Dòng chảy dinh dưỡng nitơ trong hệ thống canh tác cây trồng - vật nuôi của các nông hộ nhỏ tại Tây Nguyên

Nghiên cứu này đã định lượng dòng chảy dinh dưỡng Nitơ trong các hệ thống canh tác (HTCT) cây trồng - vật nuôi tại các nông hộ nhỏ ở Tây Nguyên.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 (Meloidogyne incognita and Pratylenchus coffeae) damaging coffee trees was conducted in a trial with treatments at different concentrations: 0, 1, 2, and 4% The trial was repeated for times in laboratory conditions The results showed that the best treatments applied for wood vinegar at 3% and 4% of concentrations could kill 83,33% and 95,49% of Pratylenchus coffeae, respectively; 91,59% and 100% of Meloidogyne incognita, respectively after 48 hours of application Therefore, wood vinegar is good potential for control of nematodes damaging coffee Keywords: Wood vinegar, Meloidogyne incognita, Pratylenchus coffeae Ngày nhận bài: 21/11/2018 Ngày phản biện: 27/11/2018 Người phản biện: TS Nguyễn Thị Nhung Ngày duyệt đăng: 10/12/2018 DÒNG CHẢY DINH DƯỠNG NITƠ TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC CÂY TRỒNG - VẬT NUÔI CỦA CÁC NÔNG HỘ NHỎ TẠI TÂY NGUYÊN Châu Thị Minh Long1 Đậu Thế Năm1 TÓM TẮT Nghiên cứu định lượng dòng chảy dinh dưỡng Nitơ hệ thống canh tác (HTCT) trồng - vật nuôi nông hộ nhỏ Tây Nguyên Bốn loại nơng trại bao gồm HTCT có mức độ đa dạng thấp người dân tộc thiểu số (DTTS) (LE), HTCT có mức độ đa dạng thấp người Kinh (LK), HTCT có mức độ đa dạng cao người DTTS (HE) HTCT có mức độ đa dạng cao người Kinh (HK) lựa chọn để thu thập số liệu hoạt động nông nghiệp đầu vào, đầu dòng chảy dinh dưỡng Nitơ nông trại Sự cân dinh dưỡng Nitơ phân tích cách sử dụng mơ hình Farm DESIGN Kết cho thấy bốn loại HTCT có có lượng Nitơ dư thừa (45 - 79 kg N /ha/năm), thấp hệ thống HE cao hệ thống HK Cân Nitơ lớn cho thấy dinh dưỡng đất trì lại có nguy nhiễm mơi trường Từ khóa: Dịng chảy dinh dưỡng, hệ thống canh tác trồng - vật nuôi, Tây Nguyên, Việt Nam I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thập kỷ qua, với phát triển kinh tế thị trường, áp lực gia tăng dân số sách hỗ trợ Nhà nước, nhiều nông hộ sản xuất thâm canh độc canh mặt hàng nông sản nông hộ tiêu, cà phê, Điều dẫn đến việc phụ thuộc nhiều vào hóa chất đầu vào phân bón thuốc hóa học Từ đó, mơi trường đất bị suy thối dịch hại phát triển (Long, 2010) Từ tháng 5/2017 đến tháng 12/2018, khuôn khổ hợp tác với CIAT, Viện KHKT Nông Lâm nghiệp Tây nguyên tiến hành đề tài: “Nghiên cứu hệ thống canh tác trồng - vật nuôi nhằm tăng hiệu sinh thái theo cách tiếp cận có tham gia nơng hộ nhỏ Tây Ngun”, nghiên cứu dịng chảy dinh dưỡng Nitơ HTCT nông hộ nội dung nghiên cứu đề tài Nghiên cứu nhằm mô tả trạng quản lý chất dinh dưỡng Nitơ HTCT trồng - vật nuôi nơng hộ nhỏ Tây Ngun, từ làm sở cho việc mơ hình hóa HTCT nơng hộ khuyến nghị phát triển HTCT nông hộ bền vững Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên 112 II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu nông hộ nhỏ Tây Nguyên, điều tra thông qua phiếu điều tra 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp chọn mẫu điều tra Danh sách hộ điều tra kế thừa từ kết nghiên cứu điều tra nông hộ RHoMIS (Rural Households Multi-Indicator Survey) 310 hộ dân hai xã Ea Tyh, huyện Ea Kar, tỉnh Đắk Lắk xã Đắk Dro, huyện Krông Nô, tỉnh Đắk Nông năm 2016 nghiên cứu điều tra PGIS (Participatory Geographic Information System) 93 nông hộ lựa chọn từ danh sách điều tra ban đầu thực vào tháng 6/2017 CIAT Các điều tra tính tốn số đa dạng HTCT (DI) dựa vào tổng số loại trồng vật nuôi nông hộ Hai loại HTCT chọn lựa cho nghiên cứu là: mức độ đa dạng thấp (DI ≤ 4) mức độ đa dạng cao (DI ≥ 8) cho hai đối tượng người DTTS người Kinh Trên sở đó, nơng hộ lựa chọn điều tra cho nghiên cứu đại diện cho loại hình canh tác nơng hộ địa bàn nghiên cứu (Bảng 1) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 Bảng Các loại hình HTCT chọn lựa nghiên cứu Tiêu chí Chỉ số đa dạng Dân tộc Địa điểm (xã) LE Thấp (DI ≤ 4) Tày LK Thấp (DI ≤ 4) Kinh Đắk Dro Ea Tyh HE Cao (DI ≥ 8) Tày N-FG balance= ∑(CPimp ,Mimp ,Bio Nfix ,NDep) – ∑(CPexp , CPHH , V, CRburn, AP exp, APHH, M exp) HK Cao (DI ≥ 8) Kinh Đắk Dro Ea Tyh 2.2.2 Phương pháp điều tra Dựa vào mẫu phiếu IPACTLite (Integrated modeling Platform for Mixed Animal Crop Systems survey) Các thông tin thu thập bao gồm thông tin nơng hộ, đất đai, trồng, vật ni, phân bón việc quản lý HTCT nông hộ 2.2.3 Một số cơng thức sử dụng để tính tốn - Đơn vị chăn nuôi nhiệt đới TLU (Tropical Livestock Unit) Bảng Đơn vị chăn nuôi quy đổi loại vật ni Vật ni TLU Vật ni TLU Bị lai 1,00 Dê 0,10 Bò địa phương 0,70 Cừu 0,10 Bò tơ 0,50 Gà 0,01 Bê 0,30 Lợn 0,20 Nguồn: Chilonda and Otte (2006) - Cân dinh dưỡng Nitơ nơng trại (kg N/ ha/năm) Trong đó: FG: nơng trại; CPimp: đầu vào từ sản phẩm trồng; Mimp: đầu vào từ phân bón; BioNfix: cố định đạm sinh học; NDep: cố định đạm từ đất; CPexp: đầu từ sản phẩm trồng; CPHH: sản phẩm trồng tiêu thụ nông hộ; V: bay hơi; CRburn: phụ phẩm đốt bỏ đồng ruộng; APexp: sản phẩm vật nuôi xuất khỏi nông hộ; APHH: sản phẩm chăn nuôi tiêu thụ nông hộ; Mexp: phân chuồng xuất khỏi nông hộ - Số liệu thu thập phân tích phần mềm Farm DESIGN (Groot et al., 2012) Excel 2.3 Thời gian địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu thực từ tháng đến tháng 12 năm 2017 xã Ea Tyh, Huyện Ea Kar, Tỉnh Đắk Lắk xã Đắk Dro, huyện Krông Nô, tỉnh Đắk Nông III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm loại hình canh tác nông hộ lựa chọn cho nghiên cứu Bốn hộ nghiên cứu đại diện cho mức độ đa dạng HTCT khác người Kinh DTTS HTCT đa dạng thấp chủ yếu có cà phê, lúa chăn nuôi gia cầm gà vịt; HTCT đa dạng cao có thêm nhiều loại trồng, vật nuôi khác điều, tiêu, cỏ VA06, chăn ni bị ao cá Diện tích, số lượng số loại trồng, vật nuôi HTCT miêu tả chi tiết Bảng Bảng Một số đặc điểm HTCT Loại hình canh tác LE LK HE HK Địa điểm (xã) Đắk Dro Ea Tyh Đắk Dro Ea Tyh Số nhân khẩu/hộ 3 Tuổi chủ hộ 37 36 27 59 Dân tộc Tày Kinh Tày Kinh Tổng DT canh tác (ha) 1,09 1,2 1,4 2,03 Cây trồng Cà phê (1,0) Cà phê (1,0) Điều (0,8) Cà phê - Tiêu (1,5) Lúa (0,09) Lúa (0,2) Lúa (0,2) Lúa (0,15 Cà phê (0,3) Cỏ VA06 (0,25) Cỏ VA06 (0,03) Ao cá (0,13) Ao cá (0,07) Vật nuôi (con) Gà (10) Gà (25) Vịt (10) TLUs 0,2 0,25 Gà (50) Gà (80) Bò thịt (1) Bò thịt (1) Bò mẹ (1) Bò mẹ (1) 2,5 2,8 Ghi chú: Số liệu ngoặc diện tích canh tác trồng (ha) số lượng vật nuôi gia súc, gia cầm 113 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 3.2 Dịng chảy dinh dưỡng Nitơ nông trại HTCT nông hộ Dịng chảy dinh dưỡng Nitơ nơng trại bao gồm lượng Nitơ đưa từ bên vào hệ thống lượng Nitơ xuất bên từ HTCT Nitơ đầu vào nông trại bao gồm từ sản phẩm trồng cám cám gạo, bắp mua thêm làm thức ăn gia súc vật nuôi tự tìm q trình chăn thả; từ phân bón; từ việc cố định đạm trồng họ đậu, loại vi sinh vật khác từ đất Nitơ đầu bao gồm lượng Nitơ từ sản phẩm trồng, vật nuôi xuất bên ngồi (do bán đi); sản phẩm vật ni, trồng cung cấp cho nhu cầu tiêu thụ nông hộ; lượng Nitơ từ phụ phẩm nông nghiệp đốt bỏ đồng ruộng; lượng phân không thu gom nuôi thả rông lượng Nitơ bay từ phân bón (Bảng 4) Vì khơng có hệ thống nghiên cứu có trồng họ đậu nên lượng Nitơ có từ việc cố định đạm từ loại trồng họ đậu Bảng Dịng chảy dinh dưỡng Nitơ HTCT nơng hộ nông trại ĐVT: kg N/ha/năm Các yếu tố Đầu vào từ sản phẩm trồng Đầu vào từ phân bón Cố định đạm từ trồng họ đậu Cố định đạm từ đất Cố định đạm từ loại VSV khác Đầu từ sản phẩm trồng SP trồng tiêu thụ nông hộ Phụ phẩm đốt bỏ đồng ruộng Đầu từ sản phẩm vật nuôi SP vật nuôi tiêu thụ nông hộ Từ phân chuồng bị Từ bay Tổng đầu vào Tổng đầu Cân (Đầu vào – Đầu ra) LE 172 5 100 14 0 1 183 116 67 Lượng Nitơ đầu vào chủ yếu từ phân bón tất HTCT cao hệ thống HK (178 kg N/ha/năm), tiếp đến LE (172 kg N/ha/năm), LK HE có số lượng tương đương nhau, theo thứ tự 107 108 kg N/ha/năm (Bảng 4) Lượng Nitơ đầu vào từ sản phẩm trồng cao hệ thống HE HK (6 kg N/ha/năm) Hai hệ thống cịn lại có số lượng kg N/ha/năm Hệ thống HE HK có lượng Nitơ đầu vào cao hệ thống khác hai hệ thống có tổng số TLU lớn vật nuôi hệ thống chăn nuôi theo phương pháp bán chăn thả Mặc dù đa dạng HTCT sản phẩm trồng chưa cung cấp đủ cho gia cẩm Hộ LK phải mua thêm bắp cho chăn nuôi Lượng Nitơ đầu từ sản phẩm trồng lượng Nitơ sản lượng trồng bị xuất khỏi hệ thống, khơng bao gồm lượng Nitơ có phụ phẩm nông nghiệp tái sử dụng hệ thống làm phân xanh hay ủ làm phân bón cho trồng Nó phụ thuộc vào suất 114 Hệ thống canh tác LK HE 107 108 0 5 5 56 42 12 13 1 118 124 67 79 51 45 HK 178 5 94 4 194 115 79 trồng kỹ thuật canh tác người dân có sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp làm phân bón cho trồng hay khơng, Lượng Nitơ chiếm phần lớn tất HTCT cao hệ thống LE (100 kg N/ha/năm), tiếp đến HK (94 kg N/ha/năm), LK (56 kg N/ha/năm) HE có số lượng thấp (42 kg N/ha/năm) (Bảng 4) Hầu hết HTCT trồng lúa để ăn, cho chăn ni phần cịn lại dùng để bán Lượng Nitơ từ sản phẩm trồng tiêu thụ nông hộ nhiều hộ LE, tiếp đến HE, HK LK với số lượng 14, 12, kg N/năm Có khác biệt chủ yếu số lượng nhân mức độ tiêu thụ lúa gạo khác hộ Lượng Nitơ đầu từ sản phẩm vật nuôi lượng Nitơ bán sản phẩm vật nuôi ngồi Hệ thống LK, HE HK có lượng Nitơ từ - kg N/năm, hệ thống LE số liệu = (Bảng 4) Điều hệ thống LE, chăn nuôi gà vịt để tiêu thụ gia đình Hệ thống HE HK cịn có Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 lượng Nitơ việc đốt rơm rạ đồng ruộng với số lượng 13 kg N/ha/năm Điều gây lãng phí nguồn dinh dưỡng Nitơ hệ thống canh tác Cân Nitơ nông trại 04 loại HTCT nông hộ cho kết lớn (45 - 79 kg N/ha/năm) (Bảng 4), có nghĩa tổng lượng Nitơ đầu vào lớn tổng lượng Nitơ đầu Kết phù hợp với nghiên cứu trước cân Nitơ HTCT lúa - cá Đồng sông Cửu Long Lượng Ni tơ dư thừa 60 - 121 kg N/ha/năm (Phong et al., 2011) Hedlund cộng tác viên (2003) đánh giá việc quản lý Nitơ HTCT nông hộ nhỏ xã An Sơn, thị xã Thuận An, tỉnh Bình Dương cho kết tương tự Lượng Nitơ đầu vào vượt nhu cầu HTCT từ 26 - 643 kg N/ha/năm Tuy nhiên, nghiên cứu khác Xieng Khoang, Lào cho thấy lượng Nitơ đầu vào nhỏ nhu cầu HTCT từ từ 2,2 - 123 kg N/ha/năm (Carole, 2017) IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 4.1 Kết luận Dòng chảy dinh dưỡng Nitơ HTCT nông hộ nhỏ Tây Nguyên mô tả dựa 04 loại HTCT người DTTS, mức độ đa dạng hệ thống thấp (LE); người Kinh, mức độ đa dạng hệ thống thấp (LK); người DTTS, mức độ đa dạng hệ thống cao (HE); người Kinh, mức độ đa dạng hệ thống cao (HK) Dòng dinh dưỡng thừa Nitơ Người dân sử dụng nhiều phân hóa học so với nhu cầu 04 loại HTCT, nhóm hộ người Kinh Việc sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, lựa chọn trồng - vật nuôi phương thức chăn nuôi chăn thả nuôi nhốt ảnh hưởng đến dòng chảy dinh dưỡng 4.2 Đề nghị Để nâng cao hiệu sử dụng dinh dưỡng HTCT nơng hộ cần thiết phải quản lý nguồn phụ phẩm nông nghiệp, nguồn phân chuồng, trồng xen loại họ đậu hệ thống sản xuất trồng vật nuôi quản lý tốt việc bón phân hóa học cho trồng Cần tiếp tục nghiên cứu mơ hình hóa HTCT nơng hộ để có sở khuyến nghị phát triển HTCT nông hộ bền vững TÀI LIỆU THAM KHẢO Carole, A E., 2017 Nutrient flows in smallholder crop-livestock farming ystems of the Xiangkhouang province of Lao PDR - Analysis and suggestions for improved nitrogen and phosphorus management Master Thesis, ETH Zurich University Chilonda, P and Otte, J., 2006 Indicators to monitor trends in livestock production at national, regional and international levels. Livestock Research for Rural Development, Volume 18, Article No.117.  Groot, J C., Oomen, G J., and Rossing, W A., 2012 Multi-objective optimization and design of farming systems Agricultural Systems, 110: 63 -77 Hedlund, A., Witter, E., and Xuan, B., 2003. Assessment of N, P and K management bynutrient balances and flows on peri-urban smallholder farms in southern Vietnam. European Journal of Agronomy, 20: 71-87 Long, C.T.M., 2010 The relative sustainability of coffee and mixed farming systems in Daklak province, Vietnam Lambert Academic Publishing 2010 Phong, L T., Stoorvogel, J J., Van Mensvoort, M E F., and Udo, H M J., 2011 Modelingthe soil nutrient balance of integrated agriculture-aquaculture systems in the Mekong Delta, Vietnam.  Nutrient Cycling in Agroecosystems, 90(1): 33-49 Nitrogen nutrient flows of smallholder crop - livestock farming systems in the Central Highlands of Vietnam Chau Thi Minh Long and Dau The Nam Abstract The study quantifies nitrogen nutrient flows of smallholder crop - livestock farming systems in the Central Highlands of Vietnam Four farm types including the low diversified farming system of ethnic farmer (LE), the low diversified farming system of Kinh farmer (LE), the high diversified farming system of Kinh farmer (HE) and the high diversified farming system of Kinh farmer (LE) were selected for collecting data on farm activities and nutrient inputs and outputs The balances of nitrogen nutrient were analyzed by using Farm DESIGN model The results showed that farms in all four systems had nitrogen redundancy (11 - 79 kg N ha-1 year-1); the lowest in HE system and the highest in HK system The positive nitrogen balance indicated that although soil fertility is maintained, there will be a risk for environmental contamination Keywords: Nutrient flows, crop - livestock farming systems, Central Highlands Ngày nhận bài: 15/11/2018 Ngày phản biện: 2/12/2018 Người phản biện: TS Phan Việt Hà Ngày duyệt đăng: 10/12/2018 115 ... Cơng nghệ Nơng nghiệp Việt Nam - Số 1(98)/2019 3.2 Dịng chảy dinh dưỡng Nitơ nơng trại HTCT nơng hộ Dịng chảy dinh dưỡng Nitơ nông trại bao gồm lượng Nitơ đưa từ bên vào hệ thống lượng Nitơ xuất... phẩm vật nuôi lượng Nitơ bán sản phẩm vật ni ngồi Hệ thống LK, HE HK có lượng Nitơ từ - kg N/năm, hệ thống LE số liệu = (Bảng 4) Điều hệ thống LE, chăn nuôi gà vịt để tiêu thụ gia đình Hệ thống. .. phụ phẩm nông nghiệp, lựa chọn trồng - vật nuôi phương thức chăn nuôi chăn thả nuôi nhốt ảnh hưởng đến dòng chảy dinh dưỡng 4.2 Đề nghị Để nâng cao hiệu sử dụng dinh dưỡng HTCT nơng hộ cần thiết