Đặt vấn đề Cây mía (Saccharum officinarum L.) được trồng rộng rãi ở các vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới, là một trong những cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, là nguồn nguyên liệu chủ yếu duy nhất phục vụ cho ngành chế biến đường tại Việt Nam. Cây mía là cây trồng chủ lực ở một số quốc gia như Braxin, Cu Ba mang lại thu nhập cao, ở Việt Nam cây mía cũng là cây mang lại hiệu quả kinh tế cao và được trồng ở nhiều vùng như Thanh Hóa, Nghệ An và một số tỉnh phía Bắc và Tây Nguyên. Đặc biệt Việt Nam được đánh giá là nước có rất nhiều điều kiện thuận lợi để nâng cao năng suất và sản lượng mía, qua đó đáp ứng nhu cầu chế biến đường lớn phục vụ trong nước và xuất khẩu, đem lại một nguồn ngoại tệ đáng kể (Trịnh Minh Châu, 2003). Trong những năm gần đây biến đổi khí hậu đã trở thành một hiểm họa ảnh hưởng trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và an ninh lương thực thế giới.
Một trong những hiểm họa lớn nhất của biến đổi khí hậu là sự nóng lên của trái đất dẫn đến hạn hán trên phạm vi rộng. Hạn hán làm giảm năng suất, sản lượng mía và ảnh hưởng đến kinh tế của nhiều quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Việt Nam là một trong số các quốc gia được đánh giá nằm trong trung tâm chịu ảnh hưởng nặng nề của hạn hán gây ra. Trong khi đó chưa có nhiều công trình nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của điều kiện hạn đến sinh trưởng, phát triển của một số giống mía đang trồng phổ biến trong sản xuất.
Biochar là sản phẩm của quá trình phân hủy nhiệt chất hữu cơ ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí (Lehmann và cs. Bổ sung biochar vào đất có thể làm thay đổi đặc tính lý hóa đất, tăng lượng dinh dưỡng trong đất và tăng khả năng phát triển nấm cộng sinh rễ cây (Ishii and Kadoya, 1994), là nơi trú ngụ, bảo vệ cho nấm và vi sinh vật trong đất (Warnock và cs. Việc sử dụng biochar để bón vào đất canh tác đã và đang ngày càng được chú ý đến như là một cách để 1 làm tăng nguồn chứa cacbon, giảm hiệu ứng nóng lên toàn cầu, cải thiện khả năng giữ nước, dinh dưỡng trong đất cũng như kiểm soát sự di động của nhiều chất gây ô nhiễm môi trường (Lehmann và cs., 2006; Van Zwieten và cs. Hơn nữa, việc bón biochar vào đất còn làm tăng hiệu quả sử dụng nước, tăng độ phì của đất và sản lượng cây trồng do làm giảm sự rửa trôi các chất dinh dưỡng và thậm chí cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây (Glaser và cs., 2002; Lehmann và cs.
Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng bón Biochar cho mía trong điều kiện hạn là rất cần thiết nhằm tìm ra tác dụng của Biochar đến cây mía trong điều kiện hạn để làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình canh tác cho cây mía trong điều kiện hạn hán. Từ những thực tế trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ảnh hưởng của liều lượng bón biochar đến sinh trưởng và sinh lý của mía ở giai đoạn cây con trong điều kiện hạn”.2 Mục đích nghiên cứu và yêu cầu 1.1 Mục đích Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng bón biochar đến sinh trưởng và sinh lý của mía ở giai đoạn cây con trong điều kiện hạn từ đó góp phần làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình canh tác mía trong điều kiện bất thuận.2 Yêu cầu Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng bón biochar đến một số chỉ tiêu theo dõi của mía ở giai đoạn cây con trong điều kiện hạn. 2 Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tình hình sản xuất mía trên thế giới và trong nước 2.
Tình hình sản xuất mía trên thế giới Bảng 2.1: Diện tích, năng suất và sản lượng mía trên thế giới giai đoạn 2010 -2019 Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 2010 23,65 70,95 1677,92 2011 25,49 70,23 1789,88 2012 25,97 70,35 1826,94 2013 26,82 70,80 1899,04 2014 27,08 69,66 1886,69 2015 26,58 70,56 1875,76 2016 26,58 70,76 1881,08 2017 26,26 69,89 1835,46 2018 26,49 72,88 1930,51 2019 26,78 72,80 1949,31 Nguồn: Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc (FAO, 2020). Mía là cây trồng được canh tác phổ biến trên thế giới, nhìn chung diện tích mía từ năm 2010 đến năm 2019 tăng 3,13 triệu ha (từ 23,65 triệu ha (2010) lên 26,78 triệu ha (2019)). Năm 2014, diện tích mía đạt 27,8 triệu ha (cao nhất trong giai đoạn 2010 - 1014), tuy nhiên năng suất trung bình lại thấp nhất trong giai đoạn này (chỉ đạt 69,66 tấn/ha) dấn tới sản lượng không cao (1886,69 triệu tấn). Năng suất mía trên thế giới giai đoạn 2010-2017 về cơ bản không có biến động lớn (dao động từ 69,66 đến 10,95 tấn/ha), do đó sản lượng mía thu được 3 trong giai đoạn này cũng không có sự chenh lệch lớn.
Tuy nhiên, hai năm gần đây (2018-1019), Năng suất mía trung bình trên thế giới cao hơn hẳn những năm trước (đạt trên 72 tấn/ha) nên sản lượng mía thu được cũng cao hơn hẳn những năm trước. Diện tích, năng suất và sản lượng mía của một số nước qua một số năm STT Tên nước Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 2018 2019 2018 2019 2018 2019 1 Brazil 10,01 10,08 74,60 74,68 747,06 752,89 2 Trung Quốc 1,41 1,42 76,83 77,29 108,72 109,96 3 Colombia 0,46 0,46 73,51 71,35 33,45 32,66 4 Ấn Độ 4,74 5,06 80,20 80,10 379,90 405,42 5 Indonesia 0,42 0,44 70,97 65,60 29,50 29,10 6 Mexico 0,78 0,79 72,33 74,54 56,84 59,33 7 Pakistan 1,10 1,04 60,96 64,32 67,17 66,88 8 Philippines 0,44 0,38 56,53 54,63 24,73 20,72 9 Thái Lan 1,79 1,83 75,45 71,39 135,07 131,00 10 Hoa Kỳ 0,36 0,37 86,06 78,40 31,34 28,97 Nguồn: Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc (FAO, 2020). Trong số các quốc gia trồng mía, 10 quốc gia có diện tích gieo trồng hàng năm lớn nhất là Brazil 10,01 (triệu ha), Ấn Độ 4,74 (triệu ha), Thái Lan 1,79 (triệu ha), Trung Quốc 1,41 (triệu ha), Pakistan 1,10 (triệu ha). Ấn Độ là quốc gia tăng mạnh về diện tích trồng mía so với 9 quốc gia còn lại, năm 2019 diện tích tăng 0,68 (triệu ha), Pakistan và Philippines thì diện tích 2019 giảm so với 2018 là 0,06 (triệu ha).
4 Về năng suất: Năng suất bình quân mía trên thế giới còn thấp. Năng suất mía giữa các quốc gia có sự chênh lệch khá lớn. Năng suất mía ở mỗi vùng mỗi quốc gia có những biến động khác nhau tùy thuộc vào quy mô sản xuất, điều kiện sinh thái và trình độ canh tác. Brazil là quốc gia có diện tích trồng mía lớn nhất, nhưng năng suất bình quân còn thấp, do cây mía được trồng trong điều kiện khô hạn.
Việc ứng dụng nhanh các tiến bộ khoa hoạc kỹ thuật về giống và biện pháp canh tác trên diện rộng để nâng cao năng suất phải kể đến Ấn Độ và Hoa Kỳ. Tại Ấn Độ năng suất năm 2019 là 80,10 (tấn/ha), Hoa Kỳ là 78,40 (tấn/ha).Nhìn chung, năng suất của các quốc gia có xu hướng giảm so với năm 2018, đặc biệt là Hoa Kỳ năng suất trung bình giảm 7,66 tấn/ha. Pakistan, Mexico và Trung Quốc, Brazil là 4 quốc gia có xu hướng tăng năng suất. Về sản lượng: Năng suất có xu hướng giảm nhẹ kéo theo sản lượng mía của thế giới cũng giảm nhẹ, ở Hoa Kỳ, do năng suất giảm mạnh dẫn đến sản lượng giảm 2,37 triệu tấn ( từ 31,34 triệu tấn năm 2018 xuống 28,97 triệu tấn năm 2019).
Với những quốc gia có xu hướng tăng năng suất, sản lượng cũng tăng mạnh. Sản lượng mía ở Brazil năm 2019 tăng 5,83 (triệu tấn) so với năm 2018, ở Mexico tăng 2,49 (triệu tấn), Trung Quốc tăng 1,24 (triệu tấn). Ở Pakistan, tuy năng suất tăng Nhưng do diện tích giảm mạnh, Sản lượng mía năm 2019 giảm nhẹ từ 67,17 (triệu tấn) (năm 2018) xuống 66,88 (triệu tấn) (năm 2019). Hiện nay, sản xuất mía trên thế giới chủ yếu là lấy đường, phát triển mạnh ở các nước đang phát triển.
Phương thức tổ chức sản xuất và cải tiến kỹ thuật mà các nước đã áp dụng thành công để tăng năng suất mía là: Sản xuất tập trung chuyên canh, cải thiện giống mía, hóa học hóa, thủy lợi hóa và cơ giới hóa, trong đó coi trọng công tác nghiên cứu khoa học. Nhưng bước sang thế kỷ 21, do độc canh cây mía với diện tích, lạm dụng hóa học (phân bón, thuốc trừ sâu bệnh, thuốc trừ cỏ…), sử dụng máy móc cơ giới đã dẫn đến xói mòn, thoái hóa đất, ô nhiễm môi trường, tăng cao giá thành sản xuất, do vậy một số nước đã và 5 đang nghiên cứu áp dụng chế độ canh tác mía bến vững thay chế độ canh tác cũ. Một số nước như Ấn Độ, Brazil áp dụng các TBKT như sử dụng nguồn nước ngầm bơm tưới cho mía vào các giai đoạn quan trọng, tránh được những bất lợi của điều kiện thời tiết. Vì vậy năng suất và sản lượng mía ở các quốc gia này luôn cao trên thế giới.
So với các nước trên thế giới thì cả năng xuất và sản lượng mía của Việt Nam còn thấp, chế độ canh tác còn lạc hậu, kém hiệu quả. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mía trong nước Cây mía được trồng ở Việt Nam và trở thành một cây công nghiệp chính từ khá sớm và hiện nay cây mía là cây công nghiệp mang lại giá trị kinh tế cao, nguồn thu nhập ngoại tệ của cây mía cũng chiếm tỷ lệ khá lớn trong các cây công nghiệp. Những năm gần đây các nhà khoa học nghiên cứu về cây mía đã tập trung tổng kết kinh nghiệm các điển hình tiên tiến trong thực tiễn sản xuất, tiếp cận với các thành tựu khoa học về cây mía của thế giới, nghiên cứu đề xuất các kỹ thuật trồng mía mới phổ biến rộng rãi cho nông dân góp phần tăng năng xuất mía ở Việt Nam. Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc thì sản lượng, năng suất mía có xu hướng tăng trong giai đoạn 2010 - 2013.
Sự gia tăng này có được nhờ việc nâng cao và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến và trong sản xuất mía. Tuy nhiên, do dự biến đổi khí hậu, diện tích mía trong giai đoạn 2013 – 2019 có xu hướng giảm mạnh. Ở Việt Nam mía là cây lấy đường qua trọng, được trồng hầu khắp các vùng sinh thái trong cả nước. Tuy nhiên tập trung chỉ chủ yếu ở các tỉnh Bắc Trung Bộ (Nghệ An,Thanh Hóa), các tỉnh phía Bắc (Hòa Bình, Sơn La…), các tỉnh Nam Trung Bộ, Tây Nguyên.