Thạc Sĩ Nghiên cứu xây dựng thang dinh dưỡng khoáng trên lá và bước đầu thử nghiệm

LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận án TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP này là nỗ lực lớn lao của bản
thân đã đổ bao tâm huyết để đánh dấu một bước ngoặt trong sự nghiệp giảng dạy và
nghiên cứu khoa học. Để có bản luận án này tôi đã nhận được sự giúp đỡ, chỉ dạy
của các cấp lãnh đạo và thầy, cô giáo Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Trường
Đại học Tây Nguyên, lãnh đạo và cán bộ của các Công Ty, Nông Trường cà phê và
các hộ trồng cà phê tại Dak Lak.
Vì vậy, NCS xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:
- GS TS. Hoàng Minh Tấn, Nhà giáo ưu tú, một người thầy mẫu mực về đạo
đức và nghề nghiệp là tấm gương sáng trong sự nghiệp đào tạo và nghiên cứu khoa
học đã tận tình chỉ dạy cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu hơn 10 năm trước từ
Luận văn Thạc sỹ đến Luận án Tiến sỹ Nông nghiệp này.
- PGS TS. Vũ Quang Sáng, Bộ môn Sinh lý thực vật, Trường Đại học Nông
nghiệp Hà Nội, đã tận tình chỉ dạy cho NCS trong suốt thời gian làm luận án.
- Tập thể thầy, cô giáo Khoa Nông học, Bộ môn Sinh lý thực vật đã trực tiếp
đóng góp nhiều ý kiến quý báu để hoàn thiện luận án này.
- Lãnh đạo Trường Đại học Tây Nguyên, Khoa Nông Lâm đã tạo điều kiện
cho NCS hoàn thành luận án này.
- Lãnh đạo, Giáo viên và nhân viên khoa Sau Đại học Trường Đại học Nông
nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho NCS hoàn thành đúng tiến độ.
- Xin cảm ơn Dự Án FHE của Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tài
trợ một phần kinh phí cho phân tích đất, lá cà phê của luận án.
- Lãnh đạo, cán bộ, công nhân viên các Công ty cà phê, Nông trường cà phê:
Công ty cà phê Thắng Lợi, Tháng 10, 52, 721, 720, Êa Tul, Êa Pok, Êa H'Nin,
Krông Ana, Nông trường cà phê Chư Pul, .
- Sự động viên cổ vũ của bạn bè và tấm lòng rộng mở của người vợ yêu quý
đã giúp tôi vượt qua những trở ngại để đến được với bến bờ hôm nay.
Nhân dịp này tôi xin cảm tạ và ghi tâm những tấm lòng cao quý đó với sự
thành kính sâu sắc tự đáy lòng.
Tác giả
NGUYỄN VĂN SANH iii
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt v
Danh mục các bảng vi
Danh mục các hình vẽ, đồ thị viii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích nghiên cứu 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3
4. Phạm vi nghiên cứu 3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 5
1.1 Vai trò của cây cà phê đối với sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội ở Việt
Nam 5
1.1.1 Khái quát về cây cà phê 5
1.1.2 Vai trò của cây cà phê đối với sự phát triển kinh tế - xã hội ở Dak Lak 6
1.1.3 Vai trò của cây cà phê đối với sự phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam 7
1.2 Những nghiên cứu về đất trồng và phân bón cho cà phê 9
1.2.1 Những nghiên cứu về đất trồng cà phê 9
1.2.2 Những nghiên cứu sử dụng phân khoáng cho cà phê vối 12
1.2.3 Những nghiên cứu phân bón hữu cơ cho cà phê vối 25
1.3 Kết quả nghiên cứu thang dinh dưỡng khoáng cho cà phê 29
1.3.1 Trên thế giới 29
1.3.2 Trong nước 35
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
39
2.1 Đối tượng 39
2.2 Nội dung 39
2.2.1 Điều tra đánh giá tình hình sử dụng phân bón của nhân dân trồng cà phê ở
Dak Lak
39
2.2.2 Nghiên cứu chẩn đoán dinh dưỡng khoáng qua lá cà phê vối kinh
doanh Dak Lak
39
2.2.3 Bước đầu thử nghiệm bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng qua lá cho
cà phê vối kinh doanh tại Dak Lak
40
2.3 Phương pháp nghiên cứu 42
2.4 Phương pháp xử lý số liệu 49iv
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50
3.1 Điều tra đánh giá tình hình sử dụng phân bón cho cà phê vối Dak
Lak
50
3.1.1 Thực trạng sử dụng phân bón và năng suất cà phê vối của Dak Lak 50
3.1.2 Thực trạng bón phân theo tỷ lệ N:P:K và năng suất cà phê vối Dak
Lak
56
3.1.3 Phân hữu cơ và năng suất cà phê vối Dak Lak 58
3.1.4 Tỷ lệ lượng phân vô cơ và năng suất cà phê vối Dak Lak 61
3.1.5 Hiệu quả sử dụng phân bón của cà phê vối Dak Lak 63
3.2 Nghiên cứu chẩn đoán dinh dưỡng khoáng qua lá cà phê vối Dak
Lak
68
3.2.1 Thực trạng dinh dưỡng khoáng trong đất của các vườn cà phê vối Dak Lak 68
3.2.2 Thực trạng dinh dưỡng khoáng trong lá của các vườn cà phê vối Dak Lak 71
3.2.3 Tương quan giữa hàm lượng 1 số nguyên tố hóa học trong đất với hàm
lượng của chúng trong lá và năng suất cà phê vối Dak Lak
75
3.2.4 Thiết lập thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Dak Lak 80
3.2.5 Vận dụng DRIS để chẩn đoán dinh dưỡng cho cà phê vối kinh doanh
tại Dak Lak
85
3.3 Bước đầu thử nghiệm bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng qua
lá cho cà phê vối kinh doanh tại Dak Lak
89
3.3.1 Nghiên cứu thử nghiệm thang dinh dưỡng khoáng trên lá để điều
chỉnh lượng phân bón cho cà phê vối kinh doanh ở công ty cà phê
Thắng Lợi
90
3.3.2 Hiệu quả của việc thử nghiệm bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng
kết hợp phân hữu cơ sinh học cho cà phê ở công ty cà phê Êa Pok
105
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
121
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
123
TÀI LIỆU THAM KHẢO
124
PHỤ LỤC
133v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt Viết đầy đủ
- CICO Congress of International Coffee Organization
- CT Công thức
- CTV Cộng tác viên
- DRIS Diagnosic and Recommendation Integrated System
- Đ/C Đối chứng
- lll lần lập lại
- nnk nhiều người khác
- NS Năng suất
- PTNT Phát triển nông thôn
- RRA Rapid Rural Appraisal
- SA Sunfat Amonium
- UBND Uỷ ban nhân dân
- Viện KHKTNL Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm
- WCSS World Congress of Soil Science vi
DANH MỤC HỆ THỐNG CÁC BẢNG, BIỂU
TT Bảng Trang
1.1 Diễn biến giá trị xuất khẩu cà phê Dak Lak (1993 - 2006) 7
1.2 Diễn biến diện tích, năng suất, sản lượng cà phê Việt Nam (1980 -
2006)
8
1.3 Diễn biến tình hình xuất khẩu cà phê Việt Nam (1990 - 2006) 9
1.4 Bảng phân cấp đất trồng cà phê Dak Lak 12
1.5 Lượng phân đạm đầu tư theo năng suất và đất trồng 14
1.6 Lượng phân lân đầu tư theo năng suất và đất trồng 18
1.7 Lượng phân kali đầu tư theo năng suất và đất trồng 21
1.8 Thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê chè Costa Rica 33
1.9 Thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Compilation 34
1.10 Thang dinh dưỡng vi lượng trên lá cà phê vối Compilation 34
1.11 Thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê chè Brazil 35
1.12 Thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Tây Nguyên 36
3.1 Thực trạng sử dụng phân bón, năng suất cà phê của 3 huyện, tỉnh Dak Lak 51
3.2 Tỷ lệ lượng phân vô cơ và năng suất cà phê vối Dak Lak 61
3.3 Hiệu quả kinh tế của việc đầu tư phân bón cho cà phê Dak Lak có
năng suất > 3 tấn nhân/ha (2003)
64
3.4 Tính chất hoá học đất của các nông trường cà phê trong tỉnh Dak Lak 69
3.5 Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng chính tích luỹ trong lá cà phê vối
Dak Lak (% chất khô)
72
3.6 Tương quan giữa hàm lượng một số nguyên tố hóa học trong đất với
hàm lượng của chúng trong lá cà phê vối Dak Lak( n = 30)
76
3.7 Tương quan giữa hàm lượng một số nguyên tố hóa học trong đất với
năng suất cà phê vối Dak Lak ( n = 30)
77
3.8 Tương quan giữa hàm lượng một số nguyên tố hóa học trong lá với
năng suất cà phê vối Dak Lak ( n = 30)
78vii
3.9 Các mức dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Dak Lak vào đầu mùa
mưa có năng suất > 4,1 - 6 tấn nhân/ha (% chất khô)
82
3.10 Các mức dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Dak Lak vào đầu mùa
mưa có năng suất < 2 tấn nhân/ha (% chất khô)
82
3.11 Thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Dak Lak vào đầu mùa
mưa hướng tới dinh dưỡng tối ưu để đạt được năng suất từ 3 - 4 tấn
nhân/ha (% chất khô)
83
3.12 Tỷ lệ các nguyên tố hóa học trong lá và năng suất cà phê vối kinh
doanh Dak Lak
85
3.13 Tính chất hoá học của đất trước thử nghiệm ở công ty cà phê Thắng Lợi 91
3.14 Hàm lượng một số nguyên tố khoáng trong lá cà phê trước thử nghiệm
ở công ty cà phê Thắng Lợi (% chất khô)
93
3.15 Tương quan các nguyên tố hóa học giữa đất và lá của cà phê thử
nghiệm ở công ty cà phê Thắng Lợi
96
3.16 Dinh dưỡng khoáng trong lá cà phê sau bón phân ở công ty cà phê
Thắng Lợi (% chất khô)
100
3.17 Năng suất cà phê ở công ty cà phê Thắng Lợi (tấn nhân/ha) 102
3.18 Hiệu quả kinh tế của việc bón phân cho cà phê ở công ty cà phê Thắng
Lợi
104
3.19 Tính chất hoá học đất trước thử nghiệm của công ty cà phê Êa Pok 106
3.20 Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng khoáng trong lá cà phê trước thử
nghiệm ở công ty cà phê Êa Pok (% chất khô)
108
3.21 Tương quan dinh dưỡng khoáng giữa đất và lá của thử nghiệm ở công ty cà phê Êa Pok 111
3.22 Dinh dưỡng khoáng trong lá cà phê sau bón phân ở công ty
cà phê Êa Pok (% chất khô)
114
3.23 Năng suất cà phê ở công ty cà phê Êa Pok (tấn nhân/ha) 117
3.24 Hiệu quả kinh tế của việc bón phân cho cà phê ở công ty cà phê Êa
Pok
119viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
TT Hình Trang
3.1 Đồ thị radar thang dinh dưỡng khoáng trên lá cà phê vối Dak Lak vào
Đầu mùa mưa (% chất khô)
84
3.2 Sơ đồ DRIS để chẩn đoán dinh dưỡng cho cà phê vối kinh doanh Dak
Lak qua phân tích lá
87
3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng khoáng trong lá
cà phê Thắng Lợi trước thử nghiệm (%chất khô)
95
3.4 Đồ thị năng suất thử nghiệm của cà phê Thắng Lợi (tấn nhân/ha) 104
3.5 Đồ thị các nguyên tố dinh dưỡng khoáng trong lá cà phê Êa Pok trước
thử nghiệm (%chất khô)
110
3.6 Đồ thị năng suất thử nghiệm của công ty cà phê Êa Pok (tấn nhân/ha) 1191
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cà phê cung cấp loại thức uống nóng được nhân loại ưa thích, ngày nay hầu
như không có nhân dân của một Quốc gia nào là không dùng cà phê. Nhu cầu tiêu
thụ ngày một tăng, nên cây cà phê được xác định là cây mũi nhọn trong chiến lược
phát triển kinh tế-xã hội của đất nước.
Ở Dak Lak, sau ngày giải phóng chỉ có vài ngàn ha nhưng đến nay diện tích
cà phê đã ổn định đến 169.345 ha với sản lượng hàng năm đạt khoảng 330.000 tấn
nhân, kim ngạch xuất khẩu cà phê trên 300 triệu USD, chiếm 80% kim ngạch xuất
khẩu của tỉnh. Không một ai có thể phủ nhận điều mà cây cà phê làm được: nhờ cà
phê mà đời sống của người dân trồng cà phê từng bước được đổi mới. Song không
phải thế mà không chấp nhận thực tế: quy luật thị trường chi phối cũng làm cho
người trồng cà phê ít vốn lao đao khốn khổ. Rõ ràng vốn ít, đầu tư thấp, năng suất
thấp, thu nhập kém là điều không tránh khỏi, nhưng cũng phải thừa nhận rằng trên
cùng một loại đất với cùng một giống năng suất cà phê phụ thuộc rất lớn vào phân
bón và năng lực tay nghề của người quản lý chăm sóc. Cũng chính vì điều đó mà
không ít nông dân đã lạm dụng phân bón làm cho dinh dưỡng của cây cà phê bị mất
cân bằng, năng suất không ổn định, hiệu quả sản xuất không cao. Hơn nữa, khi tạo
ra năng suất cao thì dinh dưỡng trong đất, trong cây cũng mất đi rất lớn thông qua
sản phẩm và điều kiện tự nhiên, nên cân bằng dinh dưỡng trong cây trở nên không
phù hợp, cần phải nghiên cứu nhu cầu dinh dưỡng của cây theo từng giai đoạn để
đáp ứng yêu cầu năng suất cao, độ phì đất không giảm sút mà còn mang lại hiệu quả
kinh tế nữa. Để làm được điều đó thì phải kiểm soát và phát hiện sớm những việc
thừa, thiếu các nguyên tố dinh dưỡng trong lá trước khi chúng thể hiện ra triệu
chứng bên ngoài, có thể bằng nhiều cách khác nhau như: phương pháp xem xét triệu
chứng ngoại hình, phương pháp thí nghiệm đồng ruộng, phương pháp chẩn đoán 2
dinh dưỡng qua lá, . với 2 phương pháp đầu tốn kém vật tư, thời gian mà độ chính
xác không cao khi áp dụng cho địa điểm khác, nhưng với phương pháp chẩn đoán
dinh dưỡng qua lá cho phép ta xây dựng thang dinh dưỡng khoáng trong lá nên có
thể kiểm soát và phát hiện việc thừa, thiếu các nguyên tố dinh dưỡng bằng phương
pháp DRIS (Diagnosic and Recommendation Integrated System) để điều chỉnh
lượng phân cho hợp lý. Điều thuận lợi hơn là khi thang dinh dưỡng khoáng trên lá
cà phê được thiết lập thì việc ứng dụng có thể tiến hành đồng loạt trên diện rộng để
nâng cao độ đồng đều và năng suất cho cà phê là một yêu cầu bức thiết hiện nay.
Trong hội nghị lần thứ 8 của Hiệp hội Cà phê thế giới 1977, Sylvain (dẫn theo
Nguyễn Sỹ Nghị, 1982)[37] đã nhấn mạnh: ‘Vấn đề chẩn đoán dinh dưỡng trên lá
cà phê là cơ sở khoa học để đưa ra công thức phân bón hợp lý’.
Ở Việt Nam, nghiên cứu về vấn đề này đã được Đoàn Triệu Nhạn
(1984)[39], Nguyễn Tri Chiêm (1994)[9], Trương Hồng và CTV (2000)[22] đặt ra
nhưng vẫn còn rời rạc và chưa hệ thống.
Xuất phát từ thực tiễn trên và yêu cầu của sản xuất đặt ra, để góp phần xây
dựng công thức phân bón hợp lý, thỏa mãn tối đa nhu cầu của cây trong suốt giai
đoạn sinh trưởng, phát triển vừa đảm bảo năng suất cao, nhưng độ phì đất không bị
giảm sút, không gây ô nhiễm môi trường, giảm chí phí sản xuất, vừa đạt hiệu quả
kinh tế để người sản xuất có lãi trong thời buổi giá cả thị trường bấp bênh, chúng tôi
tiến hành đề tài:“Nghiên cứu xây dựng thang dinh dưỡng khoáng trên lá và bước
đầu thử nghiệm bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng cho cà phê vối kinh doanh
tại Dak Lak”.
2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở thực trạng sử dụng phân bón cho cà phê vối kinh doanh của người
dân Dak Lak phân tích các mối quan hệ của hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng
khoáng trong đất, trong lá với năng suất cà phê để xây dựng một thang dinh dưỡng
các nguyên tố khoáng (N, P, K) trong lá cà phê vối kinh doanh trước khi bón phân, làm cơ
sở cho việc điều chỉnh lượng phân bón theo chẩn đoán dinh dưỡng qua lá đối với cà phê
vối kinh doanh ở Dak Lak. 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1 Ý nghĩa khoa học
+ Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cung cấp các dẫn liệu khoa học về sự
tương quan của các nguyên tố khoáng N, P, K, Ca, Mg trong đất, trong lá với năng
suất cà phê vối và là cơ sở khoa học để đánh giá thực trạng dinh dưỡng của vườn cà
phê thông qua thang hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng khoáng trong lá;
+ Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu tham khảo có giá trị cho việc
giảng dạy và nghiên cứu khoa học theo hướng bón phân dựa theo chẩn đoán dinh
dưỡng qua lá.
3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Thang hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng N, P, K trong lá cà phê vối kinh
doanh tại Dak Lak là cơ sở cho việc nghiên cứu để đề xuất một biện pháp bón phân
tiên tiến cho cà phê vối. Đó là bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng qua lá cho phép
đánh giá tình hình dinh dưỡng trong lá theo từng giai đoạn, khiến người sản xuất có
thể bón phân đúng lúc và sát với yêu cầu thực tế của cây. Vừa sử dụng tiết kiệm
phân bón mà không gây ô nhiễm môi trường, vừa nâng cao năng suất mà giảm chi
phí sản xuất khiến cho giá thành sản phẩm hạ thấp có thể cạnh tranh trong nền kinh
tế thị trường thế giới, đồng thời đảm bảo cho vườn cà phê ổn định lâu dài. Với bón
phân theo chẩn đoán dinh dưỡng không bị giới hạn bởi không gian có thể áp dụng
trên phạm vi rộng trong cùng thời gian cho bất kỳ lô thửa nào và là động lực thúc
đẩy sản xuất cà phê Dak Lak phát triển.
4. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu này chỉ giới hạn trên phạm vi cà phê vối kinh doanh ở độ tuổi
10 - 15 trồng trên đất nâu đỏ basalt của Dak Lak;
- Đây là đề tài rất phức tạp và chưa được quan tâm nghiên cứu ở Việt Nam,
nên nghiên cứu của chúng tôi chủ yếu hướng tới việc đưa ra một thang dinh dưỡng
của các nguyên tố N, P, K trong lá cà phê trước khi bón phân vào đầu mùa mưa để
làm cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng theo hướng này nên chưa đưa ra được các
ứng dụng cụ thể của thang dinh dưỡng này. Vì vậy, cần có các nghiên cứu tiếp tục 4
theo hướng này để có thể hoàn thiện được phương pháp bón phân theo chẩn đoán
dinh dưỡng qua lá;
- Trong nghiên cứu của chúng tôi có sử dụng chẩn đoán theo phương pháp
DRIS (Diagnosic and Recommendation Integrated System) nhưng ở mức độ là phát
hiện ra sự mất cân bằng dinh dưỡng trong lá từ đó điều chỉnh lượng phân và kiểm
tra việc tích lũy dinh dưỡng sau khi bón phân góp phần lý giải cho năng suất đạt
được. Việc thử nghiệm thang dinh dưỡng khoáng trên lá theo DRIS để bón phân cho
cà phê cũng chỉ bước đầu thực hiện ở công ty cà phê Thắng Lợi, Êa Pok đại diện
cho các vùng trồng cà phê vối của Dak Lak.