2.4. NHỮNG NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN YẾU TỐ HẠN CHẾ TRONG ĐẤT
2.4.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam
Cà phêở Tây nguyên chủ yếu được trồng trên các loại đất phát triển trên đá bazan. Nguyễn Văn Toàn (2005) trong đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước “Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý và bảo vệ các loại đất bazan Tây Nguyên”
cho thấy, cà phêở Tây Nguyên được trồng chủ yếu trên đất bazan. Trong số 430 nghìn ha cà phê lúc bấy giờ thì cóđến 405 nghìn ha là đất bazan, trong đó 97,8% là đất nâu đỏ và nâu vàng trên bazan.Riêng trên địa bàn tình Gia Lai, diện tích cà phê có 79.112 ha, trong đó cà phê được trồng chủ yếu trên cao nguyên bazan Pleiku.
Nghiên cứu cũng chỉ ra những dấu hiệu của thoái hóa đất bazan trồng cà phê. Ngoài những diện tích trồng trên đất bazan cà phê còn được trồng trên đất xám, đất phát triển trên đá phiến. Đất xám cũng là một trong những loại đất thoái hóa, chứa đựng nhiều yếu tố hạn chế như: nghèo hữu cơ, nghèo dinh dưỡng, chua, .... nên cà phê trồng trên đất này thường xuống sức nhanh chóng, phải cải tạo phục hồi mới sản xuất được.
Nhìn chung các nghiên cứu về vật lý đất sau một chu kỳ canhtác cà phê gần như chưa được đề cập mà chỉ tập trung nghiên cứu về vật lý đất của đất trồng cà phê. Theo Vũ Cao Thái (1989) đất bazan vùng Tây Nguyên có kết cấu tốt, tơi xốp, độ phì cao nên cây cà phê sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất, chất lượng sản phẩm cao. Điều này đãđược nhiều tác giả như: Nguyễn Trí Chiêm và Đoàn Triệu Nhạn (1974), Nguyễn Khả Hoà (1995), Hoàng Thanh Tiệm và cs. (1999) đề cập.
Tuy nhiên khi đất bazan bị suy thoái đến mức mất sức sản xuất thì cácđặc trưng vật lý bị biến đổimạnh theo hướng bất lợi đối với sinh trưởng của cây trồng. Đó là hiện tượng giảm hàm lượng sét tầng mặt, dung trọng cao, độ xốp thấp, xuất hiện chai cứng ngay bên dưới tầng A. Đất mất kết cấu, sức chứa ẩm và lượng nước hữu hiệu đều giảm. Nhận định này cũngphù hợp với kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả khi nghiên cứu về tính chất đất bazan trồng cà phêở Tây Nguyên ( Nguyễn Khả Hoà, 1995; Nguyễn Văn Toàn, 2004)....
2.4.2.2. Nghiên cứu yếu tố hạn chế về hóa học
Nghiên cứu về yếu tố hạn chế trong đất bazan tái canh cà phê chưa có nhiều nhưng yếu tố hạn chế trong đất Việt Nam nói chungđã được chú ý ngay từ giữa những năm 1960, điển hình là phát hiện thiếu lân trong đất phù sa chuaở v ùng đồng bằng sông Hồng năm 1965. Kết quả của nghiên cứu này đã giúp cho việc mở rộng diện tích lúa mới thấp cây, chịu phân, năng suất cao như IR8, IR5trên các vùngđất chiêm trũng ở đồng bằng sông Hồng, góp phần gia tăngsản lượng lúa ở các tỉnh miền Bắc lúc bấy giờ. Tiếp theo phát hiện lân là yếu tố hạn chế ở vùng đất phù sa chuaở miền Bắc và về sau là tại các vùng đất phènở đ ồng bằng sông Cửu Longvà trên đất bazan trồng cà phê tại Tây Nguyên.
Nghiên cứu yếu tố hạn chế trong đất về hoá học ở đất cà phê tái canh chưa thấy đề cậpnhiềumà chỉ có những nghiên cứu về tính chất đất trồng cà phê. Nguyễn Văn Toàn(2004) cho rằng trong đất cà phê, tính chất hóa học của đất thay đổi theo các xu hướng rất khác nhau, trong đó có những chỉ tiêu gia tăng như hàm lượng lân dễ tiêu. Tuy nhiên nhiều chỉ tiêu sụt giảm so với trước khi trồng cà phê như hàm lượng hữu cơ, pHKCl, canxi, magiê và rất có thể đâycũng là những yếu tốhạn chế đối với tái canh cà phê. Trong các yếu tốhóa học, yếu tố hạn chế được nhiều nghiên cứu xác định là suy giảm hữu cơ, theo Lương Đức Loan (1991) đất mới khai hoang từ rừng có hàm lượng hữu cơ 5-6%, nhưng sau 4-5 năm canh tác thì lượng hữu cơ chỉ còn 2-3%. Khi hàm lượng hữu cơ trong đất giảm sẽ kéo theo sự thay đổi hàng loạt các tính chất lý, hóa học đất theo hướng bất lợi cho sinh trưởng, phát triển và năng suất của cà phê (Trình Công Tư, 1999). Chính vì vậy các tác giả đã khuyến nghị bón phân hữu cơ có tác dụng trong việc nâng cao độ phì nhiêu thực tế của đất bazan trồng cà phê, góp phần duy trì vàổn định độ phì nhiêu của đất bazan.
Sau yếu tố hạn chế về hàm lượng hữu cơ thì lânđược coi là yếu tố hạ n chế trong đất trồng cà phê (Lương Đức Loan, 1991; Tôn Nữ Tuấn Nam, 1995).Nguyễn Tử Siêm (1990) chỉ ra rằng lân dễ tiêu thấp đã trở thành yếu tố hạn chế đến sinh
trưởng và năng suất cà phê trên đất bazan Phủ Quỳ. Nhận định nà y cũng đãđược Nguyễn Khả Hoà (1995) khẳng định khi nghiên cứu về lân với cây cà phê trên đất bazan Tây Nguyên. So với một số chỉ tiêu khác thì hàm lượng lân dễ tiêu trong đất feralit đỏ thẫmchiếm tỉ lệ rất thấp trong thành phần lân tổng số, cao nhất là 1,2% và thấp nhất nhất bằng không (Lê Văn Cănvà Pagel, 1961).
Nghiên cứu về đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan Tây Nguyên, Đỗ ĐìnhĐài (2001) đã cho thấy một số hạn chế khá phổ biến của đất phát triển trên sản phẩm phong hóa của đá bazan Tây Nguyên là chua mạnh, nghèo catrion trao đổi, độ bão hòa bazơ thấp, nghèo kali tổng số, lân dễ tiêu và kali dễ tiêu.
Theo Nguyễn Tiến Sỹ (2010) nhóm đất đỏ phát triển trên đá bazan trồng cà phê tỉnh Đắk Nông đang có dấu hiệu bị thoái hóa do thành phần khoáng sét của đất đã biến đổi nhiều, hàm lượng nhóm khoáng kaolinit giảm và hàm lượng gibsit trong đất tăng. Đất có tỷ lệ các dạng Fe-P, Al-P cao là một trong những nguyên nhân làm đất nghèo lân dễ tiêu. Hàm lượng kali tổng số và kali dễ tiêuở mức nghèo, khả năng cố định kali của đấtcũng rất thấp.
Sự thiếu hụt các nguyên tố trung và vi lượng cũng được một số tác giả nghiên cứu. Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (1993), phần lớn đất đang trồng cà phêở Tây Nguyên thiếu lưu huỳnh. Đất đỏ bazan tuy có hàm lượng lưu huỳnh ca o hơn các loại đất khác (đạt300-700 ppm), nhưng không đủ cung cấp cho cà phê. Đồng quan điểm với nhận định trên Trình Công Tư (1999) cũng khuyến cáo nên sử dụng các dạng đạm có lưu huỳnh.
Kẽm cũng là yếu tố được cho là hạn chế, nếu bón cho cà phê sẽ gia t ăng năng suất (Tôn Nữ Tuấn Nam, 1999) điều đó chứng tỏ đất cũng thiếu kẽm.
Một số nghiên cứu cho rằng vấn đề xói mònđất ở đất trồng cà phê là vấn đề đáng được quan tâm do mất dinh dưỡng. Lê Hồng Lịch và Lương Đức Loan (1997) cho rằng trong cùng điều kiệnvề độ dốc và lượng mưa thì vườn cà phê kiến thiết cơ bản 2 năm tuổi có lượng đất bị cuốn trôi do xói mòn qua một mùa mưa nhiều hơn gấp 5 lần so với rừng tái sinh. Theo Lương Đức Loan và cs. (1996) cùng với sự mất đất, lượng dinh dưỡng bị cuốn trôi hàng năm trên 1 hecta cà phê kiến thiết cơ bản cũng khá cao: 71 kg N, 60 kg P2O5, 28 kg K2O, 1.160 kg hữu cơ. Nghiên cứu của Hồ Công Trực và Lương Đức Loan (1997) cho thấy đối với đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan ở độ dốc 10olượng đất mất đi hàng năm > 100 tấn /ha. Như vậy vấn đề mất đất kéo theo mất dinh dưỡng, rửa trôi cation trao đổi là vấn đề rất đáng quan
tâm, chính do nguyên nhân này mà phát sinh các yếu tố hạn chế về vật lý và hóa học ở đất trồng cà phê.
2.4.2.3. Nghiên cứu yếu tố hạn chế về sinh học trong đất
Thực tế trong nhiều năm qua cho thấy, cây cà phê t rồng mới trên đất đã qua một chu kỳ trồng cà phê thường sinh trưởng kém, còi cọc, tỷ lệ sâu bệnh và tỷ lệ chết rất cao. Nguyên nhân được đoán định rất khác nhau,những nhà bảo vệ thực vật thì cho rằng có thể là do sự phát sinh một lượng lớn nấm bệnh, tuyến trùng hại rễ, trong khi đó các nhà khoa học đất lại cho rằngcó thể đất bị nhiễm kim loại nặng và hóa chất sau một thời gian dài canh tác phân hóa học, hóa chất BVTV.
Kết quả nghiên cứu cứu về sinh học đất tại nước ta đã phát hiện trong nhiều mẫu rễ cà phê bị vàng lá có sự hiện diện của loại tuyến trùng Pratylenchus coffeae (Tuyet, 2010). Có khoảng 36% số diện tích trồng cà phê tại Phủ Quỳ, Nghệ An bị tấn công và gây hại bởi tuyến trùng Pratylenchus coffeae (Phan Quốc Sủng, 1976).
Cây cà phê có biểu hiện triệu chứng vàng lá, thối rễ là do bị tuyến trùng Pratylenchus coffeae tấn công và gây hại kết hợp cùng một số loại nấm ký sinh gây bệnh khác như Fusarium solani, Fusarium oxysporum và Rhizoctonia solani (Phan Quốc Sủng và cs., 2001;Trần Kim Loang, 2002).
Kết quả nghiên cứu c ủa Trinhet al. (2009) cho thấy: Trong 375 mẫu rễ cà phê (thu thập từ 15 điểm trên lãnh thổ Việt Nam) có tần suất xuất hiện tuyến trùng Pratylenchus coffeae, Radopholus arabocoffeae và Meloidogyne spp. là cao nhất theo thứ tự 24%, 12% và 9%. Tuyến trùng Pratylenchus coffeae xuất hiện ở hầu khắp các vùng trồng cà phê tại Tây Nguyên, nhưng lại ít thấy xuất hiện trong các mẫu rễ cà phê thu thập tại miền Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu của Trịnh Quang Pháp và cộng sự (Trinh et al., 2011a) cũng cho thấy rằng trong đất phá bỏ cà phê chè 5 năm tuổi bị nhiễm loại tuyến tuyến trùng Pratylenchus coffeae sau 10-11 tháng để hoang đã không được tìm thấy loại tuyến trùng này trong tầng canh tác sâu 70 cm. Với mật độ lây nhiễm 1 con tuyến trùng Pratylenchus coffeae/cm3đất đã có thể gây hại nghiêm trọng cho cây cà phê chè thực sinh. Cây cà phê chè sẽ bị thối rễ cọc sau 180 ngày lây nhiễm tuyến trùng Pratylenchus coffeae (Trinh et al., 2011b).
Trinh et al. (2009) công bố một loài tuyến trùng nội ký sinh di chuyển Radopholus arabocoffeae gây chết hàng loạt vườn cà phê tại huyện Krông Năng, Đắk Lắk. Cũng theo Trinh et al. (2009) thông báo về sự phân bố thành phần tuyến trùng ký sinh gây hại trên cây cà phêở Việt Nam với ba loài gây hại chính
là Meloidogyne spp., Pratylenchus coffeae và Radopholus arabocoffeae bên cạnh đó còn thêm sự phổ biến của loài Pratylenchus brachyurus và một giống mới Apratylenchus vietnamensis spp. Việc nghiên cứu khả năng gây hại của loài Pratylenchus coffeae, Radopholus arabocoffeae và R. duriophilus trên cây cà phê con trong nhà lưới cũng cho thấy cả 3 loài này đều gây hại rất nhanh đối với cây con sau 90 ngày lây nhiễm tuyến trùng (Trịnh Quang Pháp và Nguyễn Ngọc Châu, 2005 a, b).
Trần Kim Loang (1999) trong công trình nghiên cứu bệnh hại rễ cà phê tại Đắk Lắk cho thấy khi nghiên cứu tác nhân gây bệnh thối rễ tơ thì ngoài sự xuất hiện của các loài nấm như Fuarium oxysporum, Rhizoctonia bataticola, thì trên các mẫu đều có sự xuất hiện của các loài tuyến trùng Pratylenchus coffeae và Meloidogyne spp. Qua các kết quả nghiên cứu, tác giả đã kết luận rằng “Tuyến trùng là tác nhân đầu tiên của bệnh thối rễ cọc”. Khi phân tích các mẫu đất lấy từ những lô cà phê vối già cỗi, tác giả đều thấy sự hiện diện củaPratylenchus coffeae (8-32 con trong 50 g đất) và Meloidogyne spp. (80-593 con trong 50g đất). Tác giả đã cho rằng với mật độ này thì tuyến trùng có gâyảnh hưởng đến cà phê già cỗi, và đặc biệt khi các cây con được trồng trên đất này thì sẽ bị gây hại nghiêm trọng dẫn đến chết cây.
Nguyễn Anh Dũng (2007) nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học Chitosan oligomer và Salyciden-chitosan oligomer tưới vào đất trồng tiêu, cà phê làm gia tăng vi sinh đối kháng, giảm mật độ tuyến trùng và nấm bệnh xuống 2-3 lần so với đối chứng. Chế phẩm chitosan oligomer có tác dụng tốt với sinh trưởng của cà phê, lúa và tăng tính kháng cho cây trồng đối với tác nhân gây bệnh.
Một số chất ly trích từ thực vật cũng có khả năng tiêu diệt hơn 90% tuyến trùng Meloidogyne icognita trong điều kiện phòng thí nghiệm và hạn chế tuyến trùng Meloidogyne icognita gây hại trên cây dưa chuột, hợp chất này cũng hạn chế trên 90% sự phát triển nấm Rhizoctonia solani trong điều kiện in vitro (Nguyen Dang Minh Chanh và Nguyen Van Nam, 2013b).
Theo Lê Đức Khánh (2015), thành phần loài tuyến trùng ký sinh cà phê tại 4 tỉnh Tây Nguyên gồm 27 loài, loài gây hại quan trọng và có độ bắt gặp nhiều nhất trong rễ và trong đất trồng là Pratylenchus coffeae, loài Meloidogyne incognita đang có chiều hướng gia tăng. Mật độ tuyến trùng diễn biến khá phức tạp trong mùa mưa tại Cư Kuin (Đắk Lắk), Chư Sê (Gia Lai). Trong rễ mật độ tuyến trùng thường cao vào mùa khô.
2.4.2.4. Nghiên cứu về giải pháp để tái canh cà phê thành công
Thực tế trong sản xuất cà phê tại Tây Nguyên đã có một s ố mô hình tái canh thành công như Công ty Eapôk (Đắk Lắk) trồng tái canh 100 ha bằng phương pháp thu gom rễ cùng với biện pháp luân canh ba năm. Hiện cây sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất 2,5-3,0 tấn nhân/ha. Nông trường cà phê Thuận An (Đắk Nông) cũng tiến hành tái canh trên diện tích 30 ha, thời gian luân canh với ngô, đậu là bốn năm, hiện vườn cà phê sau tái canh đạt năng suất hơn 2- 3 tấn nhân/ha. Công ty cà phê Thắng Lợi (Đắk Lắk) đã tái canh thành công hàng trăm ha, thời gian luân canh 02 năm với cây ngô và 01 năm với cây muồng hoa vàng, năng suất cà phê vào kinh doanh đạt > 3 tấn nhân/ha.
Các nghiên cứu về giải pháp tái canh cà phêở Tây nguyên đãđược Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên (WASI) thực hiện từ năm 2009, đến nay cũn g đã có một số kết quả khả quan. Tuy nhiên các kết quả này vẫn chưa thật sự rõ ràng, phần lớn các diện tích tái canh chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn, 2-3 năm sau khi tái canh có nhiều diện tích cà phê bị vàng lá dẫn đ ến rụng là và chết (Lê Ngọc Báu và Chế Thị Đa, 2012). Theo kết quả nghiên cứu của WASI, nguyên nhân gây ra bệnh vàng láở cây cà phê là do tương tác giữa tuyến trùng và nấm (Trần Kim Loang, 2002).
Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc tái canh cây cà phê, trong đó sâu bệnh hại được xem là yếu tố chính hay hạn chế chính gây chết cây cà phê sau khi tái canh. Kết quả khảo sát và phân tích các tác nhân gây bệnh vàng lá trên cây cà phê cho thấy, tuyến trùng Pratylenchus coffeae là loài gây hại chính (Trần Thị Kim Loangvà cs., 2001). Mặt khác, khi nghiên cứu mối liên hệ giữa tuyến trùng gây hại với các thành phần sinh vật khác trong đất đã phát hiện ra mối liên hệ mật thiết giữa tuyến trùng Pratylenchus coffeae với nấm Fusarium oxysporum gây bệnh trên cà phê vối và c à phê chè (Trần Kim Loang, 2002). Sự kết hợpgiữa hai tác nhân gây bệnh là nấm và tuyến trùng làm cho mức độ gây hại càng trầm trọng hơn.
Các nghiên cứu cho thấy đất trồng cây cà phê sau một quá trình canh tác, nhất là trồng độc canh, thường làm mất cân bằng các hệ vi sinh vật trong đất, xuất hiện nhiềusinh vật gây hại ảnh hưởng xấu đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cà phê, nếu các loài gây hại này phát triển mạnh có thê gây chết cho cây cà phê (Trương Hồng, 2012).
Các nghiên cứu cho rằng không chỉ các vi sinh vật gây bệnh mà còn các yếu tố dinh dưỡng trong đất cũng có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của
cây cà phê tái canh. Các nghiên cứu cho thấy qua một chu kỳ canh tác cà phê lâu dài thìđất trồng bị thoái hóa. Đây là một trong những nguyên nhân góp phần làm cho cây cà phê sinh trưởng và phát triển kém. Kết quả theo dõi mức độ suy giảm các tính chất lý hóa của đất đỏ bazan cho thấy, sau 4-5 năm trồng cà phê thì hữu cơ chỉ còn lại 2-3% so với 5-6% khi mới khai hoang. Sự thay đổi các tính chất lý hóa này đã gây bất lợi cho sinh trưởng và phát triển của cây cà phê (Lương Đức Loan, 1991). Do đó việc áp dụng tăng cường bón các loại phân hữu cơ là rất cần thiết để cảitạo các tính chất lý hóa của đất trồng cà phê tái canh, góp phần duy trì vàổn định độ phì của đất canh tác.
Bón phân hữu cơ cho cà phê tái canh là một giải pháp bắt buộc trong quy trình tái canh cà phê do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành năm 2013. Việc bón bón hữu cơ cho cà phê sẽ giúp cải thiện được tính chất vật lý đất (dung trọng, độ xốp), giúp giảm nhiệt độ đất trong mùa khô và tăng khả năng giữ ẩm tạo điều kiện thuận lợi cho cà phê sinh trưởng tốt, chống chịu được với sậu bệnh hại tấn công. Bón phân chuồng hoặc tàn dư thực vật (lá, cành cà phê) đã làm cho đất tơi xốp hơn so với không bón, dung trọng đất giảm, độ xốp đất tăng 11-14% (Lê Hồng Lịch và Lương Đức Loan, 1997).
Mặc dù tần suất xuất hiện của các loài tuyến trùng gây hại trên cà phê khá biến động và rất khác nhau ở các vùng trồng cà phê (Nguyễn Ngọc Châu và Nguyễn Vũ Thanh, 2000; Trinh et al., 2009). Khả năng bắt gặp các loài gây hại chính như Meloidogyne spp., Pratylenchus spp. và Rotylenchulus reniformis khá phổ biến trên các vùng trồng cà phê ở Việt Nam. Nhưng khả năng gây hại của các loài tuyến trùng trên cây cà phê còn phụ thuộc rất nhiều vào các chủng sinh thái khác nhau (Trinh et al., 2011a) cũng như mật độ của các loài này trong đất và trong rễ của cây cà phê (Trinh et al., 2011b) và khả năng chống chịu của các dòng/giống cà phê khác nhau (Trinh et al., 2012). Nhiều nghiên cứu đã thực hiện việc tương tác giữa tuyến trùng ký sinh thực vật quan trọng với các nấm/khuẩn gây bệnh đất như nấm Fusarium, Rhizoctonia, Pithium, ...
Kết quả đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ trên cà phê vối tái canh tại Tây Nguyên giai đoạn 2009-2012 (Chế Thị Đa, 2013)đã chỉ ra rằng: các biện pháp canh tác và mật độ tuyến trùng ký sinh trong rễ cây cà phê trước khi tái canh có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của việc tái canh. Nghiên cứu này cũng đã khuyến cáo:
khi triển khai tái canh cà phê cần phải áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật canh tác trước và sau khi tái canh để góp phần cho việc tái canh thành công. Một số khuyến cáo cụ thể như: (1) Cày rà rễ thật kỹ ngay sau khi nhổ bỏ cà phê già cỗi và