi thảm tươi thấp ( trung bình 38% ) nên ảnh hưởng tới độ ẩm đất, hoạt động của vi sinh vật đất trong quá trình phân hủy vật rơi rụng tạo thành mùn, mặc dù tính trung bình các bãi đo ở cấp độ dốc này có độ che phủ và độ dày của thảm khô, thảm mục lớn hơn các bãi đo ở cấp độ dốc 8 – 150. Như vậy yếu tố thảm che ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm đất; thành phần, số lượng và hoạt động của vi sinh vật đất trong việc phân giải chất hữu cơ, tích lũy mùn trong đất đặc biệt là lớp đất mặt – đây là lớp đất bị xói mòn trước hết, làm mất đi đáng kể chất hữu cơ, dinh dưỡng khoáng trong đất. 4.3.2. Hàm lượng các chất dinh dưỡng khoáng trong vật chất xói mòn 4.3.2.1. Các chất dễ tiêu (NH4+, P2O5, K2O) Trong đất hàm lượng N, P, K dễ tiêu là các nguyên tố dinh dưỡng quan trọng hàng đầu ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của thực vật, quyết định đến năng suất cây trồng. Tuy nhiên những nguyên tố này luôn biến đổi nhanh chóng trong đất dưới ảnh hưởng của các nhân tố môi trường (mưa, nhiệt độ, ẩm độ), quá trình phong hóa, khoáng hóa, quá trình rửa trôi hay tích tụ, đặc biệt phụ thuộc vào lớp thảm thực vật, bón phân và sự hoạt động của vi sinh vật đất . Bảng 4.8. Hàm lượng các chất dễ tiêu trong đất bị xói mòn Cấp độ dốc (độ) Bãi đo NH4+ (mg/100g đất) P2O5 (mg/100g đất) K2O (mg/100gđất) 8 – 15 8 11,26 1,24 5,70 9 3,60 1,52 6,40 10 7,51 11,76 5,00 TB 7,46 4,84 5,70 15 – 25 3 6,12 7,88 6,95 6 5,67 1,13 6,41 7 5,18 1,01 8,55 TB 5,66 3,34 7,30 25 – 35 1 4,18 1,26 7,65 2 6,09 9,11 5,80 4 5,54 4,69 12,00 5 4,94 10,42 8,40 12 5,02 21,38 7,55 TB 5,15 9,37 8,28 a. Hàm lượng đạm dễ tiêu (NH4+) Đạm là nguyên tố có vai trò quan trọng nhất đối với sinh trưởng và phát triển của thực vật, quyết định tới năng suất cây trồng. Phần lớn đạm trong đất tồn tại ở dạng N – hữu cơ. Mà cây trồng chỉ sử dụng chúng dưới dạng N –khoáng (NH4+, NO3-. Theo nhiều nghiên cứu về đất rừng ở Việt Nam thì hàm lượng NH4+ chiếm ưu thế hơn NO3, do đất rừng Việt Nam thường chua, pH thấp, Al3+ 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 NH4+. Từ bảng 4.8 cho ta một số nhận xét sau: + Hàm lượng NH4+ trong đất bị xói mòn tại các bãi đo biến động từ 3,60 – 11,26 mg/100g đất ( từ mức nghèo đến giàu đạm). Trong đó chỉ có bãi đo 9 có hàm lượng NH4+ dễ tiêu ở mức nghèo, 2 bãi đo có hàm lượng đạm thuộc mức giàu (bãi 8, bãi 10), các bãi đo còn lại đều biến động ở mức trung bình. Cho nên giá trị trung bình của hàm lượng đạm ở cấp độ dốc 8 – 150 là khá giàu (7,46mg/100g đất), 2 cấp độ dốc còn lại đều biến động ở mức trung bình. + Hàm lượng NH4+ dễ tiêu trong vật chất xói mòn giảm theo cấp độ dốc tăng lên. Kết quả được giải thích, ở cấp độ dốc 8 – 150 đất ẩm hơn, độ che phủ của cây bụi thảm tươi cao hơn cả nên hàm lượng NH4+ trong sản phẩm xói mòn đất lớn nhất. b. Hàm lượng lân dễ tiêu (P2O5) Lân là chỉ tiêu đánh giá độ phì của đất. Đất giàu lân mới có độ phì cao và ngược lại đất có độ phì cao sẽ giàu lân. Lân dễ tiêu trong đất ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình ra hoa, kết quả của cây trồng. Hiệu quả của lân tốt nhất đối với đa số cây trồng là trong môi trường có pH nằm trong khoảng 5,5 –7,0. Tuy trong đất lân không nhiều bằng kali nhưng do thực vật hấp thụ nhiều nên lân được tập trung chủ yếu ở tầng đất mặt. Lân là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, hút dinh dưỡng và trao đổi chất của cây trồng. Xác định lân dễ tiêu trong đất là rất cần thiết, biết được mức độ cung cấp lân trực tiếp cho cây trồng và định được mức bón lân thích hợp. Kết quả phân tích cho thấy, lân dễ tiêu trung bình trong vật chất xói mòn tại các bãi đo dao động từ mức nghèo đến mức giàu lân(1,01– 21,38 mg/100g đất). Trong đó chỉ có 1 bãi đo với 21,38 mg/100g đất (bãi 12) thuộc mức giàu lân, 2 bãi đo có hàm lượng lân trong đất bị xói mòn ở mức trung bình ( bãi 5, bãi 10) và các bãi còn lại thuộc mức nghèo lân. Hàm lượng P2O5 dễ tiêu ở các cấp độ dốc: Ở cấp độ dốc 8 – 150 là 4,84mg/100g đất(nghèo lân); cấp độ dốc 15 – 250 là 3,34mg/100g đất(nghèo lân) và cao nhất là ở cấp độ dốc 25 – 350 với 9,37mg/100g đất (hơi nghèo). Như vậy, sự biến động hàm lượng lân dễ tiêu theo cấp độ dốc là chưa có quy luật. Sự biến động hàm lượng lân trong đất bị xói mòn theo cấp độ dốc được giải thích là do bón phân cục bộ (theo hố), không đồng đều về lượng phân bón kết hợp với lấy mẫu đất một cách ngẫu nhiên. Mặt khác, theo Lê Sỹ Doanh, Đánh giá tác động môi trường của rừng Cao su ở Việt Nam cho thấy phần lớn các ô đo đếm không được bón phân theo quy định trong quy trình trồng và chăm sóc rừng Cao su. c. Hàm lượng kali dễ tiêu (K2O) Kali là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây trồng. Thực vật yêu cầu một lượng kali lớn đặc biệt là với cây họ Hòa thảo. Nguồn kali cung cấp chủ yếu cho thực vật là kali trao đổi (dễ tiêu). Kết quả tại bảng 4.8 cho thấy: Hàm lượng kali dễ tiêu trong vật chất xói mòn dao động từ 5,0 - 12,0 mg/100g (từ mức nghèo đến trung bình) nhưng chỉ bãi đo 4 đất bị xói mòn có hàm lượng K2O dễ tiêu ở mức trung bình, các bãi đo còn lại đều nghèo kali dễ tiêu. Hàm lượng kali dễ tiêu tăng dần theo cấp độ dốc. Cụ thể là: Ở cấp độ dốc 8 – 150, hàm lượng kali dễ tiêu thấp nhất là 5,70 mg/100g đất, cấp độ dốc 15 – 250 là 7,30 mg/100g đất và cao nhất ở cấp độ dốc 25 – 350 là 8,28 mg/100g đất. Điều này là do khi trồng, rừng Cao su đã bón phân trộn đều, lấp ở lớp đất tầng dưới. Mà độ dốc càng lớn xói mòn xảy ra càng mạnh, lớp đất mặt mất đi nhiều hơn đặc biệt tạo thành rãnh xói làm mất đi cả phân bón ở tầng dưới. Vì vậy ở cấp độ dốc càng cao hàm lượng kali dễ tiêu trong đất bị xói mòn mất càng nhiều. 4.3.2.2. Ca2+, Mg2+ trao đổi (mđl/100g đất) Canxi, magiê là những nguyên tố dinh dưỡng trung lượng rất cần cho sinh trưởng và phát triển của thực vật. Chúng có vai trò sinh lý học quan trọng đảm bảo cho sự phát triển bình thường của cây. Trong đất Ca và Mg phần lớn gặp ở dạng các muối đơn giản hoặc bị hấp phụ trên bề mặt keo đất và hòa tan trong dung dịch đất. Thông thường lượng Ca và Mg dễ tiêu trong đất không thiếu đối với thực vật, trừ đất quá chua. Bảng 4.9. Hàm lượng Canxi, Magiê trao đổi trong đất bị xói mòn Cấp độ dốc (độ) Bãi đo Ca2+ trao đổi (mđl/100g đất) Mg2+ trao đổi (mđl/100g đất) 8 – 15 8 4,42 6,24 9 4,02 5,62 10 6,79 7,68 TB 5,08 6,51 15 – 25 3 6,61 5,84 6 2,67 5,62 7 5,80 5,17 TB 5,03 5,54 25 – 35 1 5,06 3,74 2 5,78 5,12 4 3,64 6,98 5 5,14 6,48 12 5,01 8,61 TB 4,93 6,19 a. Hàm lượng Ca2+ trao đổi Từ bảng 4.6 ta thấy: Hàm lượng Ca2+ trao đổi trong sản phẩm xói mòn biến động trong khoảng 2,67 – 6,79 mđl/100g đất, trung bình theo các cấp độ dốc tăng lên tương ứng là 5,08mđl/100g đất, 5,03mđl/100g đất và 4,93mđl/100g đất. Như vậy, ở các cấp độ dốc hàm lượng Ca2+ đều ở mức giàu. Hàm lượng Ca2+ trong sản phẩm xói mòn đất giảm dần theo cấp độ dốc nhưng không đáng kể (từ 5,08 – 4,93 mđl/100g đất). b. Hàm lượng Mg2+ trao đổi Magiê là thành phần quan trọng của phân tử diệp lục, có vai trò quan trọng trong trao đổi chất và hoạt động quang hợp của thực vật thông qua sự hoạt hóa cho hàng loạt các enzym. Đồng thời, Magiê còn có vai trò điều chỉnh sự hút các cation khác trong đất của cây như: K+, NH4+, Ca2+… Hầu hết Mg trong đất tồn tại ở dạng mà cây trồng không thể hấp thụ trực tiếp. Hàm lượng Mg2+ trong đất bị xói mòn của các bãi đo dao động trong khoảng 3,74 – 8,61 mđl/100g đất, trung bình theo các cấp độ dốc thấp nhất là 5,54 mđl/100g đất ở cấp độ dốc 15 – 250, sau đó là cấp độ dốc 25 – 350 với 6,19 mđl/100g đất và cao nhất là 6,51 mđl/100g đất ở cấp độ dốc 8 – 150. Sự biến động của hàm lượng Mg2+ theo cấp độ dốc chưa có quy luật. Hàm lượng Mg2+ trung bình trong sản phẩm xói mòn đều ở mức giàu. 4.3.3. Thành phần cơ giới trong đất bị xói mòn Đất có thành phần cơ giới nặng thì khả năng giữ nước tốt nhưng khả năng thấm nước, thoát nước kém và ngược lại. Do đó, thành phần cơ giới quyết định tới lượng vật chất xói mòn. Ở đây, đề tài chỉ xét đến hàm lượng sét vật lý trong đất bị xói mòn tại các bãi đo đếm. Bảng 4.10. Hàm lượng sét vật lý trong đất bị xói mòn Cấp độ dốc (độ) Bãi đo SVL < 0,01mm 8 – 15 8 11,29 9 32,22 10 19,94 TB 21,15 15 – 25 3 29,03 6 28,62 7 18,72 TB 25,46 25 – 35 1 35,65 2 26,71 4 22,18 5 24,09 12 23,86 TB 26,70 Sét vật lý là cấp hạt có vai trò hết sức quan trọng của đất, có độ phân tán cao, khả năng hấp phụ lớn, chứa đựng nhiều các chất dinh dưỡng khoáng, hàm lượng mùn cao. Đất sét nếu không có kết cấu, có nhiều mùn, có rất nhiều những tính chất vật lý, nước và cơ lý bất lợi cho sự sống của thực vật. Nhưng ngược lại, nếu có kết cấu thì nó lại có nhiều tính chất ưu việt. Đất có nhiều sét tức là có nhiều cấp hạt có đường kính nhỏ, chúng mang nhiều chất dinh dưỡng và có khả năng hấp phụ các chất dinh dưỡng cao nên đất đó có nhiều dinh dưỡng. Bảng 4.10 cho thấy: Tỷ lệ sét vật lý dao động trong khoảng 11,29 – 36,65%, có xu hướng tăng theo cấp độ dốc. Cụ thể là tỷ lệ sét vật lý thấp nhất ở cấp độ dốc 8 - 150 là 21,15% và cao nhất ở cấp độ dốc 25 - 350 là 26,70%. Như vậy đất bị xói mòn tại khu vực nghiên cứu có hàm lượng sét vật lý khá thấp. Song đây cũng là vấn đề cần quan tâm khi nghiên cứu các biện pháp giảm thiểu xói mòn. 4.3.4. N, P, K tổng số(%) Các chất tổng số bao gồm các chất hòa tan (dễ tiêu) và các chất không tan trong nước mà cây không thể tự hấp thụ được. Chúng ảnh hưởng lâu dài đến đời sống của cây trồng, nếu đất bị mất các chất trao đổi và các chất hòa tan(cây có thể hút trực tiếp được) thì dạng dữ trữ của chúng (không hoặc khó tiêu) nằm trong các lớp của khoáng sét từ từ được giải phóng ra dung dịch đất, cung cấp cho thực vật sinh trưởng, phát triển. Bảng 4.11. Hàm lượng N, P, K tổng số trong đất bị xói mòn Cấp độ dốc (độ) Bãi đo N (%) P2O5 (%) K2O (%) 8 – 15 8 0,30 0,06 1,29 9 0,09 0,03 0,93 10 0,15 0,21 1,40 TB 0,18 0,10 1,21 15 – 25 3 0,10 0,05 1,32 6 0,08 0,08 1,25 7 0,11 0,04 0,90 TB 0,10 0,06 1,16 25 – 35 1 0,17 0,02 1,33 2 0,30 0,06 1,29 4 0,09 0,03 0,93 5 0,15 0,21 1,40 12 0,11 0,15 1,57 TB 0,16 0,09 1,30 a. Đạm tổng số (%) Nitơ là một trong những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng quan trọng nhất của thực vật, là nguyên tố mà cây cần nhiều nhưng đất thường không đáp ứng đủ. Từ bảng 4.11 ta thấy: Đạm tổng số dao động trong giới hạn 0,08 – 0,30% ( từ mức nghèo đến giàu đạm). Mối quan hệ giữa % N và cấp độ dốc không có quy luật: Ở cấp độ dốc 15 – 250 đạm tổng số thấp nhất là 0,10%, và ở cấp độ dốc 8 – 150 cao nhất là 0,18%. b. Lân tổng số (%) Photpho có tác dụng rất quan trọng trong dinh dưỡng của thực vật, đặc biệt đối với sự phát triển của hệ rễ và hạt. Trong tất cả các loại đất, hàm lượng photpho ở các tầng dưới nhỏ hơn đáng kể so với tầng trên. Hàm lượng lân tổng số trong đất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đá mẹ, thành phần cơ giới của đất, chế độ canh tác và phân bón. Xét về độ phì nhiêu thực tế thì lân tổng số không có ý nghĩa gì nhiều vì đại bộ phận lân tổng số ở dạng khó tiêu với thực vật. Bảng 4.11 cho thấy, P2O5 tổng số trong vật chất xói mòn dao động từ 0,03 – 0,21% ( từ mức nghèo đến giàu lân). Cụ thể là, lân tổng số đạt trị bình quân cao nhất 0,10% ở cấp độ dốc 8 – 150, sau đó là 0,09% ở cấp độ dốc 25 – 350 và thấp nhất là 0,06% ở cấp độ dốc 15 – 250. Kết quả này là phù hợp với sự biến thiên hàm lượng lân dễ tiêu trong sản phẩm xói mòn. Nguyên nhân chủ yếu là hoạt động canh tác của con người trong chăm sóc cây Cao su, cụ thể là bón phân. Mặt khác trong đất xảy ra hiện tượng cố định hóa học rất nghiêm trọng. P bị hấp phụ chủ yếu thông qua các hydroxyt sắt và hydroxyt nhôm. Hàm lượng rất cao của các hydroxyt này làm giữ chặt một lượng lớn lân của đất và của phân bón. Lân tồn tại dưới dạng các photphat với các cation Fe-P, Al-P khó tan, chiếm tỷ lệ lớn trong lân tổng số. c. Kali tổng số (%) Hàm lượng kali tổng số trong đất rất khác nhau, phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đá mẹ, điều kiện phong hóa đá và hình thành đất, thành phần cơ giới, chế độ canh tác và phân bón. Tổng số kali phụ thuộc khá nhiều vào tỷ lệ sét. Từ bảng 4.11 ta thấy, K2O tổng số dao động trong khoảng 0,90 – 1,57% và sự biến thiên của kali tổng số theo cấp độ dốc không có quy luật. Hàm lượng kali tổng số nhỏ nhất ở cấp độ dốc 15 – 250 là 1,16%, tiếp theo là ở cấp độ dốc 8 – 150 với 1,21% và lớn nhất ở cấp độ dốc 25 - 350 là 1,30%. Bảng 4.11 còn cho thấy % K2O trong vật chất xói mòn lớn hơn % N và % P2O5 , do các keo sét hấp thụ kali rất mạnh và các ion kali bị giữ nằm chặt trong mạng lưới khoáng sét, ít có khả năng trao đổi. 4.4. Lượng dinh dưỡng bị mất do xói mòn (đạm, lân, kali) và giá trị của chúng Lượng dinh dưỡng mất đi do xói mòn đất chủ yếu là chất hữu cơ, đạm, lân, kali. Để đề xuất được giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu lượng chất dinh dưỡng bị mất, đồng thời bổ sung dinh dưỡng bằng phân bón cho rừng Cao su, đề tài xác định lượng dinh dưỡng mất đi của từng bãi đo đếm trong một năm và giá trị dinh dưỡng của chúng tại nông trường Hương Long. Thông qua lượng đất xói mòn của từng bãi đo trong một năm (tấn/ ha/ năm); hàm lượng NH4+, P2O5, K2O dễ tiêu (mg/100g đất) trong vật chất xói mòn của từng bãi đo đã xác định được ở phụ lục 08 và bảng 4.8. Cụ thể phụ lục 09 cho thấy: hàm lượng mùn, tổng Ca2+, Mg2+, lượng các chất dễ tiêu trong đất bị xói mòn đều lớn nhất ở cấp độ dốc 25 – 350; nhỏ nhất ở cấp độ dốc 15 – 250. Quy luật này phụ thuộc vào sự thay đổi của lượng đất bị xói mòn và hàm lượng các chất dễ tiêu chứa trong đó. + Tính toán lượng dinh dưỡng bị mất đi do xói mòn nhằm đưa ra cơ sở và giải pháp làm giảm thiểu lượng dinh dưỡng bị mất, định mức tương đối lượng dinh dưỡng bổ sung cho rừng trồng Cao su hàng năm. Từ đó, tính toán được chi phí cần thiết để bổ sung cho lượng N, P, K dễ tiêu bị mất do xói mòn. Kết quả được trình bày chi tiết tại phụ lục 12, 13, 14 và tổng hợp như sau: Bảng 4.12.Tổng hợp kinh phí cần bổ sung do lượng N, P, K bị xói mòn tại nông trường Cao su Hương Long Cấp độ dốc Bãi đo đếm Giá trị lượng đạm bị mất (1000đ) Giá trị lượng lân bị mất (1000đ) Giá trị lượng kali bị mất (1000đ) Tổng (1000đ) 8-15 8 70,0 9,0 63,7 124,7 9 5,5 3,6 17,7 26,8 10 35,7 82,5 42,5 160,7 TB 37,1  31,7 41,3 104,1 15-25 3 25,7 48,0 51,9 125,6 6 8,6 2,4 17,7 28,7 7 9,0 2,4 27,1 38,5 TB  14,4 17,6 32,2 64,3 25-35 1 41,4 18,9 136,9 197,2 2 40,4 91,5 68,4 200,3 4 47,9 58,2 185,3 291,4 5 43,7 139,5 133,3 316,5 12 38,6 248,1 105,0 391,7 TB 42,4  111,2 125,8 279,4 Nhận xét: Theo bảng trên ta thấy: chi phí để bổ sung dinh dưỡng cho rừng Cao su ở cấp độ dốc 25 – 350 nhiều nhất (279.400 đồng); thấp nhất ở cấp độ dốc 15 – 250 (64.300 đồng). Kinh phí bổ sung để bù lại cho hàm lượng mùn và các chất bị mất khác như Ca, Mg chưa được tính, chúng liên quan đến việc bón phân hữu cơ, phân vôi và Magiê. Ngoài ra còn kinh phí để bù lại cho Lưu huỳnh và các chất vi lượng bị mất khác, nhưng đề tài không phân tích các chất này. 4.5. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu xói mòn và bổ sung dinh dưỡng cho rừng trồng Cao su. Qua nghiên cứu, đề tài nhận thấy rừng Cao su ở tuổi 1 và tuổi 2 xói mòn rất mạnh, sau đó xói mòn giảm dần khi tuổi cây rừng tăng lên. Điều này là do khi tuổi rừng tăng lên thì độ tàn che, che phủ của cây rừng tăng, làm giảm động năng của hạt mưa công phá xuống các hạt đất, giảm lượng đất bị cuốn trôi. Mặt khác, khi tuổi rừng tăng lên công tác bón phân cho rừng thay đổi. Đối với cây còn nhỏ, khi trồng và chăm sóc tiến hành phát bỏ cây cỏ xung quanh và bón phân vào gốc; đối với cây rừng thành thục, khi bón phân tiến hành đào hố ở giữa các cây và bón phân. Với cách bón phân này, thảm thực bì không bị phá hại, đất không bị trơ ra, hạn chế tối đa lượng đất bị xói mòn. Lý do thứ 3 của hiện tượng này là do ban đầu khi trồng cây tiến hành phát đốt toàn diện, lửa rừng đã làm cho các sinh vật trong đất bị chết, đồng thời cũng làm cho đất bị khô, đất bị bí chặt hơn. Đây cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến xói mòn mạnh trong giai đoạn tuổi nhỏ. Như vậy, trong công tác phòng chống xói mòn đặc biệt chú ý đến giai đoạn tuổi nhỏ của cây Cao su. Đây là giai đoạn xói mòn mạnh nhất, đồng thời giai đoạn này cây cũng cần nhiều chất dinh dưỡng nhất. Bên cạnh đó, qua nghiên cứu đặc điểm khí hậu của khu vực, đặc biệt là chế độ mưa đề tài nhận thấy: lượng mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm hơn 80% lượng mưa của cả năm. Do đó đây là khoảng thời gian chủ yếu xảy ra xói mòn. Trong thời gian này cần tiến hành các biện pháp kiểm soát và phòng chống xói mòn một cách chủ động, giảm thiểu đến mức thấp nhất thiệt hại mà xói mòn và dòng chảy bề mặt gây ra. Xói mòn đất tại khu vực phụ thuộc chủ yếu vào 4 yếu tố: địa hình (độ dốc, hình dạng bề mặt,…); độ tàn che của tầng cây cao; độ che phủ của cây bụi thảm tươi; thổ nhưỡng (độ xốp, hệ số xói mòn, kết cấu đất,…). Vì vậy, để giảm thiểu xói mòn thì phải tác động trực tiếp vào các yếu tố này. Để giải quyết được vấn đề này, đề tài đề xuất một số phương án sau: 4.5.1.Biện pháp kĩ thuật 4.5.1.1. Biện pháp làm đất, trồng và chăm sóc Cao su Biện pháp kĩ thuật có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng sinh trưởng và phát triển của sinh vật rừng trong đó có cây rừng, đồng thời còn ảnh hưởng đến khả năng hạn chế xói mòn. Một số giải pháp có thể áp dụng như: - Trong công tác làm đất trồng rừng, hạn chế việc phát đốt toàn diện làm mất độ che phủ của cây bụi thảm tươi. Nên tiến hành biện pháp làm đất cục bộ, giữ lại lớp cây bụi thảm mục ở xung quanh để bảo vệ đất. - Đặc điểm của khu vực Hà Tĩnh là khí hậu khô nóng, mùa khô thường xảy ra cháy rừng. Vì thế khi phát dọn thực bì phải thường xuyên duy trì chiều cao còn lại 15 – 20cm để hạn chế vật liệu cháy, tạo ra lớp phủ chống xói mòn và giữ ẩm. Với mỗi lần phát như thế, thực bì bị phát cần vun vào gốc cây vừa có tác dụng che phủ đất, giảm xói mòn cho đất, vừa làm tăng thành phần mùn cho cây. - Ở những nơi có độ dốc nhỏ, trồng Cao su theo đường đồng mức: Bố trí các hàng trồng theo cùng độ dốc như nhau, các hàng trồng phải chéo góc hay vuông góc với hướng dốc. Giữa các hàng trồng và trên bờ dốc nên trồng các loài cây che phủ. - Ở những nơi có độ dốc lớn, trồng Cao su theo ruộng bậc thang: Mục đích là nhằm thay đổi dòng chảy từ trên cao xuống thấp theo sườn dốc. Các ruộng bậc thang được thiết kế theo đường đồng mức thành một dãy đất có cùng độ dốc và có bề ngang từ 2,0 – 2,5m, trên đó có một hàng Cao su. Trên các ruộng bậc thang và các khoảng đất dốc giữa hai ruộng nên trồng cây che phủ lâu năm. - Hạn chế đến mức thấp nhất việc phun thuốc diệt cỏ để bảo vệ kết cấu đất, bảo đảm môi trường hoạt động cho các sinh vật trong đất như Giun, Kiến,… - Trong việc khai thác cây Cao su, thiết kế lối đi ngắn nhất, kết hợp với bậc thang trong quá trình khai thác để giảm thiểu những tác động tiêu cực đến tầng thảm mục ở dưới. 4.5.1.2. Biện pháp sinh học Việc trồng các loài cây ở tầng dưới để phòng chống xói mòn đã được thực hiện từ lâu ở một số nước có nền nông nghiệp phát triển như: Indonexia, Malaixia, Philippin. Tuy nhiên, ở Việt Nam vấn đề này còn khá mới mẻ, mới chỉ được thử nghiệm ở một số nơi như Phú Thọ, Lạng sơn, Cao Bằng,.... Nông trường Cao su Hương Long – Hà Tĩnh là một trong những nông trường đi tiên phong trong công tác này. Mới đây, nông trường đã thử nghiệm trồng một số loài cây họ Đậu để phòng chống xói mòn trên diện tích Cao su mới trồng, tuy nhiên kết quả không đạt như mong muốn. Những cây trồng chống xói mòn có thể được trồng thành dải theo đường đồng mức để ngăn ngừa dòng chảy, cố định đất, hoặc cũng có thể trồng trực tiếp vào gốc cây (những loài cây họ Đậu) để tận dụng độ che phủ của các loài cây này chống xói mòn, giữ được chất dinh dưỡng cho đất. Lựa chọn được những loài cây che phủ thỏa mãn các yêu cầu sau: (i)- Thích nghi tốt với điều kiện lập địa và khí hậu của địa phương; (i)- Cây vẫn xanh trong mùa khô,có khả năng tái sinh lại; (ii)- Không cạnh tranh hoặc cạnh tranh rất ít chất dinh dưỡng với cây Cao su; (ii)- Có tác dụng giảm thiểu xói mòn rõ rệt; (iv)- Có thể mang lại hiệu quả kinh tế trước mắt cho nhà đầu tư. Trên cơ sở các tiêu chí đó, đề tài đề xuất trồng những loài cây sau: - Các loài cây họ Đậu (Fabaceae) như: Đậu chua, Đậu triều, đậu bướm, Đậu nho nhe,… Đây là những loài cây tự nhiên, sinh trưởng và phát triển tốt trên đất rừng. Những loài cây này có đặc điểm là chiều cao thấp, dây leo bò lan trên mặt đất, hạn chế rất tốt xói mòn mà không gây ra lửa rừng. Đồng thời, chúng còn có khả năng cố định đạm, làm tăng chất dinh dưỡng cho đất. Khi chết đi, những cây này được vun vào gốc cây Cao su sẽ cung cấp thêm chất dinh dưỡng cho cây. - Đậu Kudzu ( Pueraria phaseoloides): Cây thân bò, sống nhiều năm. Ở điều kiện nước ta tỷ lệ che phủ khoảng 70 – 75% vào cuối mùa nắng, nóng. Với đặc tính mọc nhanh nên đậu Kudzu có tác dụng che phủ, chống xói mòn tốt. - Cốt khí: là cây họ Đậu (Fabaceae) có tán dày, mọc nhanh, đâm chồi khỏe. Bộ rễ phát triển và có chứa nhiều nốt sần có tác dụng cố định đạm, tác dụng che phủ và cải tạo đất rất tốt. Cốt khí là cây rất dễ tính, chịu đựng tốt cho các loại đất đồi núi và khí hậu nóng khô. Cốt khí được gieo bằng hạt, có sức sinh trưởng mạnh, lượng lá nhiều. Khi lá rụng xuống loài cây này cung cấp một lượng khá lớn đạm cho đất, góp phần cải thiện hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất. Cốt khí là loài cây bảo vệ đất và cải tạo đất đã được kiểm nghiệm và trồng xen mang lại hiệu quả rất tốt cho các lâm phần Chè, cây ăn quả ở miền Bắc. - Cỏ Vetiver (Chrysopogon zizanioides): đây là loại cỏ đã được người dân các vùng miền núi phía Bắc trồng nhiều trên nương rẫy để hạn chế xói mòn và thu được kết quả rất khả quan. Nếu trồng đúng cách, cỏ Vetiver có thể mọc trên rất nhiều loại đất và trong rất nhiều điều kiện khí hậu khác nhau, đặc biệt là điều kiện khí hậu nhiệt đới, cận nhiệt đới. Nó có rất nhiều đặc tính độc đáo, hiếm khi cùng thấy ở riêng một loài thực vật nào đó. Một hàng cỏ trưởng thành có thể giảm tới 70% nước chảy bề mặt và tới 90% bùn đất rửa trôi. Bùn đất bị chặn lại phía sau các hàng cỏ, lâu dần sẽ tạo nên các bậc thang, làm thoải dần địa hình sườn dốc. Biện pháp này rất đơn giản, sử dụng lao động thủ công, chi phí thấp nhưng lại rất hiệu quả. Khi dùng để bảo vệ các công trình cơ sở hạ tầng, chi phí của biện pháp này chỉ bằng khoảng 1/20 so với các biện pháp công trình truyền thống. Ở nhiều nước, các nhà kỹ thuật đã gọi đây là các “neo đất sống”, vì bộ rễ đồ sộ, ăn sâu của cỏ Vetiver rất khỏe, có sức kháng kéo trung bình tới 1/6 sức kháng kéo của thép. Cỏ Vetiver có thể trồng để thu hoạch trực tiếp như một loại nông sản nhưng hàng loạt nghiên cứu thử nghiệm và ứng dụng đại trà trong 20 năm qua ở nhiều nước trên thế giới còn cho thấy, cây cỏ Vetiver đặc biệt có hiệu quả trong các lĩnh vực phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai (lũ lụt, xói mòn, trượt lở, sạt lở đất dốc, xói lở bờ sông, bờ biển, bảo vệ taluy đường, bờ kênh mương, đê đập v.v.). CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Qua kết quả nghiên cứu, đề tài có thể rút ra một số kết luận chính sau đây: * Một số đặc điểm của các nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn đất do mưa. - Chế độ mưa: Lượng mưa, cường độ mưa ở khu vực lớn. Lượng mưa phân bố không đều qua các tháng trong năm tập trung từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, chiếm hơn 80% lượng mưa của cả năm. Đây là thời điểm có nguy cơ xảy ra xói mòn mạnh nhất. - Địa hình khu vực nghiên cứu phức tạp, độ dốc cao, bao gồm nhiều đồi nhỏ. Có nơi độ dốc lên đến 380. Đây là yếu tố có ảnh hưởng xấu tới công tác ngăn ngừa và giảm thiểu xói mòn tại khu vực. - Thảm thực vật: Nông trường Hương Long mới tiến hành trồng cây Cao su trong thời gian gần đây. Qua đánh giá, thảm thực vật của nông trường này có độ tàn che của tầng cây cao và độ che phủ của cây bụi, thảm mục không cao. Đối với Nông trường Phan Đình Phùng, các tiêu chí độ tàn che và độ che phủ được đánh giá ở mức độ trung bình và tốt. Đây là hai tiêu chí quan góp phần quyết định lượng nước chảy bề mặt và lượng đất xói mòn. * Lượng đất xói mòn - Lượng đất xói mòn tại nông trường Hương Long biến động từ xói mòn nhẹ đến mạnh (13,8 – 90,4 tấn/ha/năm). Tại nông trường Phan Đình Phùng biến động từ xói mòn yếu đến nhẹ (6,0 – 21 tấn/ha/năm). Lượng đất xói mòn tăng dần khi cấp độ dốc tăng và giảm dần khi tuổi của cây Cao su tăng. * Lượng thành phần vật chất xói mòn - Hàm lượng mùn trong đất bị xói mòn có tương quan yếu với cấp độ dốc. Hàm lượng mùn thấp nhất ở cấp độ dốc 25 – 350 là 2,15% và cao nhất ở cấp độ dốc 15 – 250 là 2,44%. Mùn trong sản phẩm xói mòn đất thuộc mức trung bình (2 – 4%). - Sự biến đổi hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong sản phẩm xói mòn đất theo cấp độ dốc đều không có quy luật. Chúng đều đạt giá trị lớn nhất ở cấp độ dốc 8 – 150. Nhìn chung hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong đất bị xói mòn đều ở mức giàu. - Các chất dễ tiêu trong đất bị xói mòn: NH4+ dễ tiêu biến đổi từ mức nghèo đến giàu( 2,60 – 11,26 mg/100g đất) và có quan hệ tỷ lệ nghịch với cấp độ dốc. Phần lớn hàm lượng đạm dễ tiêu ở các bãi đo biến động ở mức trung bình. + K2O dễ tiêu dao động trong khoảng 5,0 – 12,0 mg/100g đất ( từ mức nghèo đến trung bình), hàm lượng kali dễ tiêu trong vật chất xói mòn tăng theo cấp độ dốc. + P2O5 dễ tiêu biến động từ mức nghèo đến giàu (1,01 – 21,38 mg/100g đất) và sự biến động hàm lượng lân dễ tiêu theo cấp độ dốc là chưa có quy luật. Trong đó chỉ có bãi 12 với 21,38 mg/100g đất thuộc mức giàu lân. - Lượng các chất mất đi do xói mòn trên 1ha tại nông trường Cao su Hương Long lớn hơn Phan Đình Phùng là phù hợp với thực tiễn đất ở đó bị xói mòn mạnh hơn. * Lượng dinh dưỡng bị mất do xói mòn ( đạm, lân, kali) và giá trị của chúng Đề tài tính toán được lượng dinh dưỡng( N, P, K) bị mất do xói mòn đất ở từng cấp độ dốc, giá trị dinh dưỡng cần thiết bổ sung ở cấp độ dốc 25 – 350 cần bổ sung dinh dưỡng nhiều nhất (279.400 đồng); thấp nhất ở cấp độ dốc 15 – 250 (64.300 đồng). * Một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu xói mòn và bổ sung dinh dưỡng cho rừng trồng Cao su. - Đối với đất rừng Cao su Hà Tĩnh, xói mòn xảy ra nghiêm trọng nhất là giai đoạn tuổi nhỏ (từ 1 – 2 tuổi). Vì vậy các biện pháp kiểm soát, phòng chống xói mòn cần phải tập trung chủ yếu vào thời gian này. - Trên cơ sở thực tiễn và tham khảo các mô hình ở những nơi khác, đề tài đề xuất ra 4 phương pháp để kiểm soát xói mòn, gồm: (i)- Các biện pháp kĩ thuật như làm đất, bón phân, phát dọn cây bụi, các biện pháp cơ giới…; (ii)- Các biện pháp bảo vệ đất và nước bao gồm việc trồng các loài cây hạn chế xói mòn như các loài cây họ Đậu, cỏ Vetiver; (iii)- Biện pháp cải thiện hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất. 5.2. Tồn tại Do thời gian nghiên cứu ngắn nên khóa luận còn một số hạn chế sau: - Đề tài chỉ tiến hành thu thập số liệu về lượng mưa, lượng đất xói mòn sau các trận mưa. Chưa làm rõ được thời điểm xuất hiện xói mòn đất đạt cực đại để từ đó có thể đưa ra những dự báo về mặt thời gian cho công tác phòng chống xói mòn. - Đề tài mới chỉ phân tích, tính toán được lượng các chất chủ yếu cần bổ sung (N, P, K); chưa cho biết lượng dinh dưỡng của các nguyên tố khác cần bổ sung cho cây Cao (Canxi, magiê, lưu huỳnh, các chất vi lượng khác). - Việc đề xuất ra những biện pháp kĩ thuật, loài cây trồng để bảo vệ đất và nước, hạn chế xói mòn ở khu vực nghiên cứu còn chưa được kiểm nghiệm qua thực tế tại khu vực. Đây cũng là một thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài. 5.3. Kiến nghị - Cần tiếp tục nghiên cứu, cải tiến thiết bị để có thể xác định nhanh được lượng đất xói mòn; đồng thời làm rõ được cơ chế phát sinh xói mòn đất và tác động của các nhân tố điển hình đến xói mòn đất do nước. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong những vùng đất dốc. - Có thêm thời gian để đưa vào trồng thử nghiệm những loài cây bảo vệ đất và nước chống xói mòn, đồng thời đưa ra được quy trình trồng những loài cây đó trên khu vực rộng lớn hơn.