Tài liệu Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho giống chè ph10 sản xuất chè xanh tại phú thọ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯU ANH DŨNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BÓN PHÂN CHO GIỐNG CHÈ PH10 SẢN XUẤT CHÈ XANH TẠI PHÚ THỌ Ngành : Khoa học cây trồng Mã số ngành:8.62.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÂY TRỒNG Người hướng dẫn khoa học: 1 TS. Trần Đình Hà 2 TS. Nguyễn Thị Hồng Lam Thái Nguyên - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn "Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho giống chè PH10 sản xuất chè xanh tại phú thọ " là công trình nghiên cứu của riêng tôi và chưa được công bố ở bất kỳ công trình nào. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về bản luận văn này. Tác giả Lưu Anh Dũng ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn đề tài " Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho giống chè PH10 sản xuất chè xanh tại phú thọ ", tôi xin chân thành cảm ơn. - Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; - Các giáo sư, phó giáo sư, tiến sĩ và các giảng viên trực tiếp tham gia giảng dạy lớp cao học K24B Trồng trọt đã quan tâm và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khoá học. Xin trân trọng cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, đội ngũ cán bộ nghiên cứu, các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi về mặt thời gian, tư liệu, tài liệu nghiên cứu để tôi hoàn thành luận văn này. Đặc biệt tôi xin trân thành cảm ơn đến TS. Trần Đình Hà; TS. Nguyễn Thị Hồng Lam đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi trong việc định hướng đề tài cũng như trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận văn. Do điều kiện thời gian và phạm vi nghiên cứu có hạn, luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả luận văn kính mong nhận được sự chỉ dẫn và góp ý thêm của các thầy giáo, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Phú Thọ ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Lưu Anh Dũng iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của Đề tài ............................................................................... 1 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài ..................................................................... 2 2.1. Mục đích của đề tài .................................................................................... 2 2.2. Yêu cầu của đề tài ...................................................................................... 3 3. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................... 3 3.1.Ý nghĩa khoa học của đề tài ........................................................................ 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài........................................................................ 3 Chương1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4 1.1.Cơ sở khoa học của đề tài ........................................................................... 4 1.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của cây chè ............................................ 6 1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng của bộ rễ chè........................................................ 6 1.2.2. Đặc điểm sinh trưởng thân, cành và búp chè .......................................... 6 1.3. Vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển cây chè 7 1.4. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới và Việt Nam ...................... 9 1.4.1. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới ........................................ 9 1.4.2. Nghiên cứu về phân vô cơ (NPK) ........................................................... 9 1.4.3. Nghiên cứu về phân hữu cơ ................................................................. 10 1.4.4. Nghiên cứu về phân bón trung lượng .................................................. 11 1.4.5. Nghiên cứu về phân bón vi lượng ........................................................ 11 1.5.1. Tình hình nghiên cứu phân bón trong nước ........................................ 12 1.5.2. Nghiên cứu về về phân hữu cơ............................................................. 14 1.5.3. Nghiên cứu về phân trung lượng ......................................................... 15 1.5.4. Nghiên cứu về phân vi lượng ............................................................... 15 1.6. Nhận định tổng quát về tình hình nghiên cứu phân bón liên quan đến đề tài ......................................................................................................... 16 iv Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 17 2.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 17 2.2.Vật liệu nghiên cứu................................................................................... 17 2.3.Thời gian, địa điểm nghiên cứu ............................................................... 17 2.3.1.Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 18 2.3.2. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 18 2.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 18 2.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ NPK đến sinh trưởng năng suất, chất lượng nguyên liệu giống chè PH10. ................................................................ 18 2.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại vật liệu hữu cơ đến sinh trưởng năng suất, chất lượng nguyên liệu giống chè PH10. ....................................... 18 2.5. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 19 2.5.1. Các thí nghiệm và phương pháp bố trí thí nghiệm .............................. 19 2.5.2. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi ................................................. 20 2.6. Phương pháp sử lý số liệu ....................................................................... 25 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 26 4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ NPK đến sinh trưởng năng suất, chất lượng nguyên liệu giống chè PH10. ................................................................ 26 4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ NPK đến sinh trưởng năng suất, chất lượng nguyên liệu giống chè PH10. ................................................................ 26 4.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ N,P,K đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất .......................................................................................................... 30 4.1.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến chất lượng nguyên liệu búp ...... 32 4.1.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến mật độ sâu hại chính .......................................................................................................... 34 4.1.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến thành phần sinh hóa chè thành phẩm ................................................................................................................ 36 4.1.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến điểm thử nếm cảm quan ............. 38 v 4.1.8. Đánh giá hiệu quả kinh tế khi bón các tỷ lệ N,P,K khác nhau cho chè PH10 ................................................................................................................ 40 4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng nguyên liệu sản xuất chè xanh chất lượng cao giống chè ph10. ............................................................................................... 42 4.2.1. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng thân cành ......................................................................................................... 42 4.2.2. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến tốc độ sinh trưởng búp chè .. 43 4.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ..................................................................................................... 45 4.2.4. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến chất lượng nguyên liệu búp ... 47 4.2.5. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến mật độ sâu hại chính .... 49 4.2.7. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến điểm thử nếm cảm quan 53 4.2.8. Đánh giá hiệu quả kinh tế khi bón một số loại phân hữu cơ cho chè PH10 ................................................................................................................ 53 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................... 56 5.1. KẾT LUẬN .............................................................................................. 56 5.2. ĐỀ NGHỊ................................................................................................. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 58 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa viết tắt Đ/C Đối chứng cs Cộng sự CT Công thức CHT Chất hòa tan KHKT Khoa học kĩ thuật TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam gck Gam chất khô vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến một số chỉ tiêu sinh trưởng thân cành ........................................................................................................ 27 Bảng 4.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến tốc độ sinh trưởng búp chè vụ xuân ........................................................................................................... 28 Bảng 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất .................................................................................. 30 Bảng 4.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến chất lượng nguyên liệu búp .......................................................................................................... 32 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến mật độ sâu hại chính ...... 34 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến một số chỉ tiêu sinh hóa chè thành phẩm ............................................................................................. 37 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến chất lượng chè xanh ....... 39 Bảng 4.8. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón tỷ lệ N,P,K khác nhau41 Bảng 4.9. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến một số chỉ tiêu sinh trưởng thân cành ................................................................................... 42 Bảng 4.10. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến tốc độ sinh trưởng búp chè vụ xuân ................................................................................ 44 Bảng 4.11. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến một số yếu tố cấu thành năng suất và năng suất................................................................ 46 Bảng 4.12. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến chất lượng nguyên liệu búp ............................................................................................. 48 Bảng 4.13. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến mật độ sâu hại chính ......................................................................................................... 49 Bảng 4.14. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến một số chỉ tiêu sinh hóa........................................................................................................... 52 Bảng 4.15. Hiệu quả kinh tế của các công thức bón một số loại phân hữu cơ ............................................................................................................ 54 Bảng 4.16. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến chất lượng chè xanh................................................................................................................. 55 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến tốc độ sinh trưởng búp chè vụ xuân ............................................................................................................ 29 Hình 4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bón N,P,K đến mật độ sâu hại chính ............. 35 Hình 4.3 Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến tốc độ sinh trưởng búp chè vụ xuân...................................................................................................... 45 Hình 4.4. Ảnh hưởng của một số loại phân hữu cơ đến mật độ sâu hại chính .......................................................................................................... 50 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của Đề tài Chè (Camellia Sinensis (L) O Kuntze) là cây công nghiệp lâu năm có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới nóng ẩm.Cùng với sự phát triển của các ngành sản xuất khác, ngành chè thế giới có bước phát triển rộng lớn hơn 60 quốc gia sản xuất chè, tập trung chủ yếu từ các nước Châu Á và Châu Phi. Sản phẩm từ cây chè đang được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới dưới nhiều công dụng khác nhau nhưng phổ biến nhất vẫn là đồ uống. Chè có giá trị về kinh tế, văn hóa là thức uống có giá trị dinh dưỡng và dược liệu, việc trồng chè còn có khả năng khai thác tốt tiềm năng đất đai, bảo vệ môi trường sinh thái, giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, đặc biệt là nông nghiệp nông thôn miền núi Ngoài vai trò là thức uống có giá trị dinh dưỡng và dược liệu, việc trồng chè còn có khả năng khai thác tốt tiềm năng đất đai, bảo vệ môi trường sinh thái, giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, đặc biệt là nông nghiệp nông thôn miền núi Việt Nam được xem là một trong những quê hương của cây chè và sản phẩm chè từ lâu đã trở thành một ngành kinh tế quan trọng của nền nông nghiệp và công nghiệp chế biến thực phẩm của nước ta. Năm 2015, diện tích của Việt Nam đạt khoảng 133.000 ha chè, trong đó diện tích chè kinh doanh là 116.000 ha năng suất bình quân khoảng 8,35 tấn búp tươi/ ha. Nước ta là một trong những nước có nhiều tiềm năng và điều kiện thuận lợi để phát triển sản xuất chè. Phú Thọ là một tỉnh trung du miền núi phía Bắc, có điều kiện đất đai và thời tiết khá thích hợp cho việc phát triển cây chè. Muốn nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng thì đất cần bổ sung thường xuyên đầy đủ các loại phân bón, chất dinh dưỡng tương ứng. Tuy nhiên, việc sử dụng phân bón vô cơ của người dân hiện nay vẫn còn tùy tiện, chưa chú trọng tới việc bón phân cân đối giữa yếu tố như : đạm, lân và kali. Trong đó, việc sử dụng 2 phân vô cơ có xu hướng được sử dụng nhiều hơn. Sử dụng quá nhiều dẫn đến chi phí sản xuất tăng và làm nguy hại đến sức khỏe. Mặt khác việc sử dụng phân vô cơ không bón đầy đủ các chất hữu cơ thì sẽ dẫn đến suy giảm cấu trúc của đất, làm cho các vi sinh vật có lợi trong đất bị cạn kiệt, đất trở nên trai cứng bề mặt, dễ bị xói mòn, thoái hóa nhanh, gây ô nhiễm môi trường ... ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Ngoài ra việc sử dụng phân bón không hợp lý thường gây ra nhiều sâu bệnh, dịch hại và cỏ dại. Việc sử dụng phân bón cân đối và hợp lý là tiền đề duy trì năng suất cao, phát huy được tiềm năng của giống đem lại chất lượng chè thành phẩm có chất lượng cao. Ngoài ra, bón phân cân đối còn hiệu chỉnh sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng của cây mà đất thiếu, duy trì, cải thiện độ phì của đất. Bón phân hữu cơ là một biện pháp tốt để bảo vệ đất trồng chè, vì phân hữu cơ làm tăng hàm lượng mùn trong đất, cải thiện tính chất vật lý đất, mùn lại làm tăng cường hoạt động sinh học đất, kích thích sự tăng trưởng của cây trồng. Bón phân hữu cơ cho chè kết hợp cả 3 yếu tố N, P, K là cần thiết, song tỷ lệ bao nhiêu là hợp lý cũng rất phụ thuộc vào điều kiện đất đai, thời tiết khí hậu của từng vùng. Không có một công thức bón phân cân đối chung cho mọi cây trồng và mọi vùng đất. Hiện nay nguồn phân bón hữu cơ truyền thống (phân chuồng) cho cây chè ngày càng khó khăn do nhu cầu sử dụng của nhiều loại cây trồng khác do đó cần có giải pháp tìm kiếm nguồn phân hữu cơ khác thay thế. Do vậy việc phân bón vô cơ kết hợp với phân hữu cơ là cần thiết nhằm nâng cao năng suất, chất lượng chè và đạt hiệu quả kinh tế cao. Bên cạnh đó có thể giảm ô nhiễm môi trường, giữ kết cấu đất. Giống chè PH10 được công nhận năm 2014 có tiềm năng năng suất và chất lượng tốt, phù hợp cho chế biến chè xanh. Để phát huy tiềm năng năng suất chất lượng giống chè PH10. Chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật bón phân cho giống chè PH10 sản xuất chè xanh tại Phú Thọ”. 2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 2.1. Mục đích của đề tài - Xác định được tỷ lệ bón NPK thích hợp cho giống chè PH10. 3 - Xác định được loại phân hữu cơ thích hợp cho giống chè PH10. 2.2. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ bón NPK đến sinh trưởng của giống chè. - Đánh giá được ảnh hưởng của tỷ lệ bón NPK đến năng suất và chất lượng chè thành phẩm của giống chè. - Xác định được tỷ lệ bón phân hợp lý. - Đánh giá ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến sinh trưởng của giống chè. - Đánh giá ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến năng suất và chất lượng chè thành phẩm của giống chè. - Xác định được loại phân hữu cơ tốt nhất. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1.Ý nghĩa khoa học của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học để xác định tỷ lệ bón NPK và loại phân hữu cơ hợp lý góp phần hoàn thiện quy trình bón phân cho giống chè PH10. Kết quả của đề tài có giá trị bổ sung tư liệu nghiên cứu về giống chè PH10 góp phần hoàn thiện quy trình thâm canh cho giống. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần làm tăng năng suất và chất lượng chè, từ đó nâng cao thu nhập của người trồng chè. Tận dụng được phế phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ, thay phân chuồng và một phần phân vô cơ, làm tăng độ tơi xốp, cải thiện độ phì của đất, hướng tới nền nông nghiệp bền vững. 4 Chương1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Cơ sở khoa học của đề tài Nghiên cứu các nhu cầu của cây trồng, từ đó tìm các biện pháp kỹ thuật nhằm tác động nhằm đáp ứng nhu cầu đó để tạo ra nhiều nông sản có năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao là nhiệm vụ cơ bản của khoa học Nông nghiệp. Một trong những nhu cầu cơ bản của cây trồng là các chất dinh dưỡng và để đáp ứng nhu cầu đó chủ yếu thông qua việc bón phân. Chè là cây công nghiệp lâu năm, trong điều kiện sản xuất kinh doanh nhiệm kỳ kinh tế có thể 30 - 40 năm phụ thuộc vào từng giống, điều kiện đất đai, khí hậu và đặc biệt là các biện pháp kỹ thuật canh tác. Cây chè liên tục hút dinh dưỡng trong chu kỳ phát dục hàng năm cũng như chu kỳ phát dục cả đời sống của nó. Về mùa đông cây chè tạm ngừng sinh trưởng, nhưng vẫn yêu cầu lượng dinh dưỡng tối thiểu, do đó việc cung cấp dinh dưỡng cho cây cần đầy đủ và thường xuyên trong năm. Quá trình sinh trưởng dinh dưỡng và sinh trưởng sinh thực của cây chè không có giới hạn rõ ràng và là một quá trình mâu thuẫn thống nhất. Vì vậy, cần phải bón phân hợp lý để khống chế quá trình sinh thực cho chè hái búp và khống chế quá trình sinh trưởng dinh dưỡng cho chè thu hoạch giống. Đối tượng thu hoạch chè là búp non chiếm 8-13% sinh khối của cây, lại phải thu hái nhiều lần trong một năm. Mặt khác, năng suất chè của nước ta chưa cao cho nên so với những cây công nghiệp dài ngày khác như cà phê, cao su...nhu cầu dinh dưỡng của cây chè không lớn. Với năng suất 2 tấn búp khô trên 1ha/năm, chè lấy đi từ đất trung bình là 80kg N, 23 kg P2O5, 48kg K2O và 16 kg CaO. Tuy nhiên ngoài hàm lượng búp chè được hái hàng năm, chè còn được đốn cành, chặt cây và mang đi khỏi vườn, cho nên tổng lượng các chất dinh dưỡng chè lấy đi khỏi đất là 144 kg N, 71 kgP2O5, 62kg K2O , 24kg MgO và 40 kg CaO... Bón phân cân đối, đúng tỷ lệ và liều lượng làm cho năng suất chè tăng 14-20%, với hệ số lãi là 2,8-3,9 lần. Bón phân đúng còn làm tăng hàm lượng tanin thêm 2,0-6,5%, chất hoà tan tăng 1,53,5%, hương vị chè được cải thiện 5 Trong khi nguồn phân trâu, phân bò, phân lợn ngày càng khan hiếm, làm nguyên liệu cho bioga thì việc sử dụng các loại vật liệu hữu cơ làm phân bón cho chè là vô cùng thiết thực. Sử dụng các vật liệu hữu cơ làm phân bón giúp tận dụng tốt các phế phụ phẩm nông nghiệp, trả lại cho đất lượng mùn và dinh dưỡng lớn. Nghiên cứu về ảnh hưởng của hàm lượng kali đến thành phần sinh hóa trong lá chè xanh cho thấy mối quan hệ tồn tại của các polyphenols và các carotenoids với các axit amin là ngược lại với tỷ lệ, trong đó lượng nitơ ở lá có mối tương quan đáng kể với các axit amin. Mặc dù có một mức tăng theo đường cung trong các thành phần hoá sinh được chú ý tới tỷ lệ áp dụng của hàm lượng kali, một lượng tương đối nhỏ có khả năng cải thiện thành phần hoá sinh trong trường hợp của kali sulphate (SOP). Cả hai nguồn không ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll của búp chè, bất kể có sự điều chỉnh về lượng. Tỷ lệ N:K thích hợp cho năng suất cao nhất và các thành phần hoá sinh là 1:0.83 hoặc 1:0.62 nếu nguồn K là kalicacbonat(clorua)(MOP), trong khi đó tỷ lệ là 1:0.21 hoặc 1:0.42 đối với kalisulphat (SOP). Khi nghiên cứu ảnh hưởng của MgSO4 đến sinh trưởng, năng suất và chất lượng giống chè Kim Tuyên ở Việt Nam cho thấy khi bón 30 tấn phân hữu cơ + 1000 kg đậu tương + 75 Kg MgSO4/ha chè để sản xuất nguyên liệu chè Ôlong, về lượng bón và tỷ lệ bón NPK 30 N/tấn sản phẩm tỷ lệ 3:1:2 đều làm tăng năng suất và chất lượng chè. Từ đó cho thấy với lượng bón như trên so với lượng bón ở Nhật Bản và Đài Loan còn thấp về tỷ lệ bón, do đó chú ý nâng cao K theo tỷ lệ 3:1:2 là những nội dung cần nghiên cứu thêm (Tiến bộ kỹ thuật quy trình sản xuất nguyên liệu chè an toàn đối với giống LDP1, LDP2 và Kim Tuyên) Nhiệm vụ của việc bón phân là cung cấp cho cây phần dinh dưỡng mà chúng ta đã lấy đi từ búp và lá non. Các kết quả cho thấy kỹ thuật bón phân phụ thuộc vào đất đai, giống chè, tuổi cây, vùng trồng, mức đốn và sản lượng thu hoạch. 6 1.2. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của cây chè 1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng của bộ rễ chè Bộ rễ thực vật nói chung và cây chè nói riêng là cơ quan dinh dưỡng của cây dưới đất, nó có nhiệm vụ làm giá đỡ cho cây, giữ chặt cây vào đất, hút nước và các chất dinh dưỡng cung cấp cho các hoạt động sống của cây. Trong nhiều trường hợp rễ còn làm chức năng dự trữ, tổng hợp các hợp chất hữu cơ khác nhau cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây (Lê Đình Giang, 1998). Sự phát triển của bộ rễ và bộ lá có quan hệ chặt chẽ với nhau và hỗ trợ nhau. Theo tài liệu ở Trung Quốc, về mùa đông khi cành lá ngừng sinh trưởng thì bộ rễ phát triển; mùa xuân khi búp chè sinh trưởng mạnh, thì bộ rễ phát triển chậm lại và tiếp tục như vậy khi bộ rễ phát triển chậm thì lá và búp sẽ sinh trưởng nhanh và ngược lại. Tóm lại, quá trình phát triển bộ rễ có 4 – 5 đỉnh cao trong 1 năm, sinh trưởng lúc nhanh lúc chậm, xen kẽ với sự phát triển của bộ lá, lúc chậm lúc nhanh. Mặt khác sự phát triển của bộ rễ chè theo chiều sâu và chiều ngang phụ thuộc vào giống, tuổi chè, chất đất, chế độ canh tác và bón phân,...Bên cạnh đó, phương thức trồng chè cũng ảnh hưởng lớn đến sự phân bố hệ rễ chè; các biện pháp canh tác như bón phân, tưới nước, tủ đất,...có khả năng điều tiết chế độ nước, nhiệt, dinh dưỡng trong đất, nên cũng tác động đến độ sâu và chiều ngang hệ rễ (Đỗ Ngọc Quỹ và Lê Tất Khương, 2000). 1.2.2. Đặc điểm sinh trưởng thân, cành và búp chè Thân và cành chè tạo nên khung tán của cây chè, nếu cây chè có bộ khung tán khỏe, các cành phân bố hợp lý là tiền đề cho năng suất cao. Vì vậy, trong thực tế sản xuất cần nắm những đặc điểm sinh trưởng của cành chè áp dụng các biện pháp kỹ thuật đốn, hái hợp lý góp phần tạo cơ sở cho việc tăng sản lượng thu hoạch. Búp chè là giai đoạn non của một cành chè. Búp chè được hình thành từ các mầm sinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non trên đỉnh chưa xòe) và 2 hoặc 3 lá non. Quá trình sinh trưởng của búp chi phối của nhiều yếu tố bên ngoài lẫn bên trong, khối lượng búp thay đổi tùy giống. Vườn chè bón nhiều phân, búp sẽ lớn hơn vườn chè thiếu phân. Ngoài giống và phân bón, thì khối lượng búp chè còn phụ thuộc vào 7 một số yếu tố kỹ thuật canh tác khác như đốn, hái và điều kiện địa lý nơi trồng trọt (Nguyễn Văn Hùng và Nguyễn Văn Tạo, 2006). 1.3. Vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng đến sinh trưởng phát triển cây chè Bón phân khoáng quá mức, mất cân đối ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và phát triển của cây, sâu bệnh phát sinh phát triển nhiều, năng suất chất lượng giảm. Đồng thời với các vùng trồng chè chủ yếu là đồi dốc việc sử dụng các phân khoáng như: Ure, Kali clorua,… Với phương pháp bón trên bề mặt thì rất dễ bị rửa trôi, hiệu quả sử dụng phân thấp, gây ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước. Qua kết quả nghiên cứu, một số tác giả cho thấy lượng phân bón cho chè là rất khác nhau. Xu hướng sử dụng phân bón cho chè chủ yếu vẫn là 3 nguyên tố đa lượng chính N, P, K. Một số nơi còn quan tâm tới 2 nguyên tố bán đa lượng là Mg và S. Dạng phân bón cho chè thường là phân phối hợp theo một số tỷ lệ nhất định, phù hợp điều kiện đất đai và năng suất búp chè của từng vùng nhằm tăng hiệu suất sử dụng của từng loại phân bón. Đồng thời bón phân cân đối giúp tăng hiệu quả sử dụng phân bón, phần nào có ảnh hưởng tốt phẩm chất chè. Đối với cây chè phân hữu cơ có vai trò rất quan trọng, không những cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng trực tiếp cho cây chè mà còn cải thiện lý tính đất như làm cho đất tơi xốp, có kết cấu viên, làm tăng hoạt động của các vi sinh vật trong đất,... Nhưng thực trạng hiện nay việc sử dụng phân hữu cơ cho chè còn gặp nhiều khó khăn, do phải cạnh tranh nguồn hữu cơ với các cây trồng khác, đồi chè thường xa nhà, cây chè vào giai đoạn kinh doanh đã khép tán nên việc vận chuyển và bón phân thường gặp khó khăn. Những giải pháp để tăng cường hữu cơ cho chè là làm phân tự chế bằng cách đào hố ủ ngay tại vườn chè, trồng cây xanh, cây họ đậu để lấy thân lá ép xanh cho chè, ép xanh cành, lá già sau khi đốn chè, ngoài ra việc bón phân cho chè phải được chú ý ngay từ khi bón lót trước khi trồng. Cây chè cần rất nhiều chất dinh dưỡng, mỗi chất có vai trò quan trọng nhất định với sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng chè. Các kết quả nghiên cứu cho thấy chất dinh dưỡng được hoàn trả cho đất thấp hơn nhiều so với lượng chất dinh dưỡng mà nông sản và sản phẩm phụ đã lấy đi và không cân đối giữa tỷ lệ 8 N:P2O5:K2O. Để đảm bảo cho một nền nông nghiệp bền vững phải tăng sử dụng phân bón trên cơ sở kết hợp hài hòa giữa phân vô cơ và hữu cơ, sử dụng hợp lý với điều kiện hiện nay. * Tác dụng của một số nguyên tố chính: - Đạm (N): Trong chè tập trung ở các bộ phận còn non như: Búp và lá non, N tham gia vào sự hình thành các axit amin và protein. Bón đủ N lá chè có màu xanh quang hợp tốt, cây chè sinh trưởng tốt cho nhiều búp, búp to. Thiếu N chồi mọc ít, lá vàng, búp nhỏ, năng suất thấp. Nếu quá nhiều N thì hàm lượng tanin và cafein giảm, hàm lượng ancolit tăng, chè có vị đắng. Nguồn cung cấp N cho đất là do quá trình khoáng hóa chất hữu cơ và mùn trong đất, do hoạt động cố định đạm của các loại vi sinh vật đặc biệt là do con người bón vào đất… - Lân (P2O5): Trong búp non của chè có 1,5% P2O5 . Lân tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào, trong axit nucleic, lân có vai trò quan trọng trong việc tích lũy năng lượng cho cây, có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của cây chè, nâng cao chất lượng chè, làm tăng khả năng chống rét, chống hạn cho chè. Thiếu lân lá chè xanh thẫm, có vết nâu hai bên gân chính, búp nhỏ, năng suất thấp. - Kali (K2O): Kali trong tất cả các bộ phận của cây chè nhất là thân cành và các bộ phận đang sinh trưởng. Nó tham gia vào quá trình trao đổi chất cho cây, làm tăng hoạt động của các men, làm tăng tích lũy gluxit và axit amin, tăng khả năng giữ nước của tế bào, tăng năng suất, chất lượng chè, làm tăng khả năng chống chịu cho chè. Hàm lượng K 2O trong đất phụ thuốc vào đá mẹ, điều kiện phong hóa đá và hình thành đất, chế độ canh tác và bón phân. - Magiê (Mg): cấu tạo diệp lục tố, enzym chuyển hóa hydratcacbon và axit nucleic. Thúc đẩy hấp thụ, vận chuyển lân và đường trong cây, giúp cây cứng chắc và phát triển cân đối, tăng năng suất và chất lượng chè thành phẩm. Thiếu Magiê cây xuất hiện những vệt màu xanh tối hình tam giác ở giữa lá, lá già dần chuyển vàng, hạn chế khả năng ra búp, giảm năng suất. - Kẽm (Zn): là thành phần của men metallo-enzymes-carbonic-anhydrase, anxohol dehydrogenase, quan trọng trong tổng hợp axit indol acetic, axit nucleic và 9 protein, tăng khả năng sử dụng lân và đạm của cây. Thúc đẩy sinh trưởng, phát triển, tăng năng suất và chất lượng chè. Thiếu kẽm: cây lùn, còi cọc, lá chuyển dần bạc trắng, giảm số lượng búp. - Bo (B): cần cho sự phân chia tế bào, tổng hợp protein, lignin trong cây, tăng khả năng thấm ở màng tế bào và vận chuyển hydrat carbon. Tăng độ dẻo của búp, giảm rụng lá, tăng năng suất và chất lượng chè. - Molypđen (Mo): là thành phần của men nitrogenase, cần cho vi khuẩn Rhizobium cố định đạm, tăng hiệu suất sử dụng đạm, năng suất và chất lượng chè. 1.4. Tình hình nghiên cứu phân bón trên thế giới 1.4.1. Tình hình nghiên cứu phân bón cho cây chè trên thế giới Cây chè bình thường sinh trưởng yêu cầu có một môi trường sinh thái tốt, cung cấp các chất dinh dưỡng là một trong những yếu tố quan trọng nhất để có được năng suất cao và chất lượng chè, bón phân là một biện pháp kỹ thuật cần thiết (Zhang-Xiaoting and Cao-Porong, 2010). Quan hệ giữa đất đến năng suất, chất lượng chè rất phức tạp. Chất lượng chè do nhiều yếu tố quyết định và tác dụng một cách tổng hợp. Điều kiện dinh dưỡng ảnh hưởng rất nhiều đến năng suất, chất lượng chè, do vậy ngoài việc sử dụng nguồn dinh dưỡng sẵn có trong đất, thì việc bón phân cho chè là một biện pháp có hiệu quả. 1.4.2. Nghiên cứu về phân vô cơ (NPK) Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng cho cây chè và kỹ thuật bón phân. Theo Bonheure et al. (1992), ở Trung Quốc, nếu thu hoạch 7,5 tấn búp/ha, cần phải cung cấp N: 37,5 kg, P2O5: 75kg và K2O: 112 - 150 kg. Nghiên cứu vai trò của các nguyên tố dinh dưỡng tham gia vào quá trình sinh trưởng búp chè đã được tác giả công bố 5 nguyên tố chiếm tỷ lệ lớn: đạm (N) từ 1,69 – 5,95%; lân (P) từ 0,09 – 0,61%; kali (K) từ 0,02 – 2,64%; canxi (Ca) từ 0,06 – 2,42%; magie (Mg) từ 0,07 – 1,40%; các nguyên tố khác chiếm số lượng ít từ 8 – 3.700 ppm và sắp xếp 10 theo thứ tự giảm dần là lưu huỳnh (S), clo (Cl), nhôm (Al), mangan (Mn), natri (Na), kẽm (Zn), đồng (Cu), Bo (B) và sắt (Fe). Theo Huang Dongfeng et al. (2005), cho rằng công thức khi bón bổ sung phân magie sulphat và kali sulphat có hiệu quả tốt nhất đối với sinh trưởng của cây chè so với công thức chỉ sử dụng phân nitơ, phôt pho, vì vậy đã thúc đẩy sinh trưởng cây chè, tăng số lượng lá, tỷ lệ này tăng lần lượt là 6,23% và 11,1%; tỷ lệ diện tích lá chè tăng 11,17%; mật độ búp, khối lượng búp 100 gr tăng lần lượt là 28,88% và 21,43%; năng suất búp chè tươi tăng 14,27%. 1.4.3. Nghiên cứu về phân hữu cơ Cây chè bình thường sinh trưởng yêu cầu có một môi trường sinh thái tốt, cung cấp các chất dinh dưỡng là một trong những yếu tố quan trọng nhất để có được năng suất cao và chất lượng chè, bón phân là một biện pháp kỹ thuật cần thiết (Zhang –JunQiang, 2012). Quan hệ giữa đất đến năng suất, chất lượng chè rất phức tạp. Chất lượng chè do nhiều yếu tố quyết định và tác dụng một cách tổng hợp. Điều kiện dinh dưỡng ảnh hưởng rất nhiều đến năng suất, chất lượng chè, do vậy ngoài việc sử dụng nguồn dinh dưỡng sẵn có trong đất, thì việc bón phân cho chè là một biện pháp có hiệu quả. Đối với cây chè phân hữu cơ có vai trò rất quan trọng, ngoài việc cung cấp chất dinh dưỡng trực tiếp cho cây chè mà nó còn cải thiện lý tính của đất. Theo Zhang Wenjin et al. (2000), cho rằng bón phân hữu cơ kết hợp với phân vô cơ có thể thúc đẩy cây chè sinh trưởng nhanh, tăng khả năng sản xuất và chất lượng chè Ô long và tỷ lệ bón kết hợp tốt nhất là 3N: 1P: 3K: 3 phân hữu cơ hoặc 2N: 2P: 2K: 3 phân hữu cơ. Hiệu quả của N, P, K và phân hữu cơ ở các giai đoạn sinh trưởng của cây chè là khác nhau trong đó K là nguyên tố chủ yếu làm tăng đường kính của cây chè con. N giữ vai trò quan trọng nhất đến năng suất của cây chè kinh doanh, sau đó đến K. 11 Theo Ono and Watanabe (1994), khuyên nông dân trồng chè của mình nên tận dụng nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân bón hữu cơ cho cây chè để tăng hàm lượng mùn trong đất. Qua các nghiên cứu trên cho thấy sản phẩm phụ cây trồng như lúa mỳ, rơm rạ, bã mía và các cây phân xanh đều có thể sử dụng như một dạng phân bón hữu cơ và mang lại những hiệu quả kinh tế đáng kể thông qua việc cải tạo độ phì đất và năng suất cây trồng. Đặc biệt trong điều kiện các nước đang phát triển để đảm bảo sản xuất bền vững việc duy trì độ phì đất thông qua nguồn hữu cơ tại chỗ là điều hết sức cần thiết. Lý tính đất trồng chè có vai trò đặc biệt quan trọng trong canh tác chè trên đất dốc. Quá trình rửa trôi và đi lại chăm sóc đã làm cho đất chặt cứng, không thuận lợi cho cây chè sinh trưởng và phát triển, vì vậy, bón phân hữu cơ là biện pháp giúp cải tạo lý tính đất, làm tăng khả năng giữ nước và lưu thông chất dinh dưỡng của đất chè được coi là quan trọng hơn cải thiện hóa tính. 1.4.4. Nghiên cứu về phân bón trung lượng Theo Zhang Yugang (2011), ảnh hưởng của phân kali và phân magie đối với hàm lượng axit amin trong chè xanh, cho rằng chè xanh có hàm lượng axit amin cao thì chè xanh có chất lượng tốt. Khi bón phân đạm hợp lý, kết hợp sử dụng hợp lý phân bón kali và magie để có hiệu quả cân bằng trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây chè, cải thiện đáng kể hàm lượng axit amin trong chè, cuối cùng là nâng cao chất lượng chè xanh. Tuy nhiên, khi thiếu nguyên tố kali và magie trong đất thì hàm lượng axit amin trong chè và lượng phân bón kali, magie có mối tương quan thuận với nhau. 1.4.5. Nghiên cứu về phân bón vi lượng Việc sử dụng một số nguyên tố vi lượng bằng hình thức bón phân vào đất hay phun lên lá có tác dụng lớn đối với các quá trình sinh lý, sinh hóa của cây trồng, do đó có thể tăng năng suất và phẩm chất chè. Theo Jayaganesh and Venkatesan (2010), hàm lượng axit amin ở trong lá chè tăng lên vì đất sử dụng phân magie, và khi phun vi lượng có magie lên mặt lá trong