Đặt vấn đề Theo Cục Thống kê tỉnh Lâm Đồng (2017), tỉnh Lâm Đồng có 173.872 ha diện tích gieo trồng cà phê, trong đó có 162.726 ha cà phê đang cho thu hoạch, với sản lƣợng cà phê nhân đạt 474.120 tấn/năm, đứng thứ 2 ở Việt Nam về diện tích gieo trồng và sản lƣợng cà phê nhân. Trong cơ cấu cây trồng nông nghiệp của tỉnh Lâm Đồng, cà phê đƣợc xác định là cây trồng chủ lực và chiếm tỷ trọng cao (60% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp), từ đó góp phần đáng kể trong nguồn thu ngân sách và sự phát triển kinh tế, xã hội tại tỉnh Lâm Đồng [13]. Theo quyết định số 2261/QĐ-UBND ngày 21 tháng 10 năm 2015 của Ủy Ban Nhân dân tỉnh Lâm Đồng về việc phê duyệt quy hoạch phát triển cà phê giai đoạn 2016 đến 2020, với mục tiêu cụ thể là ổn định diện tích gieo trồng cà phê đạt khoảng 150.000 ha, có từ 15 đến 20% diện tích gieo trồng cà phê chè, năng suất cà phê nhân đạt từ 3,1 đến 3,2 tấn/ha/năm, sản lƣợng cà phê nhân đạt từ 460. Thực tế cho thấy, việc tăng sản lƣợng cà phê bằng con đƣờng mở rộng diện tích canh tác là không khả thi, không còn là tiềm năng khai thác.
Bởi vậy, giải pháp quan trọng cần thực hiện là nâng cao năng suất cà phê thông qua các biện pháp kỹ thuật. Cà phê là loài cây trồng có nhu cầu dinh dƣỡng cao, nếu bón phân không cân đối và hợp lý, cây cà phê sẽ bị suy kiệt, năng suất giảm mạnh ở vụ kế tiếp. Do đó, phân bón đƣợc xem là một trong những giải pháp then chốt để tăng năng suất và chất lƣợng cà phê. Trong các yếu tố dinh dƣỡng, đạm và lân là 2 yếu tố cây cà phê cần với số lƣợng lớn và đƣợc tập trung nghiên cứu nhiều trên thế giới và tại Việt Nam, các yếu tố dinh dƣỡng khác nhƣ kali và lƣu huỳnh vẫn chƣa đƣợc quan tâm đúng mức.
Kali hoạt hóa enzim xúc tiến quá trình quang hợp và tổng hợp hydratcacbon. Kali có thể hoạt hóa đƣợc 60 loại enzim trong cây cà phê. Trong hoạt động hoạt hóa, kali vừa đóng vai trò nhƣ một coenzim, vừa đóng vai trò nhƣ một chất xúc tác; kali làm tăng khả năng thẩm thấu nƣớc qua màng tế bào, điều chỉnh pH và lƣợng nƣớc ở khí khổng của cây. Kali có ảnh hƣởng tích cực đến việc trao đổi đạm và tổng hợp protein.
Nhờ trạng thái hydrat hóa, kali có thể lên lỏi vào giữa các bào quan để trung hòa các axít ngay trong quá trình đƣợc tạo thành khiến cho các axít này không bị ứ lại do vậy kali có tác dụng kích thích quá trình hô hấp. Kali tham gia cấu thành năng suất cà phê từ 27,4 đến 44,7%. Thiếu kali thƣờng thể hiện ở các lá cà phê già, trên cành mang nhiều quả. Các vệt màu nâu thƣờng xuất hiện ở rìa lá, rồi lan dần vào giữa phiến lá, cuối cùng thì lá bị cháy khô.
Giai đoạn kinh doanh, cây cà phê mang quả nhiều nếu thiếu kali thì tỷ lệ quả rụng tăng, vỏ quả có màu xám nâu, khi chín quả có màu vàng và đỏ nâu, quả khô dần, nhân nhỏ hơn bình thƣờng. Bón đầy đủ và kịp thời kali sẽ ảnh hƣởng tích cực đến quá trình sinh trƣởng; làm tăng khả năng chống chịu sâu, bệnh hại 2 của cây cà phê; tăng độ lớn của nhân và cải thiện chất lƣợng nƣớc uống cà phê [30], [58], [65]. Trong cây cà phê, lƣu huỳnh đóng vai trò chất cấu tạo vì là thành phần của các axít amin và protein, lƣu huỳnh rất cần thiết trong quá trình tạo thành diệp lục. Trong các quá trình trao đổi chất của cây, lƣu huỳnh ảnh hƣởng lớn đến quá trình quang hợp và quá trình hô hấp; lƣu huỳnh tham gia cấu tạo các hợp chất thơm trong nhân cà phê (tritecpen, ergosterol, lanosteron).
Thiếu lƣu huỳnh thƣờng thể hiện ở các lá non trên ngọn của cây cà phê, lá non có màu vàng hoặc trắng, lá nhỏ so với bình thƣờng. Bón đầy đủ và kịp thời lƣu huỳnh giúp cây cà phê sinh trƣởng và phát triển mạnh, cho năng suất cao và chất lƣợng tốt hơn [30], [65]. Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (đất nâu đỏ bazan) là loại đất khá phù hợp để trồng cà phê do đất tơi xốp, có độ dày trên 1 m; hàm lƣợng các nguyên tố đa lƣợng và trung lƣợng thƣờng không cao, đặc biệt là lân dễ tiêu, kali dễ tiêu và lƣu huỳnh, canxi, magiê ở mức thấp nhƣng hàm lƣợng các nguyên tố vi lƣợng (Bo, Fe, Zn, Cu) phong phú rất cần cho cây tạo ra hƣơng, vị cà phê thơm ngon [30]. Tại tỉnh Lâm Đồng, hiện có khoảng 229.216 ha đất phát triển trên đá bazan, chiếm 23,5% diện tích tự nhiên và đƣợc phân bố ở những vùng có khí hậu thích hợp với nhiều loại cây trồng nhƣ cà phê, chè, rau, hoa [60].
Tuy nhiên, do điều kiện khí hậu nhiệt đới cao nguyên với lƣợng mƣa lớn và tập trung theo mùa kết hợp với địa hình dốc và chia cắt đã góp phần thúc đẩy một số quá trình thổ nhƣỡng theo hƣớng bất lợi nhƣ xói mòn, rửa trôi và khoáng hóa các chất dinh dƣỡng trong đất đặc biệt đối với hai nguyên tố kali và lƣu huỳnh. Đồng thời, trải qua nhiều chu kỳ độc canh các loại cây công nghiệp dài ngày với mức độ thâm canh cao, nguồn dinh dƣỡng trong đất đã bị cạn kiệt, độ phì tự nhiên và sức sản xuất của đất phát triển trên đá bazan tại tỉnh Lâm Đồng suy giảm nghiêm trọng, cần đƣợc cải thiện bằng giải pháp bón phân. Ở Việt Nam, đã có nhiều công trình nghiên cứu về ảnh hƣởng riêng lẻ của phân kali hoặc lƣu huỳnh trên cây cà phê, tập trung nhiều trên cây cà phê vối. Việc nghiên cứu ảnh hƣởng của phân kali và lƣu huỳnh đối với cây cà phê chè thì còn rất hạn chế.
Xuất phát từ những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu sử dụng phân kali và lưu huỳnh cho cây cà phê chè (Coffea arabica) giai đoạn kinh doanh trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng” đƣợc thực hiện. Mục tiêu của đề tài 2. Mục tiêu chung Đề xuất đƣợc biện pháp sử dụng phân kali và lƣu huỳnh hợp lý nhằm nâng cao năng suất, chất lƣợng, hiệu quả kinh tế trong canh tác cà phê chè giai đoạn kinh doanh trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng. Mục tiêu cụ thể - Đề xuất đƣợc liều lƣợng phân kali và lƣu huỳnh hợp lý cho cây cà phê chè nhằm đạt năng suất, chất lƣợng, hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đƣợc độ phì nhiêu trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng.
- Đề xuất đƣợc dạng phân kali và lƣu huỳnh hợp lý cho cây cà phê chè nhằm đạt năng suất, chất lƣợng, hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đƣợc độ phì nhiêu trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng. - Đề xuất đƣợc thời điểm bón và tỷ lệ bón phân kali và lƣu huỳnh hợp lý cho cây cà phê chè nhằm đạt năng suất, chất lƣợng, hiệu quả kinh tế cao, cải thiện đƣợc độ phì nhiêu trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3. Ý nghĩa khoa học - Kết quả của đề tài luận án cung cấp luận cứ khoa học phục vụ phát triển cây cà phê chè tại tỉnh Lâm Đồng và những vùng trồng cà phê chè tại Việt Nam có điều kiện sinh thái tƣơng tự.
- Kết quả của đề tài luận án là tài liệu tham khảo cho các công trình nghiên cứu tƣơng tự tại tỉnh Lâm Đồng. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả của đề tài luận án là cơ sở để hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác cây cà phê chè trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng. - Khuyến cáo ngƣời dân sử dụng phân kali và lƣu huỳnh hợp lý cho cây cà phê chè giai đoạn kinh doanh trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng để đạt năng suất, chất lƣợng, hiệu quả kinh tế cao, cải thiện độ phì nhiêu đất. Những đóng góp mới của đề tài - Liều lƣợng phân kali và lƣu huỳnh hợp lý cho cây cà phê chè giai đoạn kinh doanh trồng trên đất nâu đỏ bazan tại tỉnh Lâm Đồng là 330 kg K2O và 60 kg S trên nền phân bón hàng năm cho 1 ha là 280 kg N + 120 kg P2O5 + 500 kg vôi bột + 10 tấn phân gà.
- Dạng phân kali và lƣu huỳnh phù hợp cho cây cà phê chè là phân KCl và phân K2SO4 theo tỷ lệ tƣơng ứng với liều lƣợng bón đã đƣợc nghiên cứu là 1 KCl : 1,26 K2SO4. - Thời điểm bón và tỷ lệ bón phân kali và lƣu huỳnh phù hợp cho cây cà phê chè là phân kali bón 4 đợt (mỗi đợt bón 25% K2O, bón vào các tháng 3, 5, 7 và 9); phân lƣu huỳnh bón 2 đợt (mỗi đợt bón 50% S vào tháng 3 và 9). 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Một số đặc điểm sinh thái quan trọng của cây cà phê chè Chi cà phê (Coffea) có hơn 100 loài, nhƣng chỉ loài cà phê chè (Coffea arabica) và loài cà phê vối (Coffea canephora) là có giá trị thƣơng mại. So với cà phê vối thì cà phê chè không những nổi tiếng do hƣơng vị thơm ngon mà còn đƣợc biết đến trƣớc và trồng rất phổ biến trên thế giới. Loài cà phê chè chiếm tới 60% tổng diện tích và hơn 55% tổng sản lƣợng xuất khẩu hàng năm của thế giới. Cây cà phê chè thực sinh sau khi trồng từ 3 đến 4 năm sẽ ra quả.
Những đợt quả đầu tiên thƣờng gọi là quả bói (hay cà bói) tùy theo mức độ sinh trƣởng, nhu cầu thu hoạch, ngƣời ta thƣờng vặt bỏ hoa không cho đậu trái bói, dồn sức để cây phát triển cành lá. Năm thứ 4 trở đi mới tiến hành thu hoạch đại trà. Giai đoạn từ 1 đến 3 năm gọi là giai đoạn kiến thiết cơ bản, giai đoạn từ năm thứ 4 trở đi gọi là giai đoạn kinh doanh. Thông thƣờng vƣờn cà phê sau 20 đến 25 năm, sẽ chuyển sang giai đoạn già cỗi, năng suất kém, cần phải trồng mới hoặc cắt gốc và ghép chồi để cải tạo [22].
Quá trình phát triển quả và nhân cà phê gồm 4 giai đoạn: (1) giai đoạn “đầu đinh”: Đây là thời kỳ đầu của sự phát triển quả, đƣợc tính từ sau thụ phấn 2 đến 3 ngày khi quả bắt đầu “treo chuông” và kéo dài khoảng 1 đến 2 tháng.