Tài liệu Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho cà phê vối (coffea canephora pierre) giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại đắk lắk

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN MINH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BÓN PHÂN CHO CÀ PHÊ VỐI (Coffea Canephora Pierre) GIAI ĐOẠN KINH DOANH TRÊN ĐẤT BAZAN TẠI ĐẮK LẮK Chuyên ngành : Khoa học cây trồng Mã số : 62.62.01.10 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Anh Dũng – Trường Đại học Tây Nguyên 2. TS. Lê Thanh Bồn – Trường Đại học Nông Lâm Huế HUẾ, NĂM 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng được dùng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận án Nguyễn Văn Minh i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện Luận án tôi luôn nhận được sự ủng hộ và giúp đỡ của các cơ quan, các thầy cô, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Anh Dũng và TS. Lê Thanh Bồn người hướng dẫn khoa học đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ trong quá trình học tập và định hướng giúp tôi trưởng thành trong công tác nghiên cứu và hoàn thiện Luận án. Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của tập thể các Thầy, Cô giáo trong Khoa Nông học, Phòng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Nông Lâm, Ban Đào tạo Sau Đại học - Đại học Huế. Tôi xin ghi nhận và biết ơn sự đóng góp quý báu của các Thầy, Cô. Trong thời gian học tập và nghiên cứu, tôi cũng đã nhận được sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tình từ Ban Giám hiệu Trường Đại học Tây Nguyên; Lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học và Môi trường; Khoa Nông Lâm Nghiệp và Bộ môn Khoa học Cây trồng, tôi xin trân trọng cám ơn. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình, đặc biệt là vợ tôi, đã luôn kịp thời động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành Luận án của mình. Thừa Thiên Huế, ngày 16 tháng 6 năm 2014 Tác giả luận án Nguyễn Văn Minh ii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT CPPB : Chi phí phân bón CĐQH : Cường độ quang hợp CĐTHN : Cường độ thoát hơi nước CĐAS : Cường độ ánh sáng CEC : Dung tích hấp phụ CNSH&MT : Công nghệ sinh học và Môi trường DT : Diện tích DTBQ : Diện tích bình quân ĐMKK : Độ mở khí khổng GTSL : Giá trị sản lượng GDP : Tổng thu nhập bình quân FAO : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc ICO : Tổ chức cà phê Quốc tế KHKT : Khoa học kỹ thuật LN : Lợi nhuận NĐ CO2 : Nồng độ CO2 trong gian bào NS : Năng suất NSBQ : Năng suất bình quân NN&PTNT : Nông nghiệp và Phát triển nông thôn QH&TKNN : Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp TCN : Tiêu chuẩn ngành TCP : Chi phí phân bón TN : Thí nghiệm TCVN : Tiêu chuẩn Quốc gia SL : Sản lượng SA : Sunphat amon UBND : Ủy ban nhân dân VIFOCA : Hiệp hội cà phê cacao Việt Nam WASI : Viện Khoa học kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... ii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ................................................................................... iii MỤC LỤC ................................................................................................................iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... vii DANH MỤC ĐỒ THỊ ..............................................................................................x MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài .........................................................................................1 2. Mục tiêu đề tài ........................................................................................................3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...............................................................................3 4. Giới hạn đề tài ........................................................................................................3 5. Những đóng góp mới của Luận án .........................................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................5 1.1. Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới và trong nước ....................................5 1.1.1. Trên thế giới ..............................................................................................5 1.1.2. Ở Việt Nam ...............................................................................................8 1.1.3. Tình hình sản xuất cà phê ở Tây Nguyên ...............................................10 1.1.4. Tình hình sản xuất cà phê ở Đắk Lắk .....................................................12 1.2. Ảnh hưởng các yếu tố sinh thái đến sinh trưởng, phát triển cây cà phê 15 1.3. Đất trồng cà phê .............................................................................................18 1.3.1. Tính chất lí học của đất ...........................................................................19 1.3.2. Tính chất hóa học của đất .......................................................................20 1.4. Vai trò của đạm, lân, kali và những nghiên cứu trong, ngoài nước về liều lượng và cách bón đối với cây cà phê ..................................................................21 1.4.1. Đạm đối với cây cà phê ..........................................................................23 1.4.2. Lân đối với cây cà phê ............................................................................24 1.4.3. Kali đối với cây cà phê ...........................................................................26 1.4.4. Liều lượng bón đạm, lân và kali cho cà phê ...........................................27 1.4.5. Số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali cho cà phê .......................................32 iv 1.5. Vai trò của kẽm, bo và những nghiên cứu trong, ngoài nước về kẽm và bo đối với cây cà phê .......................................................................................................35 1.5.1. Kẽm đối với cây cà phê ..........................................................................35 1.5.2. Bo đối với cây cà phê .............................................................................36 1.5.3. Bón kẽm và bo cho cà phê ......................................................................37 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................40 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu ................................................................40 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................40 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu ...............................................................................40 2.2. Nội dung nghiên cứu .....................................................................................41 2.2.1. Nghiên cứu về liều lượng bón đạm và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan .................................................................................41 2.2.2. Nghiên cứu về cách bón (số lần và tỉ lệ) đạm, lân và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan ...........................................................41 2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đối với cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan ....................................................41 2.3. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................42 2.3.1. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................42 2.3.2. Phương pháp theo dõi .............................................................................45 2.3.3. Phương pháp phân tích ...........................................................................46 2.3.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu ..................................................47 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................48 3.1. Nghiên cứu liều lượng bón đạm và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan .............................................................................................48 3.1.1. Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến hàm lượng một số chất trong đất và lá cà phê ........................................................................................48 3.1.2. Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến hàm lượng các sắc tố quang hợp, quá trình sinh trưởng phát triển cà phê ..........................................58 3.1.3. Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến năng suất, tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu ..................................................................................................70 3.1.4. Hiệu quả kinh tế và hiệu suất đầu tư phân bón khi bón tăng lượng đạm và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh ...................................................77 v 3.1.5. Tóm tắt kết quả thí nghiệm 1...................................................................80 3.2. Ảnh hưởng cách bón (số lần và tỉ lệ bón) đạm, lân và kali đến cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan .....................................................................81 3.2.1. Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến hàm lượng một số chất trong đất và lá cà phê ................................................................................81 3.2.2. Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến hàm lượng các sắc tố quang hợp, sinh trưởng phát triển của cây cà phê ..................................86 3.2.3. Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến năng suất, tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu .......................................................................................91 3.2.4. Hiệu quả kinh tế và hiệu suất đầu tư phân bón với số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali khác nhau ...............................................................................95 3.2.5. Tóm tắt kết quả thí nghiệm 2 ..................................................................96 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đối với cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan .....................................................................98 3.3.1. Hàm lượng một số chất trong đất thí nghiệm .........................................98 3.3.2. Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến hàm lượng một số chất trong lá cà phê .................................................................................................103 3.3.3. Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến quá trình quang hợp, sinh trưởng phát triển của cà phê ....................................................................108 3.3.4. Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến năng suất, tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu ................................................................................................117 3.3.5. Hiệu quả kinh tế và hiệu suất đầu tư phân bón khi phun ZnSO4 và Rosabor với nồng độ khác nhau cho cà phê vối .............................................124 3.3.6. Tóm tắt kết quả thí nghiệm 3 ................................................................126 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................127 1. Kết luận ..............................................................................................................127 2. Đề nghị ...............................................................................................................128 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................130 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê thế giới (2008 - 2011)...............5 Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê trên thế giới phân theo khu vực niên vụ 2010 - 2011.....................................................................................................6 Bảng 1.3: Sản lượng cà phê vối 10 quốc gia đứng đầu thế giới (2008 - 2013) ..........7 Bảng 1.4: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Việt Nam năm 2012..................8 Bảng 1.5: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Việt Nam (2002 - 2012) .........10 Bảng 1.6: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Tây Nguyên năm 2012 ...........11 Bảng 1.7: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Đắk Lắk (2006 - 2012) ...........13 Bảng 1.8: Quy hoạch sản xuất cà phê đến năm 2020 ...............................................14 Bảng 1.9: Sản xuất cà phê chứng chỉ bền vững tại Đắk Lắk ....................................15 Bảng 3.1a: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến một số chỉ tiêu hóa tính đất (tầng 0-30 cm) .....................................................................................................49 Bảng 3.1b: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến một số chỉ tiêu hóa tính đất (tầng 0-30 cm) .....................................................................................................52 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của liều lượng đạm và kali đến hàm lượng một số chất trong lá cà phê.....................................................................................................................57 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến hàm lượng các sắc tố quang hợp trong lá cà phê .........................................................................................61 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước, độ mở khí khổng, nồng độ CO2 trong gian bào ...............66 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến chiều dài cành dự trữ, số cành khô, tốc độ ra đốt trong mùa mưa.....................................................................68 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến khối lượng 100 quả tươi, tỉ lệ tươi/nhân và năng suất cà phê tươi ....................................................................71 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của liều lượng đạm và kali năng suất cà phê nhân (tấn/ha) ..73 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của liều lượng bón đạm và kali đến tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu ...........................................................................................................................76 Bảng 3.9: Hiệu quả kinh tế và hiệu suất đầu tư phân bón khi bón tăng lượng đạm và kali cho cà phê vối.....................................................................................................78 vii Bảng 3.10: Ảnh hưởng số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến một số chỉ tiêu hóa tính đất (tầng 0-30 cm)..............................................................................................82 Bảng 3.11: Ảnh hưởng số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến hàm lượng một số chất trong lá cà phê ...................................................................................................83 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến hàm lượng các sắc tố quang hợp trong lá cà phê ...............................................................................87 Bảng 3.13: Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân, kali đến cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước, độ mở khí khổng và nồng độ CO2 trong gian bào...............89 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến chiều dài cành dự trữ, số cành khô, tốc độ ra đốt trong mùa mưa .........................................................90 Bảng 3.15: Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân, kali đến số chùm quả, ......93 tỉ lệ tươi/nhân và năng suất cà phê............................................................................93 Bảng 3.16: Ảnh hưởng của số lần và tỉ lệ bón đạm, lân và kali đến tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu ..........................................................................................................95 Bảng 3.17: Hiệu quả kinh tế, hiệu suất đầu tư phân bón với số lần và tỉ lệ bón.......96 đạm, lân và kali khác nhau........................................................................................96 Bảng 3.18a: Hàm lượng một số chất trong đất thí nghiệm .......................................99 Bảng 3.18b: Hàm lượng một số chất trong đất thí nghiệm (tt) (tầng 0 - 30 cm) ....101 Bảng 3.19: Ảnh hưởng của nồng độ ZnSO4 và Rosabor đến hàm lượng một số chất trong lá cà phê .........................................................................................................104 Bảng 3.20: Ảnh hưởng của nồng độ ZnSO4 và Rosabor đến hàm lượng các sắc tố quang hợp trong lá cà phê .......................................................................................109 Bảng 3.21: Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến cường độ quang hợp, cường độ thoát hơi nước, độ mở khí khổng, nồng độ CO2 trong gian bào.............113 Bảng 3.22: Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến chiều dài cành dự trữ, số cành khô, tốc độ ra đốt trong mùa mưa ..............................................................115 Bảng 3.23: Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến khối lượng 100 quả tươi, tỉ lệ tươi/nhân và năng suất cà phê tươi..........................................................118 Bảng 3.24: Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến năng suất cà phê nhân (tấn/ha) ....................................................................................................................121 viii Bảng 3.25: Ảnh hưởng nồng độ của ZnSO4 và Rosabor đến tỉ lệ hạt cà phê nhân xuất khẩu .................................................................................................................123 Bảng 3.26: Hiệu quả kinh tế và hiệu suất đầu tư phân bón khi phun ZnSO4 và Rosabor cho cà phê vối ...........................................................................................125 ix DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1: Tương quan hàm lượng đạm trong lá với năng suất cà phê nhân...........55 Đồ thị 3.2: Tương quan hàm lượng kali trong lá với năng suất cà phê nhân............56 Đồ thị 3.3: Tương quan giữa diệp lục a và năng suất nhân khi bón tăng lượng đạm và kali ........................................................................................................................60 Đồ thị 3.4: Tương quan giữa CĐQH và năng suất nhân khi bón tăng lượng đạm và kali.............................................................................................................................64 Đồ thị 3.5: Tương quan giữa hàm lượng Zn trong lá và năng suất cà phê nhân.....106 Đồ thị 3.6: Tương quan giữa hàm lượng B trong lá và năng suất cà phê nhân ......107 Đồ thị 3.7: Tương quan giữa hàm lượng carotenoit trong lá và năng suất cà phê nhân .........................................................................................................................111 Đồ thị 3.8: Tương quan giữa cường độ quang hợp và năng suất cà phê nhân khi phun ZnSO4 và Rosabor ........................................................................................112 x MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đắk Lắk là tỉnh có điều kiện khí hậu thời tiết thuận lợi, đất đai màu mỡ, rất phù hợp cho cây cà phê sinh trưởng phát triển và được coi là thủ phù cà phê của Việt Nam. Năm 2012, diện tích trồng cà phê của toàn tỉnh là 200.200 ha trong đó diện tích cà phê kinh doanh đạt 190.300 ha, năng suất trung bình 2,56 tấn/ha, với sản lượng đạt 487.700 tấn; Là tỉnh trồng cà phê lớn nhất cả nước chiếm 33 % về diện tích và 38% tổng sản lượng [79], [63]. Trong những năm gần đây, ngành cà phê Đắk Lắk nói riêng và Tây Nguyên nói chung đã có sự phát triển vượt bậc góp phần đưa Việt Nam trở thành quốc gia trồng cà phê vối có năng suất và sản lượng cao nhất thế giới. Có được kết quả như vậy là nhờ chúng ta đã áp dụng thành công nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất trong đó kỹ thuật sử dụng phân bón đóng vai trò hết sức quan trọng và được xem là biện pháp hàng đầu để thâm canh tăng năng suất, chất lượng cà phê trong giai đoạn hiện nay. Tỉnh Đắk Lắk với diện tích đất đỏ bazan rộng lớn (311.000 ha), một trong những loại đất rất thuận lợi để mở rộng và phát triển diện tích các loại cây công nghiệp dài ngày có giá trị kinh tế cao như cao su, hồ tiêu và đặc biệt là cây cà phê. Hiện nay, năng suất cà phê vối trên đất đỏ bazan tại Đắk Lắk cao nhất Việt Nam và Thế giới nhưng chất lượng cà phê nhân xuất khẩu và hiệu quả sản xuất cà phê vẫn chưa cao. Vì vậy, làm thế nào để vừa tăng năng suất đồng thời nâng cao chất lượng và hiệu quả kinh tế cây cà phê vối của tỉnh cho tương xứng với tiềm năng đó là một vấn đề lớn cần phải quan tâm. Cà phê là cây công nghiệp dài ngày, quá trình ra hoa, thụ phấn và đậu quả diễn ra trong một thời gian dài chủ yếu trong mùa khô, giai đoạn thiếu nước trầm trọng đối với Đắk Lắk nói riêng và vùng Tây Nguyên nói chung, đặc biệt trong tình hình biến đổi khí hậu thời tiết như hiện nay. Đây là giai đoạn quan trọng nhất quyết định đến năng suất và chất lượng cà phê. Giai đoạn này cây cà phê vối có nhu cầu không cao về dinh dưỡng đặc biệt là đạm, lân, kali và một số nguyên tố vi lượng thuận lợi cho quá trình ra hoa, đậu quả tập trung như kẽm và bo nhưng không thể 1 thiếu. Tuy nhiên, qui trình bón phân theo khuyến cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn hiện nay chỉ có 20% tổng lượng đạm được bón vào giữa mùa khô, lân và kali không được bón. Cà phê là cây lâu năm, sinh khối cành lá rất lớn, cho rất nhiều quả, năng suất cao, hàng năm cây lấy đi một lượng lớn chất dinh dưỡng từ đất. Tôn Nữ Tuấn Nam và Trương Hồng, (1999) [47] cho rằng trong điều kiện tại Đắk Lắk mỗi tấn cà phê nhân (kể cả vỏ quả khô) đã lấy đi từ đất (41 kg N; 6 kg P2O5 và 50 kg K2O) chưa kể lượng đạm, lân và kali cần thiết giúp cây sinh trưởng, phát triển bình thường. Quá trình nhiều năm canh tác liên tục chất dinh dưỡng trong đất ngày càng giảm mạnh; Mặt khác khi bón phân vào đất, cây cà phê cũng không sử dụng hết lượng phân đã bón do quá trình rửa trôi, bốc hơi hoặc bón phân không đúng kĩ thuật đã làm thất thoát đi một lượng lớn, đặc biệt là đạm. Trong khi đó, năng suất cà phê nhân bình quân cả nước ngày càng tăng cao, năm 2012 đạt (2,32 tấn/ha) tăng 57% so với năm 2002 (1,48 tấn/ha). Vì vậy, bón đạm, lân và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan theo quy trình khuyến cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2002 [5] dường như không còn phù hợp với thực tế sản xuất hiện nay tại Đắk Lắk. Việc bón tăng liều lượng và số lần bón đạm và kali cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh là rất cần thiết góp phần giữ vững và nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả kinh tế cây cà phê; Cây trồng đã đóng góp trên 40% GDP của tỉnh và hàng triệu người dân sống nhờ vào việc sản xuất, kinh doanh cà phê. Đã có nhiều nghiên cứu của các tác giả về sử dụng phân bón đa lượng cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan như: Trương Hồng, Tôn Nữ Tuấn Nam, Trình Công Tư, Lê Hồng Lịch, Nguyễn Tiến Sĩ.... nhưng chưa có nghiên cứu nào đề cập một cách toàn diện đến sử dụng phối hợp phân đạm, lân và kali cho cà phê vối giai đoạn kinh doanh đặc biệt là trong mùa khô ở Đắk Lắk về liều lượng, số lần, tỉ lệ bón phun bổ sung các nguyên tố vi lượng như kẽm và bo. Xuất phát từ đó, tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho cây cà phê vối (Coffea canephora Pierre) giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk” làm luận án Tiến sĩ của mình. 2 2. Mục tiêu đề tài - Xác định được liều lượng bón đạm và kali; Cách bón (số lần và tỉ lệ) bón đạm, lân, kali phù hợp nhằm nâng cao hiệu lực của phân bón, góp phần tăng năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế đối với cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk. - Xác định được nồng độ ZnSO4 kẽm và Rosabor tối ưu cho khả năng sinh trưởng, phát triển, hàm lượng các sắc tố quang hợp, cường độ quang hợp, năng suất, chất lượng, hiệu quả kinh tế cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học - Đề tài làm rõ tác động của việc bón kết hợp đạm và kali với liều lượng khác nhau trên nền lân cố định đến khả năng sinh trưởng phát triển, quang hợp, năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk. - Đề tài làm sáng tỏ số lần và tỉ lệ giữa các lần bón đạm, lân và kali đến quá trình sinh trưởng phát triển, quang hợp, năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh, đặc biệt trong mùa khô (giai đoạn cây cà phê ra hoa, thụ phấn và đậu quả) ở Đắk Lắk. - Đề tài đánh giá ảnh hưởng của nồng độ phun phối hợp giữa ZnSO4 và Rosabor đến khả năng sinh trưởng phát triển, quang hợp, năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế của cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk. Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón đa lượng và vi lượng cho cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trồng trên đất bazan tại Đắk Lắk làm tăng năng suất, chất lượng, hiệu quả kinh tế nhằm nâng cao đời sống cho nông dân trồng cà phê ở Đắk Lắk nói riêng và Tây Nguyên nói chung. 4. Giới hạn đề tài - Đề tài triển khai nghiên cứu bón đạm, lân và kali cho cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan tại Đắk Lắk, các loại đất khác chúng tôi không đề cập. 3 - Đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng đạm và kali; Số lần, tỉ lệ bón đạm, lân và kali; Nồng độ thích hợp của ZnSO4 và Rosabor đến cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan; Các nguyên tố vi lượng khác không thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài này. 5. Những đóng góp mới của Luận án - Đề tài đề cập đến vấn đề mới là bón đạm, lân và kali trong mùa khô với liều lượng, số lần và tỉ lệ nhất định cho cà phê vối giai đoạn kinh doanh trên đất bazan mà các nghiên cứu khác về phân bón cho cà phê chưa đề cập. - Đề tài nghiên cứu sâu các chỉ tiêu về sinh lý quang hợp của cây cà phê vối như hàm lượng diệp lục, carotenoit, cường độ quang hợp, nồng độ CO2 trong gian bào, cường độ thoát hơi nước và độ mở khí khổng là những minh chứng rõ ràng cho quá trình ảnh hưởng của đạm, lân và kali đến quá trình sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng của cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh. - Đề tài tập trung nghiên cứu sâu về kẽm và bo (hai nguyên tố vi lượng quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình ra hoa, đậu quả tập trung dẫn tới ổn định và nâng cao năng suất, chất lượng cà phê). Kết quả nghiên cứu về hàm lượng kẽm và bo sau khi phân tích trong đất, bón bổ sung, phân tích trong lá và tương quan giữa diệp luc, quang hợp, sinh trưởng với năng suất và chất lượng cà phê nhân là các kết quả mới quan trọng về vai trò của kẽm và bo với cây cà phê vối giai đoạn kinh doanh. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình sản xuất cà phê trên thế giới và trong nước 1.1.1. Trên thế giới Cây cà phê (loài Coffea.L) được một người dân du mục sống ở làng Capfa gần thủ đô Ethiopia ngẫu nhiên phát hiện ra cánh đây khoảng 1.000 năm, nhân của loài cây lạ này có hương vị tuyệt vời, sau khi sơ chế, nếm thử cảm thấy sảng khoái, tỉnh táo và sau đó cà phê đã trở thành đồ uống ưa chuộng hàng ngày của phần đông dân số trên toàn thế giới hiện nay. Cây cà phê sau khi được phát hiện, thuần hóa, trồng và sử dụng thử rồi lan rộng sang Yemen, các nước Trung cận Đông và Ả Rập; đến thế kỷ XVI, cây cà phê chính thức có mặt tại các nước Châu Âu rồi từ đó lan dần sang các nước Châu Á và Châu Đại Dương. Đến cuối thế kỷ XVII, cà phê là một trong những cây trồng có vị trí vững chắc trong sản xuất, chế biến, xuất khẩu đem lại giá trị kinh tế cao cho các nước sản xuất và xuất khẩu cà phê cùng với nhiều sản phẩm nông nghiệp. Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê thế giới (2008 - 2011) Diện tích Năng suất Sản lượng (1.000 ha) (tấn/ha) (1.000 tấn) 2008/09 10.279 0,75 7.709 2009/10 10.320 0,78 8.049 2010/11 10.656 0,76 8.098 Năm Nguồn: www.ico.org, 2011 [110] Theo thống kê của Hiệp hội cà phê thế giới năm 2011 (International Coffee Organization - ICO) niên vụ 2010 - 2011 toàn thế giới có trên 80 quốc gia và vùng lãnh thổ trồng cà phê với diện tích đạt gần 11 triệu ha, năng suất bình quân đạt 0,76 tấn/ha, tổng sản lượng đạt gần 8,1 triệu tấn [110]. So với niên vụ 2009 - 2010 diện tích cà phê tăng 336.000 ha nhưng năng suất trung bình giảm 0,02 tấn/ha do mất mùa ở một số nước sản xuất chính nên tổng sản lượng cà phê toàn thế giới tăng không đáng kể. Phân tích số liệu các khu vực trồng cà phê chủ yếu trên thế giới năm 2011 (bảng 1.2) cho thấy: Khu vực Nam Mỹ có diện tích và năng suất bình quân cao nhất, đạt gần 1,2 5 tấn/ha cao gấp 4 lần so với khu vực Châu Phi 0,32 tấn/ha. Khu vực Châu Á, Châu Đại Dương và Bắc Mỹ mặc dù có nhiều quốc gia có điều kiện khí hậu, đất đai khá thuận lợi cho cây cà phê sinh trưởng và phát triển nhưng năng suất trung bình không cao (0,65 đến 0,85 tấn/ha) do ảnh hưởng bởi rất nhiều nguyên nhân như: giống, kỹ thuật chăm sóc, bón phân, nước tưới, phòng trừ sâu bệnh…. Như vậy, tổng sản lượng cà phê trên toàn thế giới hàng năm phụ thuộc rất nhiều vào sự ổn định năng suất, sản lượng cà phê của các nước khu vực Nam Mỹ. Đây là khu vực chủ yếu trồng các giống cà phê chè, các giống cà phê này có chất lượng tốt, mùi vị thơm ngon được nhiều người ưa chuộng nhưng rất mẫn cảm với một số loại bệnh, đặc biệt là rỉ sắt nên khi gặp dịch bệnh xảy ra sẽ ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, sản lượng và giá cà phê trên thị trường thế giới. Chính điều này cũng là cơ hội lớn mở ra cho các nước trồng cà phê vối ở các khu vực khác trên thế giới trong đó có Việt Nam. Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê trên thế giới phân theo khu vực niên vụ 2010 - 2011 Nam Mỹ Diện tích (1.000 ha) 3.491 Năng suất (tấn/ha) 1,14 Sản lượng (1.000 tấn) 3.972 Châu Á 2.480 0,85 2.095 Bắc Mỹ 1.643 Châu Phi 3.042 Tổng cộng 10.656 Nguồn: www.ico.org, 2011 [110] 0,65 0,32 0,76 1.064 0.967 8.098 Khu vực Thống kê của tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) năm 2009 có 5 nước đứng đầu về diện tích, năng suất và sản lượng cà phê niên vụ 2008 - 2009, với diện tích 5,41 triệu ha, chiếm 51% tổng diện tích và chiếm 61% tổng sản lượng toàn thế giới. Các nước này chủ yếu thuộc khu vực Châu Mỹ, Đông Nam Á và Châu Phi. Trong các nước thuộc nhóm sản xuất, xuất khẩu cà phê đứng đầu thế giới cũng có sự chênh lệch rất lớn về diện tích và năng suất dẫn đến sản lượng cà phê hàng năm của các nước cũng rất khác nhau. Phân tích số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng cà phê của một số nước trồng cà phê đứng đầu thế giới (bảng 1.3) cho thấy: 6 Về diện tích, Brazil là nước đứng đầu với diện tích đạt gần 2,3 triệu ha chiếm 23%, kế đến là Indonesia với 1,3 triệu ha chiếm 13% và hơn 70 quốc gia khác chiếm 64% tổng diện tích cà phê trên toàn thế giới. Như vậy, xét về diện tích nếu hai quốc gia này vì bất cứ lý do nào đó giảm diện tích tùy theo mức độ khác nhau sẽ ảnh hưởng rất lớn đến nguồn cung sản phẩm cà phê trên thế giới. Đối với Việt Nam, mặc dù diện tích trồng cà phê năm 2009 (495.000 ha) và năm 2012 (614.500 ha) chiếm khoảng 5% tổng diện tích toàn thế giới nhưng cũng được xếp vào vị trí thứ 5 trên thế giới. Bảng 1.3: Sản lượng cà phê vối 10 quốc gia đứng đầu thế giới (2008 - 2013) (Đơn vị: 1.000 tấn) STT Quốc gia 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 2012/13 1 Việt Nam 990 1.083 1.161 1.512 1.449 2 Brazil 768 708 762 870 942 3 Indonesia 522 540 477 420 480 4 Ấn Độ 183 195 208 212 220 5 Uganda 157 123 154 162 168 6 Cote d'Ivoire 111 141 96 96 108 7 Malaysia 59 60 66 87 60 8 Thái Lan 48 54 54 54 54 9 Cameroon 34 30 38 41 42 10 Madagascar 30 27 32 32 30 Nguồn: World markets and Trade, Foreign Agricultural Service/USDA, Office of Global Analysis, 12/2012 [89] Báo cáo thống kê của Bộ Nông nghiệp Mĩ đến tháng 12 năm 2012 sản lượng của 10 nước sản xuất cà phê vối đứng đầu thế giới đạt khoảng 3 triệu tấn và chiếm khoảng 43% so với tổng sản lượng cà phê của 10 nước đứng đầu thế giới (6,8 triệu tấn). Việt Nam là quốc gia có sản lượng cà phê vối lớn nhất thế giới và liên tục tăng trong những năm gần đây chiếm 34% sản lượng toàn thế giới niên vụ 2008 - 2009 và cao nhất niên vụ 2011 - 2012 chiếm 43% [89]. Vì vậy, Việt Nam có ảnh hưởng không nhỏ đến giá cà phê vối trên thế giới. 7 1.1.2. Ở Việt Nam Ở Việt Nam hiện nay, cà phê cùng với cao su, hồ tiêu và cây điều là những cây công nghiệp chủ lực có giá trị lớn và đem lại giá trị kim ngạch xuất khẩu cao. Diện tích cà phê của cả nước năm 2012 đạt 614.500 ha, chiếm khoảng 18% tổng diện tích đất trồng cây lâu năm, xếp thứ 3 sau cây ăn quả và cao su; Tạo việc làm ổn định hàng năm cho hơn 5 triệu người người lao động và đem lại kim ngạch xuất khẩu hơn 3 tỉ đô la Mĩ, chiếm hơn 20% so với tổng kim ngạch xuất khẩu nông lâm thủy sản cả nước [12]. Theo Hiệp hội Cà phê ca cao Việt Nam (VICOFA) do điều kiện thời tiết khí hậu thời tiết không thuận lợi đã ảnh hưởng tiêu cực đến sản xuất cà phê ở Brazil và Colombia, hai nước có tầm ảnh hưởng rất lớn đến sản lượng và giá cà phê trên thê giới. Mặt khác, trong những năm gần đây do tình hình suy thoái kinh tế toàn cầu nên các nhà máy chế biến cà phê và người tiêu dùng trên thế giới đã dần chuyển hướng sang sử dụng cà phê vối nhiều hơn. Vì vậy, đến tháng 11 năm 2012 theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, Việt Nam đã xuất khẩu được 1,56 triệu tấn cà phê nhân, tăng 42,1% về khối lượng và đạt giá trị 3,34 tỉ USD, tăng 37,7 % về giá trị so với năm 2011 [86]. Đến cuối năm 2012 chúng ta đã xuất khẩu được 3,6 tỉ USD [80] góp phần đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu cà phê vối lớn nhất thế giới. Đây là một niềm vinh dự cho những người sản xuất cà phê của Việt Nam nói chung và tỉnh Đắk Lắk, thủ phủ cà phê Việt Nam nói riêng. Bảng 1.4: Diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Việt Nam năm 2012 ĐVT: DT: ha; NS: tấn/ha; SL: tấn STT Vùng Diện tích (tổng số) Diện tích (KD) Năng suất (bình quân) Sản lượng 1 Tây Nguyên 552.000 497.800 2,39 1,188.000 2 Đông Nam bộ 42.000 35.400 1,79 63.400 3 MN Phía Bắc 9.800 5.200 1,85 9.600 4 Các tỉnh khác 10.700 10.700 1,05 11.200 Cả nước 614.500 549.100 2,32 1,273.000 Nguồn: Cục Trồng trọt - Bộ NN&PTNT 2012 [13] 8 Hơn hai thập niên vừa qua, diện tích, năng suất, sản lượng của các tỉnh trồng cà phê trong cả nước, đặc biệt là vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ tăng lên nhanh chóng, thu hút hàng triệu lao động ở các vùng nông thôn, đồng bào dân tộc tại chỗ. Đồng thời tạo ra một khối lượng hàng hóa xuất khẩu có giá trị kinh tế cao, thu về lượng ngoại tệ lớn góp phần phát triển kinh tế, xóa đói giảm nghèo và ổn định tình hình an ninh chính trị cho các tỉnh khu vực Tây Nguyên nói riêng và cả nước nói chung. Hai vùng có diện tích và năng suất cà phê vối cao nhất cả nước là Tây Nguyên và Đông Nam Bộ chiếm 97% về diện tích và 98,3% về sản lượng. Như vậy, trong chiến lược phát triển cà phê của Việt Nam giai đoạn hiện nay chúng ta cần đặc biệt chú trọng đến sự phát triển và ổn định diện tích, năng suất, chất lượng cà phê của hai vùng nói trên nhằm giữ vững và nâng cao sản lượng xuất khẩu, đảm bảo vị trí đứng thứ nhất trên thế giới về sản lượng cà phê vối mà chúng ta đã đạt được từ tháng 7 năm 2012 [13]. Phân tích số liệu về diện tích, năng suất và sản lượng cà phê Việt Nam (bảng 1.4) chúng tôi nhận thấy: Từ năm 2002 đến 2012, diện tích trồng cà phê của nước ta có rất nhiều sự thay đổi tăng giảm liên tục; Năm 2002 tổng diện tích cà phê là 522.200 ha, sau đó giảm liên tục đến năm 2006 còn 488.700 ha. Từ năm 2007 đến 2012 do giá cà phê trên thị trường thế giới và Việt Nam tăng lên nhanh chóng vì vậy diện tích trồng cà phê bắt đầu tăng theo, diện tích đạt cao nhất vào năm 2012 là 614.500 ha. Mặc dù năm 2010, đã có sự điều chỉnh của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn và Ủy ban nhân dân (UBND) các tỉnh nhằm hạn chế diện tích trồng cà phê tự phát tại các vùng chưa được quy hoạch, những vùng không có điều kiện cần thiết để trồng và phát triển cây cà phê; Mặt khác diện tích vườn cà phê già cỗi cần phải thanh lý, tái canh của các tỉnh ngày càng tăng nên diện tích quy hoạch trồng cà phê trong cả nước là 500.000 ha [12]. Theo báo cáo tổng hợp quy hoạch phát triển cà phê Việt Nam đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2012 diện tích cà phê sẽ giảm dần theo lộ trình đến năm 2015 còn 498.000 ha, năm 2020 là 485.000 ha và năm 2030 là 485.000 ha. Số lượng các tỉnh trồng cà phê trong cả 9