Hiện trạng quản lý rơm rạ và khả năng sử dụng chúng làm nguồn phân bón trực tiếp cho cây khoai tây ở huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

  • Số trang: 109 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 27 |
  • Lượt tải: 0
tailieuonline

Đã đăng 27429 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Hoàng Thị Bích Hợp HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ RƠM RẠ VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG LÀM NGUỒN PHÂN BÓN TRỰC TIẾP CHO CÂY KHOAI TÂY Ở HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------- Hoàng Thị Bích Hợp HIỆN TRẠNG QUẢN LÝ RƠM RẠ VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHÚNG LÀM NGUỒN PHÂN BÓN TRỰC TIẾP CHO CÂY KHOAI TÂY Ở HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Xuân Cự Hà Nội – 2014 L IC M N Để hoàn thành luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Xuân Cự, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ b o và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như hoàn thành luận văn. Em xin gửi lời c m ơn đến Ban qu n lý đề tài “Áp dụng tiến bộ kỹ thuật sử dụng chế phẩm vi sinh Compost Maker và rơm r lót gốc t i chỗ để thay thế nguồn phân chuồng trong canh tác cây khoai tây đông” đã t o điều kiện cho em tham gia nghiên cứu, sử dụng kết qu để hoàn thành luận văn này. Em xin gửi lời c m ơn đến thầy, cô trong Khoa Môi trường - Trường Đ i học Khoa học Tự nhiên - Đ i học Quốc gia Hà Nội đã truyền đ t kiến thức cho em trong những năm học tập t i Trường. Em xin gửi lời c m ơn tới các thầy giáo, cô giáo, anh, chị và các b n trong Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất đã giúp đỡ và t o điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn. Cuối cùng, em muốn gửi lời c m ơn đến gia đình, người thân và b n bè đã luôn là nguồn động lực lớn nhất, t o mọi điều kiện c về vật chất lẫn tinh thần cho em trong suốt thời gian qua. Hà Nội, tháng năm 2014 Sinh viên ` Hoàng Thị Bích Hợp i M CL C DANH M C HÌNH ...................................................................................................6 DANH M C T M VI T TẮT....................................................................................7 Đ U ....................................................................................................................1 CH NG 1. T NG QUAN TÀI LI U ..................................................................4 1.1. Nông nghi p b n vững và các v n đ phát triển nông nghi p b n vững ....... 4 1.1.1. Nông nghiệp bền vững ................................................................................4 1.1.2. Các vấn đề của phát triển nông nghiệp bền vững.......................................6 1.2. Cây khoai tây ...................................................................................................... 7 1.2.1. Tổng quan về cây khoai tây và đặc điểm sinh trưởng của cây khoai tây ...7 1.2.2. Điều kiện sinh thái ......................................................................................8 1.2.3.Nhu cầu dinh dưỡng của cây khoai tây .............................................................. 9 1.2.4.Vai trò của chất hữu cơ đối với đất và sự sinh trưởng, phát triển của cây khoai tây ............................................................................................................. 12 1.3. Phân bón nông nghi p ...................................................................................... 15 1.3.1. Các lo i phân bón chủ yếu ........................................................................15 1.3.2. nh hưởng của phân bón đến môi trường ................................................17 1.4. Hi n tr ng qu n lí và sử d ng ph ph phẩm nông nghi p (r m r ) và tác đ ng t i môi tr ng .......................................................................................... 18 1.5. Tình hình s n xu t khoai tơy vƠ ph cung c p ch t dinh d ng pháp sử d ng r m r nh ngu n ng cho cây khoai tây trên th gi i và Vi t Nam.... 19 1.5.1Tình hình s n xuất khoai tây trên thế giới và Việt Nam ................................... 19 1.5.2Phương pháp sử dụng rơm r như nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây khoai tây trên thế giới và Việt Nam ................................................................... 21 ii CH NG 2. Đ I T 2.1. Đ i t NG VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U ...................24 ng nghiên c u....................................................................................... 24 2.2. Ph ng pháp nghiên c u ...............................................................................25 2.2.1. Điều tra nghiên cứu thực địa ....................................................................25 2.2.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng .......................................................26 2.2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ......................................28 2.2.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu ....................................................29 CH NG 3. K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N ..............................30 3.1. ........ Tình tr ng s n xu t khoai tây và qu n lý r m r khu vực nghiên c u 3.1.1. Tình hình s n xuất khoai tây ở Bắc Ninh ..................................................30 3.1.2. Tình tr ng qu n lý rơm r t i khu vực nghiên cứu ...................................31 3.2. nh h ng c a bón r m r và ch phẩm hữu c sinh học Compost Maker đ n m t s tính ch t hóa học c a đ t .............................................................. 33 3.2.1. Một số tính chất đất nghiên cứu ......................................................................33 3.2.2. nh hưởng của bón rơm r và chế phẩm hữu cơ sinh học Compost Maker đến một số tính chất đất ..........................................................................................33 3.2.2.1. nh h ng c a bón rơm r và chế phẩm hữu cơ sinh học Compost Maker đến pH c a đ t ...................................................................................33 3.2.2.2. nh h ng c a bón rơm r và chế phẩm hữu cơ sinh học Compost Maker đến Ca2+ và Mg2+ trao đổi c a đ t .....................................................35 3.2.2.3. nh h ng c a hỗn hợp rơm r và chế phẩm Compost Maker đến hàm l ợng nitơ dễ tiêu ..................................................................................37 3.2.2.4. nh h ng c a hỗn hợp rơm r và chế phẩm Compost Maker đến hàm l ợng Phốt pho dễ tiêu ..........................................................................41 3.2.2.5. nh h ng c a hỗn hợp rơm r và chế phẩm Compost Maker đến hàm l ợng kali dễ tiêu ...................................................................................43 3.2.2.6. nh h ng c a l ợng bón hỗn hợp rơm r và chế phẩm Compost Maker đến hàm l ợng mùn ...........................................................................46 iii 30 3.2.2.7. nh h ng c a l ợng bón hữu cơ đến ch t l ợng mùn ..................48 3.2.2.8. nh h ng c a các công thức bón rơm r tới hàm l ợng silic dễ tiêu trong đ t ........................................................................................................49 3.3. nh h ng c a bón r m r và ch phẩm hữu c sinh học Compost Maker sự sinh tr ng, phát triển năng xu t khoai tây ............................................. 52 3.3.1. nh hưởng tới sự sinh trưởng của cây khoai tây ............................................52 3.3.2. nh hưởng đến năng suất củ khoai tây ...........................................................53 3.3.3. nh hưởng tới hiệu qu của s n xuất khoai tây ..............................................54 K T LU N, KI N NGH ......................................................................................57 TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................59 iv DANH M C B NG B ng 1. Tình hình s n su t khoai tây Việt Nam giai đo n 2000 – 2007 ...............20 B ng 2. Hàm l ợng các nguyên tố dinh d ỡng trong phân bón nghiên cứu ............25 B ng 3. Các công thức thí nghiệm bón phân ............................................................26 B ng 4. Một số tính ch t c a đ t nghiên cứu ............................................................33 B ng 5a. Sự biến động pHKCl c a các mẫu đ t thí nghiệm CT1 ..............................34 B ng 5b. Sự biến động pHKCl c a các mẫu đ t thí nghiệm CT2 ..............................34 B ng 6a. Ca2+ và Mg2+ trao đổi c a đ t các công thức thí nghiệm CT1 ................35 B ng 6b. Ca2+ và Mg2+ trao đổi c a đ t các công thức thí nghiệm CT2 ................36 B ng 7a. Hàm l ợng nitơ dễ tiêu (d ng nitơ th y phân) trong đ t thí nghiệm CT1 .38 B ng 7b. Hàm l ợng nitơ dễ tiêu (d ng nitơ th y phân) trong đ t thí nghiệm CT2 39 B ng 8a. Hàm l ợng phốt pho dễ tiêu trong đ t thí nghiệm .....................................41 B ng 8b. Hàm l ợng phốt pho dễ tiêu trong đ t thí nghiệm CT2 ............................42 B ng 9a. Hàm l ợng kali dễ tiêu trong đ t các thí nghiệm CT1 ...........................43 B ng 9b. Hàm l ợng kali dễ tiêu trong đ t các thí nghiệm CT2 ...........................44 B ng 10a. Hàm l ợng CHC tổng số trong đ t các công thức thí nghiệm CT1 .....46 B ng 10b. Hàm l ợng CHC tổng số trong đ t các công thức thí nghiệm CT2 .....47 B ng 11. Tổng hàm l ợng axit mùn trong đ t ..........................................................47 B ng 12. nh h ng c a l ợng hữu cơ đến ch t l ợng mùn trong đ t (Ch/Cf) ......48 B ng 13. Hàm l ợng Si dễ tiêu trong dung dịch đ t .................................................50 B ng 14. Chiều cao trung bình c a cây khoai tây .....................................................52 B ng 15. Năng su t khoai tây t i các mẫu thí nghiệm ..............................................54 B ng 16. Giá phân bón và giá khoai tây v đông 2013 ............................................55 B ng 17. Hiệu qu s n xu t khoai tây các công thức thí nghiệm ..........................55 v DANH M C HÌNH Hình 1. Nhu cầu các nguyên tố dinh d ỡng đa l ợng c a cây khoai tây các giai đo n sinh tr ng khác nhau (Haifa, 2010) ................................................................10 Hình 2. Sự hút thu các ch t dinh d ỡng đa l ợng và trung l ợng c a thân và c khoai tây với năng su t 55 t n/ha (Haifa, 2010) .......................................................11 Hình 3. Nhu cần hút thu ch t dinh d ỡng vi l ợng c a thân và c khoai tây với năng su t 55 t n /ha (Haifa, 2010) .....................................................................................12 Hình 4. Vị trí khu vực nghiên cứu ............................................................................24 Hình 5. Tỉ lệ diện tích trồng khoai tây trên diện tích đ t canh tác Hình 6. Biện pháp sử d ng ph phẩm nông nghiệp th Hình 7. Ho t động sử d ng ph phẩm nông nghiệp ng có mỗi hộ ............31 các hộ gia đình ....32 mỗi hộ dân ...........................32 Hình 8b. Sự biến động tổng l ợng Ca2+ và Mg2+ trong chuỗi thí nghiệm CT2 ........37 Hình 9a. Sự biến động nitơ dễ tiêu chuỗi thí nghiệm CT1 ....................................39 Hình 9b. Sự biến động nitơ dễ tiêu chuỗi thí nghiệm CT2 ....................................40 Hình 10a. Sự biến động hàm l ợng phốt pho dễ tiêu trong chuỗi thí nghiệm CT1..42 Hình 10b. Sự biến động hàm l ợng phốt pho dễ tiêu trong chuỗi thí nghiệm CT2 .43 Hình 11a. Sự thay đổi hàm l ợng kali dễ tiêu trong các công thức CT1..................45 Hình 11b. Sự biến đổi hàm l ợng kali dễ tiêu trong chuỗi công thức CT2 ..............45 Hình 12a. Sự thay đổi hàm l ợng Si dễ tiêu trong chuỗi công thức CT1 .................51 Hình 12b. Sự thay đổi hàm l ợng Si dễ tiêu trong chuỗi công thức CT2 ................51 vi DANH M C T CFU VI T TẮT Colony-Forming Unit Số đơn vị khuẩn l c CIF Cost Insurance and Freight Tiền hàng, b o hiểm và cước phí vận chuyển CV Coefficient of Variation Hệ số biến thiên FAO The Food and Agriculture Organization of the United Nations Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc GIZ The Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH Tổ chức Hợp tác Đức GDP Gross Domestic Product Tổng s n phẩm quốc nội LSD Least Significant Difference Giới h n sai số nhỏ nhất SNV Stichting Nederlandse Vrijwilligers Tổ chức Phát triển Hà Lan VSV Vi sinh vật vii M Đ U Dân số thế giới sẽ đ t đến ng ỡng 9 tỉ ng i vào giữa thế kỉ tới và kho ng hơn 40 năm tiếp theo nhu cầu l ơng thực để cung c p cho dân số sẽ tăng 70% so với nhu cầu l ơng thực hiện nay (FAO, 2009; GIZ, 2013). Ngành nông nghiệp hiện t i đư dần tr nên thiếu bền vững d ới tác động c a áp lực dân số, sự m t cân bằng trong phân bổ giá trị nông nghiệp, bên c nh các tác động c a sự thay đổi khí hậu, suy thoái tài nguyên đặc biệt là tài nguyên đ t và n ớc, tài nguyên đa d ng sinh học... Vì vậy, v n đề phát triển nông nghiệp bền vững đ ợc đặt ra trên toàn thế giới và mỗi quốc gia với m c tiêu h ớng tới sự bền vững về ba mặt kinh tế, xã hội và môi tr ng. Nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển c a Việt Nam. Ngoài việc cung c p thực phẩm và nguyên liệu, nông nghiệp cũng cung c p cơ hội việc làm với tỷ lệ lớn dân số với diện tích đ t nông nghiệp chiếm 26,3 triệu ha, t ơng đ ơng với 79,4% tổng diện tích Việt Nam (Tổng c c Thống kê, 2012), đóng góp 21% GDP, sử d ng hơn 47% lực l ợng lao động c a quốc gia (World Bank, 2013). Giá trị thặng d th ơng m i c a ngành nông nghiệp lên tới 10,6 tỷ USD với 7 mặt hàng xu t khẩu ch lực đ t giá trị trên 1 tỉ USD (lúa g o, cà phê, cao su, điều, gỗ, th y s n, sắn). Ngành s n xu t lúa g o năm 2012 đư đ t mức xu t khẩu kho ng 7,7 triệu t n g o và đ t CIF 3,5 tỷ USD (Trung tâm Tin học Thống kê, 2012). Tuy nhiên tính bền vững và cân bằng trong s n xu t nông nghiệp Việt Nam l i ch a đ t đ ợc, sự m t bền vững này đ ợc biểu hiện qua chính sự m t cân bằng kinh tế c a ng i nông dân, sự thiếu sót trong chuỗi giá trị s n phẩm nông nghiệp, sự m t cân bằng môi tr ng sinh thái, sự thiếu sót trong việc xử lý và tận d ng ph phẩm nông nghiệp... Theo thống kê từ Tổ chức phát triển Hà Lan - SNV (2012) l ợng rơm r trong s n xu t nông nghiệp t i Việt Nam lên tới 23 triệu t n/năm, trong đó có tới hơn 42% bị mang đốt, điều này gây ra sự lãng phí không nhỏ các ch t dinh d ỡng có sẵn trong rơm r , gi m thiểu kh năng hoàn l i ch t dinh d ỡng sau khi thu ho ch cho đ t, đồng th i gây ra các tác động ô nhiễm bộ tới khu vực nông thôn và các khu vực lân cận khi đốt rơm r . 1 Khoai tây vừa là cây l ơng thực đồng th i vừa là cây thực phẩm có giá trị. Ngoài hàm l ợng dinh d ỡng chính và tinh bột, khoai tây còn chứa nhiều các axit amin và vitamin. châu Âu, châu Mỹ ng thực chính sau lúa mì và ngô. i ta coi khoai tây nh một lo i l ơng Việt Nam, trong những năm gần đây diện tích trồng khoai tây có xu h ớng ổn định trong ph m vi trên d ới 25.000ha, năng su t có tăng nh ng chậm, dao động trong ph m vi 10 - 12 t n/ha. Khoai tây là cây v đông lý t ng vùng đồng bằng sông Hồng. Với th i v trồng khoai tây có thể kéo dài từ tháng 10 đến cuối tháng 12. S n phẩm thu ho ch dễ tiêu th và dễ th ơng m i hoá. đồng bằng sông Hồng không t ơng xứng Tuy nhiên thực tr ng s n xu t khoai tây với tiềm năng c a nó. Ngoài nguyên nhân sử d ng nguồn giống không có ch t l ợng, c giống đư thoái hoá làm gi m năng su t, khoai tây là lo i cây dễ bị nhiều lo i dịch bệnh t n công trong đó ch yếu là các bệnh vùng rễ gây ra nh h ng đến ch t l ợng cũng nh năng su t c a khoai tây. Đầu t s n xu t khoai tây l i cao đặc biệt là chi phí giống và phân bón khoáng, phân chuồng dẫn đến hiệu qu th p và s n xu t khoai tây không thể phát triển. Nhìn nhận ph phẩm nông nghiệp là nguồn cung c p dinh d ỡng cho cây trồng, nguồn cung c p ch t hữu cơ cho đ t (Flore Guntzer và cs, 2011). Rơm r đư đ ợc sử d ng nh một lo i phân bón trong nông nghiệp (Washington State University, 2003). Ph ơng thức sử d ng rơm r lót gốc thay thế phân chuồng trong canh tác khoai tây đư đ ợc áp d ng lần đầu Mỹ vào những năm 1970 và mang l i các hiệu qu đáng kể trong việc gi m thiểu lãng phí trong canh tác nông nghiệp, nâng cao năng su t khoai tây. Sau đó ph ơng thức canh tác này liên t c mang l i những thành công khi áp d ng các quốc gia khác nh Newzealand, Bỉ, Đức, Canada, Hàn Quốc... T i Việt Nam, sử d ng rơm r lót gốc thay thế phân chuồng lần đầu tiên đ ợc nông dân huyện Th ng Tín sử d ng từ năm 1995. Để tăng hiệu qu c a việc tái tuần hoàn nông nghiệp này, các chế phẩm hữu cơ đư bắt đầu đ ợc sử d ng ngày càng nhiều nh ng vẫn ch a có số liệu thống kê rõ ràng. Thông qua việc phân tích hiệu qu kinh tế, môi tr ng, ch t l ợng đ t và năng su t khoai tây trong v đông t i Quế Võ, Bắc Ninh, đề tài mong muốn sẽ tìm đ ợc những luận cứ khoa học để chứng minh cho tính hiệu qu c a ph ơng thức canh tác này, với sự nh n m nh vào chu trình cacbon, phốt pho và silic trong đ t. 2 M c tiêu c a đề tài là:  Đánh giá tình hình qu n lỦ rơm r t i huyện Quế Võ, Bắc Ninh  Đánh giá nh h ng c a rơm r tới tính ch t đ t, năng su t khoai tây  Đánh giá hiệu qu kinh tế c a việc sử d ng ph phẩm nông nghiệp và hiệu qu s n xu t nông nghiệp. 3 CH 1.1. NG 1. T NG QUAN TÀI LI U Nông nghi p b n vững và các v n đ phát triển nông nghi p b n vững 1.1.1. Nông nghiệp bền vững Khái niệm phát triển bền vững đư đ ợc đ a ra từ những năm 1987 trong báo cáo Brundtland: “Phát triển bền vững là sự phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu c a thế hệ hiện t i mà không làm tổn h i đến kh năng đáp ứng nhu cầu c a các thế hệ t ơng lai” (John Drexhage và Deborah Murphy, 2010). Là một trong những ngành đóng vai trò r t quan trọng cho sự phát triển c a xã hội loài ng i v n đề phát triển nông nghiệp bền vững r t đ ợc quan tâm.Từ kho ng 10.000 năm tr ớc đây, khi loài ng i chuyển từ lối sống săn bắn hái l ợm truyền thống sang s n xu t thực phẩm theo cách trồng trọt và chăn nuôi. Ngày nay s n xu t nông nghiệp không những cung c p l ơng thực, thực phẩm cho con ng i, đ m b o nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp s n xu t hàng tiêu dùng và công nghiệp chế biến l ơng thực, thực phẩm mà còn s n xu t ra những mặt hàng có giá trị xu t khẩu, tăng thêm nguồn thu ngo i tệ. Hiện t i cũng nh trong t ơng lai, nông nghiệp vẫn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển c a xã hội loài ng i, không có ngành nào có thể thay thế đ ợc. Cho dù, nền kinh tế càng phát triển thì tỷ trọng đóng góp c a ngành nông nghiệp cho nền kinh tế quốc dân càng gi m. Tuy nhiên các n ớc đang phát triển thì nông nghiệp vẫn là một trong những ngành s n xu t ch đ o. Các v n đề thách thức c a thế kỉ XXI đang đặt con ng chọn khi các nguồn tài nguyên t i ph i đối mặt là ng nh vẫn sẵn có cho ho t động s n xu t và canh tác nông nghiệp nh n ớc, đ t... đang bị những tác động nặng nề do ho t động c a con ng i. Theo báo cáo c a FAO (2014) trong giai đo n 2012 - 2014 trên thế giới có hơn 805 triệu ng i trên thế giới còn sống trong tình tr ng thiếu dinh d ỡng và l ơng thực. Đồng th i theo dự báo c a FAO (2014) tới năm 2030 và 2050 số ng i sống trong tình tr ng bị thiếu l ơng thực vẫn còn kho ng 543 triệu ng 318 triệu ng i và i (Alexandratos và Bruinsma, 2012). Việc thâm canh nông nghiệp có thể làm tăng năng s n l ợng cây trồng cần thiết để đáp ứng nhu cầu con ng i, tuy nhiên nó l i gây ra những tác động tới môi 4 tr ng và làm m t cân bằng giữa các yêu tố trong môi tr ng cũng nh tính cân bằng trong hệ sinh thái nông nghiệp do chính việc m rộng s n xu t nông nghiệp không rõ ràng (Godfray và cs, 2010). Nông nghiệp đư có tác động lớn tới môi tr ng trên toàn cầu nh phá rừng, chia cắt sinh c nh và đe dọa đa d ng sinh học (Dirzo và Raven, 2003). Hiện nay, kho ng một phần t sự phát th i khí nhà kính toàn cầu là do canh tác nông nghiệp và sử d ng phân bón hóa học (Burney và cs, 2010); hơn thế nữa phân bón hóa học có thể gây tổn h i cho biển, n ớc ngọt và hệ sinh thái trên c n (David Tilman và cs, 2011). Hiểu biết về các tác động môi tr ng trong t ơng lai c a s n xu t nông nghiệp toàn cầu và làm thế nào để đ t đ ợc năng su t cao hơn với tác động nuôi d ỡng th p hơn đòi hỏi ph i đánh giá định l ợng c a nhu cầu dinh d ỡng cây trồng trong t ơng lai và cách thức khác nhau thực hành s n xu t nh h ng đến năng su t và biến môi tr ng. Dù r t cố gắng nh ng càng ngày tính b t công trong xã hội ngày càng tăng cao. Tính b t công này thể hiện trong từng chuỗi cung ứng s n phẩm nông nghiệp. Nơi và những ng i chịu tác động nặng nề nh t c a sự thay đổi về môi tr chính là những ng i s n xu t và những ng ng l i i nghèo trong xã hội ... Chính vì thế để h ớng tới tính bền vững trong nông nghiệp sự đ m b o tính bền vững về s n xu t tính bền vững xã hội và tính bền vững về tiêu dùng, sự đ m b o an sinh xã hội là điều quan trọng cần nhắc tới. Nông nghiệp bền vững là v n đề th i sự đ ợc nhiều nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau quan tâm, nh nông học, sinh thái học, xã hội học... Hiện có nhiều định nghĩa khác nhau về nông nghiệp bền vững, trong đó, th thái và môi tr ng đ ợc quan tâm là định nghĩa c a tổ chức sinh ng thế giới b i tính tổng hợp và khái quát cao. Theo đó nông nghiệp bền vững là nền nông nghiệp tho mưn đ ợc các yêu cầu c a thế hệ hiện nay, mà không gi m kh năng y đối với các thế hệ mai sau (GIZ, 2013). Nói cách khác, ba m c tiêu chính c a nông nghiệp bền vững là tính ổn định về kinh tế, sức khỏe môi tr ng và tính công bằng trong xã hội. Ng i dân, với các nhóm kh năng khác nhau có thể cùng tham gia vào quá trình hình thành và phát triển một nền nông nghiệp bền vững, nền kinh tế bền vững khi họ tham gia đồng th i các vai trò khác nhau vào chuỗi cung ứng nông nghiêp từ vai trò c a ng xu t tới ng i tiêu dùng. 5 is n 1.1.2. Các vấn đề của phát triển nông nghiệp bền vững Phát triển bền vững dựa trên nguyên tắc mà chúng ta ph i đáp ứng các nhu cầu c a hiện t i mà không nh h ng đến kh năng c a các thế hệ t ơng lai để đáp ứng nhu cầu riêng c a họ. Vì vậy, qu n lý c a c hai tài nguyên thiên nhiên và con ng i là quan trọng hàng đầu. Qu n lý sự bền vững về sự bền vững c a hệ thống canh tác nông nghiệp. Quan điểm hệ thống và tính bền vững hệ thống là điều cần thiết để hiểu đ ợc tính bền vững. Hệ thống này đ ợc hình dung theo nghĩa rộng nh t c a nó, từ các trang tr i cá nhân, với hệ sinh thái địa ph ơng và các cộng đồng bị nh h ng b i hệ thống canh tác này c trong n ớc và trên toàn cầu. Trọng tâm là hệ thống cho phép một cái nhìn lớn hơn và kỹ hơn về những hậu qu c a ph ơng thức canh tác trên c hai cộng đồng con ng i và môi tr ng trong canh tác nông nghiệp. Theo đó, một nền nông nghiệp bền vững sẽ đi từ tính bền vững trong s n xu t, tính bền vững trong tiêu dùng cũng nh các giá trị kinh tế, lợi ích môi tr ng mang l i. Tr ớc sự suy thoái về các tài nguyên nông nghiệp, bên c nh việc phát triển các chuỗi cung ứng, Việt Nam đang cố gắng phát triển sự bền vững về s n xu t thông qua nghiên cứu các công nghệ kĩ thuật để đ a vào s n xu t nông nghiệp bền vững, các nghiên cứu công nghệ này tập trung vào: - Ngăn chặn xói mòn đ t, b o vệ đ t, b o vệ độ ẩm c a đ t và mức độ kh năng trồng cây và hình thức ruộng bậc thang trên các s n dốc để tăng độ che ph thực vật. - T ới tiêu cây trồng ch động bằng cách xây dựng hồ chứa n ớc và áp d ng ph ơng pháp hiệu qu hơn nh phun và t ới nhỏ giọt. - Chọn cây trồng phù hợp với sự thay đổi về khí hậu (lo i cây trồng ngắn h n có kỳ h n ngắn, cây trồng có sức đề kháng với các điều kiện khắc nghiệt c a h n hán, độ chua cao, độ mặn cao, sâu bệnh …). - Điều chỉnh th i gian sinh tr ng và gieo trồng để đáp ứng các điều kiện khí hậu thay đổi. - Áp d ng ph ơng pháp canh tác mới, phù hợp hơn trồng cách, bón phân, kiểm soát cỏ d i, cày i, ph gốc, phòng trừ sâu bệnh, luân canh cây trồng...), cũng nh việc áp d ng l i kiến thức b n địa vào chăm sóc cây trồng đ ợc 6 chú Ủ hơn. Ví d phân hữu cơ b ớc đầu đ ợc nghiên cứu để bón vào đ t trồng tiêu t i Phú Quốc, đư cho th y kh năng c i thiện điều kiện dinh d ỡng đ t, cũng nh tăng năng xu t cây tiêu từ 0,84kg tiêu/gốc thành 1,86kg tiêu/gốc khi bón phân hữu cơ vào đ t (Huỳnh Văn Định và cs, 2013). - M rộng s n xu t thức ăn gia súc và tăng c ng l u trữ, chế biến và sử d ng thức ăn chăn nuôi. - Thiết kế đầy đ quy trình bón phân và ch t dinh d ỡng thích hợp và hệ thống xử lỦ n ớc th i. 1.2. Cây khoai tây 1.2.1. Tổng quan về cây khoai tây và đặc điểm sinh trưởng của cây khoai tây Cây khoai tây (Solanum tuberosum) là loài cây trồng có nguồn gốc từ vùng Nam Mỹ - phần lớn các tài liệu cho rằng khoai tây xu t phát từ Peru. Khoai tây đ ợc thuần hóa và đ ợc sử d ng nh một lo i cây trồng từ kho ng hơn 4.000 năm tr ớc. Chúng đ ợc du nhập vào châu Âu từ kho ng thế kỉ thứ XVI, từ đó khoai tây đ ợc phát triển rộng khắp thế giới, bao gồm c châu Á (Smith, 1995). Khoai tây là nguồn cung c p l ơng thực quan trọng c a con ng i. Trên ph m vi toàn thế giới, cây khoai tây là cây l ơng thực quan trọng thứ t sau lúa mì, ngô và g o, trong đó có nhiều quốc gia, khoai tây là cây l ơng thực ch đ o (FAO, 2006). Hiện nay, có kho ng 20 lo i khoai tây th ơng phẩm, chúng đều thuộc loài Solanum tuberosum L. có kh năng sinh tr ng, phát triển tốt và cho năng su t cao (Võ Văn Chi và cs, 1969; Mc Collum, 1992). Các giai đo n phát triển c a cây khoai tây không cố định do ph thuộc về giống, dinh d ỡng đ t, điều kiện th i tiết... Không giống nh g o, r t khó phân biệt các giai đo n phát triển c a cây khoai tây. Ví d , đôi khi sự phát triển c khoai tây diễn ra ngay từ giai đo n sớm c a cây – giai đo n cây mới trồng và đang tập trung phát triển thân lá. Tuy nhiên sự hiểu biết cơ b n về các giai đo n phát triển c a khoai tây là r t quan trọng trong canh tác và qu n lý dịch bệnh, vì vậy có thể cơ b n chia các giai đo n phát triển c a cây khoai tây trồng từ c nh sau: - Ảiai đo n n y chồi: Bắt đầu khi có hiện t ợng n y chồi từ mắt c khoai tây cho tới khi măng chồi nhú lên khỏi mặt đ t. Th i gian cho giai đo n này ph thuộc vào độ phơi sáng, độ ẩm đ t, nhiệt độ cũng nh các điêu kiện môi 7 tr ng khác. Giai đo n này th ng tính kết thúc khi chồi khoai lên kho ng 1 - 2cm so với mặt đ t. Ch t dinh d ỡng sử d ng trong giai đo n này l y từ c giống. - Ảiai đo n tăng trưởng thực vật: Giai đo n này cho th y sự tăng tr ng nhanh chóng c a lá, thân, cành mới và rễ. Phần lớn dinh d ỡng cây khoai tây h p th trong giai đo n này vẫn là ch t dinh d ỡng sẵn có trong c giống và một phần ch t dinh d ỡng từ môi tr - ng đ t. Giai bắt đầu phát triển củ: Mặc dù rễ c hình thành bắt đầu hình thành trong giai đo n thực vật, hình thành c thực tế chỉ x y ra kho ng sau 40 ngày tính từ th i gian trồng. Giai đo n này diễn ra trong một th i gian t ơng đối ngắn kho ng 10 - 15 ngày, và cây cần l ợng lớn ch t dinh d ỡng. - Ảiai đo n phát triển kích thước củ: giai đo n này, cây sẽ h n chế và dừng sự phát triển thân lá mà tập trung cho sự phát triển c . Giai đo n này th ng diễn ra từ ngày 50 - 80 sau khi trồng - Ảiai đo n củ khoai tây đ t khích thước cực đ i: giai đo n này, hệ thống thân lá sẽ vàng và l i dần. Hàm l ợng tinh bột trong c khoai sẽ ra tăng đáng kể trong giai đo n này. Nh sự ra tăng hàm l ợng tinh bột mà vỏ c a khoai tây cũng cứng hơn đáng kể. Giai đo n này diễn ra từ ngày 80, có thể thu ho ch từ sau ngày 90. 1.2.2. Điều kiện sinh thái Cây khoai tây là cây trồng có biên độ sinh thái t ơng đối rộng, có thể trồng r t nhiều nơi trên thế giới. Theo tài liệu c a FAO (2006) c thể, điều kiện sinh thái cho sự phát triển c a cây khoai tây bao gồm: Ánh sáng Khoai tây là cây a ánh sáng. Th i kỳ từ giai đo n cây con đến hình thành c , cây cần th i gian chiếu sáng dài. Từ th i kỳ hình thành c tr đi, khoai tây cần th i gian chiếu sáng ngắn hơn. Cây khoai tây chỉ bắt đầu hình thành c kì ngắn không quá 12 gi . Th i gian chiếu sáng thích hợp quang chu các th i kỳ khác là kho ng 14 gi . Ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp, hình thành c và tích lũy ch t khô. Nhiệt độ 8 Khoai tây là cây a l nh, không chịu đ ợc nóng và quá l nh. Nhiệt độ để cây có thể phát triển là từ 13-16oC, nhiệt độ tốt nh t là 18-22oC. H n chế tăng tr nghiêm trọng x y ra khi nhiệt độ d ới 7oC hoặc v ợt quá 30oC. cây khoai tây sẽ không phát triển lá nữa. Nhiệt độ cao nh h thành c , ng nhiệt độ < 0oC, ng đến quá trình hình nhiệt độ 30oC c không hình thành. Nước Trong th i gian sinh tr ng, khoai tây cần r t nhiều n ớc. Tr ớc khi hình thành c khoai tây cần độ ẩm đ t là 60%, khi thành c yêu cầu độ ẩm đ t là 80%. Đất Đ t có thành phần c p h t thô nh đ t cát, thì kh năng giữ n ớc kém, còn đ t có thành phần c p h t quá nhỏ thì sẽ gây nh h ng tới sự phát triển c khoai tây. Đ t trồng khoai tây tốt nh t là đ t pha cát, đ t thịt, đ t phù sa ven sông. Độ pH phù hợp là 5,2 - 6,4. Đ t nhiều mùn r t hợp với khoai tây, mùn tối thiểu kho ng 1,5%. 1.2.3. Nhu cầu dinh dưỡng của cây khoai tây Khoai tây là cây trồng có nhu cầu dinh d ỡng cao, đặc biệt là với các nguyên tố N, P, K và ph n ứng cao với phân hữu cơ. Cây hút thu các ch t dinh d ỡng nhiều nh t trong giai đo n phát triển c a c đặc biệt là nguyên tố kali, l ợng ch t dinh d ỡng đ ợc cây trồng sử d ng có liên quan chặt chẽ đến năng su t c . Tuy nhiên, nhu cầu dinh d ỡng c a cây khoai tây các giai đo n sinh tr ng cũng r t khác nhau (Hình 1). Do vậy, để tăng hiệu qu cần cung c p các ch t dinh d ỡng phù hợp với nhu cầu phát triển trong từng giai đo n và cân đối tỉ lệ N: P: K hợp lí. 9 kg/ha Hình 1. Nhu c u các nguyên t dinh d sinh tr ng đa l ng c a cây khoai tây các giai đo n ng khác nhau (Haifa, 2010) Nitơ là nguyên tố quan trọng nh t nh h ng đến ch t l ợng c khoai tây, chúng có tác d ng ho t hóa mầm trên c giống, kích thích cây sinh tr ng sớm, thúc đẩy thân lá, quang hợp, phát triển và thúc đẩy c nhanh chín sinh lý (Haifa, 2010). Cây hút thu nitơ m nh nh t vào th i kỳ phát triển c a c (từ bắt đầu có n đến ra hoa th ph n). C khoai tây bắt đầu phát triển m nh sau khi tán cây m rộng vì vậy cần tránh bón phân cung c p nitơ muộn. Phốt pho có tác d ng kích thích hệ rễ phát triển, làm cho rễ lan rộng và ăn sâu vào đ t, cung c p dinh d ỡng cho quá trình phát triển c a cây, góp phần làm cây sớm hình thành c , tăng số l ợng c /cây, ra hoa, kết qu . Trong giai đo n hình thành c , phốt pho là nguyên tố cần thiết tham gia vào quá trình tổng hợp, vận chuyển và l u trữ tinh bột. Phốt pho còn làm tăng kh năng chống chịu đối với điều kiện th i tiết b t th ng và sâu bệnh h i (đặc biệt là virut). Cây hút thu phốt pho nhiều nh t vào th i kỳ phát triển thân, lá, c (kho ng 2 tháng đầu sau khi trồng). Kali làm tăng kh năng quang hợp, tăng kh năng trao đổi ch t, tăng kh năng vận chuyển và tích lũy ch t hữu cơ nên có tác d ng tăng năng su t và ch t l ợng c khoai tây. Kali thúc đẩy ho t động c a bộ rễ, hình thành và vận chuyển gluxit về rễ. Kali có vai trò ch yếu trong việc chuyển hoá năng l ợng trong quá trình đồng hoá các ch t dinh d ỡng c a cây, làm tăng kh năng chống chịu c a cây đối với các tác động b t lợi c a th i tiết và bệnh h i, làm thân cứng, tăng phẩm ch t 10 nông s n. Kali dự trữ nhiều thân lá thực vật, ví d : hàm l ợng kali trong lúa có thể đ t đến x p xỉ 2% trọng l ợng khô (Nguyễn Ngọc Minh, 2013). Magiê có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, là nguyên tử trung tâm c a mỗi phân tử diệp l c. Magiê tham gia vào quá trình s n xu t đ prôtêin và vận chuyển đ ng ng và d ng sucrose từ lá đến c (Haifa, 2010). Phần lớn các nguyên tố nh kali và magiê đ ợc tích t c khoai tây trong khi các nguyên tố khác nh nitơ, phốt pho và canxi l i tập trung nhiều thân và lá (Hình 2). Nh vậy, cây khoai tây có nhu cầu kali r t lớn, cao hơn nhiều so với nitơ và phốt pho. Khoai tây là cây trồng có nhu cầu dinh d ỡng canxi khá cao. Khi trồng trên đ t chua, khoai tây sinh tr ng kém, c nhỏ và cho năng su t th p. Canxi là thành phần quan trọng trong màng tế bào góp phần ổn định c u trúc và tính di động ổn định c a chúng. Sự có mặt c a canxi làm tăng kh năng chống chịu c a cây đối với vi khuẩn, n m và đóng vai trò quan trọng trong ho t động vận chuyển kali c a cây để m khí khổng. Hình 2. Sự hút thu các ch t dinh d ng đa l ng vƠ trung l ng c a thân và c khoai tây v i năng su t 55 t n/ha (Haifa, 2010) Bên c nh các nguyên tố đa l ợng và trung l ợng, những nguyên tố dinh d ỡng vi l ợng cũng r t cần cho sự sinh tr 11 ng và phát triển c a cây khoai tây.
- Xem thêm -