CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3. Một số nghiên cứu về biện pháp cải tạo và bảo vệ đất trồng cây ăn quả
1.3.1. Biện pháp phục hồi, cải tạo và bảo vệ đất trồng cây ăn quả trên Thế giới
là nâng cao độ phì, bảo vệ sức khỏe của đất. Chiến lƣợc quản lý và phịng chống thối hóa đất trong thế kỷ 21 là làm giàu và bảo vệ chất hữu cơ bằng các biện pháp che phủ tối đa, đa dạng hóa cây trồng, phát triển hệ thống rễ thực vật để nuôi vi sinh vật đất, làm già hóa hệ sinh thái đất bằng cách bổ sung thêm các chế phẩm vi sinh vật có ích, tránh làm mất đất q mức.
Một số biện pháp bảo vệ và nâng cao khả năng tích lũy chất hữu cơ trong đất trồng cam là làm đất tối thiểu, bổ sung thêm phân bón hữu cơ, trồng cây che phủ bảo vệ đất phịng chống xói mịn rửa trơi hoặc áp dụng các biện pháp cắt cỏ hợp lý. Theo Michel Robert (2001), hiệu quả tích lũy chất hữu cơ đất khi sử dụng 20 tấn phân compost/ha đất canh tác là 0,2 đến 0,5 tấn các bon đƣợc tích lũy lại [47].
Franca và cộng sự (2007) đã chứng minh rằng, các vƣờn cây có múi đƣợc quản lý theo lối canh tác hữu cơ đều có sự hoạt động sinh học đất, sự phong phú của nấm rễ AMF (Asbuscalar Mycorrhiza Fungi) và đa dạng loài cao hơn so với đất thâm canh truyền thống. Chính vì vậy, trong các chính sách quản lý đất trồng cây có múi ở Châu Âu và Địa Trung Hải đã yêu cầu bổ sung các loại phân compost, phân hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh, tàn dƣ thực vật vào đất [40].
Theo Bieleski (1973), AMF có thể làm tăng khả năng hấp thụ bề mặt có hiệu quả của thực vật chủ đến 10 lần do khả năng mở rộng diện tích tiếp xúc và chiều dài rễ. Ngồi ra, AMF cịn có khả năng bảo vệ thực vật chủ chống lại các tác nhân gây bệnh. Schoenbek (1978) đã tiến hành nghiên cứu một loạt các bệnh vùng rễ ở thực vật cộng sinh với AMF và đi đến kết luận AMF có khả năng ngăn chặn tốt các bệnh vùng rễ (Fusarium, tuyến trùng,..) [34,52].
Bên cạnh biện pháp canh tác, phát huy vai trò của vi sinh vật bản địa thì giải pháp sử dụng các biện pháp sinh học trong bảo vệ thực vật cũng có nhiều ƣu điểm nhƣ có tác dụng lâu dài, ít độc hại tới môi trƣờng, bảo vệ đa dạng sinh học,.. Một trong những biện pháp sinh học hay đƣợc sử dụng là dùng vi sinh vật để cải tạo đất. EM (Efecticve Microorganism) là chế phẩm sinh học tập hợp các vi sinh vật có ích, sống cộng sinh trong cùng một môi trƣờng do giáo sƣ ngƣời Nhật Teruo Higa – giảng viên đại học Tổng hợp Okinawa tạo thành. Chế phẩm EM bao gồm 87 loại vi sinh vật khác nhau, trong đó có 5 nhóm chính: vi khuẩn lên men lactic; vi khuẩn lên men rƣợu; vi khuẩn quang hợp; xạ khuẩn và nấm men. Năm nhóm vi khuẩn này có khả
năng tạo ra một số axitamin tự do, axit hữu cơ, vitamin hòa tan trong nƣớc, kháng sinh và các hormon tự nhiên. Khi các vi khuẩn này đƣợc sử dụng trong trồng trọt, chăn nuôi sẽ tạo ra mối liên kết nhằm khống chế các vi khuẩn có hại và kích thích các vi khuẩn có lợi đối với vật nuôi và cây trồng [15]. Các nhóm vi sinh vật trong chế phẩm EM gồm cả kỵ khí và hiếu khí, chúng tạo ra một hệ thống vi sinh thái, cộng sinh với nhau, phát huy nhiều loại tác dụng hỗ trợ lẫn nhau. Chế phẩm EM đƣợc áp dụng vào thực tiễn từ đầu năm 1980. Hiện nay, công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nƣớc khác nhau trên nhiều lĩnh vực.
Tháng 10 năm 1989, tại Thái Lan đã tổ chức Hội nghị Quốc tế lần thứ nhất về Nông nghiệp Thiên nhiên cứu thế và nông nghiệp EM. Các nhà khoa học đã thảo luận về giá trị của công nghệ EM và tăng cƣờng sử dụng nó. Nhờ vậy mạng lƣới Nơng nghiệp Thiên nhiên Châu Á - Thái Bình Dƣơng (APNAN) đƣợc thành lập, là một tổ chức phi chính phủ với mục đích thúc đẩy việc nghiên cứu, phát triển và tiến hành áp dụng thực tiễn các giải pháp công nghệ với Nông nghiệp thiên nhiên gắn với công nghệ VSV hữu hiệu EM (Phạm Kim Hoàn, 2008). Tại hội nghị này có nhiều báo cáo khoa học về nghiên cứu ứng dụng của EM đối với Nông nghiệp nhƣ: Báo cáo của T. Higa và G.N Wididana - Trƣờng đại học Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản về khái niệm và giả thuyết của EM (Higa, Wididana, 1989). Báo cáo của D. N. Lin - Trung tâm nghiên cứu canh tác tự nhiên của Hàn Quốc về hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất lúa (Lin, 1989). Báo cáo của S. Panchaban - Trƣờng đại học Khon Kaen, Thái Lan về hiệu quả của EM đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất ngô (Panchaban, 1989) (Dẫn theo Hồ Nguyên Kha (2005)) [15].
Đối với cây có múi, theo Paschoal và cộng sự (1996), sau khi đƣợc xử lý với EM, chất hữu cơ và catrion trao đổi trong đất tăng lên rõ rệt [50].
Theo Ahmad và cộng sự (1993), sử dụng EM cho các cây trồng nhƣ lúa, lúa mì, bơng, ngơ và rau ở Pakistan làm tăng năng suất các cây trồng. Năng suất lúa tăng 9,5%, bơng tăng 27,7%. đặc biệt, bón kết hợp EM-2 và EM-4 cho ngô làm tăng năng suất lên rõ rệt [27].
Bón EM-4 cho lúa, mía và rau đã làm tăng hàm lƣợng chất dễ tiêu ở trong đất. Hàm lƣợng nitơ dễ tiêu tăng 2,2% khi bón kết hợp NPK + EM-4 [61].
đƣợc thành lập ở thành phố Ipeua để nghiên cứu, phát triển các phƣơng pháp ứng dụng công nghệ EM. EM đƣợc áp dụng ở nhiều nơi và đem lại những kết quả rất tốt. Sau một năm sử dụng EM cho cây rau diếp, độ chặt của đất giảm, sản lƣợng rau diếp tăng trung bình từ 750 – 1.350 hộp mỗi ngày trong thời gian thu hoạch, việc sử dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu giảm hơn 95%, độ phì nhiêu của đất tăng và sâu bệnh giảm. Việc sử dụng chế phẩm EM giúp tăng năng suất cây trồng, giảm chi phí sản xuất, cải thiện chất lƣợng đất, bảo vệ môi trƣờng [55].
Ở Trung Quốc, các nhà khoa học tìm hiệu một số chất dinh dƣỡng tồn tại trong đất khi bón phân hóa học và bón phân hữu cơ truyền thống. Kết quả cho thấy, hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng trong đất khi bón chế phẩm EM kết hợp phân hữu cơ cao hơn so với khi bón phân hữu cơ truyền thống, cao hơn hoặc tƣơng đƣơng khi bón phân hóa học.
Bảng 1.5. Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong đất
Loại OM Nts Ndễ tiêu P2O5dt K2Odt C/N (%) mg/100g đất
Phân hữu cơ 0,50 0,04 4,03 0,48 8,52 8,05 Phân hóa học 1,41 0,07 6,49 6,07 23,50 12,58 Phân hữu cơ + EM 1,59 0,08 7,12 5,45 26,39 12,30
(Nguồn: Li Zhen Gao và cộng sự, [46])
Khi nghiên cứu ảnh hƣởng cử EM đến năng suất cây trồng: Li Zhen Gao và cộng sự đã chỉ ra: EM có ảnh hƣởng rõ rệt đến sự sinh trƣởng và phát triển của cây đậu tƣơng. Bón kết hợp phân hữu cơ và EM làm tăng năng suất đậu tƣơng 13,7% so với bón phân vơ cơ. Với cây lúa: Sử dụng EM năng suất đạt 5787,5kg/ha, sử dụng phân vô cơ năng suất đạt 2353,5 kg/ha. Với cây chè: năng suất và phẩm chất chè tăng cao khi phun dịch EM, cải thiện hàm lƣợng nƣớc trong búp chè [46].
Ở Hàn Quốc: EM sử dụng cho cây lúa làm tăng chiều cao và năng suất lúa. Việc sử dụng 300 kg EM bokashi/1000m2, lƣợng thóc thu hoạch đƣợc là 54 9kg, tăng 1 6kg so với mức trung bình là 475kg. Sử dụng EM kết hợp phân hữu cơ bón cho cây đậu tƣơng làm năng suất tăng 13,7$ so với bón phân hóa học [48].
Bảng 1.6. Kết quả sử dụng chế phẩm EM so với bón phân hữu cơ và phân hóa học cho cây đậu tƣơng
P chất khơ P 1000 hạt Năng suất Ptƣới
Số thực Tăng so ĐC
Phân hóa học 629,40 215 4680 71,3 Phân hữu cơ 730,70 221 5001 6,9 83,5 Phân hữu cơ + EM 824,00 217 5320 13,7 132,00
(Nguồn: Moon Yun Hee và cộng sự [48])
Nhƣ vậy, qua các kết quả nghiên cứu về EM của các nƣớc trên thế giới có thể thấy chế phẩm EM đã và đang đƣợc sử dụng rộng rãi, mang lại những kết quả tốt trong nông nghiệp.
1.3.2. Biện pháp phục hồi, cải tạo và bảo vệ đất trồng cây ăn quả ở Việt Nam
Theo Võ Thị Gƣơng và cộng sự (2009), bón phân hữu cơ bùn bã mía có bổ sung vi sinh vật Trichoderma với lƣợng 2 kg trên mỗi gốc cam, bƣởi kết hợp với sử dụng phân vơ cơ khống cân đối đã giúp cải thiện hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất, tăng lân dễ tiêu, tăng CEC và tỷ lệ phần trăm bazơ bão hòa, tăng Ca và Zn trao đổi, tƣng độ bền, giảm độ chặt của đất và tăng hoạt động của vi sinh vật đất, kết quả là tăng năng suất và chất lƣợng cam [10].
Bên cạnh các việc tăng cƣờng bổ sung phân hữu cơ, phân hữu cơ vi sinh cho đất trồng cam thì hiện nay, cây lạc dại (Arachis Pintoi) còn đƣợc trồng rải rác ở các vƣờn cây ăn quả trong cả nƣớc để che phủ, cải tạo và bảo vệ đất. Lạc dại có khả năng bảo vệ đất, chống xói mịn, rửa trơi, mất dinh dƣỡng, đẩy lùi cỏ dại và bệnh hại cây trồng, tăng khả năng giữ ẩm, cố định cacbon, nitơ và cải thiện cấu trúc đất. Bên cạnh đó, do cây có hệ rễ cọc ăn sâu vào trong đất nên có thể hút thu đƣợc các chất dinh dƣỡng khoáng ở tầng sâu, làm tăng chu trình tái tuần hồn dinh dƣỡng đất. Theo Trần Thị Tuyết Thu và Nguyễn Văn Toàn (2014), thành phần các chất trong lạc dại ở mức cao so với các vật liệu che phủ khác nhƣ tế guột và cành lá chè đốn. Trong đó, hàm lƣợng C 50,34%, Nts 1,82%, P2O5ts 0,74%, K2O 2,30%, CaO 2,35%, MgO 0,74%, tỷ lệ C.N 277,70, tổng hàm lƣợng polysacarit là 54,27%, trong đó hemixenlulo 4,38%, xenlulo 22,75%, lihin 27,14%. Cũng theo một nghiên cứu khác
của Trần Thị Tuyết Thu và nnk (2014), trồng lạc dại và cắt sinh khối vùi vào đất là biện pháp tốt nhất nhằm nâng cao hàm lƣợng và chất lƣợng chất hữu cơ, cũng nhƣ thành phần các nhóm vi sinh vật đất trong trồng chè ở xã Phú Hộ (Phú Thọ), đặc biệt là khi đƣợc kết hợp tƣới giữ ẩm làm tăng hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất từ 2,75% trƣớc thí nghiệm lên 3,25% sau 2 năm và 3,64% sau 3 năm thí nghiệm. Trong khi ở đất không vùi lạc dại, hàm lƣợng chất hữu cơ giảm đi tƣơng ứng từ 2,75% xuống còn 2,58% sau 2 năm và 2,45% sau 3 năm thí nghiệm. Chất lƣợng mùn đất đã đƣợc cải thiện tốt hơn thông qua sự tăng mạnh tỷ số axit humic/fulvic [6,22].
Năm 2012, Nguyễn Thị Kim Liên và cộng sự đã tiến hành phân lập và định danh các loài AMF ở mẫu đất và rễ cam ở vùng Quỳ Hợp, Nghệ An. Kết quả đã phân lập đƣợc 16 loài AMF thuộc 6 chi Acaulospora, Entrophospora, Glomus, Sclerocystic, Glomites và Gigaspora [16]. Khi tiến hành nghiên cứu về AMF trong đất trồng bƣởi đặc sản Đoan Hùng, các tác giả Nguyễn Văn Sức, Bùi Quang Xuân, Nguyễn Viết Hiệp và Nguyễn Thị Nga (2005) đã thu đƣợc kết quả AMF có mặt trong tất cả các mẫu thu thập đƣợc tuy nhiên tỷ lệ xâm nhiễm thấp chỉ đạt mức 3/5 (hay 26% theo thang đánh giá của Hatley, 1982), khả năng nảy mầm của các bào tử nấm rễ bƣởi thấp (chỉ đạt 16%) [20].
Việc sử dụng vi sinh vật có ích trong phục hồi đất cũng đã có nhiều nghiên cứu. Chế phẩm EM đƣợc đƣa vào Việt Nam tháng 6 năm 1997, nhiều cơ quan khoa học, cơ sở khoa học sản xuất, nghiên cứu, thử nghiệm và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Năm 1998, Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trƣờng đã quyết định cho thực hiện đề tài độc lập cấp Nhà nƣớc: "Nghiên cứu thử nghiệm và tiếp thu công nghệ EM trong các lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi trƣờng" từ năm 1998 - 2000 do GS.TS Nguyễn Quang Thạch làm chủ nhiệm. Đề tài đã đánh giá độ an toàn của chế phẩm EM, xác định thành phần biến động số lƣợng và đặc tính của chế phẩm EM, hiệu quả của EM trong xử lý rác thải, vệ sinh môi trƣờng, trong trồng trọt và chăn ni [21]. Từ đó đến nay đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ EM ở nhiều Viện, Trung tâm, các Tỉnh thành nhất là trong lĩnh vực môi trƣờng. EM5 đƣợc phun cho cây ăn quả (nhãn, táo, hồng,.), cây ít sâu bệnh, chồi mọc nhanh, đẹp hơn, đậu quả tốt hơn [19]. Viện Sinh học Nông nghiệp ĐH Nông nghiệp Hà Nội đã
nghiên cứu chế phẩm EMINA (Effective Microorganisms of Institute of
Agrobiology) ứng dụng trên nhiều lĩnh vực nhƣ: môi trƣờng, nông nghiệp. Theo
Phạm Thị Kim Hoàn khi tiến hành nghiên cứu khả năng ứng dụng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EMINA trong sản xuất khoai tây tại tỉnh Thái Bình đã thu đƣợc kết quả rất khả quan. Khi xử lí củ giống bằng dung dịch EMINA trƣớc khi trồng đã có tác dụng tích cực với sinh trƣởng, phát triển, năng suất cũng nhƣ chất lƣợng làm giống của khoai tây. Năng suất tăng từ 4,8% đến 22,2%, giảm bệnh vàng lá do nấm Fusarium sp. Sử dụng tổng hợp các biện pháp xử lí củ giống trƣớc khi trồng, phun lên lá bằng dung dịch EMINA thứ cấp nồng độ 1‰ và bón lót 50% Bokashi và 50% phân chuồng trong mơ hình đã làm tăng năng suất 25,8% và hiệu quả kinh tế thu đƣợc gấp 2,27 lần so với đối chứng. Bên cạnh đó, sử dụng EM cho giống lúa CR 203 cấy vụ xuân 1997 đã rút ngắn thời gian sinh trƣởng từ 5 -12 ngày, tăng năng suất từ 290 -490 kg.ha so với đối chứng, hạn chế sâu bệnh – nhất là bệnh lúa vàng, cho lãi cao hơn đối chứng từ 528.000 – 1.407.000 đồng [30].