CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. XÂY DỰNG THANG DINH DƯỠNG KHOÁNG QUA LÁ CHO CAO SU
Xây dựng thang dinh dưỡng khoáng qua lá vừa là công cụ vừa là mục tiêu của phương pháp bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng. Thang dinh dưỡng khoáng đã được xây dựng cho cây cam (Lê Đình Sơn, 1993 [38]), cây cà phê (Nguyễn Văn Sanh, 2009 [36]) và nhiều loại cây trồng khác và đã được ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, đưa lại hiệu quả to lớn.
Đối với cây cao su, trên thế giới nhiều nhà khoa học cũng đã nghiên cứu và áp dụng thang dinh dưỡng khoáng trong bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng như Beaufils E. R., Polinère J. P. (1972) [79], Pushparajah E. (1994) [104]; trong nước, Ngô Thị Hồng Vân và cộng sự (2005) [65] cũng đã đưa ra thang dinh dưỡng khoáng qua lá cho cây cao su nhiều dòng vô tính cho cả thời kỳ kiến thiết cơ bản và thời kỳ kinh doanh.
Đặc điểm chung của các thang dinh dưỡng khoáng này là đều sử dụng 3 dưỡng chất thiết yếu là hàm lượng N, P, K có trong lá cây và sử dụng công thức dựa trên giá trị trung bình và độ lệch chuẩn để thiết lập thang dinh dưỡng khoáng.
Cơ sở khoa học để xây dựng thang dinh dưỡng khoáng qua lá là thông qua việc điều tra, kháo sát đánh giá tình trạng vườn cây và phân tích các mẫu đất, mẫu lá tương ứng, sau khi có kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng trong lá của các loại hình vườn cây, thang dinh dưỡng khoáng được xây dựng dựa trên các mức: Rất thiếu: <x - 2δ, thiếu:x - 2δ →x - δ, trung bình:x - δ →x + δ, tối ưu:x + δ →x + 2δ, thừa:
>x + 2δ. Trong đó:
x: Giá trị trung bình của hàm lượng dưỡng chất (N, P, K), tính bằng % δ: Độ lệch chuẩn của mỗi đại lượng x
Từ số liệu ở Bảng 3.13 ta có các giá trị:xN = 3,19,xP = 0,25,xK = 1,00 và N = 0,36, P = 0,04, K = 0,23 để thiết lập thang dinh dưỡng khoáng trên lá cao su tiểu điền thời kỳ kinh doanh (dòng vô tính RRIM600) ở Quảng Trị vào đầu mùa mưa hướng tới dinh dưỡng tối ưu để đạt được năng suất 1,5 – 2,0 tấn mủ khô/ha trong điều kiện có sử dụng chất kích thích mủ được thể hiện tại Bảng 3.16.
Bảng 3.16. Thang dinh dưỡng khoáng qua lá cao su kinh doanh ở Quảng Trị
Chất dinh dưỡng
Mức độ chất dinh dưỡng trong lá cao su (% chất khô) Rất thiếu Thiếu Trung bình Tối ưu Thừa N < 2,47 2,47 - 2,83 2,84 - 3,55 3,56 - 3,91 > 3,91 P < 0,17 0,17 - 0,21 0,22 - 0,29 0,30 - 0,33 > 0,33 K < 0,54 0,54 - 0,77 0,78 - 1,23 1,24 - 1,46 > 1,46 Dùng mức thang dinh dưỡng này so với các mức dinh dưỡng trong lá mà các tác giả đã công bố trước đây thì:
- Đầy đủ các mức theo hệ thống bậc thang từ rất thiếu đến thừa theo hàm phân bố chuẩn cho các chỉ tiêu N, P, K nên khi phân tích lá của bất kỳ lô thửa nào ta cũng có thể so với thang chuẩn và biết được dinh dưỡng của vườn cây mà điều khiển bón phân cho hợp lý.
- Đưa ra mức tối ưu hợp lý hơn so với giá trị thích hợp mà các tác giả khác đã đưa ra như Pushparajah E. (1972, 1994) [104] đưa ra 4 mức: Thấp, vừa, cao, rất cao nhưng mức vừa lại quá hẹp (N = 3,3 – 3,7%, P = 0,20 – 0,25%, K = 1,35 – 1,65%), Hua Yuagang (2012) [73] thì chỉ đưa ra 3 mức: Thiếu quá mức, bình thường, dồi dào, trong đó mức bình thường cũng rất hẹp (N = 3,2 – 3,4%, P = 0,21 – 0,23%, K = 0,9 – 1,1%) nên rất khó điều khiển bón phân.
- Thang dinh dưỡng này so với thang dinh dưỡng của tác giả Ngô Thị Hồng Vân và cộng sự (2005) [65] thì phù hợp, tuy nhiên thang dinh dưỡng theo nghiên cứu của Ngô Thị Hồng Vân cũng không có mức tối ưu, bên cạnh đó do sự khác biệt về đất đai, lập địa và chất lượng vườn cây giữa cao su đại điền với tiểu điền nên các giá trị N, P, K của thang dinh dưỡng trong lá cao su Quảng Trị thấp hơn so với kết quả nghiên cứu ở miền Đông Nam Bộ của tác giả Ngô Thị Hồng Vân.
- Trước đây các tác giả khác chưa tính đến điều kiện có sử dụng chất kích thích mủ, đây là lần đầu nghiên cứu xác lập thang dinh dưỡng khoáng qua lá cho cây cao su tiểu điền kinh doanh trong điều kiện có sử dụng chất kích thích mủ.
3.4. THIẾT LẬP HỆ THỐNG TÍCH HỢP CHẨN ĐOÁN VÀ KHUYẾN CÁO (DRIS) ĐỂ CHẨN ĐOÁN DINH DƯỠNG CHO CAO SU Ở QUẢNG TRỊ
Khi thang dinh dưỡng khoáng được xây dựng, nhìn vào đó ta có thể thấy được các mức thiếu, thừa của từng dưỡng chất N, P, K, tuy nhiên đó chỉ mới là mức thiếu, thừa tương đối của từng dưỡng chất riêng rẽ, bởi nó còn phụ thuộc vào hàm lượng của các dưỡng chất khác. Trong điều kiện môi trường đồng nhất cây trồng hút các cation cũng như anion trên cơ sở đương lượng và duy trì ở mức cân bằng. Do cân đối dinh dưỡng, khi bón ít đạm thì cây cũng hút ít lân và kali đi. Song do cân đối ion lại có thể thấy nồng độ K+ trong tế bào tăng thêm. Bón thêm đạm tỷ lệ K+ trong cây lại giảm đi có thể do đối kháng giữa i on NH4
+ với i on K+.
Nếu ta chỉ bón phân theo sự thiếu thừa trong thang dinh dưỡng khoáng thì mới chỉ là một nửa của phương pháp bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng, bởi vì căn cứ vào luật tối thiểu, năng suất cây trồng phụ thuộc vào yếu tố có ít nhất so với nhu cầu của cây (yếu tố hạn chế), nếu ta chỉ xét riêng rẽ từng dưỡng chất sẽ xuất hiện tình trạng yếu tố hạn chế xuất hiện luân phiên. Do đó phải xây dựng và áp dụng hệ thống DRIS có tính đến mối cân đối dinh dưỡng, đặc biệt có giá trị đối với mức năng suất cao, điểm mà ở đó cân bằng dinh dưỡng quyết định năng suất. DRIS cũng có thể chẩn đoán trong nhiều giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây, mức chất dinh dưỡng trong lá có thể được vận dụng cho từng cây bất chấp cây được trồng ở đâu và các chất dinh dưỡng giới hạn năng suất, dù thiếu hay thừa đều được xem xét như nhau và được sắp xếp theo thứ tự vai trò giới hạn năng suất của chính yếu tố ấy.
Trong quá trình vận dụng DRIS vào hầu hết các loại cây trồng từ cây cao su của Beaufils E. R. (1954 – 1973), cây cà phê của Jones C. A. (1981), Bataglia O. C., Santos W. R., Quaggio J. A. (2001 – 2004), cây mía của Sumner M. E. (1975) các nhà nghiên cứu không đánh giá việc thừa, thiếu dinh dưỡng dựa trên 1 nguyên tố mà dựa trên sự cân bằng của nhiều nguyên tố, để thấy rõ mỗi mức của nguyên tố này lại có mức cân đối của các nguyên tố khác (theo Vũ Hữu Yêm, 2012 [72]).
Mỗi mức N đòi hỏi một mức P và K cân đối tương ứng, sự cân đối ấy được thể hiện qua tỷ lệ giữa hàm lượng của chúng trong mô cây mà tỷ lệ cân đối thể hiện ra bên ngoài là năng suất vượt trội (tập hợp phụ có năng suất cao nhất).
Việc thiết lập sơ đồ DRIS trên cơ sở các tỷ lệ tối thích N/P, N/K, K/P theo năng suất để chẩn đoán dinh dưỡng và bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng cho cao su. Tại Quảng Trị, chúng tôi đã lọc trong kết quả điều tra, phân tích tương quan giữa các dưỡng chất trong lá N, P, K với năng suất để chọn ra các hộ có năng suất vượt trội so với mức
trung bình của tỉnh, từ 2,0 tấn mủ khô/ha trở lên (là tập hợp phụ có năng suất cao nhất) trong điều kiện có sử dụng chất kích thích mủ để lấy giá trị bình quân của N/P, N/K, K/P là giao điểm của 3 trục thiết lập nên sơ đồ DRIS, kết quả thể hiện ở Bảng 3.17.
Bảng 3.17. Tỷ lệ các nguyên tố đa lượng chính trong lá của tập hợp phụ có năng suất từ 2,0 tấn mủ khô/ha và năng suất cao su kinh doanh ở Quảng Trị
Địa điểm lấy mẫu N/P N/K K/P Năng suất (tấn/ha)
Xã Vĩnh Tân, Vĩnh Linh 13,75 2,85 4,82 2,5
Xã Gio An Gio Linh 13,26 3,02 4,39 2,0
Xã Gio An, Gio Linh 10,86 2,77 3,91 2,5
Xã Cam Chính, Cam Lộ 11,81 2,77 4,26 2,0
Xã Cam Chính, Cam Lộ 11,12 2,82 3,94 2,1
Xã Cam Chính, Cam Lộ 11,14 2,88 3,86 2,2
Bình quân 11,99 2,85 4,20 2,2
Xét trong điều kiện cao su tiểu điền ở Quảng Trị có chất lượng vườn cây thấp thì 2,0 tấn mủ khô/ha/năm là mức năng suất có thể nói là vượt trội mà các nhà vườn canh tác cao su tiểu điền quy mô nhỏ ở Quảng Trị đang hướng tới. Để đạt được mức năng suất này, ngoài các yếu tố bảo đảm như lập địa tốt, tuân thủ các biện pháp kỹ thuật, chất lượng vườn cây đồng đều, như đã phân tích ở phần trên, đây chính là các hộ dân sử dụng phân bón cân đối và hợp lý, kết hợp được phân khoáng tự trộn với phân chuồng hữu cơ trong quá trình canh tác.
DRIS được đánh giá là phương pháp tốt nhất cho phát hiện sự thừa hoặc thiếu dưỡng chất trong cây trồng, cho đến nay, hệ thống này đã được ứng dụng nhiều nơi trên thế giới trong nghiên cứu nhiều loại cây trồng: Mía, ngô, khoai tây, lạc, đậu nành, cam quýt, cà chua, cà phê,… Hiệu suất DRIS có thể được đánh giá qua khảo sát tương quan giữa chỉ số DRIS và nồng độ chất dinh dưỡng trong lá cũng như mối tương quan giữa năng suất và chỉ số cân bằng dinh dưỡng. Hệ thống DRIS tạo nhiều so sánh đa mức độ các chất dinh dưỡng cây trồng khác nhau và tổng hợp các so sánh này vào một loạt các chỉ số dinh dưỡng. Thang chỉ số DRIS có thể xác định nồng độ dinh dưỡng của cây trồng là dư thừa, đầy đủ hoặc thiếu hụt [79].
Sơ đồ DRIS được thiết lập dựa trên 3 trục: N/P, N/K, K/P mà điểm giao nhau trên từng trục tương ứng là 11,99 (N/P), 2,85 (N/K), 4,20 (K/P); ứng với giá trị trung bình của tập hợp phụ có năng suất cao nhất (từ Bảng 3.17).
P N/P N
K/P 15,59
N/K
5,46
13,79 3,71
4,83
3,28
11,99 K
K 4,20
2,85
3,57
2,42
10,19
2,00 2,94
K/P
N/K 8,39
N P
N/P
Hình 3.9. Sơ đồ DRIS chẩn đoán dinh dưỡng cho cao su kinh doanh ở Quảng Trị qua phân tích lá
Đối với N/P là từ 10,19 - 13,79 cân đối N và P , từ 13,79 - 15,59 thì hơi thừa N và hơi thiếu P , > 15,59 thì thừa N , thiếu P , từ 8,39 - 10,19 thì hơi thiếu N và hơi thừa P , < 8,39 thì thiếu N , thừa P
Đối với N/K là từ 2,42 - 3,28 cân đối N và K , từ 3,28 - 3,71 thì hơi thừa N và hơi thiếu K , > 3,71 thì thừa N , thiếu K , từ 2,00 - 2,42 thì hơi thiếu N và hơi thừa K , < 2,00 thì thiếu N , thừa K
Đối với K/P là từ 3,57 - 4,83 cân đối K và P , từ 4,83 - 5,46 thì hơi thừa K và hơi thiếu P , > 5,46 thì thừa K , thiếu P , từ 2,94 - 3,57 thì hơi thiếu K và hơi thừa P , < 2,94 thì thiếu K , thừa P
(Mũi tên cân bằng; mũi tên khuynh hướng thiếu, thừa; mũi tên thừa, thiếu)
Các giá trị trung tâm của sơ đồ này so với các tác giả trước đây như Hua Yuagang, 2012 [73] thì thấp hơn (theo Hua Yuagang, ngưỡng bình thường đối với lá cao su của tỷ lệ N/P là 14,8 – 15,1, của N/K là 3,1 – 3,6, K/P là 4,3 – 4,7), điều này được giải thích do cao su tiểu điền Quảng Trị có các giá trị hàm lượng dinh dưỡng N, P, K trong lá thấp hơn cao su đại điền các nơi khác.
Theo Vũ Hữu Yêm (2012) [72], tương tác giữa N và P xảy ra thông thường và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng chủ yếu là do hiệu ứng N làm tăng sự hút thu P bởi cây trồng. Cơ chế hiệu ứng N bao gồm: Tăng sự phát triển rễ; tăng cường khả năng hút thu và hoán vị P; tăng P hòa tan là kết quả của giảm pH đất đi kèm với khả năng hấp phụ NH4+. Với hầu hết cây trồng, N và K là những chất dinh dưỡng đa lượng đòi hỏi số lượng lớn nhất. Năng suất cây trồng cao đòi hỏi lượng lớn 2 chất dinh dưỡng này, tương tác có ý nghĩa về mặt kinh tế đối với cây cao su trong nâng cao sản lượng mủ thường đi kèm với sự điều chỉnh sự mất cân bằng của N và K. Ảnh hưởng của việc gia tăng bón N lên nồng độ K trong cây có liên quan đến khả năng sinh học vùng rễ.
Trường hợp hàm lượng kali trong đất cận biên hoặc giới hạn, sự gia tăng cung cấp N thường dẫn đến giảm nồng độ K trong cây do quan hệ đối kháng i on. Tuy nhiên, dưới điều kiện cung cấp K đầy đủ, bón N làm tăng thu hút K. Khi N thiếu hụt nghiêm trọng, thường là hút thu K kém đi mặc dù khả năng sinh học của K không giới hạn.
Đây cũng là công trình đầu tiên xây dựng sơ đồ chỉ số DRIS cho cây cao su tiểu điền kinh doanh trong điều kiện có sử dụng chất kích thích mủ trong quá trình khai thác, do đó cần có những nghiên cứu sâu hơn, rộng hơn, thực hiện những thí nghiệm, thử nghiệm cụ thể nhằm thiết lập sơ đồ DRIS trên cây cao su cho khu vực Bắc Trung Bộ ngày càng hoàn thiện hơn, áp dụng hiệu quả vào thực tế sản xuất.
Bón phân theo chẩn đoán dinh dưỡng dựa trên thang dinh dưỡng khoáng kết hợp với DRIS có 2 ưu điểm nổi bật mà các phương pháp khác không có được: Xác định được mức độ thiếu, thừa các dưỡng chất để bón phân hợp lý trong giai đoạn cây đang ở khoảng đói tiềm ẩn (hidden hunger), chưa biểu hiện triệu chứng thiếu ra ngoài hình thái và đánh giá việc thừa, thiếu dinh dưỡng dựa trên sự cân bằng của nhiều nguyên tố, cho thấy rõ mỗi mức của nguyên tố này lại có mức cân đối của các nguyên tố khác để điều khiển bón phân cân đối, hợp lý và hiệu quả.
3.5. THỬ NGHIỆM BÓN PHÂN THEO CHẨN ĐOÁN DINH DƯỠNG LÁ CHO CAO SU KINH DOANH Ở QUẢNG TRỊ
3.5.1. Nghiên cứu thử nghiệm thang dinh dưỡng khoáng qua lá kết hợp với DRIS để điều chỉnh lượng phân bón cho cao su kinh doanh ở huyện Gio Linh
3.5.1.1. Hiện trạng vườn cây thí nghiệm ở huyện Gio Linh
Thí nghiệm ở huyện Gio Linh được bố trí tại vuờn hộ ông Võ Đăng Lập, thôn An Nha, xã Gio An. Vườn có diện tích 7 ha được trồng cao su dòng RRIM 600 năm 2002 với mật độ trồng ban đầu 555 cây ha (hàng cách hàng 6 m, cây cách cây 3 m). Vườn cây hiện còn mật độ 495 cây/ha, mật độ cây cạo mủ là 450 cây/ha, cây phát triển khỏe mạnh, không sâu bệnh. Năng suất vườn cây năm 2012 (năm trước thí nghiệm) là 1,5 tấn mủ khô/ha. Năm 2012 vườn cây được bón phân phức hợp trộn sẵn nhãn hiệu Đầu Trâu, có tỷ lệ N:P:K là 20:10:15 (1:0,5:0,75) với lượng bón 400 kg/ha (tương đương 80 kg N, 40 kg P2O5 và 60 kg K2O/ha) có bón bổ sung 3 tấn phân chuồng. Đây là lượng phân bón gần với lượng phân bón theo quy trình của Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam năm 2012 [39].
Các ô thí nghiệm được bố trí tại khu vực có tọa độ trung tâm VN2000: X:
1873762, Y: 579616. Cây trong các ô thí nghiệm có chu vi thân bình quân tại vị trí 1 m (D100) là: Công thức I: 52,3 cm, công thức II: 52,6 cm, công thức III: 51,5 cm, công thức IV: 52,5 cm, bình quân chung toàn thí nghiệm là 52,2 cm. Đây là chu vi khá nhỏ so với tuổi cây (12 tuổi) theo quy trình, tuy nhiên là thực trạng chung, đại diện cho cao su tiểu điền ở Quảng Trị.
3.5.1.2. Tính chất hoá học đất trước thí nghiệm ở huyện Gio Linh
Thành phần và hàm lượng các chất hóa học chứa trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng, phát triển và năng suất cao su. Mặc dù các thí nghiệm đều được bố trí trên cùng một loại đất là đất nâu đỏ bazan và trên các vườn cây đã được lấy mẫu phân tích trong quá trình xây dựng thang dinh dưỡng khoáng. Tuy nhiên, do điều kiện canh tác, bón phân khác nhau của các chủ vườn, hàm lượng các dưỡng chất có trong đất cũng sẽ biến đổi theo thời gian và địa điểm lấy mẫu. Việc xác định chính xác hàm lượng các dưỡng chất chủ yếu trong khu vực thí nghiệm tại thời điểm bón phân thí nghiệm là công đoạn bắt buộc.
Mẫu được lấy trực tiếp trong khu vực thí nghiệm, phân tích các chỉ tiêu làm cơ sở cho việc điều khiển bón phân thí nghiệm. Kết quả phân tích được trình bày ở Bảng 3.18.
Bảng 3.18. Tính chất hoá học đất trước thí nghiệm ở huyện Gio Linh
Chỉ tiêu N(%) P2O5(%) K2O(%) P2O5dt K2Odt
Chữu cơ(%) pHKCl
(mg/100g đ)
Hàm lượng 0,06 0,22 0,05 11,19 10,20 1,58 3,85 Khi so sánh với Thang chuẩn đánh giá dinh dưỡng đất trồng cao su Việt Nam của Võ Văn An và cộng sự (1990) [1] cho thấy đất trồng cao su của huyện Gio Linh đều không nằm ngoài quy luật chung của đất nâu đỏ bazan là luôn có phản ứng chua (pHKCl = 3,85). Hàm lượng P2O5 tổng số = 0,22% là ở mức thấp, nhưng P2O5 dễ tiêu biến động từ 9,42 đến 12,57 mg/100g đất, trung bình 11,93mg/100g đất là ở mức trung bình. Hàm lượng các bon hữu cơ = 1,58% ở mức trung bình nhưng hàm lượng N tổng số = 0,06% là ở mức thấp so với yêu cầu của đất trồng cao su. Với mức hàm lượng các bon hữu cơ trong đất bình quân là 1,58%, đối chiếu với Quy trình của Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam năm 2012 [39] khuyến cáo chỉ bón bổ sung phân hữu cơ trong trường hợp hàm lượng các bon hữu cơ trong đất dưới 1,45% nên chúng tôi đã không bố trí bón phân hữu cơ bổ sung trong thí nghiệm này. Hàm lượng K2O tổng số = 0,05%, K2O dễ tiêu = 10,20 mg/100g đất tích luỹ nhiều hơn so với bản chất của đất nâu đỏ trung bình nhưng vẫn ở mức thấp so với yêu cầu của đất trồng cao su.
Do các năm trước đây bón phân không theo quy trình nên hàm lượng các dưỡng chất tại vườn cao su bố trí thí nghiệm không cân bằng và dồi dào. Điều đó thể hiện qua việc mặc dù là khu đất bằng phẳng (độ dốc dưới 100), nằm gần nguồn nước nhưng thực tế năng suất của cao su thu được các năm trước đây cũng không cao, chỉ ở mức 1,3 – 1,5 tấn mủ khô/ha, đây là dạng đất vườn đặc trưng cho vùng trồng cao su ở huyện Gio Linh và các huyện nằm ở phía Bắc của tỉnh Quảng Trị.
3.5.1.3. Thực trạng dinh dưỡng khoáng trong lá cao su trước thí nghiệm
Muốn điều khiển được lượng phân bón hợp lý theo phương pháp chẩn đoán dinh dưỡng thì điều trước tiên phải xác định được hiện trạng dinh dưỡng vườn cây để gia giảm lượng phân bón theo từng chủng loại cho phù hợp. Hàm lượng dinh dưỡng có trong lá sẽ phản ánh sự cân bằng, thiếu hụt hay dư thừa dưỡng chất trong cây trồng.
Hàm lượng dinh dưỡng trong lá cũng sẽ phản ánh thực trạng dưỡng chất có trong đất thông qua mối tương quan đất – phân bón – cây trồng.
Mẫu lá cây cao su được lấy trong khu thí nghiệm kèm với mẫu đất, tiến hành phân tích, đánh giá, kết quả thể hiện ở Bảng 3.19.