Tại Ấn Độ đã nghiên cứu về hiệu lực của phân đạm, lân, kali đối với cà phê làm cơ sở cho việc khuyến cáo sử dụng phân bón đạt hiệu quả cao. Hiệu lực 1 kg N khi bón trên đất đỏ đạt được 3,3 - 8,3 kg; bón 1 kg P2O5 thu được 3,7 - 11,1 kg và khi bón 1 kg K2O thì thu được từ 3,3 - 8,3 kg cà phê nhân tương ứng. Lượng phân hữu cơ được khuyến cáo từ 20 - 30 tấn cho 1 ha cà phê kinh doanh với chu kỳ bón là 2 - 3 năm. Hiệu lực trực tiếp của phân đạm (cho các bộ phận của cây lấy đi trên mặt đất) là 45 - 47 %; hiệu lực tồn dư từ 8 - 13 % cho các năm sau (giảm dần theo các năm). Hiệu lực cộng dồn khoảng 3 năm là 65 % (H.A.M. Vander Vossen 2005; Dietlinde Quack, 2013).
Tại Indonesia, các nghiên cứu đã xác định hiệu lực 1 kg N thu được 7,5kg; 1 kg P2O5 kg thu được 15,0 kg và 1 kg K2O thu được là 9,4 kg cà phê nhân.
R. Rivera, J.V Martin (1987) khi nghiên cứu về phân bón cho cà phê tại Cuba cho thấy hiệu quả của lân chỉ thể hiện trên nền đạm và kali, nhưng khi tăng lân lên cao thì hiệu lực lại giảm. Hiệu lực của kali cũng tương tự, nhưng hiệu lực của đạm càng cao khi bón lượng đạm càng lớn (Gudiri và cộng sự, 1987).
Đối với một số loại đất ở Kenya, kết quả nghiên cứu về hiệu lực phân bón cho thấy đạm và lân làm tăng năng suất cà phê, nhưng hiệu lực của việc phối hợp giữa NK, NP, PK lại không rõ (Krishnamurthy và Ramaiah, 1985).
Trên đất Latosols ở Brazil, Malavolta (1990) và theo trích dẫn của De Geus nhận thấy hiệu suất sử dụng lân của cà phê chỉ đạt khoảng 10 % đối với lân, trong khi đó với kali tới 90 %.
Ở Việt Nam đã có khá nhiều công trình nghiên cứu về phân bón cho cây cà phê như:
Lê Đình Sơn nghiên cứu về hiệu lực của đạm, lân và kali đối với các giống cà phê vối khác nhau trên đất bazan ở Phủ Quỳ (Nghệ An) nhận thấy năng suất
cà phê vối có phản ứng với đạm và kali. Tuy vậy khi bón ở mức cao thì hiệu lực lại giảm. Lân có phản ứng thuận với năng suất. Các giống cà phê vối khác nhau phản ứng với phân bón cũng không giống nhau (Nambia và Ghooh, 1994).
Theo Lương Đức Loan, 1997 (Trạm Nghiên cứu Đất Tây Nguyên 1987- 1997), hệ số sử dụng phân khoáng của cà phê có liên quan đến tỷ lệ N, P2O5, K2O, và hữu cơ bón vào (Bảng 2.11): trên nền không bón hữu cơ, bón N- P2O5- K2O cùng tỷ lệ (2-1-2), thì lượng bón càng cao hệ số bón phân của cà phê càng thấp. Trên nền bón hữu cơ, bón N- P2O5-K2O cùng tỷ lệ (2-1-2), thì bón với lượng cao hệ số bón phân của cà phê cao. Cùng lượng N- P2O5-K2O, nhưng trên nền bón hữu cơ hệ số bón phân của cà phê tăng từ 1,4 - 8,0 % đối với N, từ 2,3 - 5,9 % đối với P2O5 và 1,5 - 8,6 % với K2O.
Bảng 2.4. Hiệu quả phối hợp của phân hóa học và phân hữu cơ
Nền Lượng bón (kg/ha) N-P2O5-K2O Lượng cây hút (kg/ha) N-P2O5-K2O Hệ số sử dụng (%) N P2O5 K2O Không bón hữu cơ 200-100-200 88,6-20,6-91,6 44,3 20,6 45,8 300-150-300 123,0-29,6-135,3 44,0 19,7 45,1 400-200-400 174,4-38,4-176,8 43,6 19,2 44,2 Có bón hữu cơ 10 tấn/ha 200-100-200 91,4-22,9-94,6 45,7 22,9 47,3 300-150-300 114,6-35,3-120,6 48,2 23,5 50,2 400-200-400 206,4-50,2-211,2 51,6 25,1 52,8
Các thí nghiệm của Viện KHKT NLN Tây Nguyên từ 1987 - 1994 trên đất nâu đỏ bazan cho thấy bón lân trên nền trắng (không có đạm và kali) thì năng suất cà phê không tăng mà lại giảm so với không bón. Hiệu lực của lân chỉ phát huy trên nền đạm và kali nhưng rất thấp. Năng suất tăng do bón lân chỉ đạt 3,8 - 8,4 % (Trương Hồng, 1997).
Kết quả nghiên cứu của Tôn Nữ Tuấn Nam - Trương Hồng (1999) đã cho thấy hệ số sử dụng phân bón của cà phê vối trên đất bazan (Bảng 2.5).
Bảng 2.5. Hệ số sử dụng phân bón (N - P2O5 - K2O) của cà phê vối thời kỳ kinh doanh trên đất đỏ bazan
Loại phân Hệ số sử dụng (%)
Đạm (N) 33 - 43
Lân (P2O5) 3 - 7 Kali (K2O) 35 - 48
Trên đất đỏ bazan ở Tp Buôn Ma Thuột, bón cho cà phê vối 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O/ha, hiệu lực sử dụng SSP (super lân đơn chứa 17 - 18 % P2O5 + 12 % S) đạt 4,8 - 7,9 kg nhân/kg P2O5 [12]. Cũng trên loại đất này, bón 300 kg N + 100 kg P2O5 + 300 kg K2O /ha không bón phân chuồng hiệu lực đạt 9,2 kg nhân/ kg N; 18,7 kg nhân/ kg P2O5; 8,8 kg nhân/kg K2O. Khi có bón phân chuồng hiệu lực đạt 8,0 kg nhân/ kg N; 17,1 kg nhân/ kg P2O5; 7,5 kg nhân/kg K2O, hiệu lực của phân chuồng trên nền bón các loại phân đa lượng đạt 14-54 kg nhân/tấn phân chuồng. (Bùi Huy Hiền và cộng sự, 2006).
Như vậy nhưng kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đều cho thấy hệ số và hiệu suất phân bón của cà phê rất thấp. Hiện nay, ở nước ta tình trạng người sản xuất sử dụng phân bón một cách lạm dụng, không tuân thủ quy trình kỹ thuật đã gây mất cân bằng dinh dưỡng, ô nhiễm nguồn đất, nước. Theo thống kê từ năm 1985 đến nay cho thấy, diện tích gieo trồng ở nước ta chỉ tăng khoảng 60 % nhưng lượng phân bón tiêu thụ tăng tới 500 %. Hiện nay, do bón phân vô cơ mang lại hiệu quả cao nên rất nhiều vấn đề liên quan đến phân bón được đặt ra cần phải nghiên cứu, đặc biệt là nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón. Cà phê là một trong những cây trồng cần nhiều dinh dưỡng để tạo năng suất, việc nghiên cứu các công thức phân bón phù hợp nhằm tăng năng suất và hiệc suất sử dụng phân bón là một trong những vấn đề cấp thiết hiện nay. 2.5. NHỮNG THÁCH THỨC CHÍNH VỚI CÂY CÀ PHÊ CỦA VIỆT NAM
* Những thách thức chính đối với sản xuất cà phê:
- Diện tích cây cà phê trên 20 năm tuổi cần tái canh lên đến 30 %. Nếu không triển khai kịp thời chương trình tái canh thì trong 10 năm có thể lên đến 50 % và Việt Nam sẽ mất vị trí là nước cung cấp cà phê nhân thứ 2 thế giới. Cơ cấu giống cà phê vối Robusta chiếm 92,9 %, diện tích cà phê chè chiếm 6 %.
- Chất lượng cà phê xuất khẩu chưa ổn định, phần lớn xuất khẩu cà phê nhân chưa qua chế biến sâu. Sản xuất cà phê tuy lớn nhưng phân bố manh mún, sản xuất quy mô nhỏ cho nửa triệu hộ nông dân phân tán, khó cho việc đầu tư kỹ thuật trồng trọt và chế biến.
- Sử dụng nước tưới không tiết kiệm, nhiều hộ tưới vượt quy trình tưới khoảng 600 - 700 m2 trên vụ (quy trình tưới 2.000 - 2.500 m3/vụ) gây lãng phí nước tưới và khai thác nước ngầm triệt để, nguy cơ thiếu nước tưới ngày càng lớn. - Chưa xây dựng chương trình nghiên cứu vấn đề biến đổi khí hậu và môi trường tác động đến ngành cà phê Việt Nam.
- Chưa phát triển chế biến cà phê cho sản phẩm có giá trị gia tăng cao, nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh.
* Những hạn chế chính trong việc sử dụng phân bón cho cà phê vùng Tây Nguyên
Sản xuất cà phê phụ thuộc vào việc sử dụng phân bón, đặc biệt phân bón hóa học là tất yếu. Tuy nhiên, thực tế cho thấy có sự thay đổi theo thời gian và giá cả thị trường hàng năm, tổng hợp các kết quả điều tra theo thời gian như sau:
Lê Ngọc Báu, (1997) khi điều tra trên các nông hộ sản xuất cà phê có năng suất bình quân > 5 tấn nhân/ha ở các tỉnh Tây Nguyên (Gia Lai, Đắk Lắk, Kon Tum) cho rằng mức bón kali mà người dân thường sử dụng là khá cao từ 400 - 500 kg K2O/ha gấp từ 2 đến 2,5 lần so với quy trình. Kết quả thí nghiệm được thực hiện ở Tây Nguyên khi bón kali tăng gấp 2 đến 3 lần so với quy trình thì năng suất không tương quan thuận với lượng kali bón vào nữa, nhưng cũng không ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển của cây cà phê.
Điều tra hiện trạng sử dụng phân bón của nông dân trồng cà phê tại Đắk Lắk tác giả Trương Hồng và cộng sự (2000) nhận định: Lượng phân bón hóa học nông dân sử dụng để bón cho cà phê rất cao, mức món đạm từ 180 đến 1.410 kg N, lân từ 25 đến 600 kg P2O5 và kali từ 64 đến 720 kg K2O/ha; mức trung bình là: 501 kg N, 271 kg P2O5 và 311 kg K2O/ha.
Kết quả điều tra khảo sát Trương Hồng (2009) trên 300 hộ nông dân trồng cà phê cho thấy 7 trong tổng số 15 nguyên nhân cần quan tâm theo thứ tự giảm dần như sau: (i) xói mòn > (ii) thời tiết > (iii) thời kỳ bón, kỹ thuật bón > (iv) sâu bệnh > (v) cỏ dại > (vi) thiếu nước > (vii) bón nhiều phân đạm.
Nguyễn Văn Quảng và cộng sự, (2013) điều tra tình hình sử dụng phân bón cho cà phê vối của người dân 5 huyện tại Lâm Đồng cho thấy trung bình là 478,77 kg N + 351,45 kg P2O5 và 250,82 K2O ha/năm.
Điều tra của Trương Hồng và cộng sự, (2013) lượng phân bón đa lượng mà nông dân sử dụng cho cà phê của 5 tỉnh Tây Nguyên trung bình: 389 kg N - 158 kg P2O5 - 324 K2O ha/năm; riêng Đắk Lắk nông dân bón: 382 kg N - 197 kg P2O5 - 312 K2O ha/năm.
Dựa vào các kết quả nghiên cứu, thực trạng sử dụng phân bón xác định được nguyên nhân gây thất thoát phân vô cơ gồm:
(i). Bón lượng phân quá cao so với nhu cầu của cây. Việc bón lượng phân lớn, nếu gặp điều kiện thời tiết không thuận lợi kết hợp với kỹ thuật bón không đúng thì lượng phân mất càng lớn. Đây là nguyên nhân chủ đạo làm thất thoát phân bón vô cơ, dẫn đến hiệu quả sử dụng phân không cao, tăng chi phí đầu tư.
(ii) Bón phân không đúng kỹ thuật (không lấp, bón không theo tán cây, bón trước mưa) khi gặp trời nắng hoặc mưa lớn thì thất thoát do bốc hơi hoặc do xói mòn rửa trôi là đáng kể, đặc biệt là trên đất dốc.
(iii) Quản lý sâu bệnh hại không tốt (rệp sáp, bệnh rỉ sắt, nấm hồng, thối rễ...) làm cho cà phê bị ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển, đặc biệt là rễ cà phê bị bệnh thì việc bón phân vô cơ sẽ không mang lại hiệu quả vì vậy gây thất thoát đáng kể.
Thực tế cho thấy, phân bón là một trong những yếu tố quan trọng góp phần đưa năng suất cà phê Việt Nam lên tầm cỡ thế giới. Song phân bón chiếm hơn 30 % tổng đầu tư vật tư đầu vào hàng năm trong sản xuất. Việc hạ giá thành sản xuất, trong đó có vấn đề nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón nhằm giảm vật tư đầu vào để duy trì sự tồn tại của ngành và hướng đến có lãi là một việc làm cần thiết.
Từ những hạn chế trên, việc nghiên cứu xác định và nâng cao hiệu suất sử dụng phân bón và xây dựng được công thức NPK thích hợp, chuyên dùng có hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ sử dụng nhằm nâng cao năng suất, hiệu quả đầu tư của người dân là điều cần thiết. “Xác định hiệu suất sử dụng phân bón NPK cho giống cà phê vối trong thời kỳ kinh doanh tại tỉnh Đắk Lắk”.
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Loại đất: đất bazan
- Cây trồng: cà phê Robusta thời kỳ kinh doanh - Địa điểm nghiên cứu: tỉnh Đắk Lắk
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Điều tra, tổng hợp, thu thập tài liệu về quy trình canh tác và hiện trạng sử dụng phân bón cho cà phê tại Đắk Lắk.
- Quan trắc phản ứng của cây cà phê với thực tế sử dụng phân bón của nông dân (30 vườn).
- Xác định yếu tố hạn chế chính về dinh dưỡng đa lượng, hiệu quả nông học và hiệu suất sử dụng N, P, K đối với cà phê.
Nội dung công thức thí nghiệm
Công thức Nội dung công thức CT1 NPK (bón đầy đủ)
CT2 NP (bón thiếu K) CT3 NK (bón thiếu P) CT4 PK (bón thiếu N)
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Sơ đồ thực hiện
2. Thực nghiệm đồng ruộng:
i. Quan trắc phản ứng của cây đối với thực tế sử dụng phân bón của
nông dân;
ii. Thí nghiệm đồng ruộng
1. Điều tra, tổng hợp:
Điều tra thực tế sản xuất, tổng hợp tài liệu về tình hình sử dụng
phân bón và nhu cầu dinh dưỡng của cây cà phê
3. Xây dựng công thức phân bón chuyên dùng
3.3.1. Nội dung 1: Điều tra, tổng hợp, thu thập tài liệu về quy trình canh tác và hiện trạng sử dụng phân bón cho cà phê tại Đắk Lắk và hiện trạng sử dụng phân bón cho cà phê tại Đắk Lắk
- Điều tra, phỏng vấn trực tiếp các hộ dân, doanh nghiệp kinh doanh phân bón, công ty trồng cà phê, tổng phiếu điều tra 100 phiếu. Các thông tin được thu thập bao gồm: giống, năng suất, chế độ phân bón theo từng thời kỳ sinh trưởng phát triển của cà phê kinh doanh.
- Đối chiếu kết quả điều tra với các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về nhu cầu dinh dưỡng; liều lượng, tỷ lệ, dạng phân bón theo từng giai đoạn sinh trưởng nhằm tìm ra các yếu tố hạn chế trong sử dụng phân bón cho cà phê tại Đắk Lắk.
- Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn có sự tham gia (PRA, RRA) sẽ được áp dụng trong quá trình khảo sát. Các cuộc tham vấn với cán bộ địa phương của tỉnh bao gồm lãnh đạo các ban ngành của huyện, cán bộ cấp xã, cán bộ khuyến nông, cán bộ phòng NN&PTNT, tiến hành thu thập các thông tin, số liệu thứ cấp về hiện trạng sản xuất cà phê tại Đắk Lắk.
- Tổng hợp được hiện trạng sử dụng phân bón (loại, dạng, lượng và kỹ thuật bón) và thông tin phân bón trên thị trường làm cơ sở cho việc xây dựng công thức đối chứng cho các thí nghiệm, xác định những yếu tố hạn chế trong việc sử dụng phân bón cho cà phê.
- Khảo sát, trao đổi với nông dân trực tiếp trên thực địa về các mô hình bón phân theo các cấp độ thâm canh khác nhau theo phương pháp trực quan.
* Chỉ tiêu điều tra (Phụ lục kèm theo)
- Giống cà phê, năm trồng; - Phân bón:
+ Phân hóa học: loại phân, lượng bón, thời kỳ bón...; + Phân hữu cơ: loại phân, lượng bón, thời kỳ bón...; - Năng suất, hiệu quả đầu tư của phân bón.
3.3.2. Nội dung 2: Quan trắc thực tế sử dụng phân bón và năng suất trên các vườn của nông dân
- Tiến hành quan trắc 30 vườn theo 3 mức đầu tư khác nhau (thấp, trung bình, cao) trong thời gian 1 năm.
(i) Chủng loại, lượng, tỷ lệ các loại phân bón và thời kỳ bón;
(ii) Lấy mẫu lá vào các thời kỳ: trước khi bón phân đầu vụ, ra hoa, phát triển quả và thu hoạch; lấy mẫu quả khi thu hoạch và phân tích các chỉ tiêu (N, P, K) tổng số.
(iii) Năng suất tại các vườn.
Chỉ tiêu theo dõi:
* Dinh dưỡng trong lá cà phê:
Các mẫu lá cà phê trên cùng vị trí lấy mẫu đất. Chọn lá thứ 4 trên đỉnh cành xuống, trên cành ở lớp giữa tán cây. Lá cà phê sẽ được lựa chọn vào các thời kỳ: trước khi bón phân đầu vụ, ra hoa, phát triển quả và thu hoạch; lấy mẫu quả khi thu hoạch. Mỗi thời kỳ lấy mẫu tại 30 vườn.
Chỉ tiêu Phương pháp Mã số phương pháp
N tổng số P tổng số K tổng số Keljdalh So màu Quang kế ngọn lửa 10TCN 451-2001 10TCN 453-2001 10TCN 454-2001
3.3.3. Nội dung 3: Xác định yếu tố hạn chế chính về dinh dưỡng đa lượng, hiệu quả nông học và hiệu suất sử dụng N, P, K đối với cà phê hiệu quả nông học và hiệu suất sử dụng N, P, K đối với cà phê
- Công thức thí nghiệm: