Nghiên cứu hiệu lực phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô và cà phê ở Việt Nam

• Tác giả: Trương Hồng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Nông Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Hiệu Lực Phân Vô Cơ Đa Lượng Cho Lúa, Ngô, Cà Phê Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Lạt

• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Độ phì nhiêu đất
• 1.1.1. Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất
• 1.2. Các yếu tố chính của độ phì nhiêu
• 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất
• 1.3.1. Các chỉ tiêu vật lý
• 1.3.2. Các chỉ tiêu hóa học

I. Tính cấp thiết của đề tài

Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr) là loại đất có độ phì nhiêu tự nhiên cao, thích hợp cho việc trồng các cây lâu năm có giá trị kinh tế như cà phê, chè, và hồ tiêu. Theo thống kê, diện tích đất nâu đỏ bazan tại Việt Nam lên tới 2.288 ha, trong đó tỉnh Lâm Đồng chiếm một phần lớn. Cà phê là cây trồng chủ lực tại đây, với diện tích lên tới 645.000 ha và giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD. Năng suất cà phê vối tại Việt Nam luôn đạt bình quân trên 2 tấn nhân/ha, nhờ vào nhiều yếu tố kỹ thuật, trong đó phân bón đóng vai trò quyết định. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng phân vô cơ và phân hữu cơ có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng cà phê. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào các tỉnh khác, trong khi tỉnh Lâm Đồng lại thiếu thông tin về quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê. Thực trạng sử dụng phân bón tại Lâm Đồng cho thấy nhiều nông dân bón phân không hợp lý, dẫn đến lãng phí và ô nhiễm môi trường. Do đó, nghiên cứu này nhằm làm rõ mối quan hệ giữa phân bón và độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý dinh dưỡng hiệu quả.

II. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu này cung cấp thông tin mới về mối quan hệ giữa phân bón, độ phì nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh. Việc bổ sung cơ sở khoa học cho chiến lược quản lý bón phân cân đối giữa phân vô cơ và phân hữu cơ sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và cải thiện độ phì nhiêu của đất. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu sẽ giúp nông dân áp dụng kỹ thuật sử dụng phân bón hợp lý, từ đó tăng năng suất cà phê và giảm chi phí sản xuất. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả kinh tế mà còn bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm do việc lạm dụng phân hóa học. Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất sẽ hỗ trợ nông dân trong việc quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê, hướng tới sản xuất bền vững.

III. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan trồng cà phê tại vùng cao nguyên Di Linh. Nghiên cứu cũng sẽ đánh giá tác động của các loại phân bón này đến năng suất cà phê vối, từ đó xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững. Việc xác định liều lượng hợp lý của phân đạm, phân lân và phân hữu cơ chế biến sẽ giúp cải thiện độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng. Nghiên cứu sẽ tập trung vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất, nhằm đưa ra những khuyến nghị cụ thể cho nông dân trong việc sử dụng phân bón hiệu quả.

IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm liều lượng của phân đạm (N), phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan tại vùng cao nguyên Di Linh. Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất có liên quan đến độ phì nhiêu và năng suất cà phê vối. Nghiên cứu sẽ xem xét các yếu tố như dung trọng, độ xốp, pH, hàm lượng chất hữu cơ, và hoạt động của vi sinh vật trong đất. Mục tiêu là cung cấp thông tin chi tiết về cách thức các loại phân bón ảnh hưởng đến chất lượng đất và năng suất cây trồng.

V. Đóng góp mới của đề tài

Nghiên cứu này xác định tầm quan trọng của phân đạm, phân lân và phân hữu cơ đến độ phì nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan đang canh tác cà phê. Đề xuất biện pháp sử dụng phân bón hợp lý cho cà phê vối ghép giống cao sản nhằm ổn định năng suất cà phê cho tỉnh Lâm Đồng. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý dinh dưỡng cây trồng, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ tài nguyên đất bền vững.

Tổng quan nghiên cứu

Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr) là loại đất có độ phì nhiêu tự nhiên cao, với tầng canh tác dày, tơi xốp và hàm lượng chất hữu cơ, lân tổng số giàu, đạm tổng số ở mức khá. Loại đất này rất thích hợp cho cây lâu năm có giá trị kinh tế cao như cà phê, chè, hồ tiêu và cây ăn quả. Tại Việt Nam, diện tích đất nâu đỏ bazan khoảng 2.288 ha, trong đó tỉnh Lâm Đồng chiếm tới 212.049 ha, chủ yếu phân bố ở cao nguyên Di Linh. Cà phê là cây trồng chủ lực trên đất này với diện tích cà phê toàn vùng Tây Nguyên đạt 645.000 ha, giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD. Năng suất cà phê vối của Việt Nam trong hơn 10 năm qua luôn đạt bình quân trên 2 tấn nhân/ha, nhiều nơi đạt 5 – 6 tấn/ha, cá biệt có hộ đạt 9 – 10 tấn/ha.

Tuy nhiên, thực trạng sử dụng phân bón tại cao nguyên Di Linh còn nhiều bất cập, với hơn 40% hộ bón phân đạm vượt 500 kg N/ha/năm, phân lân vượt 300 kg P2O5/ha/năm, dẫn đến lãng phí và mất cân đối dinh dưỡng. Phân hữu cơ bón cho cà phê biến động lớn, từ 0 – 45 tấn/ha/năm, phần lớn chưa qua xử lý, gây ô nhiễm môi trường. Quá trình bón phân không hợp lý đã làm giảm độ phì nhiêu đất, điển hình là giảm hàm lượng Ca2+, Mg2+, đất bị chua hóa với pHKCl từ 3,53 – 4,67, tăng Al3+ và SO42-. Nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan và năng suất cà phê vối tại cao nguyên Di Linh, góp phần xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và bảo vệ tài nguyên đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về độ phì nhiêu đất, dinh dưỡng cây trồng và tác động của phân bón đến đất và cây trồng. Độ phì nhiêu đất được hiểu là khả năng cung cấp dinh dưỡng và môi trường thuận lợi cho cây phát triển, bao gồm các yếu tố vật lý (dung trọng, độ xốp, độ bền đoàn lạp), hóa học (pH, CEC, hàm lượng OM, N, P, K, Ca, Mg, Al) và sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenluloza). Lý thuyết về chu trình tuần hoàn nitơ trong đất và vai trò của vi sinh vật đất được áp dụng để giải thích ảnh hưởng của phân bón đến sinh thái đất.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ giữa phân bón hữu cơ, đạm, lân với các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất nâu đỏ bazan, đồng thời đánh giá tác động đến năng suất cà phê vối. Các khái niệm chính bao gồm: độ phì nhiêu tự nhiên và thực tế của đất, hiệu quả sử dụng phân bón, cân đối dinh dưỡng đa lượng, vai trò của phân hữu cơ chế biến trong cải thiện đất và năng suất cây trồng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu bao gồm điều tra thực trạng sử dụng phân bón của 135 hộ nông dân trồng cà phê vối tại 3 huyện Lâm Hà, Di Linh và Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng. Thí nghiệm đồng ruộng được bố trí theo thiết kế ô lớn ô nhỏ (Split-Plot Design) với 3 lần lặp lại, gồm 2 nghiệm thức phân hữu cơ (có và không), 4 mức phân đạm (250, 320, 390, 460 kg N/ha), 3 mức phân lân (100, 150, 200 kg P2O5/ha) trên nền phân kali 350 kg K2O/ha. Diện tích mỗi ô nhỏ là 81 m2, ô lớn 3,6 ha.

Mẫu đất được thu thập ở độ sâu 0-30 cm để phân tích các chỉ tiêu vật lý (dung trọng, tỉ trọng, độ xốp, độ bền đoàn lạp), hóa học (pH, CEC, OM, N tổng số, P2O5 dễ tiêu, K2O tổng số và dễ tiêu, Ca2+, Mg2+, Al3+) và sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenluloza). Mẫu giun đất được thu thập theo phương pháp Fender và McKey-Fender, mẫu vi sinh vật theo TCVN 7538-6:2010.

Thời gian nghiên cứu từ tháng 4/2012 đến tháng 12/2015, trong đó thí nghiệm đồng ruộng từ 4/2012 đến 12/2014, mô hình trình diễn từ 1/2015 đến 12/2015. Phân hữu cơ chế biến được ủ từ phân lợn, phân gà, vỏ cà phê và chế phẩm vi sinh, có hàm lượng chất hữu cơ 39,1%, pHKCl 7,07, N tổng số 1,98%, P2O5 hữu hiệu 2,19%, K2O hữu hiệu 2,53%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thực trạng sử dụng phân bón: Hơn 40% hộ nông dân bón phân đạm vượt 500 kg N/ha/năm, phân lân vượt 300 kg P2O5/ha/năm, trong khi phân kali bón hợp lý với trung bình 299 – 317 kg K2O/ha/năm. Tỷ lệ bón phân vô cơ mất cân đối với N:P2O5:K2O = 1,38:1,0:0,94. Lượng phân hữu cơ bón dao động lớn từ 0 – 45 tấn/ha/năm, nhiều hộ sử dụng phân chuồng chưa qua xử lý, gây ô nhiễm môi trường.

2. Ảnh hưởng phân bón đến tính chất vật lý đất: Dung trọng đất nâu đỏ bazan trồng cà phê dao động 0,99 – 1,05 g/cm3, cao hơn đất rừng (0,89 g/cm3), độ xốp giảm từ 64,68% (đất rừng) xuống 55% (đất canh tác). Độ bền đoàn lạp trong nước giảm từ 61,55% (đất rừng) xuống 60,2%. Bón phân hữu cơ giúp cải thiện độ xốp và giảm dung trọng đất.

3. Ảnh hưởng phân bón đến tính chất hóa học đất: pHKCl đất canh tác thấp trung bình 4,16, giảm so với đất rừng 5,6. Hàm lượng OM giảm từ 6,7% (đất rừng) xuống 4,1% (đất canh tác). Đạm tổng số giảm từ 0,23% xuống 0,19%. Lân dễ tiêu nghèo, chỉ đạt 6,18 – 7,61 mg/100g đất. Kali tổng số và dễ tiêu đều nghèo, trung bình 0,05 – 0,07% và 6,5 – 7,5 mg/100g đất. Bón phân hữu cơ kết hợp phân vô cơ làm tăng OM, cải thiện pH và CEC.

4. Ảnh hưởng phân bón đến sinh học đất: Mật độ giun đất và vi sinh vật tổng số ở đất canh tác thấp hơn đất rừng, với mật độ giun đất trung bình 4 con/m2 so với 10,9 con/m2 ở đất rừng. Bón phân hữu cơ làm tăng mật độ và sinh khối giun đất, đồng thời tăng số lượng vi khuẩn cố định đạm và vi sinh vật phân giải lân.

5. Ảnh hưởng phân bón đến năng suất cà phê: Năng suất cà phê vối tăng rõ rệt khi bón phân hữu cơ kết hợp phân đạm và lân hợp lý. Nghiên cứu cho thấy năng suất cà phê đạt trên 3,6 tấn/ha với liều lượng phân bón cân đối, cao hơn so với năng suất trung bình vùng là 2 tấn/ha. Mô hình bón phân cân đối giúp tiết kiệm phân đạm khoảng 26% so với bón phân vô cơ đơn thuần.

Thảo luận kết quả

Sự mất cân đối trong sử dụng phân bón, đặc biệt là phân đạm và lân, dẫn đến lãng phí phân bón, giảm hiệu quả sử dụng và suy giảm độ phì nhiêu đất. Đất nâu đỏ bazan có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng với độ chua cao, hàm lượng lân và kali dễ tiêu thấp, do đó cần cân đối phân bón để cải thiện các chỉ tiêu này. Phân hữu cơ chế biến đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện cấu trúc đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, điều hòa pH và tăng mật độ sinh vật đất, từ đó nâng cao độ phì nhiêu và năng suất cà phê.

So sánh với các nghiên cứu tại Đăk Lăk và Gia Lai, kết quả tại cao nguyên Di Linh cho thấy đặc điểm đất và khí hậu khác biệt, do đó cần có chiến lược bón phân riêng biệt phù hợp với điều kiện địa phương. Việc áp dụng mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ không chỉ nâng cao năng suất mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm ô nhiễm do phân bón hóa học.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng OM, pH, mật độ giun đất giữa các nghiệm thức bón phân và đất rừng, bảng phân tích năng suất cà phê theo từng mức phân bón, giúp minh họa rõ ràng tác động của phân bón đến độ phì nhiêu và năng suất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ: Khuyến khích nông dân bón phân hữu cơ chế biến kết hợp với phân đạm và lân theo liều lượng khuyến cáo (ví dụ: 10 tấn phân hữu cơ/ha/năm, 250 – 320 kg N/ha/năm, 100 – 150 kg P2O5/ha/năm) để cải thiện độ phì nhiêu đất và tăng năng suất cà phê. Thời gian thực hiện: ngay trong vụ mùa tới; Chủ thể: nông dân, cán bộ kỹ thuật.

2. Tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật bón phân hợp lý: Tổ chức các lớp tập huấn, hội thảo cho nông dân về cân đối dinh dưỡng, tác hại của bón phân thừa, cách sử dụng phân hữu cơ chế biến an toàn, hiệu quả. Thời gian: 6 tháng đầu năm; Chủ thể: Sở NN&PTNT, các trung tâm khuyến nông.

3. Xây dựng mô hình trình diễn sản xuất cà phê bền vững: Triển khai mô hình trình diễn tại các địa phương để chứng minh hiệu quả mô hình bón phân cân đối, từ đó nhân rộng ra diện rộng. Thời gian: 1 – 2 năm; Chủ thể: Viện nghiên cứu, địa phương.

4. Kiểm soát và xử lý phân hữu cơ chưa qua xử lý: Hướng dẫn nông dân xử lý phân chuồng trước khi bón, hạn chế sử dụng phân tươi gây ô nhiễm môi trường. Thời gian: liên tục; Chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức nông nghiệp.

5. Theo dõi, đánh giá định kỳ chất lượng đất và năng suất: Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ các chỉ tiêu độ phì nhiêu đất và năng suất cà phê để điều chỉnh chính sách bón phân phù hợp. Thời gian: hàng năm; Chủ thể: cơ quan quản lý đất đai, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân trồng cà phê tại Tây Nguyên: Nhận biết được tầm quan trọng của việc bón phân cân đối, sử dụng phân hữu cơ chế biến để nâng cao năng suất và bảo vệ đất.

2. Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông: Áp dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn nông dân kỹ thuật bón phân hợp lý, xây dựng mô hình trình diễn hiệu quả.

3. Nhà quản lý ngành nông nghiệp và tài nguyên môi trường: Sử dụng luận văn làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách quản lý phân bón, bảo vệ tài nguyên đất và phát triển nông nghiệp bền vững.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học đất, nông học: Tham khảo các phương pháp nghiên cứu, kết quả phân tích về ảnh hưởng phân bón đến độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng, phục vụ nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần kết hợp phân hữu cơ và phân vô cơ khi bón cho cà phê?
   Phân hữu cơ cải thiện cấu trúc đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, điều hòa pH và tăng hoạt động sinh học đất, trong khi phân vô cơ cung cấp nhanh dinh dưỡng đa lượng. Kết hợp giúp tăng hiệu quả sử dụng phân, nâng cao năng suất và bảo vệ độ phì nhiêu đất.

2. Lượng phân đạm và lân nên bón cho cà phê trên đất nâu đỏ bazan là bao nhiêu?
   Khuyến cáo bón khoảng 250 – 320 kg N/ha/năm và 100 – 150 kg P2O5/ha/năm, tùy theo điều kiện đất và năng suất mục tiêu, kết hợp với phân hữu cơ để cân đối dinh dưỡng.

3. Phân hữu cơ chế biến có ưu điểm gì so với phân chuồng tươi?
   Phân hữu cơ chế biến đã qua xử lý, giảm mầm bệnh, ổn định chất lượng, tăng hàm lượng chất hữu cơ dễ tiêu, hạn chế ô nhiễm môi trường so với phân chuồng tươi chưa xử lý.

4. Ảnh hưởng của bón phân không cân đối đến đất và cây trồng như thế nào?
   Bón phân không cân đối gây lãng phí phân bón, giảm hiệu quả sử dụng, làm đất chua hóa, mất cân đối dinh dưỡng, giảm mật độ sinh vật đất, tăng sâu bệnh và ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng cà phê.

5. Làm thế nào để theo dõi và đánh giá độ phì nhiêu đất trong sản xuất cà phê?
   Có thể theo dõi các chỉ tiêu vật lý (dung trọng, độ xốp), hóa học (pH, OM, CEC, N, P, K), sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật) định kỳ qua lấy mẫu đất và phân tích tại phòng thí nghiệm để điều chỉnh kỹ thuật canh tác phù hợp.

Kết luận

• Đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh có độ phì nhiêu tự nhiên cao nhưng đang bị suy giảm do bón phân không hợp lý và canh tác thâm canh.
• Phân hữu cơ chế biến kết hợp với phân đạm và lân cân đối giúp cải thiện các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất, nâng cao năng suất cà phê vối.
• Thực trạng sử dụng phân bón của nông dân còn mất cân đối, lạm dụng phân đạm và lân, cần có giải pháp kỹ thuật và tuyên truyền nâng cao nhận thức.
• Mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ đã chứng minh hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường, nên được nhân rộng tại vùng Tây Nguyên.
• Các bước tiếp theo gồm triển khai mô hình trình diễn, đào tạo nông dân, kiểm soát phân hữu cơ chưa xử lý và xây dựng hệ thống giám sát độ phì nhiêu đất bền vững.

Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân cần phối hợp triển khai các giải pháp bón phân cân đối, sử dụng phân hữu cơ chế biến để bảo vệ tài nguyên đất và phát triển sản xuất cà phê bền vững tại cao nguyên Di Linh và vùng Tây Nguyên.