Tài liệu Nghiên cứu sử dụng bổ sung chế phẩm sinh học trùn quế trong sản xuất rau theo hướng hữu cơ tại phú thọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO UBND TỈNH PHÚ THỌ TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG LÊ HỒNG PHƯƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỔ SUNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRÙN QUẾ TRONG SẢN XUẤT RAU THEO HƯỚNG HỮU CƠ TẠI PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Phú Thọ, năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO UBND TỈNH PHÚ THỌ TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÙNG VƯƠNG LÊ HỒNG PHƯƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỔ SUNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRÙN QUẾ TRONG SẢN XUẤT RAU THEO HƯỚNG HỮU CƠ TẠI PHÚ THỌ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 8620110 Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Mai Thảo Phú Thọ, năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ. Tác giả luận văn Lê Hồng Phương ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp cao học tại trường Đại học Hùng Vương, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của Nhà trường, Phòng đào tạo, và các thầy cô giáo. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến: TS. Hoàng Mai Thảo- Giảng viên Khoa Nông Lâm Ngư, trường Đại học Hùng Vương đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo và các thầy cô giáo giảng dạy các môn chuyên ngành thuộc Trường Đại học Hùng Vương. Tôi xin chân thành cảm ơn chủ nhiệm Hợp tác xã nông nghiệp dịch vụ Lâm Thao đã tạo điều kiện để tôi triển khai thí nghiệm đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Sở Nông nghiệp, Lãnh đạo Chi cục Quản lý chất lượng nông lâm sản và thủy sản Phú Thọ đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt khóa học này. Đặc biệt, tôi xin cảm ơn toàn thể bạn bè và gia đình, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này! Phú Thọ, ngày 15 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Lê Hồng Phƣơng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii MỤC LỤC BẢNG ............................................................................................ v MỤC LỤC HÌNH ............................................................................................ vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề...................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ........................................................................................ 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU............................. 3 1.1 Tình hình sản xuất rau hữu cơ ở Việt Nam ................................................. 3 1.2 Yêu cầu về dinh dưỡng của cây trồng ......................................................... 4 1.2.1. Yêu cầu về đất và dinh dưỡng của cây dưa chuột................................... 5 1.2.2. Yêu cầu về đất và dinh dưỡng đối với cây rau cải .................................. 8 1.3. Vai trò của phân bón hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ ............. 8 1.3.1. Vai trò của phân bón hữu cơ ................................................................... 8 1.3.2. Vai trò của chế phẩm sinh học trùn quế trong trồng trọt ...................... 10 CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 16 2.1. Vật liệu, địa điểm, thời gian nghiên cứu .................................................. 16 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 17 2.3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 17 2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm............................................................... 17 2.3.2. Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi .................................................. 20 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu.................................................................... 23 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 24 3.1 Kết quả phân tích đất tại khu thí nghiệm .................................................. 24 3.2 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến sinh trưởng, năng suất của rau cải xanh .......................................................... 24 iv 3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ và liều lượng chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh .................................................. 24 3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ và liều lượng chế phẩm sinh học trùn quế đến tình hình sâu bệnh hại trên rau cải xanh.......................................................... 27 3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ và liều lượng chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh .............................................................................. 28 3.2.4 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng rau cải xanh ................................................................................... 30 3.3 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến sinh trưởng, năng suất của dưa chuột .............................................................. 32 3.3.1 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của dưa chuột ...................................................... 32 3.3.2 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sâu bệnh hại trên dưa chuột .................................................... 35 3.3.3 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất dưa chuột .................................. 36 3.3.4 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng dưa chuột ....................................................................................... 41 3.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi phun bổ sung chế phẩm sinh học trùn quế trên rau............................................................................................................. 43 3.4.1 Hiệu quả kinh tế khi phun bổ sung chế phẩm sinh học trùn quế trên cải xanh ................................................................................................................. 43 CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................... 46 1. Kết luận ....................................................................................................... 46 2. Đề nghị ........................................................................................................ 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 47 PHỤ LỤC v MỤC LỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết quả phân tích đất nền thí nghiệm .............................................. 24 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh .............................................................. 25 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh .................................................................... 25 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh............................................ 26 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của nồng độ và liều lượng chế phẩm sinh học trùn quế đến tình hình sâu bệnh hại trên rau cải xanh ................................................... 27 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh ....................................................................................... 28 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh ............................................................................................... 29 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh........................................................................ 29 Bảng 3.9 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng của rau cải xanh ...................................................................... 31 Bảng 3.10 Ảnh hưởng của chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến sinh trưởng của dưa chuột ....................................................................................... 33 Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến sinh trưởng của dưa chuột ....................................................................................... 33 Bảng 3.12 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến sinh trưởng của dưa chuột ........................................................................ 35 Bảng 3.13 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sâu bệnh hại trên dưa chuột ................................................................ 36 Bảng 3.14 Ảnh hưởng của chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dưa chuột ........................................ 37 Bảng 3.15 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dưa chuột............................................. 38 vi Bảng 3.16 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của dưa chuột ................... 39 Bảng 3.17 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất dưa chuột .................................................................................. 40 Bảng 3.18 Ảnh hưởng của nồng độ và chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng của dưa chuột.......................................................................... 42 Bảng 3.19 Ảnh hưởng của nồng độ và chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng của dưa chuột.......................................................................... 43 Bảng 3.20 Ảnh hưởng của nồng độ và chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế đến chất lượng của dưa chuột.......................................................................... 45 vii MỤC LỤC HÌNH Hình 3.1: Ảnh hưởng chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của rau cải xanh .................................................. 26 Hình 3.2 Ảnh hưởng của loại chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh ..................................................................................................... 28 Hình 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất của rau cải xanh ............................................................................................... 29 Hình 3.4 Tương quan giữa nồng độ chế phẩm trùn quế L1 và độ brix của rau cải xanh ........................................................................................................... 32 Hình 3.5 Tương quan giữa nồng độ chế phẩm trùn quế L2 và độ brix của rau cải xanh ........................................................................................................... 32 Hình 3.6 Ảnh hưởng của chủng loại chế phẩm sinh học trùn quế số cành cấp 1 của dưa chuột .................................................................................................. 33 Hình 3.7 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế số cành cấp 1 của dưa chuột .................................................................................................. 34 Hình 3.8 Ảnh hưởng của loại chế phẩm sinh học trùn quế đến số quả thương phẩm của dưa chuột......................................................................................... 38 Hình 3.9 Ảnh hưởng của nồng độ phun phẩm sinh học trùn quế đến số quả thương phẩm của dưa chuột ............................................................................ 39 Hình 3.10 Ảnh hưởng của chủng loại và nồng độ chế phẩm sinh học trùn quế đến năng suất dưa chuột .................................................................................. 41 Hình 3.11 Tương quan giữa nồng độ chế phẩm trùn quế L1 và độ brix của rau bắp cải ............................................................................................................. 43 Hình 3.12 Tương quan giữa nồng độ chế phẩm trùn quế L2 và độ brix của rau bắp cải ............................................................................................................. 43 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Diễn giải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam KLTB Khối lượng trung bình CV% Hệ số biến động LSD0,05 Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa ở độ tin cậy 95% FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations EU European Union USDA United States Department of Agriculture 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Nông nghiệp đầu tư nhiều năng lượng hoá thạch đã bộc lộ nhiều vấn đề về môi trường và sức khoẻ con người. Trong kết quả điều tra 9 tỉnh của tác giả Nguyễn Văn Hiền và cộng sự (2010) tại các vùng rau chủ lực cung cấp cho Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh cho thấy dư lượng đạm, thuốc bảo vệ thực vật trong các loại rau cải canh, cải ngọt, đậu cove vượt ngưỡng cho phép. Bên cạnh đó việc bón quá nhiều phân bón cũng làm cho hàm lượng đạm và lân dễ tiêu trong đất tăng khá cao, gây ô nhiễm môi trường (Đỗ Thu Hà và cộng sự, 2016). Để khắc phục những vấn đề đó, vào cuối những năm 70, đầu những năm 80 của thế kỷ trước, một ý niệm mới trong phát triển nông nghiệp được hình thành và phát triển, đó là xây dựng và phát triển nông nghiệp hữu cơ. Theo đó, nông nghiệp hữu cơ là nền nông nghiệp tránh hoặc hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hoá học và thay thế vào đó là việc sử dụng các chất có nguồn gốc hữu cơ, các tác nhân sinh học, giảm bớt đầu tư, nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường. Như vậy, nông nghiệp hữu cơ là một nội dung quan trọng trong phát triển nông nghiệp bền vững, và góp phần tích cực vào việc đảm bảo tính bền vững trong phát triển nông nghiệp. Tuy nhiên các giống sử dụng trong sản xuất hiện nay mang gen di truyền cho năng suất cao nên có nhu cầu sử dụng dinh dưỡng khá cao, yêu cầu được cung cấp dinh dưỡng giữa các thời kỳ sinh trưởng rất gần nhau, do đó càng cần có các loại phân chứa hàm lượng dinh dưỡng cao. Dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng canh tác bằng phương pháp hữu cơ chủ yếu lấy từ việc phân giải các vật liệu hữu cơ. Theo kết quả đánh giá của tác giả Ngô Minh Hải và cộng sự (2014) tại vùng rau ở Sóc Sơn, Hà nội cho thấy phân bón là yếu tố hạn chế đến năng suất rau hữu cơ. Nghiên cứu của Ewa Rembialkowska (2007) cũng cho thấy năng suất canh tác theo hướng 2 hữu cơ giảm 20%, có nhiều nguyên nhân dẫn đến giảm năng suất trong đó có việc thiếu hụt dinh dưỡng. Việc nghiên cứu bổ sung dinh dưỡng cho cây trồng canh tác theo hướng hữu cơ rất cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sử dụng bổ sung chế phẩm sinh học trùn quế trong sản xuất rau theo hướng hữu cơ tại Phú Thọ” 2. Mục tiêu của đề tài Xác định được loại chế phẩm sinh học trùn quế, nồng độ và liều lượng bổ sung chế phẩm phẩm sinh học trùn quế cho sản xuất rau theo hướng hữu cơ đạt năng suất cao, chất lượng tốt tại tỉnh Phú Thọ. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học cho việc sản xuất rau theo hướng hữu cơ tại Phú Thọ. Đồng thời kết quả nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo cho các nhà nghiên cứu, các nhà khoa học quan tâm tới lĩnh vực này. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu xác định được loại chế phẩm sinh học trùn quế, nồng độ bón từ đó góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất rau, góp phần hạn chế tác động của phân bón đến môi trường. 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất rau hữu cơ ở Việt Nam Nông nghiệp hữu cơ là một hệ thống sản xuất bền vững đối với sức khỏe của đất, cho hệ sinh thái và con người. Canh tác hữu cơ là hình thức canh tác không sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học hay các chất điều tiết sinh trưởng (IFOAM, 2007). Theo FiLB và IFOAM công bố năm 2018, ăm 2016 Việt Nam có 53.348 hecta sản xuất nông nghiệp hữu cơ được chứng nhận (tương đương 0,5% tổng diện tích canh tác). Theo báo cáo của Cục Trồng trọt (2017), năm 2016 có 26 cơ sở sản xuất hữu cơ ở 15 tỉnh/thành phố (Lào Cai, Hòa Bình, Hà Giang, Quảng Ninh, Thái Bình, Thái Nguyên, Hà Nội, Hà Nam, Quảng Bình, Quảng Trị, Quảng Nam, Lâm Đồng, Bến Tre, Trà Vinh, Cà Mau) với tổngdiện tích hơn 4.100 ha. Các cây chủ yếu là dừa (3.052,3 ha), chè (538,9 ha), lúa (489,8 ha) và rau (94,1 ha). Trong các tỉnh, Bến Tre có diện tích canh tác hữu cơ nhiều nhất với hơn 3.050 ha (chủ yếu là dừa). Một số mô hình khá hiệu quả như nuôi cá basa hữu cơ tại An Giang, nuôi tôm sinh thái ở rừng ngập mặn Cà Mau đã có chứng nhận hữu cơ với diện tích khoảng 10.000 ha xuất khẩu sang EU. Tại Việt Nam, năm 2015, Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành tiêu chuẩn quốc gia TCVN11041:2015 hướng dẫn sản xuất, chế biến, ghi nhãn và tiếp thị thực phẩm được sản xuất theo phương pháp hữu cơ. Tuy nhiên, qua tổng hợp của 47/63 Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn các tỉnh/thành phố mới chỉ có Thái Nguyên sản xuất 5 ha chè theo tiêu chuẩn này. Ngoài ra, hầu hết các sản phẩm hữu cơ đều được sản xuất tại các dự án hợp tác với nước ngoài hay các doanhnghiệp tư nhân theo các tiêu chuẩn khác nhau như: 94,9 ha rau theo Hệ thống đảm bảo cùng tham gia (Participatory Guarantee System - PGS), 4.070,1 ha theo tiêu chuẩn EU, USDA, JAS (chè, lúa, rau, quả, trong đó quả chiếm 75%). Như vậy, có thể nói hầu hết sản phẩm nông 4 nghiệp hữu cơ của Việt Nam là theo các tiêu chuẩn nêu trên mà không phải theo TCVN. Bên cạnh những ưu điểm về môi trường, về sinh thái thì áp lực về an ninh lương thực cũng là một thách thức đối với sản xuất nông nghiệp hữu cơ tại Việt Nam. Việt Nam là một nước nông nghiệp, đất chật người đông, diện tích đất nông nghiệp trên đầu người chỉ bằng 8,7% trung bình của thế giới, sản lượng canh tác hữu cơ lại thấp hơn 34% so với canh tác thâm canh. Để đảm bảo an ninh lương thực, Việt Nam chỉ có một con đường duy nhất là tăng năng suất, mà muốn tăng năng suất thì chỉ có con đường hóa học. Đây là một thách thức trong phát triển nông nghiệp hữu cơ không chỉ đối với Việt Nam mà với cả các nước đang phát triển trên thế giới. Kinh nghiệm của Trung Quốc, một quốc gia được coi là xuất xứ của nông nghiệp hữu cơ truyền thống là giảm dần tỷ trọng của dinh dưỡng từ phân hữu cơ trong tổng lượng dinh dưỡng sử dụng, từ 98,6% (năm 1949) giảm xuống còn 38% (năm 1990) và hiện tỷ lệ này còn dưới 20% (Nguyễn Văn Bộ, 2017) 1.2 Yêu cầu về dinh dƣỡng của cây trồng Cây trồng muốn có năng suất cao, ngoài yếu tố khí hậu, thời tiết, cần được cung cấp đầy đủ, đúng chủng loại và và đúng lúc các chất dinh dưỡng (các loại khoáng). Nếu thiếu hay thừa một chất nào đó thì đều có ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của cây (Achim Dobermann, 2000). Ngày nay các nước có hoạt động nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn trong nền kinh tế của họ đều sử dụng các giống mang gen di truyền cho năng suất cao đều có nhu cầu sử dụng lượng chất dinh dưỡng khá cao và thời gian đòi hỏi được cung cấp dinh dưỡng giữa các thời kỳ sinh trưởng rất gần nhau, do đó càng cần có các loại phân chứa hàm lượng dinh dưỡng cao. Ví dụ, một ruộng lúa ngắn ngày, thấp cây để đạt được mức bình quân năng suất 5-6 tấn thóc khô/ha, thường phải bón thêm một lượng phân khoáng hay phối hợp với phân hữu cơ tương đương từ 80-120 kg N+ 30-60 kg P205+ 20-70 kg K20/ha (tính chung cho 5 nhiều loại đất). Đối với ngô để có năng suất 5-6 tấn ngô hạt cũng cần cung cấp khoảng 120-160 kgN + 50-90 kg P205+ 90-120 kg K20/ha. Với cà phê để có năng suất cà phê nhân bình quân đạt 3,5-4 tấn cần cung cấp khoảng 300360 kg N+ 90-120 kg P205+ 250-360 kg K20/ha (Trương Hồng, 1999). Trong lúc đó nguyên liệu đầu vào của các loại phân chuồng (lợn, bò, gà) thì hàm lượng N trung bình với phân lợn (heo) khoảng 0,7-1% N, 0,2-0,3% P205 và 0,5-0,7% K20. Phân bò có chứa khoảng 0,4%-0,6N, 0,1-0,2% P205 và 0,40,6% K20 (Achim Dobermann, 2000), tính theo trọng lượng tươi). Trong thực tế nghề trồng rau ở Việt Nam, lượng phân hữu cơ bón khá cao, nhưng vẫn chỉ dùng làm nền, nông dân vẫn phải bón lượng N, P, K khá cao. Ví dụ, với cây cà chua, ngoài khuyến cáo bón 30-35 tấn phân chuồng/ha còn bón 100-130kg N, 80-100 P205 và 100-120 K20/ha. Nghiên cứu xác nhận rõ ràng ảnh hưởng của việc tăng lượng phân hữu cơ tới tăng năng suất rau hữu cơ đối với cả 2 loại cây trồng là cà chua và cải bắp. Thực tế, lượng phân bón (chủ yếu là phân chuồng ủ) mà các hộ trồng rau hữu cơ ở Thanh Xuân sử dụng bình quân là 1 tấn/sào cà chua và 7,8 tạ/sào cải bắp. Năng suất này sẽ có thể được cải thiện nếu các hộ gia tăng lượng bón phân nhằm cung cấp đủ thêm dinh dưỡng cho cây trồng. Bên cạnh đó, trồng rau không bón phân hoặc bón phân không hợp lí cũng có thể làm giảm sút năng suất và chất lượng nông sản do cây thiếu chất dinh dưỡng dẫn đến phát triển kém, suy yếu, dễ bị sâu bệnh tấn công. Để đạt yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm đồng thời cho năng suất cao mang lại hiệu quả kinh tế cho người trồng, cây rau phải được bón phân hợp lí. Trong kĩ thuật bón phân, bón qua lá là biện pháp đơn giản, dễ áp dụng nhằm bổ sung dinh dưỡng qua các phần trên không của cây trồng (Lương Đức Phẩm, 2011). 1.2.1. Yêu cầu về đất và dinh dưỡng của cây dưa chuột Do bộ rễ kém phát triển, sức hấp thụ của rễ lại yếu nên dưa chuột yêu cầu nghiêm khắc về đất hơn so với cây trồng khác trong họ. Dưa chuột ưa 6 thích đất đai màu mỡ, nhẹ, tơi xốp, độ pH từ 5,5 – 6,5. Thích hợp nhất là 6,5. Dưa chuột cũng có thể sinh trưởng ở đất hơi kiếm (độ pH = 7,5). đất trồng cần được luân canh triệt để, xa những nơi ôi nhiễm. Dưa chuột gieo trồng trên đất thịt nhẹ, đất pha thường cho năng suất cao, chất lượng quả tốt trên đất cát pha, đất thịt nhẹ thường cho năng suất cao, chất lượng quả tốt. Cây dưa chuột có yêu cầu cao đối với dinh dưỡng trong đất, do cây hút được chất dinh dưỡng từ đất ít hơn so với cây rau khác. Trong 3 yếu tố dinh dưỡng chính N, P, K cây dưa chuột cần nhiều nhất là kali rồi đến đạm và ít nhất là lân. Khi bón N60 P60 K60 thì dưa chuột sử dụng 92% đạm, 33% lân và 100% kali. Dưa chuột không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại nhanh chóng phản ứng với hiện tượng thiếu dinh dưỡng. Để tạo được 10 tấn quả cùng với thân lá, cây dưa chuột cần khoảng 18kg N, 14kg P2O5, 35kg K2O. * Nhu cầu về đạm của cây dưa chuột: Đạm có vai trò quan trọng đối với cây dưa chuột. Ở các giai đoạn sinh trưởng đầu, đạm cần thiết cho cây để ra rễ, phát triển thân lá, ra hoa và quả. Ở giai đoạn sau đạm còn ảnh hưởng lớn đến số lượng quả và hàm lượng các chất hữu cơ tích lũy trong quả nên có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng quả của dưa chuột. Thiếu đạm làm cho cây sinh trưởng thân lá chậm, cây thấp bé, ra hoa và quả ít, dễ bị rụng, năng suất và phẩm chất giảm mạnh, thừa đạm làm cho cây phát triển thân lá mạnh, ra hoa quả chậm và ít, giảm khả năng chống chịu sâu bệnh hại và điều kiện bất thuận. * Nhu cầu về lân của cây dưa chuột: Lân có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển bộ rễ để hấp thu dinh dưỡng, đồng thời có ảnh hưởng lớn đến quá trình ra hoa đậu quả nên có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây dưa chuột. Lân có tác dụng làm tăng khả năng chống chịu rét, hạn và sâu bệnh hại cho dưa 7 chuột. Lân còn có tác dụng thúc đẩy cây dưa chuột sớm ra hoa, đậu quả nên sớm cho thu hoạch quả. Ở giai đọa cây con trong các yếu tố dinh dưỡng cây dưa chuột có nhu cầu về lân cao nhất dù chỉ chiếm phần nhỏ trong tổng nhu cầu lân của cây. Nhu cầu lân của cây cao nhất trong thời gian ra hoa đậu quả. * Nhu cầu về kali của cây dưa chuột: Kali có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp và tổng hợp các chất gluxit trong cây, đồng thời cũng có tác dụng hạn chế những ảnh hưởng của việc thừa đạm, phát huy tác dụng của đạm. Vì vậy kali có tác dụng rõ rệt đến sự phát triển thân, lá, ra hoa, quả, năng suất và chất lượng của cây dưa chuột. Lượng bón khác nhau của NPK có ảnh hưởng quan trọng đến năng suất dưa chuột. Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học Muhammad Saleem Jilani Bakar, Kashif Waseem và Mehwish Kiran (2007) khi tiến hành thí nghiệm bón phân cho dưa chuột với 5 mức NPK khác nhau cho thấy: Mức bón 100-50-50 kg NPK/ha tăng năng suất lên đến 60,2/ha tấn, tiếp theo là mức bón 120-60-60 kg NPK/ha và mức bón 80-40-40 kg NPK/ha với năng suất tương ứng là 57,15 và 52,52 tần/ha. Năng suất đạt thấp nhất (45,72 tấn/ha) khi không bón NPK. Theo Giurbixki (1954), nếu cung cấp quá nhiều đạm thì cây sẽ phát triển thân lá, hạn chế quá trình hình thành hoa và quả. Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Tiến Dũng và Đỗ Thị Hường (2012) đã xác định được lượng phân compost, lượng phân hữu cơ vi sinh phù hợp nhất cho sản xuất dưa chuột theo hướng hữu cơ. Thí nghiệm trên giống dưa Thuận Thành cho thấy nên bón 30 tấn compost/ha kết hợp với phân hữu cơ vi sinh Sông Gianh với lượng 2.500 kg/ha cho hiệu quả kinh tế cao, chất lượng cao và an toàn cho người tiêu dùng. 8 1.2.2. Yêu cầu về đất và dinh dưỡng đối với cây rau cải * Yêu cầu về đất: Rau cải có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất nhưng loại đất nhẹ, tơi xốp, giàu mùn sẽ cho năng suất cao. Nên chọn đất thịt nhẹ, đất thịt trung bình để sản xuất rau cải. Đất dùng để trồng rau cải phải luân canh với cây trồng khác họ, phải xa nơi bị ô nhiễm. độ pH từ 6-7,5. * Dinh dưỡng: Cây cải không kén đất, nó có thể sinh trưởng và phát triển, cho năng suất cao ở các loại đất khác nhau, từ đất cát pha đến đất thịt nặng. Nhưng thích hợp nhất là đất giàu dinh dưỡng, khả năng giữ ẩm tốt. Cải cần nhiều đạm, lân, kali, trong đó đạm được sử dụng nhiều nhất. Theo số liệu của viện nghiên cứu rau Gross Beerenhe (Đức) thì các chất dinh dưỡng chính mà các cây họ thập tự cần là N, P, K. Phân hữu cơ có tác dụng rất lớn trong quá trình sinh trưởng phát triển. Tuy nhiên, do cải có thời gian sinh trưởng ngắn nên cần các loại phân dễ tiêu, dễ phân giải, cung cấp dần những yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho cây. 1.3. Vai trò của phân bón hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp hữu cơ 1.3.1. Vai trò của phân bón hữu cơ Trong lịch sử canh tác, người nông dân Việt Nam đã và chỉ có phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ: cày vặn rạ, vùi phân xanh, phế thải nông nghiệp vào ruộng, trồng xen các loại cây trồng với nhau và bón các loại phân hữu cơ như nước giải, phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, tro bếp... Ngoài bón vôi để khử chua cho đất và làm vệ sinh đồng ruộng, họ không hề có và sử dụng phân vô cơ như đạm, lân, kali, Mg hoặc vi lượng như ngày nay. Từ 1960 đến nay, sản xuất nông nghiệp Việt Nam sử dụng ngày càng nhiều các loại phân vô cơ, song phân hữu cơ vẫn là loại phân bón lót (phân nền) quan trọng cho hầu hết các loại cây trồng. 9 + Kỹ thuật canh tác nông nghiệp hữu cơ đơn giản, quen thuộc: trồng cây, sản xuất phân hữu cơ, bón phân lót trước khi trồng. + Giá thành sản xuất phân hữu cơ rẻ do sẵn nguyên liệu tại chỗ và người nông dân tự sản xuất được. + Nguồn nguyên liệu hữu cơ bổ sung cho đất và sản xuất phân hữu cơ phong phú và sẵn có tại địa phương: Phế thải nông nghiệp (rơm rạ, sản phẩm thừa sau thu hoạch); các loại phân gia súc, phân bắc; các loại phân xanh; phế thải chế biến nông sản. + Phương thức và công nghệ sản xuất các loại phân hữu cơ không phức tạp, dễ làm đối với đông đảo nông dân: Trồng các loại cây phân xanh với cây trồng chính theo kiểu xen canh hoặc luân canh; thu gom phế thải nông nghiệp, phân gia súc, rác thải sinh hoạt hữu cơ: Có thể vùi ngay xuống ruộng (đối với phế thải nông nghiệp hoặc phân xanh), hoặc ủ phế thải nông nghiệp hoặc phân xanh, rác thải hữu cơ với phân gia súc có phun thêm chế phẩm vi sinh vật để tạo nên sản phẩm phân hữu cơ sinh học có chất lượng dinh dưỡng cao và đảm bảo vệ sinh, an toàn. Trước nhu cầu đảm bảo an ninh lương thực, việc lạm dụng phân bón và hoá chất bảo vệ thực vật nhằm nâng cao năng suất cây trồng đang trở thành vấn đề cần được quan tâm cải thiện. Bên cạnh việc bảo đảm mục tiêu anh ninh lương thực, cần chú ý phát triển nền nông nghiệp sạch nhằm đóng góp vào việc cung cấp các sản phẩm an toàn phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Việc canh tác nông nghiệp sạch không những giúp nông dân tiết kiệm chi phí thuốc trừ sâu và phân hoá học đồng thời có thể đa dạng hoá mùa vụ và canh tác theo hướng bền vững. Hơn nữa, nếu nông sản được chứng nhận là sản phẩm hữu cơ còn có thể xuất khẩu với giá cao hơn. Hiện nay các loại phân hữu cơ đã được nghiên cứu để xử lý thành phân hữu cơ vi sinh, phân hữu cơ sinh học, phân hữu cơ nước... có chất lượng cao và an toàn vệ sinh môi trường, góp phần quan trọng trong bảo vệ, tăng cường độ phì của 10 đất, đồng thời tăng chất lượng sản phẩm nông nghiệp và đảm bảo vệ sinh môi trường sản xuất nông nghiệp và môi trường nông thôn. 1.3.2. Vai trò của chế phẩm sinh học trùn quế trong trồng trọt * Đặc điểm chung của giun quế: Giun quế có tên khoa học là Perionyx excavatus, thuộc chi Pheretima, họ Megascocidae (họ cự dẫn), ngành ruột khoang. Chúng là nhóm giun ăn phân, thường sống trong môi trường có nhiều chất hữu cơ đang phân hủy, trong tự nhiên ít tồn tại với quần thể lớn và không có khả năng cải tạo đất trực tiếp như một số loài giun địa phương sống trong đất. Giun quế là một trong những giống giun đã được thuần hóa, nhập nội và đưa vào nuôi công nghiệp với các quy mô vừa và nhỏ. đây là loài giun mắn đẻ, xuất hiện rải rác ở các vùng nhiệt đới, dễ bắt bằng tay, vì vậy rất dễ thu hoạch. Giun quế có kích thước tương đối nhỏ. Khi trưởng thành, chúng có độ dài vào khoảng 10 – 15cm, thân nhiệt hơi dẹt, bề ngang của con trưởng thành có thể đạt 1- 2mm, có màu từ nâu đỏ đến màu mận chín (tùy theo tuổi), màu nhạt dần về phía bụng, hai đầu hơi nhọn. Cơ thể giun có hình thon dài nối với nhau bởi nhiều đốt, trên mỗi đốt có một vành tơ. Khi di chuyển, các đốt co duỗi kết hợp các lông tơ phía bên dưới các đốt bám vào cơ chất, đẩy cơ thể di chuyển một cách dễ dàng. * Nghiên cứu về phân trùn quế trên thế giới Phân trùn quế có thành phần hóa học vượt trội, Edwards và Burrows (1988) đã đánh giá phân trùn quế, đặc biệt là phân từ nguồn chất thải động vật thường chứa nhiều hơn các nguyên tố khoáng. Hầu hết những nguyên tố khoáng này ở dạng dễ sử dụng cho cây trồng như nitrat,phốt pho trao đổi, và kali hòa tan, canxi và magiê. Phân trùn quế có chứa một hỗn hợp vi sinh có hoạt tính cao và có hàm lượng dinh dưỡng cao (Bejbaruah và cộng sự, 2013). Theo nghiên cứu của Adhikary (2012), trong phân giun có chứa axit humic, có tác dụng kích thích sự phát triển của cây trồng và IAA (Indol Acetic Acid)