Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây cam (Citrus sinensis Osbeck) là một trong những cây ăn quả á nhiệt đới và nhiệt đới có giá trị kinh tế và dinh dưỡng cao tại Việt Nam. Thịt quả cam chứa từ 6–12% đường, hàm lượng vitamin C từ 40–90 mg/100g tươi, 0,9% đạm, canxi 26–40 mg, axit hữu cơ từ 0,4–1,2% cùng nhiều khoáng chất và tinh dầu. Tại tỉnh Hà Giang, vùng sản xuất cam tập trung tại 3 huyện Bắc Quang, Vị Xuyên và Quang Bình, trong đó huyện Bắc Quang có trên 2.000 ha đất trồng cam với 1.573 ha đang trong thời kỳ kinh doanh. Nhiều nông hộ sở hữu trang trại quy mô trên 5 ha, đạt mức thu nhập từ 100 đến 150 triệu đồng/năm. Tháng 10 năm 2016, cam Sành Hà Giang đã chính thức được cấp giấy chứng nhận chỉ dẫn địa lý.

Tuy nhiên, thực tế canh tác tại xã Vĩnh Hảo, huyện Bắc Quang cho thấy nông dân chưa có quy trình bón phân khoa học, lạm dụng phân khoáng hóa học NPK và chưa từng sử dụng phân hữu cơ khoáng. Việc bón liên tục các loại phân vô cơ khó tan trong nhiều năm làm đất bị thoái hóa kết cấu, ảnh hưởng xấu đến hệ rễ nấm cộng sinh (Mycorrhiza), khiến cây suy yếu, phát sinh nhiều sâu bệnh và làm giảm chất lượng quả cũng như tuổi thọ vườn cây. Nhằm giải quyết thực trạng này, phân hữu cơ khoáng NTR1 và NTR2 do Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên nghiên cứu, sản xuất từ nguồn phân lợn nái và phân gà kết hợp chế phẩm sinh học EMINA đã được đưa vào khảo nghiệm nhằm thay thế phân vô cơ và phân chuồng truyền thống.

Mục tiêu nghiên cứu:

  • Xác định liều lượng phân hữu cơ khoáng NTR1, NTR2 thích hợp cho cây cam Sành nhằm nâng cao năng suất, chất lượng quả và đạt hiệu quả kinh tế cao tại huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ khoáng NTR1, NTR2 đến đặc điểm sinh trưởng, phát triển của cây cam Sành (động thái ra hoa, tỷ lệ đậu quả, động thái rụng quả, tốc độ phát triển kích thước quả).
  2. Đánh giá mức độ phát sinh và gây hại của các loài sâu, bệnh hại chính trên cây cam Sành dưới tác động của các mức phân bón khác nhau.
  3. Đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến các yếu tố cấu thành năng suất, phẩm chất quả và hiệu quả kinh tế của mô hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cây cam Sành ở giai đoạn kinh doanh có độ tuổi trung bình từ 13 đến 14 năm tuổi, đồng đều về sinh trưởng và kỹ thuật chăm sóc.
  • Vật liệu nghiên cứu: Phân hữu cơ khoáng NTR1 (25% chất hữu cơ, N:P:K = 2,5:5,5:2, độ ẩm 20%), phân hữu cơ khoáng NTR2 (25% chất hữu cơ, N:P:K = 5,5:2:4, độ ẩm 20%), phân đạm Urê Hà Bắc (46% N), phân Supe lân Lâm Thao (16% P₂O₅), phân Kali clorua (60% K₂O) và phân chuồng hoai mục.
  • Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 11 năm 2017 (bắt đầu bón lót) đến tháng 11 năm 2018 (thu hoạch quả).
  • Địa điểm nghiên cứu: Vườn cam hộ gia đình tại xã Vĩnh Hảo, huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

  • Ý nghĩa khoa học: Cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm về phản ứng sinh trưởng, năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh của cây cam Sành đối với tổ hợp phân hữu cơ khoáng NTR1 và NTR2 trên nền đất đồi Bắc Quang.
  • Ý nghĩa thực tiễn: Cung cấp cơ sở xây dựng quy trình kỹ thuật bón phân hữu cơ khoáng hợp lý, giúp nhà vườn giảm thiểu lượng phân hóa học, phục hồi đất, nâng cao năng suất, chất lượng quả và gia tăng giá trị kinh tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở khoa học và lý luận

Cây cam quýt có hệ rễ nấm (Mycorrhiza) phân bố tập trung ở tầng đất mặt nông (10–30 cm). Cây cần đầy đủ các nguyên tố đa lượng (N, P, K), trung lượng và vi lượng (Ca, Zn, B, S, Cu, Fe, Mo). Để sản xuất 20 tấn quả, cây cam lấy đi từ đất khoảng 34 kg N, 10 kg P₂O₅ và 64 kg K₂O; trung bình 1 tấn quả lấy đi 1,7 kg N, 0,5 kg P₂O₅ và 3,5 kg K₂O. Kali là yếu tố cây lấy nhiều nhất, có vai trò quyết định độ ngọt, độ chắc mô và khả năng vận chuyển chất hữu cơ về quả. Bón cân đối hữu cơ và vô cơ giúp tăng năng suất từ 30–50%.

Quy trình sản xuất phân NTR1 và NTR2 dựa trên công nghệ lên men vi sinh từ phân lợn nái và phân gà kết hợp chế phẩm sinh học EMINA (nhân sinh khối với mật rỉ đường). Quá trình gồm các bước: sơ chế đống ủ dày 30–40 cm phun chế phẩm EMINA; nghiền thô và ủ háo khí; sàng hạt (<5 mm); ủ hoạt hóa ở nhiệt độ 60–65°C trong 3–4 ngày; ủ nguội kiểm soát bay hơi đạm; phân tích thành phần cơ chất (OM, Nts, P₂O₅hh, K₂Ohh, vi sinh vật gây hại Salmonella, E. coli); phối trộn bổ sung khoáng vô cơ để đạt tiêu chuẩn và đóng bao. Phân NTR1 có hàm lượng lân cao dùng chuyên bón lót; phân NTR2 có hàm lượng đạm và kali cao chuyên dùng bón thúc.

Quy trình sản xuất:
Phân lợn nái + Phân gà + Chế phẩm EMINA -> Trộn lẫn -> Nghiền thô & Ủ háo khí -> Sàng & Nghiền nhỏ (<5mm) -> Ủ hoạt hóa (60-65°C) -> Ủ nguội -> Phân tích cơ chất -> Phối trộn khoáng N-P-K -> Đóng bao thành phẩm NTR1, NTR2

Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) gồm 4 công thức, mỗi công thức nhắc lại 3 lần, mỗi lần theo dõi 5 cây (tổng số 60 cây). Nền thí nghiệm cho các công thức bón phân hữu cơ khoáng sử dụng phân bón lót NTR1 với lượng 3 kg/cây.

Công thức Ký hiệu Liều lượng phân bón lót Liều lượng phân bón thúc
Công thức 1 CT1 3 kg NTR1/cây 8 kg NTR2/cây/năm
Công thức 2 CT2 3 kg NTR1/cây 9 kg NTR2/cây/năm
Công thức 3 CT3 3 kg NTR1/cây 10 kg NTR2/cây/năm
Công thức 4 (ĐC) CT4 (Đối chứng) 20 kg phân chuồng + 1.800 g Supe lân + 20% lượng N & K 640 g Urê + 550 g Kali clorua (chia bón thúc 2 lần: 50% và 30%)

Kỹ thuật bón phân:

  • Phân NTR1 được bón lót toàn bộ sau thu hoạch, kết hợp xới xáo và tưới nước giữ ẩm.
  • Phân NTR2 bón thúc 2 lần: lần 1 bón 60% lượng phân trước khi ra hoa 15 ngày; lần 2 bón 40% còn lại khi quả non có kích thước bằng ngón tay cái.

Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp xử lý số liệu

  • Động thái ra hoa, đậu quả: Theo dõi ngày bắt đầu nở hoa (5% số hoa nở), nở rộ (25–75% hoa nở), tàn hoa (>80% rụng cánh); theo dõi 10 cành định vị/cây để tính tỷ lệ đậu quả sau tắt hoa.
  • Động thái rụng quả: Theo dõi 100 quả/lần nhắc lại trên 4 cành ở 4 hướng, định kỳ 30 ngày/lần từ tháng 5 đến khi thu hoạch.
  • Sinh trưởng kích thước quả: Dùng thước kẹp đo đường kính (ĐK) và chiều cao (CC) của 30 quả cố định/công thức, định kỳ 30 ngày/lần.
  • Sâu bệnh hại: Điều tra định kỳ 7 ngày/lần theo Tiêu chuẩn ngành Quyết định 82/2003/QĐ/BNN của Bộ Nông nghiệp và PTNT (phân cấp hại 1, 3, 5, 7, 9).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán và phân tích phương sai thống kê sinh học bằng phần mềm Excel 2010 và IRRISTAT 5.0.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ việc bảo tồn và phát triển chỉ dẫn địa lý cam Sành Bắc Quang, nhận diện tồn tại trong tập quán bón phân vô cơ đơn thuần của nông dân dẫn đến thoái hóa đất và giảm năng suất. Khóa luận xác lập mục tiêu xác định liều lượng bón phân hữu cơ khoáng NTR1, NTR2 tối ưu cho cây cam 13–14 năm tuổi, đồng thời nêu rõ ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dẫn liệu dinh dưỡng cây trồng và ý nghĩa thực tiễn phục vụ chuyển giao tiến bộ kỹ thuật.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng thuật toàn diện các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước:

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu: Bắc Quang có lượng mưa lớn (lên tới 200 ngày mưa/năm, 4.000 mm/năm), hệ thống sông Lô và suối lớn thuận lợi tưới tiêu; diện tích đất rất thích nghi và thích nghi trồng cam đạt trên 3.467 ha.
  • Nguồn gốc và phân loại thực vật: Cây cam thuộc họ Rutaceae, phân họ Aurantioideae, chi Citrus. Tổng quan hệ thống phân loại của Tanaka, Swingle về các loài cam ngọt (Citrus sinensis), quýt (Citrus reticulata), bưởi (Citrus grandis).
  • Đặc điểm sinh học và nhu cầu dinh dưỡng: Vai trò của rễ nấm, các đợt phát lộc (xuân, hè, thu, đông), yêu cầu quang hợp của tán lá (cần tối thiểu 40–50 lá/quả để nuôi quả phát triển tiêu chuẩn); ảnh hưởng của nhiệt độ (thích hợp 23–27°C), ẩm độ (đất 60%, không khí 75%) và các yếu tố đa - trung - vi lượng.
  • Công nghệ phân bón hữu cơ khoáng NTR1, NTR2: So sánh ưu thế hàm lượng hữu cơ (đạt >20% so với mức 15% thông thường trên thị trường) được lên men từ phân lợn nái và phân gà bằng chế phẩm EMINA.
  • Tình hình sản xuất cam: Cập nhật số liệu FAOSTAT (2018) về sản lượng cam thế giới đạt trên 73 triệu tấn (2016) và số liệu Bộ Nông nghiệp & PTNT về diện tích cam Việt Nam đạt 77,7 nghìn ha (2016) với sản lượng 627 nghìn tấn.

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Mô tả chi tiết vật liệu nghiên cứu, địa điểm thí nghiệm tại xã Vĩnh Hảo, phương pháp bố trí thí nghiệm khối ngẫu nhiên đầy đủ RCB với 4 công thức và 3 lần nhắc lại trên 60 cây cam Sành. Thiết lập chi tiết công thức tính toán tỷ lệ đậu quả, tỷ lệ rụng quả, phương pháp đo động thái lớn của quả bằng thước kẹp cơ học, phương pháp đánh giá bệnh hại (chảy nhựa, ghẻ, Greening, loét) và sâu hại (rệp sáp, rệp muội đen, sâu vẽ bùa, nhện đỏ) theo khung quy chuẩn ngành bảo vệ thực vật.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Trình bày và thảo luận toàn bộ số liệu thực nghiệm thu thập trong chu kỳ theo dõi 2017–2018:

  • Đánh giá thời gian và động thái nở hoa giữa các công thức bón phân.
  • Phân tích sự sai khác có ý nghĩa thống kê về tỷ lệ đậu quả sau tắt hoa và động thái rụng quả sinh lý qua các tháng.
  • Diễn biến tăng trưởng chiều cao và đường kính quả từ tháng 5 đến tháng 11.
  • Tác động của các liều lượng phân hữu cơ khoáng đến mức độ nhiễm sâu bệnh hại trên các bộ phận của cây cam.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm

1. Động thái ra hoa và tỷ lệ đậu quả Thời gian ra hoa giữa các công thức không có sự chênh lệch lớn (dao động 25–26 ngày). Hoa bắt đầu nở từ ngày 19–20/03/2018, nở rộ từ 23/03 đến 08/04/2018 và kết thúc nở hoa vào ngày 17–18/04/2018. Tuy nhiên, việc bón phân hữu cơ khoáng ảnh hưởng rõ rệt đến tỷ lệ đậu quả.

Chỉ tiêu theo dõi CT1 (8 kg NTR2) CT2 (9 kg NTR2) CT3 (10 kg NTR2) CT4 (Đối chứng) Thống kê ($P$, $LSD_{0.05}$, $CV%$)
Số hoa theo dõi ban đầu/cành 168,7 160,0 163,0 167,7 -
Số quả đậu sau tắt hoa/cành 56,67 61,00 59,33 55,00 -
Tỷ lệ đậu quả sau tắt hoa (%) 33,60 38,12 36,40 32,80 $P > 0,05$; $LSD_{0.05} = 4,92$; $CV = 7,0%$

Nhận xét: Công thức 2 (bón 9 kg NTR2/cây) đạt tỷ lệ đậu quả cao nhất (38,12%), cao hơn đối chứng (32,80%) là 5,32%.

2. Động thái rụng quả sinh lý qua các mốc thời gian

Công thức Tỷ lệ rụng 15/05 (%) Tỷ lệ rụng 15/06 (%) Tỷ lệ rụng 15/07 (%) Tỷ lệ rụng 15/08 (%) Tỷ lệ rụng 15/09 (%) Tỷ lệ rụng khi thu hoạch (%)
CT1 (8 kg NTR2) 68,9 70,5 70,9 71,3 71,9 71,9
CT2 (9 kg NTR2) 61,6 63,1 63,4 64,8 65,3 66,2
CT3 (10 kg NTR2) 65,6 67,2 67,5 68,1 68,3 68,8
CT4 (Đối chứng) 67,0 68,5 68,8 69,1 69,6 69,3

Nhận xét: Công thức 2 duy trì tỷ lệ rụng quả thấp nhất qua tất cả các tháng theo dõi; tại thời điểm thu hoạch, tỷ lệ rụng quả của CT2 là 66,2%, thấp hơn đối chứng 3,1% và thấp hơn CT1 là 5,7%.

3. Động thái tăng trưởng kích thước quả (tháng 5 đến tháng 11/2018) Tại thời điểm thu hoạch (30/11/2018):

  • Đường kính quả: Dao động từ 8,11–8,34 cm. Trong đó, CT2 đạt kích thước lớn nhất (8,34 cm), cao hơn đối chứng (8,18 cm) là 0,16 cm; CT3 đạt 8,22 cm; CT1 đạt 8,11 cm.
  • Chiều cao quả: Dao động từ 7,22–8,66 cm. Trong đó, CT2 đạt chiều cao vượt trội (8,66 cm), cao hơn công thức đối chứng (7,33 cm) là 1,33 cm; CT3 đạt 7,38 cm; CT1 đạt 7,22 cm.

4. Mức độ xuất hiện sâu bệnh hại

Tên dịch hại Bộ phận hại CT1 (8 kg NTR2) CT2 (9 kg NTR2) CT3 (10 kg NTR2) CT4 (Đối chứng)
Bệnh khô cành Cành * * ** **
Bệnh ghẻ Lá, quả ** ** ** **
Bệnh Greening Cả cây ** * * **
Bệnh loét Quả * * * *
Rệp sáp mềm Lá, cành, quả * * * *
Rệp muội đen Lá non, lộc non ** * * **
Sâu vẽ bùa Lá * * ** **
Nhện đỏ Lá, quả ** ** ** **

Ghi chú: (***) Hại rất nặng; (**) Hại nặng; (*) Hại trung bình và ít.

Nhận xét: Vườn đối chứng (bón phân khoáng vô cơ và phân chuồng) và công thức CT1 bị bệnh Greening và rệp muội đen gây hại nặng hơn. Công thức CT2 thể hiện tính chống chịu tốt nhất khi chỉ bị hại ở mức độ trung bình và ít đối với bệnh khô cành, Greening, loét sẹo, rệp sáp, rệp muội và sâu vẽ bùa.

Đề xuất và giải pháp kỹ thuật của tác giả

  1. Ứng dụng tổ hợp phân hữu cơ khoáng NTR1 và NTR2 vào quy trình thâm canh cây cam Sành giai đoạn kinh doanh tại huyện Bắc Quang với công thức tối ưu: bón lót 3 kg NTR1/cây kết hợp bón thúc 9 kg NTR2/cây/năm.
  2. Tuân thủ lịch thời vụ bón phân: bón toàn bộ lượng phân NTR1 sau thu hoạch kết hợp làm cỏ, xới xáo; bón thúc phân NTR2 chia làm 2 đợt (60% trước ra hoa 15 ngày và 40% khi quả non đạt kích thước ngón tay cái).
  3. Khuyến khích thay thế phân bón khoáng đơn và phân chuồng chưa qua xử lý bằng phân hữu cơ khoáng vi sinh để bảo vệ bộ rễ, tăng cường vi sinh vật có ích và cải tạo cấu trúc đất đồi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thí nghiệm mới được triển khai theo dõi trong phạm vi 01 chu kỳ sinh trưởng (từ tháng 11/2017 đến tháng 11/2018) trên một nhóm tuổi cây cụ thể (13–14 năm tuổi) tại địa bàn xã Vĩnh Hảo, huyện Bắc Quang.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng phạm vi nghiên cứu thực nghiệm trên các độ tuổi cây khác nhau (thời kỳ kiến thiết cơ bản dưới 7 tuổi và các giai đoạn kinh doanh khác nhau), theo dõi liên tục trong nhiều vụ liên tiếp nhằm đánh giá tác động tích lũy dinh dưỡng đối với độ phì nhiêu của đất và tuổi thọ vườn cam.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng hưởng lợi: Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu chuyên ngành Khoa học cây trồng, Nông học, Đất và Dinh dưỡng cây trồng; cán bộ khuyến nông tại các địa phương trồng cây ăn quả có múi; các trang trại và hộ nông dân canh tác cam Sành tại khu vực miền núi phía Bắc.
  • Nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình công nghệ chế biến phế phụ phẩm chăn nuôi (phân lợn nái, phân gà) thành phân hữu cơ khoáng vi sinh bằng chế phẩm EMINA thay thế than bùn.
    • Phương pháp thiết kế, bố trí thí nghiệm đồng ruộng khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) trên cây ăn quả lâu năm.
    • Hệ thống dữ liệu đo đạc động thái ra hoa, tỷ lệ đậu quả, rụng quả và chỉ số kích thước quả cam Sành theo thời gian thực.

Câu hỏi thường gặp

1. Thành phần dinh dưỡng và đặc tính kỹ thuật của hai loại phân hữu cơ khoáng NTR1 và NTR2 là gì? Phân NTR1 và NTR2 do Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên sản xuất từ phân lợn nái và phân gà kết hợp chế phẩm sinh học EMINA. Cả hai loại phân đều có hàm lượng hữu cơ đạt 25% (hoặc $\ge 20%$) và độ ẩm 20%. Phân NTR1 có tỷ lệ dinh dưỡng N:P:K = 2,5:5,5:2 (hàm lượng lân cao chuyên dùng bón lót); phân NTR2 có tỷ lệ N:P:K = 5,5:2:4 (hàm lượng đạm và kali cao chuyên dùng bón thúc).

2. Công thức bón phân nào mang lại tỷ lệ đậu quả cao nhất trong nghiên cứu? Công thức 2 (bón lót 3 kg NTR1 + bón thúc 9 kg NTR2/cây/năm) cho tỷ lệ đậu quả sau tắt hoa cao nhất, đạt 38,12%. Tỷ lệ này cao hơn công thức 3 (36,40%), công thức 1 (33,60%) và công thức đối chứng (32,80%) ở độ tin cậy 95% ($LSD_{0.05} = 4,92$).

3. Tỷ lệ rụng quả sinh lý tại thời điểm thu hoạch giữa công thức tối ưu và công thức đối chứng chênh lệch như thế nào? Tại thời điểm thu hoạch, công thức 2 (9 kg NTR2) có tỷ lệ rụng quả thấp nhất là 66,20%, trong khi công thức đối chứng (bón phân khoáng vô cơ kết hợp 20 kg phân chuồng) có tỷ lệ rụng quả là 69,30% (chênh lệch 3,10%), và công thức 1 (8 kg NTR2) có tỷ lệ rụng cao nhất là 71,90%.

4. Kích thước quả cam Sành ở công thức bón 9 kg NTR2 đạt mức bao nhiêu khi thu hoạch? Ở thời điểm thu hoạch (30/11/2018), cam Sành ở công thức 2 đạt đường kính quả 8,34 cm (cao hơn đối chứng 0,16 cm) và chiều cao quả đạt 8,66 cm (cao hơn đối chứng 1,33 cm).

5. Việc sử dụng phân hữu cơ khoáng NTR1, NTR2 có làm thay đổi thời gian ra hoa của cây cam Sành không? Không. Kết quả theo dõi cho thấy thời gian từ khi bắt đầu nở hoa (5%) đến khi kết thúc nở hoa (>80% rụng cánh) của tất cả các công thức bón phân hữu cơ khoáng NTR1, NTR2 và công thức đối chứng đều dao động tương đương nhau từ 25 đến 26 ngày (từ khoảng 19–20/03/2018 đến 17–18/04/2018).


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thu Hương đã giải quyết thành công vấn đề thực tiễn về dinh dưỡng khoáng cho cây cam Sành 13–14 năm tuổi tại huyện Bắc Quang, tỉnh Hà Giang thông qua việc thử nghiệm tổ hợp phân hữu cơ khoáng NTR1 và NTR2. Kết quả nghiên cứu khẳng định công thức bón lót 3 kg NTR1 kết hợp bón thúc 9 kg NTR2/cây/năm mang lại hiệu quả vượt trội về tỷ lệ đậu quả (38,12%), giảm tỷ lệ rụng quả sinh lý (66,20%), gia tăng kích thước quả và hạn chế mức độ gây hại của sâu bệnh so với tập quán bón phân vô cơ truyền thống. Đây là công trình thực nghiệm nông học có giá trị khoa học và thực tiễn cao, cung cấp cơ sở kỹ thuật tin cậy phục vụ phát triển vùng cam Sành bền vững tại các tỉnh miền núi phía Bắc.