Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học Quá trình sinh trưởng, phát triển và khả năng cho năng suất của cây trồng phụ thuộc chủ yếu vào tác dụng tổng hợp của 4 yếu tố: ánh sáng, nhiệt độ, nước và dinh dưỡng. Trong điều kiện sản xuất, việc điều khiển các yếu tố để tăng cường sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng rất khác nhau. Điều khiển chế độ nước, dinh dưỡng dễ dàng hơn và thực tế người ta coi phân bón là đòn bẩy tăng năng suất cây trồng.
Cùng với cuộc cách mạng xanh về giống, nền nông nghiệp thâm canh ra đời đã vận dụng tối đa tác dụng của phân bón, đặc biệt là phân vô cơ. Tuy nhiên, bón nhiều phân chưa hẳn đã tốt, nồng độ hóa học cao có thể gây hại đối với cây trồng đồng thời ảnh hưởng xấu tới môi trường và sức khỏe con người. Cây trồng cũng như các sinh vật khác có những giới hạn chịu đựng nhất định, vượt quá giới hạn đó có thể bị hủy hoại. Bón một lượng phân lớn vượt quá nhu cầu của cây còn gây ra lãng phí, tồn dư trong đất và sản phẩm tăng.
Trong nhiều trường hợp, năng suất cây trồng cao chưa hẳn đảm bảo hiệu quả kinh tế, chất lượng sản phẩm giảm. Phân bón thường mang lại hiệu quả kinh tế cao khi lượng phân sử dụng hợp lý. Trong những giới hạn xác định, năng suất cây trồng tăng khi phân bón tăng. Tiếp tục tăng lượng phân, năng suất tiếp tục tăng nhưng hiệu quả kinh tế bắt đầu giảm xuống, đến một giới hạn nào đó, cả năng suất và hiệu quả kinh tế giảm xuống đến lúc không còn hiệu quả nữa.
Bón phân hợp lý là tìm ra lượng phân bón thích hợp để vừa đạt năng suất cao, vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phân bón (hình 2. Mỗi một nguyên tố dinh dưỡng có những vai trò nhất định đối với quá trình sinh trưởng, phát triển và năng suất cây trồng. Trong đó, đạm là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với cơ thể sống vì nó là thành phần cơ bản của protein - chất cơ bản biểu hiện sự sống. n 5 Năng suất cây trồng Hiệu quả kinh tế Lượng phân hợp lý Năng su - Hi Lượng phân bón Hình 1.1: Đồ thị năng suất cây trồng và hiệu quả kinh tế của lượng phân bón sử dụng Nguồn: Đường Hồng Dật, 2003 [3].
Mặt khác, chi phí phân bón trong nông nghiệp chiếm đến 30% - 50%. trong đó, mục đích của người sản xuất không chỉ nhằm đặt năng suất tối đa mà còn tìm lợi nhuận cao nhất. cho nên con người phải tìm đến những biện pháp kỹ thuậ bón phân cân đối hợp lý cho từng loại cây trồng khác nhau. Bón phân vô cơ là rất tốt cho cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt, tuy nhiên nếu bón không đúng nồng độ, liều lượng, thời gian cách ly không đảm bảo sẽ dẫn đến tình trạng dư lượng NO3- trong sản phẩm vượt quá ngưỡng cho phép ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm và sức khẻo người tiêu dùng.
Vì vậy, trong việc sử dụng phân đạm, kali hay bất cứ loại phân nào khác ta phải sử dụng hợp lý cho từng loại cây trồng, giai đoạn sinh trưởng, loại đất, nước, vi sinh vật và mùa vụ khác nhau…đòng thời, bón đúng chủng loại, đúng lúc đúng cách đúng nông độ, liều lượng, đảm bảo hời gian cách ly. như vậy, sẽ góp phần tăng hiệu suất sử dụng phân bón, tránh lãng phí và bảo vệ môi trường. n 6 * Vai trò của phân bón trong sản xuất nông nghiệp Trong mấy thập kỷ vừa qua năng suất cây trồng đã không ngừng tăng lên, ngoài vai trò của giống mới, phân bón cũng có vai trò quyết định. Giống mới chỉ có thể phát huy được tiềm năng, cho năng suất cao nhất khi được bón đầy đủ và hợp lí.
FAO đã tổng kết bón phân không cân đối làm giảm hiệu suất sử dụng 20-50%. Kết quả trong thí nghiệm và mô hình ở nước ta trong mấy năm qua cho thấy nếu NPK cân đối so với chỉ bón đạm, năng suất lúa trên đất bạc màu có thể tăng 100 – 200%. Kỹ nghệ phân bón không chỉ chú ý đến đạm, lân, kali mà phải chú ý đầy đủ đến các nguyên tố khác như lưu huỳnh( S ), magie( Mg ), với các nguyên tố vi lượng như: Mo, Bo, Mn, Fe… Cây trồng hút chất dinh dưỡng từ đất và từ phân bón để tạo nên sản phẩm của mình sau khi kết hợp với sản phẩm của qúa trình quang hợp, cho nên sản phảm nông nghiệp phản ánh tình hình đất đai và việc cung cấp thức ăn cho cây. Nhờ có phân bón mà phẩm chất nông sản được nâng cao.
Bón phân không cân đối làm giảm chất lượng nông sản. Bón phân cũng làm thay đổi thành phần hóa học của hạt, việc bón phân thừa hay thiếu đạm làm giảm tỷ lệ vitamin B2 trong rau. Và việc bón quá thừa đạm, bón gần đến ngày thu hoạch dẫn đến tình trạng dư lượng NO3- trong sản phẩm vượt quá mức cho phép, gây ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng. Hàm lượng NO-3 trong rau là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá rau an toàn bởi những độc tính và tác hại của nó khi vượt quá ngưỡng cho phép.
Thực tế cho thấy kết quả khảo nghiệm hàm lượng Nitơrat trên một số loại rau vào thời điểm sử dụng (1-2 ngày sau thu hoạch) đều vượt quá chỉ số cho phép là mối quan tâm đối với chúng ta. Nitrat được hấp thu vào cơ thể ở mức bình thường không gây độc, nó chỉ có hại khi vượt quá tiêu chuẩn cho phép. NO3- trong cơ thể người không trực tiếp gây ra methaemoglobine, nhưng chúng có thể bị khử bởi NO2- bởi vi n 7 khuẩn microflora đường ruột. NO2- phản ứng với haemoglobine hình thành methaemoglobine.
Khi methaemoglobine ở mức cao sẽ xuất hiện triệu chứng bệnh làm giảm hô hấp của tế bào, ảnh hưởng tới hoạt động của tuyến giáp, gây đột biến phản ứng với amin thành chất gây ung thư gọi là Nitroamin, các hợp chất này đưa vào cơ thể một cách trực tiếp do nitroamin được tổng hợp trong cơ thể tạo ra sau khi ăn. Nguyên nhân : Phân đạm, lân, kali là yếu tố quan trọng làm tăng năng suất cây trồng, tuy nhiên do sử dụng không hợp lý về liều lượng tỷ lệ phân đạm trong thành phần vô cơ và hữu cơ bón cho cây, phương thức bón không đúng do chạy theo lợi nhuận, bón thuốc muộn sát với thời điểm thu hoạch cùng với việc sử dụng nguồn nước có hàm lượng (NO3-) rửa trôi cao đã làm tăng hàm lượng nitrat trong rau, gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người. Nền nông nghiệp thế kỷ 21 là nền nông nghiệp sạch, nền nông nghiệp sinh thái. Nhiệm vụ của loài người là phải tạo nên một nền nông nghiệp bền vững trong đó giảm tối đa các chất phế thải, cũng như giảm tối đa việc mất chất dinh dưỡng để không làm ô nhiễm môi sinh ( ngăn chặn việc thải nitotrat vào nguồn nước uống, ngăn việc thải các chất oxit nito bắt nguồn từ quá trình khử đạm trong nông nghiệp để làm phá hoại tầng ozon.
Nông nghiệp thế kỷ 21 cùng với việc sử dụng tối thích phân hóa học phải làm cho đất phát huy tích cực hơn. Đất trở thành nơi đồng hóa chất thải, biến chất thải thành nguồn các chất dinh dưỡng. Trong việc nghiên cứu phân bón không chỉ chú ý đến việc tăng năng suất mà phải đánh giá chất lượng sản phẩm. Biện pháp bón phân đưa ra phải không gây ô nhiễm môi trường sống, để vừa đảm bảo tăng được sản lượng mà vẫn đảm bảo chất lượng cũng như môi trường.
Ta phải bón phân hợp lý phù hợp cho mỗi loại cây trồng, mỗi giai đoạn sinh trưởng, mỗi loại đất, nước và mùa vụ khác nhau…Tuy nhiên cũng phải bón đúng chủng loại, đúng lúc, đúng đối tượng, đúng thời vụ, đúng cách bón và bón theo nhu cầu của cây. Ngoài ra để tăng năng suất cây trồng với hiệu quả kinh tế cao nhất thì chúng ta cũng phải có những biện pháp làm hạn chế tối đa lượng phân bón dư thừa trong đất do bón quá liều. Như vậy sẽ góp phần tăng hệu suất sử dụng phân bón, tránh lẵng phí và ô nhiễm môi trường. Sơ lược về tình hình sản xuất rau và sử dụng phân bón trên thế giới 1.
Sơ lược về tình hình phát triển rau trên thế giới Hiện nay trên thế giới có nhiều chủng loại rau được gieo trồng, diện tích trồng rau ngày càng gia tăng để đáp ứng nhu cầu về rau của người dân (Mai Phương Anh và cs, 1996) [1]. Năm 1961-1965 tổng lượng rau của thế giới là 200.234 tấn, nhưng từ năm 1971-1975 tổng lượng rau đạt 293.657 tấn và từ năm 1981-1985 là 392.060 tấn, đến năm 1996 đã lên đến 565. Như vậy chúng ta thấy sản lượng rau trên thế gới tăng lên rất nhanh, điều đó chứng tỏ nhu cầu rau của con người ngày càng tăng. Trong nhiều năm gần đây, tình hình sản xuất rau trên thế giới không ngừng phát triển cả về diện tích và sản lượng, số liệu FAO được thống kê và được trình bày tại bảng 2.1: Tình hình sản xuất rau trên thế giới từ 2008 - 2012 Chỉ tiêu Diện tích Năng suất Sản lượng Năm (triệu ha) (tạ/ha) (triệu tấn) 2008 52,81 188,413 994,98 2009 54,03 188,629 1019,10 2010 55,72 188,210 1048,71 2011 56,81 191,371 1087,12 2012 57,27 193,133 1106,13 (Nguồn: FAOSTAT, 2014)[37] Theo thống kê của FAO, diện tích trồng rau năm 2008 là 52,81 triệu ha nhưng đến năm 2012 đã mở rộng lên tới 57,27 triệu ha, tăng so với năm 2008 là 4,46 triệu ha, tăng 8,45% so với năm 2008.
Như vậy, diện tích trồng rau trên thế giới đang tăng lên, nguyên nhân là do người nông dân đang chuyển một phần diện tích trồng cây ngũ cốc và cây lấy sợi sang trồng rau. Năng suất rau bình quân trên thế giới không biến động nhiều đạt từ 188,413 - 193,133 tạ/ha qua 5 năm, bởi diện tích trồng rau hiện nay không tập trung về tăng năng suất mà chú trọng hơn đến viêc tăng chất lượng sản phẩm. Về sản lượng rau hàng năm thu được theo chiều hướng tăng dần tính đến năm 2012 đạt 1.106,13 triệu tấn, tăng hơn so với năm 2008 là 111,15 n 9 triệu tấn, tương đương 11,17%. Sở dĩ trong những năm từ 2008 đến năm 2012 sản lượng rau tăng nhanh như vậy là do diện tích trồng trong những năm gần đây tăng lên và do người trồng rau đã ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật tiên tiến đến phục vụ sản xuất.2: Tình hình sản xuất rau châu Á Chỉ tiêu Diện tích Năng suất Sản lượng Năm ( ha) (tạ/ha) ( tấn) 2008 38.