Luận án nghiên cứu hiệu lực phân vô cơ đa lượng (N-P-K) đối với lúa, ngô, cà phê - Cơ sở cân đối cung cầu phân bón tại Việt Nam

1 Tính cấp thiết của đề tài Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr), là loại đất có độ phì nhiêu tự nhiên khá cao do có tầng canh tác dày, tơi xốp, hàm lượng chất hữu cơ, lân tổng số ở giàu, đạm tổng ở mức khá. Loại đất này rất thích hợp trồng nhóm cây lâu năm có giá trị kinh tế cao như cà phê, chè, hồ tiêu và cây ăn quả [2], [49]. Theo tài liệu Đất Việt Nam (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000) cả nước có 2.288 ha đất nâu đỏ bazan, trong đó tỉnh Lâm Đồng, có 212.049 ha, phân bố chủ yếu ở cao nguyên Di Linh (182. Cà phê là cây trồng chủ lực trên đất nâu đỏ bazan của vùng Tây Nguyên.

Theo Tổng cục Thống kê, (2016) diện tích cà phê của toàn vùng Tây Nguyên là 645.000 ha và giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD (ICO, 2016). Trong đó tỉnh Lâm Đồng có 157.307 ha, được trồng tập trung ở cao nguyên Di Linh với diện tích 140. Năng suất cà phê vối của Việt Nam hơn 10 năm gần đây luôn đạt bình quân trên 2 tấn nhân/ha, thuộc loại cao nhất thế giới, có nhiều nơi điển hình đạt 5 – 6 tấn/ha, cá biệt có những hộ đạt 9 – 10 tấn/ha. Đóng góp vào kết quả trên gồm nhiều yếu tố kỹ thuật (giống, chăm sóc, tưới nước, bảo vệ thực vật), nhưng phân bón vẫn là một yếu tố chi phối mang tính quyết định.

Cà phê là cây lâu năm trồng trên các vùng đất cao, do đó cùng với nhu cầu cao về dinh dưỡng N, P, K thì phân hữu cơ có vai trò rất quan trọng để tạo môi trường thâm canh ổn định và hiệu quả. Vì lý do đó, đã có nhiều nghiên cứu về tác động của phân vô cơ N, P, K và phân hữu cơ đến năng suất, chất lượng cà phê vối ở vùng Tây Nguyên. Tiêu biểu là các công trình nghiên cứu của Trương Hồng và Tôn Nữ Tuấn Nam, 1999; Y Kanin Hdơk, 2005; Trình Công Tư, 1996; Lê Hồng Lịch, 2000; Hồ Công Trực và Phạm Quang Hà, 2004, Nguyễn Văn Minh (2014), Nguyễn Văn Bộ (2016),… Tuy vậy, các nghiên cứu này chủ yếu tập trung ở Đăk Lăk, Gia Lai, hơn nữa, đến nay chưa có công trình nghiên cứu nào quan tâm thấu đáo đến mối quan hệ giữa phân bón và độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan trồng cà phê. Riêng tỉnh Lâm Đồng, hiện có rất ít kết quả 2 nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê, đặc biệt là ở vùng cao nguyên Di Linh, nơi có các đặc điểm khí hậu và lịch sử hình thành đất đặc trưng hoạt động phun trào của núi lửa Kainozoi muộn đã làm cho tính chất đất khá khác biệt so với cùng loại đất nâu đỏ bazan ở các tỉnh khác của vùng Tây Nguyên [1], ơ99].

Điều tra thực trạng sử dụng phân bón cho cà phê ở Lâm Đồng những năm gần đấy cho thấy có rất nhiều vấn đề đã trở thành thách thức đối với sản xuất bền vững cây cà phê. Trước hết, phần lớn nông dân sử dụng phân bón thiếu khoa học, bón rất cao về lượng và mất cân đối về tỷ lệ. Đối với phân đạm, có hơn 40% số hộ bón trên 500 N kg/ha/năm (cao nhất 897 kg N). Với phân lân, có 53% số hộ bón trên 300 kg P2O5/ha/năm (cao nhất 620 kg P2O5).

Riêng phân kali, lượng bón phổ biến của nông dân đã khá hợp lý (trung bình 299 – 317 kg K2O/ha/năm), mặc dù vẫn còn một số hộ bón thừa kali. So với năng suất bình quân ở Lâm Đồng (3,6 tấn/ha) thì lượng phân đạm và lân lãng phí hàng năm rất lớn. Tỷ lệ bón phân vô cơ đa lượng cũng mất cân đối nghiêm trọng, ở đa số hộ nông dân tỷ lệ bón là N: P2O5: K2O = 1,38 : 1,0 : 0,94 [35]. Điều này làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón, giảm sức khỏe vườn cây, tăng sâu bệnh hại và gây ô nhiễm môi trường.

Thứ hai, lượng phân hữu cơ bón cho cà phê biến động rất lớn từ 0 – 45 tấn/ha/năm, 2 – 3 năm bón một lần. Thực tế, nhu cầu sử dụng phân hữu cơ ngày càng tăng, nhưng khả năng cung cấp tại địa phương vừa rất hạn chế lại vừa kém chất lượng, thực trạng sử dụng phân chuồng tươi (lợn, gà…) chưa qua xử lý vẫn còn khá phổ biến trở thành nguồn gây ô nhiễm môi trường. Do đó, nghiên cứu sử dụng nguồn phân hữu cơ chế biến có chất lượng cao bù đắp cho nhu cầu phân hữu cơ là hết sức cần thiết. Một quá trình dài sử dụng phân bón cho cà phê chưa đúng, không hợp lý một mặt gây thiệt hại về kinh tế và ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì nhiêu đất trồng cà phê tại cao nguyên Di Linh, điển hình là hàm lượng Ca2+, Mg2+ giảm, đất bị chua hóa (pHKCl còn 3,53 – 4,67), lượng Al3+ và SO42- trong đất có xu thế tăng cao [34].

Trước nhu cầu cấp bách phải có một nghiên cứu đầy đủ và hệ thống về mối quan hệ giữa đất – phân bón – sinh thái môi trường đất phục vụ thâm canh cây cà phê bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu, đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của phân bón đến độ phì nhiêu đất đỏ bazan và năng suất cà phê ở cao nguyên Di Linh, Lâm 3 Đồng” được thực hiện. Kết quả của đề tài sẽ bổ sung cơ sở khoa học cho chiến lược bón phân cân đối giữa vô cơ - hữu cơ nhằm bảo vệ và nâng cao độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan, đồng thời đóng góp cho thực tiễn sản xuất những kỹ thuật mới trong quản lý dinh dưỡng để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, tăng năng suất cà phê ở tỉnh Lâm Đồng nói riêng và vùng Tây Nguyên nói chung.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học Cung cấp thông tin mới về mối quan hệ của phân bón – độ phì nhiêu – sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh. Bổ sung cơ sở khoa học trong chiến lược quản lý bón phân cân đối, hợp lý giữa phân vô cơ với phân hữu cơ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và cải thiện độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan phục vụ thâm canh bền vững cây cà phê. * Ý nghĩa thực tiễn Bổ sung thêm cho nông dân kỹ thuật sử dụng phân bón hợp lý, hiệu quả để tăng năng suất cà phê, giảm chi phí phân bón thay cho tập quán lạm dụng phân hóa học và sử dụng phân hữu cơ chưa xử lý cho cà phê đang gây ô nhiễm môi trường, hiệu quả sản xuất thấp.

Đóng góp một số giải pháp kỹ thuật sử dụng phân bón trong sản xuất cà phê theo hướng tăng hiệu quả kinh tế và cải thiện độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan trong chiến lược sử dụng, bảo vệ tài nguyên đất bền vững của tỉnh Lâm Đồng.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan trồng cà phê vối tại vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng.2 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất cà phê vối trên đất nâu đỏ bazan.3 Xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững trên đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài - Liều lượng của phân đạm (N); phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến độ phì nhiêu đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan tại vùng cao nguyên Di Linh đã thâm canh cây cà phê qua nhiều năm. - Liều lượng của phân đạm (N); phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến năng suất cà phê vối (Coffea canephora Pierre) được ghép giống cao sản Trường Sơn 1.5 Giới hạn nghiên cứu của đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng phân bón N, P và phân hữu cơ chế biến đến một số tính chất vật lý (tỉ trọng, dung trọng, độ xốp và độ bền đoàn lạp trong nước), hóa học (pH, CEC, OM, Nts, P2O5 dễ tiêu, K2O tổng số và dễ tiêu, Ca2+, Mg2+, Al3+, tỉ lệ C/N, tỉ lệ Ca/Mg) và sinh học (giun đất, vi sinh vật tổng số, vi khuẩn cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật phân giải xenluloza) của đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan có liên quan đến độ phì nhiêu, sinh thái môi trường đất và năng suất cà phê vối vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng.6 Đóng góp mới của đề tài - Xác định được tầm quan trọng của phân đạm, lân và phân hữu cơ đến độ phì nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan đang canh tác cà phê. - Đề xuất biện pháp sử dụng phân đạm, lân và hữu cơ chế biến hợp lý cho cà phê vối ghép giống cao sản nhằm ổn định năng suất cà phê cho tỉnh Lâm Đồng. 5 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Độ phì nhiêu đất 1.1 Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất Trong sản xuất nông nghiệp, đất là giá đỡ, là môi trường để cây trồng sinh sống và phát triển.

Khác với đá mẹ và mẫu chất, đất có thuộc tính cơ bản là độ phì nhiêu, nhờ đó cây trồng có thể sinh trưởng phát triển và cho năng suất [93]. Khái niệm về độ phì nhiêu đất đã có từ thời Cổ La Mã (hơn 2.500 năm trước công nguyên) tuy còn sơ khai. Đến hơn 150 năm trước đây, C.Mác đã phân biệt rõ sự khác nhau của “độ phì nhiêu tự nhiên” và “độ phì nhiêu thực tế”, theo đó độ phì nhiêu thực tế chính là độ phì nhiêu tự nhiên được con người đầu tư thêm khoa học kỹ thuật và dinh dưỡng cho cây trồng để thu được sản lượng cao [93]. Đây là tiền đề cho những tiến bộ trong nhận thức về dinh dưỡng cây trồng và phân bón giai đoạn cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX với sáu định luật liên quan đến dinh dưỡng cây trồng: Định luật Trả lại, Định luật Tối thiểu, Định luật Tối đa, Định luật Cân đối, Định luật Hiệu suất phân bón và Định luật Ưu tiên chất lượng nông sản [24], [28], [33], [93].

Giai đoạn này cũng có nhiều quan điểm khác nhau về độ phì nhiêu của đất như: Ricacđô "độ phì nhiêu giảm dần"; các nhà thổ nhưỡng Liên Xô (cũ) mà đại diện là Viliams (1949), cho rằng "độ phì nhiêu đất không ngừng tăng lên, không có đất nào xấu chỉ có chế độ canh tác tồi mà thôi" [4]. Hay Henry (1943) [129], độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp những nguyên tố cần thiết cho cây trồng phát triển, không có sự hiện diện của các độc chất.