Tổng quan nghiên cứu

Cây cam quýt là một trong những cây ăn quả có múi được trồng phổ biến tại Việt Nam, đặc biệt là ở các vùng trung du và miền núi phía Bắc. Tính đến cuối năm 2017, tổng diện tích trồng cam quýt cả nước đạt khoảng 221,6 nghìn ha, tăng gấp ba lần so với năm 2014, với sản lượng đạt trên 1,2 triệu tấn, mang lại thu nhập hàng trăm tỷ đồng cho người nông dân. Vùng trung du miền núi phía Bắc đứng thứ hai cả nước về diện tích và sản lượng trồng cam quýt, trong đó tỉnh Tuyên Quang nổi bật với diện tích trên 7.000 ha và sản lượng đạt hơn 100 nghìn tấn, đóng góp quan trọng vào phát triển kinh tế địa phương.

Huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang, là vùng trọng điểm trồng cam với địa hình đồi núi dốc, độ cao trung bình 500-600 m, dễ xảy ra hiện tượng xói mòn và rửa trôi đất. Việc quản lý cỏ dại trong canh tác cam tại đây có ảnh hưởng lớn đến chất lượng đất trồng, đặc biệt trong giai đoạn kiến thiết cơ bản kéo dài 4 năm, khi cây cam rất nhạy cảm với sự suy thoái đất. Hiện nay, biện pháp quản lý cỏ dại chủ yếu là sử dụng thuốc diệt cỏ, dẫn đến đất bị chai cứng, giảm độ ẩm và dinh dưỡng, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái đất.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của một số biện pháp quản lý cỏ dại đến chất lượng đất trồng cam tại huyện Hàm Yên, nhằm đề xuất các giải pháp canh tác bền vững, cải thiện độ phì đất, nâng cao năng suất và chất lượng cam. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 3/2016 đến tháng 12/2017, tập trung tại các vườn cam có độ tuổi khác nhau trên địa bàn huyện. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ và phục hồi chất lượng đất, góp phần phát triển kinh tế nông nghiệp bền vững tại vùng trung du miền núi phía Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về sinh thái đất và quản lý cỏ dại trong nông nghiệp bền vững. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  1. Lý thuyết về vai trò của thảm thực vật che phủ trong bảo vệ đất: Thảm thực vật, bao gồm cỏ dại và cây che phủ, giúp giảm xói mòn, duy trì độ ẩm và cải thiện cấu trúc đất thông qua việc cung cấp chất hữu cơ và tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật đất phát triển.

  2. Mô hình tác động của thuốc diệt cỏ đến hệ sinh thái đất: Thuốc diệt cỏ có thể làm giảm đa dạng và sinh khối vi sinh vật đất, ảnh hưởng đến chu trình sinh hóa và hoạt động enzym, từ đó làm suy giảm chất lượng đất và khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.

Các khái niệm chính trong nghiên cứu bao gồm: độ pH đất, hàm lượng chất hữu cơ (OM), dung tích trao đổi cation (CEC), hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng trung lượng (Ca, Mg), mật độ vi sinh vật đất, và các biện pháp quản lý cỏ dại (phun thuốc diệt cỏ, để cỏ mọc/cắt cỏ, trồng cây lạc dại che phủ).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại huyện Hàm Yên, tỉnh Tuyên Quang, trên các vườn cam sành thuộc chu kỳ 1 với độ tuổi từ 1 đến 20 năm. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Thu thập dữ liệu thứ cấp: Tổng hợp tài liệu, báo cáo, số liệu từ các cơ quan chức năng và các nghiên cứu trước đây liên quan đến cây cam và đất trồng cam tại Hàm Yên.

  • Điều tra thực địa và lấy mẫu đất: Lấy mẫu đất hỗn hợp tại tầng đất 0-30 cm quanh gốc cam ở các vườn đại diện với các hình thức quản lý cỏ dại khác nhau (phun thuốc diệt cỏ, để cỏ mọc/cắt cỏ). Mỗi mẫu đất là hỗn hợp của 3 cây cam, mỗi cây lấy 4 điểm mẫu.

  • Bố trí thí nghiệm đồng ruộng: Thí nghiệm tác động của trồng cây lạc dại che phủ đất kết hợp với chế phẩm sinh học EM và AMF trên vườn cam 3-4 tuổi, kéo dài 12 tháng từ tháng 9/2016 đến 9/2017. Các công thức thí nghiệm gồm: phun thuốc diệt cỏ, để cỏ mọc/cắt cỏ, trồng lạc dại, trồng lạc dại + EM, trồng lạc dại + EM + AMF.

  • Phân tích trong phòng thí nghiệm: Xác định các chỉ tiêu lý hóa đất gồm pH, OM, CEC, hàm lượng N, P, K, Ca, Mg; phân tích vi sinh vật đất gồm vi khuẩn tổng số, vi khuẩn cố định đạm, vi sinh vật phân giải xenlulo và photphat.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để xử lý số liệu, thống kê mô tả và vẽ biểu đồ minh họa. Mỗi mẫu được phân tích lặp lại 3 lần để đảm bảo độ chính xác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng của biện pháp quản lý cỏ dại đến độ pH đất: Đất tại các vườn cam có phun thuốc diệt cỏ có pH thấp hơn đáng kể so với các vườn để cỏ mọc/cắt cỏ, dao động từ 3,5 đến 4,45, thấp hơn mức tối ưu 5,5-6,5 cho cây cam. Chênh lệch pH giữa hai nhóm dao động từ 0,12 đến 0,66, cho thấy việc giữ thảm thực vật che phủ giúp giảm độ chua đất.

  2. Hàm lượng chất hữu cơ (OM): Các vườn không sử dụng thuốc diệt cỏ có hàm lượng OM cao hơn từ 0,54% đến 1,24% so với vườn có phun thuốc. Hàm lượng OM trong đất dao động từ khoảng 1,8% đến 12,5% tùy theo tuổi vườn và biện pháp quản lý, cho thấy thảm thực vật che phủ góp phần duy trì và bổ sung hữu cơ cho đất.

  3. Dung tích trao đổi cation (CEC): CEC của đất dao động từ 10,33 đến 15,50 meq/100g đất, thấp hơn mức lý tưởng do đặc điểm đất feralit và địa hình dốc. Vườn để cỏ mọc/cắt cỏ có CEC cao hơn từ 1,0 đến 2,38 meq/100g đất so với vườn phun thuốc, phản ánh khả năng giữ dinh dưỡng tốt hơn khi có lớp phủ thực vật.

  4. Hàm lượng Ca và Mg trao đổi: Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trong đất thấp, dao động từ 1,45 đến 4,60 meq/100g đất, với vườn để cỏ mọc/cắt cỏ có hàm lượng cao hơn đáng kể so với vườn phun thuốc. Điều này cho thấy lớp phủ thực vật giúp hạn chế rửa trôi các nguyên tố trung lượng quan trọng.

  5. Ảnh hưởng của trồng cây lạc dại che phủ đất: Thí nghiệm đồng ruộng cho thấy trồng lạc dại kết hợp với chế phẩm sinh học EM và AMF làm tăng đáng kể hàm lượng chất hữu cơ, CEC, và các chỉ tiêu dinh dưỡng trong đất so với biện pháp phun thuốc diệt cỏ. Mật độ vi sinh vật đất cũng tăng lên rõ rệt, góp phần cải thiện cấu trúc và sức khỏe đất.

Thảo luận kết quả

Việc sử dụng thuốc diệt cỏ trong quản lý cỏ dại làm giảm pH đất, hàm lượng chất hữu cơ và các chỉ tiêu dinh dưỡng quan trọng, đồng thời ảnh hưởng tiêu cực đến đa dạng và hoạt động của vi sinh vật đất. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy thuốc diệt cỏ làm suy giảm sinh khối vi sinh vật, ức chế hoạt động enzym và làm giảm khả năng khoáng hóa chất hữu cơ trong đất.

Ngược lại, để cỏ mọc tự nhiên hoặc cắt cỏ một cách hợp lý giúp duy trì lớp phủ thực vật, giảm xói mòn, giữ ẩm và cung cấp nguồn hữu cơ liên tục cho đất. Trồng cây lạc dại che phủ đất là biện pháp hiệu quả, vừa hạn chế sự phát triển cỏ dại cạnh tranh, vừa cải thiện chất lượng đất thông qua cố định đạm, tăng sinh khối hữu cơ và kích thích hoạt động vi sinh vật có lợi.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh pH, OM, CEC, hàm lượng Ca, Mg giữa các hình thức quản lý cỏ dại và các thời điểm lấy mẫu, giúp minh họa rõ ràng tác động tích cực của biện pháp giữ thảm thực vật và trồng cây che phủ.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Khuyến khích giữ thảm thực vật che phủ tự nhiên hoặc cắt cỏ định kỳ nhằm duy trì độ ẩm, giảm xói mòn và tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Thời gian áp dụng: ngay lập tức và duy trì liên tục. Chủ thể thực hiện: người nông dân và các tổ chức quản lý nông nghiệp địa phương.

  2. Áp dụng trồng cây lạc dại che phủ đất kết hợp với chế phẩm sinh học EM và AMF để cải tạo đất, tăng sinh khối vi sinh vật và nâng cao khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây cam. Thời gian áp dụng: trong vòng 1-3 năm để thấy hiệu quả rõ rệt. Chủ thể thực hiện: nông dân, các trung tâm nghiên cứu và khuyến nông.

  3. Giảm thiểu sử dụng thuốc diệt cỏ, thay thế bằng các biện pháp quản lý cỏ dại sinh học và cơ học nhằm hạn chế tác động tiêu cực đến hệ sinh thái đất. Thời gian áp dụng: từng bước trong 2 năm tới. Chủ thể thực hiện: người nông dân, cơ quan quản lý nông nghiệp.

  4. Tăng cường bón vôi và phân hữu cơ vi sinh để điều chỉnh pH đất về mức tối ưu (5,5-6,5) và bổ sung dinh dưỡng trung lượng như Ca, Mg. Thời gian áp dụng: theo chu kỳ canh tác hàng năm. Chủ thể thực hiện: người nông dân, các đơn vị cung cấp vật tư nông nghiệp.

  5. Tổ chức tập huấn, chuyển giao kỹ thuật quản lý cỏ dại và cải tạo đất cho người nông dân nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng canh tác bền vững. Thời gian: liên tục hàng năm. Chủ thể: các cơ quan khuyến nông, trường đại học, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nông dân trồng cam và cây ăn quả lâu năm: Nắm bắt các biện pháp quản lý cỏ dại hiệu quả, cải thiện chất lượng đất, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.

  2. Chuyên gia và cán bộ khuyến nông, quản lý nông nghiệp địa phương: Áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, chương trình hỗ trợ canh tác bền vững, giảm thiểu tác động môi trường.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Khoa học Môi trường, Nông nghiệp: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu thực nghiệm và kết quả phân tích về ảnh hưởng của quản lý cỏ dại đến chất lượng đất.

  4. Doanh nghiệp sản xuất và cung ứng vật tư nông nghiệp, chế phẩm sinh học: Phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu cải tạo đất và quản lý cỏ dại sinh học, mở rộng thị trường tại các vùng trồng cam.

Câu hỏi thường gặp

  1. Quản lý cỏ dại ảnh hưởng thế nào đến chất lượng đất trồng cam?
    Quản lý cỏ dại bằng thuốc diệt cỏ làm giảm pH, hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng trong đất, ảnh hưởng tiêu cực đến vi sinh vật đất. Giữ thảm thực vật che phủ giúp cải thiện các chỉ tiêu này, bảo vệ đất khỏi xói mòn và duy trì độ ẩm.

  2. Trồng cây lạc dại có lợi ích gì trong canh tác cam?
    Lạc dại là cây họ đậu có khả năng cố định đạm, tăng sinh khối hữu cơ, cải thiện cấu trúc đất và kích thích hoạt động vi sinh vật có lợi, từ đó nâng cao chất lượng đất và năng suất cam.

  3. Tại sao pH đất lại quan trọng đối với cây cam?
    pH đất ảnh hưởng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng của cây. Đất có pH trong khoảng 5,5-6,5 là tối ưu cho sự phát triển của cam. Đất quá chua làm giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng và ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng.

  4. Có thể giảm sử dụng thuốc diệt cỏ mà vẫn kiểm soát cỏ dại hiệu quả không?
    Có thể bằng cách để cỏ mọc tự nhiên và cắt cỏ định kỳ, hoặc trồng cây che phủ như lạc dại để hạn chế cỏ dại phát triển, đồng thời bảo vệ đất và cải thiện chất lượng đất.

  5. Chế phẩm sinh học EM và AMF có tác dụng gì trong cải tạo đất?
    Chế phẩm EM chứa vi sinh vật hữu hiệu giúp phân giải chất hữu cơ, cải thiện cấu trúc đất và tăng sức đề kháng cho cây. AMF là nấm cộng sinh giúp tăng hấp thu dinh dưỡng, đặc biệt là phospho, cho cây trồng.

Kết luận

  • Việc sử dụng thuốc diệt cỏ trong quản lý cỏ dại làm giảm pH, hàm lượng chất hữu cơ, CEC và các nguyên tố dinh dưỡng quan trọng trong đất trồng cam tại Hàm Yên.
  • Giữ thảm thực vật che phủ tự nhiên hoặc cắt cỏ định kỳ giúp cải thiện chất lượng đất, duy trì độ ẩm và tăng hoạt động vi sinh vật đất.
  • Trồng cây lạc dại che phủ đất kết hợp với chế phẩm sinh học EM và AMF là giải pháp hiệu quả để cải tạo đất, nâng cao năng suất và chất lượng cam.
  • Cần giảm dần việc sử dụng thuốc diệt cỏ, tăng cường bón vôi và phân hữu cơ để điều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng trung lượng cho đất.
  • Khuyến nghị tổ chức tập huấn kỹ thuật quản lý cỏ dại và cải tạo đất cho người nông dân nhằm phát triển canh tác cam bền vững tại vùng trung du miền núi phía Bắc.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất tại các vùng trồng cam trọng điểm, đồng thời mở rộng nghiên cứu để đánh giá tác động lâu dài và hiệu quả kinh tế của các biện pháp quản lý cỏ dại bền vững. Các cơ quan quản lý và người nông dân cần phối hợp chặt chẽ để bảo vệ và nâng cao chất lượng đất, đảm bảo phát triển nông nghiệp xanh, sạch và hiệu quả.