Đặt vấn đề Cây mía (Saccharum spp) là nguồn nguyên liệu chủ yếu của ngành mía đường trên thế giới cũng như Việt Nam. Ngoài ra, mía còn là nguồn nguyên liệu quan trọng, góp phần cung cấp 40 - 50% sản lượng xăng sinh học trên toàn cầu. Bên cạnh đó, cây mía còn có dùng để làm thức ăn cho gia súc (lá mía), làm hom nhân giống (thân và ngọn mía), làm phân hữu cơ, chất đốt (gốc và rễ), làm bánh kẹo, rượu, giấm (gỉ mật)… Mía là loại cây có khả năng tái sinh mạnh, thu hoạch được nhiều năm. Mía còn là cây có khả năng thích ứng với các loại đất trồng khác nhau và có thể tận dụng trồng trên các loại đất xấu, tăng thu nhập cho người trồng (Đoàn Thị Thanh Nhàn & cs.
Trong nhiều năm trở lại đây tình trạng hạn hán kéo dài dẫn đến năng suất và sản lượng mía của nhiều quốc gia trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng giảm mạnh làm ảnh hưởng đến nền kinh tế toàn cầu. Báo cáo gần đây của Ngân hàng Rabobank (Hà Lan) dự báo nguồn cung đường toàn cầu sẽ thiếu hụt 4,3 triệu tấn trong niên vụ 2019-2020 do tình trạng thiếu hụt nguồn cung một phần là do sản lượng đường giảm ở Ấn Độ, Thái Lan và Liên minh châu Âu (EU) (Chánh Tài, 2019). Tương tự, công ty giao dịch hàng hóa Sucden (Pháp) dự báo nguồn cung đường toàn cầu thiếu hụt khoảng bốn triệu tấn trong niên vụ 2019 - 2020 do sản lượng đường được dự báo giảm ở Ấn Độ, Thái Lan và EU (Chánh tài, 2019). Theo thống kê của nhà máy đường An Khê, chưa nói đến 5.000 ha mía đã bị chết khô và bị cắt bỏ, hạn hán khốc liệt đã khiến sản lượng mía toàn vùng giảm năng suất 25 - 30%, tương đương 450.
Bên cạnh hạn hán, sự xâm nhập nước biển vào đất liền là nguyên nhân trực tiếp biến các vùng đất ven biển thành đất nhiễm mặn. Trong khi đó hầu hết các giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây trồng đều chịu ảnh hưởng bởi mặn (Nawaz 1 & cs. Mặn không chỉ làm giảm khả năng sinh trưởng mà còn thay đổi hình thái và cấu trúc của cây (Cakmak, 2005). Đặc biệt, mặn kéo dài thời gian nảy mầm; làm giảm tỷ lệ mọc mầm, ảnh hưởng tới sự phát triển của cây mần (Nayer & Reza, 2008; Khajeh & cs.
Nồng độ Na+ và Cl- trong thân lá tăng cao (Dogar & cs., 2012), cùng với sự hấp thụ các ion K+, NO3-, and H2PO4- giảm đi (White & Broadley, 2001; Tester & Davenport, 2003) là nguyên nhân dẫn đến gây độc cho cây trồng trong điều kiện mặn. Không những thế, mặn còn là tác nhân ảnh hưởng đến sự cân bằng dinh dưỡng trong cây (Hu & Schmidhalter 2005; Rogers & cs. Biochar là sản phẩm của quá trình phân hủy nhiệt chất hữu cơ ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí (Lehmann & cs. Hiện nay, việc sử dụng biochar để bón vào đất canh tác đã và đang ngày càng được chú ý đến nhằm tăng nguồn chứa cacbon, cải thiện khả năng giữ nước, dinh dưỡng trong đất, giảm hiệu ứng nóng lên toàn cầu cũng như kiểm soát sự di động của nhiều chất gây ô nhiễm môi trường (Lehmann & cs., 2006; Van Zwieten & cs.
Không chỉ mang lại lợi ích trực tiếp cho đất và cây trồng, biochar còn là nơi trú ngụ, bảo vệ cho nấm và vi sinh vật tồn tại trong đất (Warnock & cs. Vì vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng bón biochar cho mía trong điều kiện mặn và hạn là rất cần thiết làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng quy trình canh tác cho cây mía tại trong điều kiện bất thuận. 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 cây mía trong điều kiện mặn và 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 trong điều kiện mặn và 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 sinh trưởng và sinh lý của mía trong điều kiện mặn. Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng bón biochar đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và sinh lý của mía trong điều kiện hạn.
3 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 Cây mía là cây trồng được canh tác phổ biến ở trên thế giới, nhìn chung diện tích mía tăng từ năm 1990 đến năm 2019 lên 9,7 triệu ha (từ 17,08 triệu ha lên 26,78 triệu ha). Ở giai đoạn 1996 – 2000, diện tích mía hầu như không thay đổi, tuy nhiên năng suất lại tăng rõ rệt (từ 62,86 lên 64,63 và cao nhất năm 1999 với năng suất 65,45 tấn/ha).
Từ giai đoạn 2005 – 2014, diên tích mía tăng 7,4 triệu ha. Năm 2014, diện tích mía đạt mức 27,8 triệu ha (cao nhất trong giai đoạn 2005 – 2014), tuy nhiên năng suất trung bình lại chỉ đứng thứ 7 trong giai đoạn này (chỉ đạt 69,66 tấn/ha) mặc dù vậy sản lượng mía chỉ đứng sau năm 2013 (1886,69 triệu tấn năm 2014 và 1899,04 năm 2013). Về cơ bản, năng suất mía trên thế giới giai đoạn 2006 – 2017 bản không có biến động lớn (dao động từ 68,94 đến 69,89 tấn/ha), tuy vậy sản lượng mía thu được trong giai đoạn này có sự chênh lệch lớn, được phân thành 2 giai đoạn (tăng nhanh: 2006 – 2013 và không thay đổi nhiều: 2013 – 2017). Tuy nhiên, trong hai năm gần đây (2018 – 1019).
Năng suất trung bình của mía trên thế giới cao hơn hẳn những năm trước (đạt trên 72 tấn/ha) do đó sản lượng mía thu được cũng cao hơn hẳn những năm trước. 4 Sản lượng (triệu tấn) Năng suất (tấn/ha) 50 55 60 65 70 75 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 1990 1990 1991 1991 1992 1992 1993 1993 1994 1994 1995 Diện tích 1995 1996 1996 1997 1997 1998 1998 1999 1999 2000 2000 2001 2002 2001 Năng suất 2003 2002 2004 2003 2019 Năm 2005 2004 2006 2005 Năm 2007 2006 2008 2007 2009 2008 2010 2009 2011 2010 2012 2011 2013 2012 2014 2013 2015 2014 2016 2015 2017 2016 2018 Đồ thị 2. Sản lượng mía trên thế giới giai đoạn 1990 – 2019 2017 2019 2018 15 20 25 30 2019 Diện tích (triệu ha) Đồ thị 2. Diễn biến về diện tích, năng suất mía trên thế giới giai đoạn 1990 - 5 (Nguồn: Faostat, 2020) A B 1% Brazil Brazil 2% 18% India 1% 15% India 2% Thailand 1% 2% Thailand 2% China 39% 2% China 3% Pakistan 4% 37% 3% Pakistan Mexico 3% 5% Mexico Argentina 6% 7% Colombia Colombia 7% Australia 19% Indonesia 21% Indonesia Australia Guatemala Còn lại Còn lại Đồ thị 2.
Tỷ lệ % diện tích (A), sản lượng (B) mía của 10 nước trên thế giới năm 2019 120 107,67 100 Năng suất (tấn/ha) 77,29 80,1 80 72,8 71,35 71,39 74,54 74,68 74,84 64,32 65,6 60 40 20 0 Đồ thị 2. Năng suất mía của 10 nước trên thế giới năm 2019 (Nguồn: Faostat, 2021) Trong số 10 quốc gia có diện tích gieo trồng hàng năm lớn nhất là Brazil 10,01 (triệu ha) chiếm 38% so với các nước còn lại. Tiếp đó là các nước như: Ấn Độ 5,06 (triệu ha) (19%), Thái Lan 1,84 (triệu ha) (7%). 6 Về năng suất: Năng suất bình quân mía ở trên thế giới vẫn còn thấp.
Trong khi đó, có sự chênh lệch khá lớn về năng suất mía giữa các quốc gia. Năng suất mía có những biến động khác nhau tùy thuộc vào quy mô sản xuất, điều kiện sinh thái và trình độ canh tác ở mỗi vùng mỗi quốc gia. Brazil là quốc gia có diện tích trồng mía lớn nhất trên thế giới. Tuy nhiên, năng suất bình quân còn thấp, do cây mía được trồng trong điều kiện khô hạn.
Guatemala là nước có năng suất cao nhất trong số 10 nước (107,67 tấn/ha) Về sản lượng: Tuy năng suất không được cao nhưng do diện tích canh tác lớn, Brazil vẫn là nước có sản lượng mía cao nhất trên thế giới (752,9 triệu tấn chiếm 39%). Không có sự biến động về thứ tự các nước từ 1 đến 6 so với diện tích. Indonesia vẫn là nước đứng thứ 9 về năng suất, chỉ trên Guatemala (một nước có diện tích nằm ngoài 10 nước đứng đầu). Hiện nay, sản xuất mía trên thế giới phát triển mạnh ở các nước đang phát triển.
Phương thức để tăng năng suất mía mà các nước đã áp dụng thành công 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. Tuy nhiên, vấn đề cấp thiết khi bước sang thế kỷ 21 là sự xói mòn, thoái hóa đất, ô nhiễm môi trường do độc canh cây mía với diện tích, lạm dụng hóa học (phân bón, thuốc trừ sâu bệnh, thuốc trừ cỏ…), việc sử dụng máy móc cơ giới đã dẫn đến, tăng cao giá thành sản xuất. Do vậy một số nước đã và đang nghiên cứu áp dụng chế độ canh tác mía bến vững thay chế độ canh tác cũ. Tiêu biểu 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.
Điều này khiến cho năng suất và sản lượng mía ở các quốc gia này luôn cao trên thế giới. Năng xuất và sản lượng mía của Việt Nam còn thấp so với các nước trên thế giới, chế độ canh tác còn lạc hậu, kém hiệu quả. Tình hình sản xuất và tiêu thụ mía trong nước Cây mía là cây công nghiệp mang lại giá trị kinh tế cao ở Việt Nam hiện nay và trở thành một cây công nghiệp chính từ khá sớm, nguồn thu nhập ngoại tệ của cây mía cũng chiếm tỷ lệ khá lớn trong các cây công nghiệp. Trong những năm gần đây các nhà khoa học nghiên cứu đề xuất các kỹ thuật trồng mía mới phổ biến rộng rãi cho nông dân, 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, góp phần tăng năng xuất mía ở Việt Nam.
Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc năm 2010 - 1013, kết quả cho thấy sản lượng, năng suất mía có xu hướng tăng nhờ việc nâng cao và áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến vào trong sản xuất mía.