Ảnh hưởng của các kĩ thuật canh tác (tủ gốc, kĩ thuật hái và cây che bóng) đến sự biến động của vi sinh vật có ích trong đất và các sinh vật hại chính ở cây chè

1.3. Tình hình nghiên cứu về phân bón hữu cơ, các kĩ thuật canh tác (tủ gốc, kĩ thuật hái và cây che bóng) trên thế giới

1.3.2. Ảnh hưởng của các kĩ thuật canh tác (tủ gốc, kĩ thuật hái và cây che bóng) đến sự biến động của vi sinh vật có ích trong đất và các sinh vật hại chính ở cây chè

1.3.2.1. Ảnh hưởng của các kĩ thuật canh tác đến sự biến động của VSV có ích trong đất

Tủ gốc

Tủ gốc bằng vật liệu hữu cơ là một phương pháp bảo vệ nước của đất và cũng giúp duy trì một nhiệt độ đất không đổi trong hệ thống rễ của cây trồng [130], [134].

Điều này rất quan trọng đối với cây nhiệt đới, bởi vì việc tủ gốc duy trì độ ẩm thích hợp và giảm sự tăng nhiệt độ của đất vào mùa hè cũng như giảm biến động nhiệt độ hàng ngày, giúp cải thiện điều kiện đất cho cây trồng sinh trưởng và phát triển [96].

Các vật liệu tủ gốc hữu cơ rất khác nhau về thành phần hoá học (lượng cacbon, N, P, K; tỉ lệ C và N) bởi khác nhau về tốc độ phân huỷ và các đặc tính khác [93]. Quá trình phân huỷ kéo dài từ vài tháng cho đến vài năm. Cỏ thường phân huỷ nhanh,

nhưng những vật liệu tủ gốc hữu cơ khác thì chậm hơn. Một tập hợp các nhóm vi sinh vật và các enzym sẽ tham gia vào quá trình phân huỷ này [146].

Jodaugiene và Cs sử dụng các vật liệu tủ gốc hữu cơ khác nhau như rơm, than bùn, mùn cưa và cỏ để đánh giá hoạt tính enzym đất. Kết quả cho thấy tủ gốc bằng rơm và than bùn có ảnh hưởng tích cực đến hoạt động phân giải saccharose trong đất trong suốt hai năm thí nghiệm. Việc tủ gốc bằng mùn cưa và cỏ có ảnh hưởng tích cực đến hoạt động phân giải urê trong đất [93].

Ni và Cs tiến hành nghiên cứu so sánh ảnh hưởng của lớp phủ đất với các vật liệu khác nhau như chất vô cơ (sỏi tròn -round gravel (RG)), hữu cơ (gỗ vụn -wood chips (WC)) và vật liệu sống (manila turfgrass, MG) trên đất ở các độ sâu khác nhau (5cm và 10cm), cũng như về sự phát triển và đặc điểm sinh lý của cây mộc Osmanthus fragrans. Kết quả cho thấy, độ ẩm ở cả hai độ sâu của đất cao hơn đáng kể sau khi phủ với RG và WC so với đối chứng. Việc tủ gốc không ảnh hưởng đến độ pH hoặc hàm lượng nitơ tổng số của đất, nhưng liên tục cải thiện chất hữu cơ trong đất. Nồng độ nitơ trong đất tăng lên sau khi che phủ bằng RG và WC, nhưng lại giảm sau khi áp dụng che phủ bằng MG trong giai đoạn thử nghiệm. Việc tủ gốc cũng cải thiện sự phát triển của cây bằng cách tăng hoạt tính của rễ, đường hòa tan và hàm lượng chlorophyll A, cũng như cung cấp điều kiện và dưỡng chất phù hợp trong vùng rễ. Chiều cao thân cây và đường kính thân cây tăng đáng kể sau khi tủ gốc, đặc biệt với RG và WC [119].

Là giống cây trồng lâu năm và thu hoạch lá, chè cần nhiều nitơ hơn so với các loại cây trồng cho thu hoạch hoa quả là sản phẩm cuối cùng. Chè là một loại cây đặc biệt vì đất bị axit hóa mạnh sau khi trồng và pH đất tiếp tục giảm với sự gia tăng tuổi cây, qua đó làm hạn chế kích cỡ và hoạt động của vi sinh vật trong đất. Do vậy, cần trồng xen với cây đậu, cây che phủ và việc áp dụng hàm lượng nitơ cao trong phân bón hữu cơ là cần thiết [87]. Ngoài việc sử dụng phân hữu cơ, tủ gốc cho chè cũng là một trong những biện pháp giúp cải tạo độ phì của đất, kích thích sự sinh trưởng của chè. Tủ gốc là một phương pháp được ưa chuộng khi mà lớp phủ bề mặt đất không đầy đủ và sự kiểm soát xói mòn kém. Một lớp mùn được coi là một hàng rào vật lý tốt, làm tăng sự cản trở của lớp ranh giới trên bề mặt đất, do đó làm

giảm mất độ ẩm của đất qua quá trình bốc hơi. Vật liệu tủ gốc cho cây chè bao gồm cỏ Guatemala (Tripsicum laxum) hoặc cỏ Mana (Cymbopogan confertiflorus) [62].

Nghiên cứu của Krishnarajah [99] cho thấy tầm quan trọng của lớp phủ mặt đất trong việc giảm sự mất đất bằng việc che phủ đất. Tủ gốc, đặc biệt là với cây chè còn non chủ yếu để bảo vệ nước ở các vùng trồng chè. Tủ gốc là việc làm cần thiết để giảm sự thiếu nước vào mùa khô và để việc sử dụng nước trở nên hiệu quả.

Tại Nhật Bản, những ảnh hưởng tích cực của việc tủ gốc bằng rơm cho chè đã được làm rõ. Dùng rơm để tủ gốc cho chè giúp cây chè sinh trưởng tốt, từ đó tăng năng suất chè gấp hai lần ở giai đoạn cây non và tăng 30% ở giai đoạn cây trưởng thành. Tủ gốc bằng rơm cũng giúp cải thiện độ phì của đất và kích thích sự phát triển của hệ rễ chè [106].

Một lượng lớn phế phẩm giàu polyphenol được đưa trở lại đất do lá rụng và việc tỉa cành ở những vùng trồng chè. Những quan sát được thực hiện trong thời gian dài chỉ ra rằng những phế phẩm giàu polyphenol này không ức chế sự nitrat hóa trong đất trồng chè ở Sri Lanka [136]. Mặt khác, Vallis và Jones cho thấy mặc dù cả hai loài cây họ đậu Desmodium intortum và Phaseolus atropurpureus đều có hàm lượng nitơ tương tự nhau, nhưng sự khoáng hoá nitơ của Desmodium intortum ít hơn do hàm lượng polyphenol cao hơn [145].

Sun và Cs đã nghiên cứu ảnh hưởng của các phương thức tủ gốc khác nhau đến hàm lượng nước trong đất, động học dinh dưỡng và sự sinh trưởng của cây chè hai tuổi ở tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc. Bốn phương thức che phủ được áp dung: đối chứng (không tủ gốc), tủ gốc bằng rơm (T1), che phủ màng nhựa (T2) và che phủ bằng màng nhựa kết hợp với rơm (T3). Kết quả cho thấy so với đối chứng, tủ gốc có thể giữ hàm lượng nước trong đất ở mức cao hơn và nâng cao hiệu quả sử dụng nước. Trong các nghiệm thức T1 và T3, hiệu quả sử dụng nước cho sự sinh trưởng của chè và hiệu quả sử dụng nước cho năng suất chè tăng lần lượt là 43% -48% và 7% -13% so với đối chứng. Ngoài ra, ở các nghiệm thức T1 và T3, hàm lượng chất hữu cơ trong đất, N, Nitrat-N và Ammonium-N tăng lên đáng kể, cùng với cải thiện độ màu mỡ của đất, dẫn đến tăng sinh trưởng và năng suất chè (12% -13% so với đối chứng) và thời kỳ cao điểm của sự phát triển của chồi xuất hiện sớm hơn. Xét về sự tăng trưởng và năng suất chè, hiệu quả sử dụng nước và chất dinh dưỡng, an

toàn với môi trường và lợi ích kinh tế, nhóm tác giả cho rằng việc tủ gốc bằng rơm rạ có thể là phương pháp che phủ mặt đất hiệu quả cho vườn chè trẻ [142].

Cây che bóng

Cây che bóng giúp cải thiện và duy trì độ phì của đất, ảnh hưởng đến độ ẩm của đất, hàm lượng chất dinh dưỡng trong đất và đặc tính sinh học đất. Lá rơi từ cây che bóng (hoạt động như một cái bơm dinh dưỡng) có tác động tốt đến chất hữu cơ trong đất, điều này rất quan trọng đối với sự đa dạng và mật độ quần thể vi sinh vật đất [100]. Cây che bóng cải thiện độ màu mỡ của đất bằng cách tăng cường các hoạt động của vi sinh vật và giun đất.

Khi trồng cây Dalbergia sissoo (một loại cây có khả năng cố định nitơ) xen kẽ với trồng lúa mì (Triticum aestivum) và đậu đũa (Vigna sinensis), Chander và Cs cho biết chất hữu cơ, nitơ tổng số và sinh khối vi sinh vật đều cao hơn so với nghiệm thức không trồng cây Dalbergia sissoo. Tuy nhiên, chất hữu cơ trong đất, sinh khối vi sinh vật và các hoạt động của enzyme đất tăng lên khi khoảng cách trồng D.sissoo giảm. Từ kết quả này nhóm tác giả cho rằng việc áp dụng các phương pháp nông lâm kết hợp đã dẫn đến cải thiện tình trạng chất hữu cơ và các hoạt động vi sinh vật trong đất. Tuy nhiên, khoảng cách giữa các cây trồng xen nên được duy trì hợp lý để giảm thiểu tác động của lớp bóng lên những cây trồng ở giữa [65].

Trong một nghiên cứu khác, Souza và Cs chỉ ra rằng tổng số chất hữu cơ trong đất, sự khoáng hoá nitơ và hoạt động của vi sinh vật trong đất cao hơn ở diện tích trồng cà phê kết hợp cây che bóng so với khu vực chỉ trồng cà phê, trong khi chất lượng đất xét về mặt sinh học và hoá học thì không khác biệt so với diện tích trồng cà phê không có cây che bóng sau 13 năm [140].

1.3.2.2. Ả nh hư ở ng củ a các kĩ thuậ t canh tác đ ế n sự biế n đ ộ ng củ a các sinh vậ t hạ i chè

Các loại vật liệu tủ gốc khác nhau đã được sử dụng để làm giảm hoặc kìm hãm sự phát triển của các sinh vật hại đối với cây trồng. Petrikovszki và Cs [123] đã sử dụng lá rụng để tủ gốc cho cây cà chua nhằm giảm sự gây hại của một số sinh vật hại như Phytophthora infestans (gây bệnh tàn rụi muộn), Helicoverpa armigera

(sâu đục quả) và Meloidogyne sp. (tuyến trùng kí sinh trong rễ). Kết quả cho thấy tủ gốc bằng lá rụng không ảnh hưởng đến tỉ lệ phần trăm quả bị hư hỏng do nhiễm bệnh tàn rụi muộn hay do sâu đục quả, nhưng làm giảm đáng kể thiệt hại do tuyến trùng gây ra. Tủ gốc bằng những vật liệu khác để giảm mức độ gây hại của tuyến trùng cũng đã được báo cáo, ví dụ như Forge và Cs [78] sử dụng giấy báo để ngăn ngừa Pratylenchus penetrans (một loại tuyến trùng) hay Ogwulumba và Ugwuoke [120] sử dụng màng nilon để chống lại Meloidogyne javanica. Mặc dù ba thí nghiệm này đã sử dụng vật liệu che phủ hoàn toàn khác nhau nhưng kết quả đạt được tương tự nhau. Từ kết quả này nhóm tác giả cho rằng tủ gốc ức chế tuyến trùng chủ yếu không phải do sự thay đổi về hóa học trong đất, mà là do sự thay đổi về vật lý hoặc sinh học của đất.

Ihejirika và Cs đã nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu tủ gốc khác nhau (cỏ, trồng cây che phủ mặt đất) đến một số bệnh do nấm gây ra (bệnh đốm lá, bệnh tàn rụi, bệnh gỉ sắt) ở cây ngô. Kết quả cho thấy, vật liệu tủ gốc khác nhau có ảnh hưởng khác nhau đến mức độ nghiêm trọng của bệnh hại. Tủ gốc bằng cỏ cho kết quả mức độ nghiêm trọng của bệnh đốm lá, tàn rụi và gỉ sắt thấp nhất, nhưng chiều cao cây đạt cao nhất và năng suất hạt tăng. Từ kết quả này, nhóm nghiên cứu cho rằng việc tủ gốc bằng cỏ giúp điều chỉnh nhiệt độ đất, ngăn ngừa sự thoát hơi nước và tăng chất hữu cơ trong đất. Do đó tăng độ phì nhiêu của đất bằng cách bổ sung một lượng lớn dinh dưỡng cho đất và tăng khả năng chống chịu bệnh của cây [92].

Tình trạng sinh trưởng và phát triển của cây chè, kĩ thuật chăm sóc và kĩ thuật hái chè đều có ảnh hưởng đến mức độ phát sinh và gây hại của các sinh vật hại chè. Các nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định rằng kĩ thuật hái chè có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, bộ tán, diện tích búp non trên cây, do đó ảnh hưởng gián tiếp đến mức độ phát sinh của các sinh vật hại chè.

Theo Barnejee, trong điều kiện hái san trật, cây chè thu hoạch không trọn lứa, tán chè rậm sẽ bị nhện đỏ (Oligonychus coffeae) gây hại nặng [61].

Xie và Cs cho biết thức ăn chủ yếu của một số loài sâu hại chè như bọ trĩ, bọ xít muỗi, rầy xanh và các loài nhện là búp non. Trong điều kiện hái san trật, do trên cây liên tục có búp chè non tồn tại với kích thước phù hợp cho sâu hại nên mức độ

phát sinh và gây hại của chúng cao hơn nhiều so với áp dụng kĩ thuật hái theo lứa.

Mặt khác, do độ ẩm cao, cường độ ánh sáng thấp nên mức độ phát sinh của các đối tượng bệnh hại trên nền hái san trật cũng cao hơn hái theo lứa [151].

Rattan và Cs cũng báo cáo rằng khi đốn chè muộn, mức độ gây hại của bọ trĩ nặng hơn rất nhiều so với đốn sớm và ở những năm đốn muộn sản lượng có thể giảm tới 20%. Phòng trừ bọ trĩ bằng cách áp dụng kĩ thuật hái lứa triệt để và điều chỉnh thời gian đốn sẽ cho kết qủa tốt [129].

Một thí nghiệm được tiến hành ở Ấn Độ để điều tra tác động của các phương pháp thu hoạch khác nhau đến tỷ lệ mắc bệnh chấm xám trên chè. Kết quả cho thấy tỷ lệ mắc bệnh chấm xám thấp nhất khi hái bằng tay (6,8%) và cao nhất khi cắt liên tục (22,2-23,7%) [131].

Ảnh hưởng của cây che bóng đến cây chè đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu. Cây che bóng không chỉ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng chè mà còn tác động đến các loài sinh vật hại chè.

Mkwaila báo cáo rằng loại bỏ cây che bóng cho chè làm gia tăng mật độ bọ trĩ Scirtothrips aurantii gây hại ở Nam Phi [111].

Ở những vùng trồng chè thấp, cây che bóng cho chè cũng rất được chú trọng.

Ngoài lợi ích tăng hiệu suất quang hợp, từ đó tăng năng suất, chất lượng chè thì lá cây che bóng khi rụng xuống làm tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất, cải thiện chất lượng đất trồng chè. Cây che bóng còn tạo đạo điều kiện thuận lợi cho các loài thiên địch phát triển, từ đó làm giảm sâu hại [116].

Kết quả nghiên cứu ở trạm thí nghiệm chè Toklai (Ấn Độ) cho biết, ở vùng Đông Bắc Ấn Độ, ngay cả khi cây che bóng còn thưa cũng cần thiết cho chè. Cây che bóng làm giảm nhiệt độ bề mặt lá và làm cho lá khỏi cháy nắng. Cây che bóng cũng làm giảm sự phá hại của sâu bệnh [59].

Như trình bày ở trên, các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy tủ gốc, đặc biệt là tủ gốc bằng vật liệu hữu cơ, và trồng cây che bóng cho cây trồng nói chung và cây chè riêng giúp cải tạo độ phì của đất, hạn chế xói mòn, tác động tích cực đến số lượng vi khuẩn đất và hoạt tính enzym đất. Những thay đổi này góp phần tăng năng sinh trưởng và suất cây trồng. Các vật liệu tủ gốc hữu cơ thường

được dùng bao gồm cỏ, rơm rạ và phế phẩm từ cây trồng. Tủ gốc có ảnh hưởng đến môi trường đất và vi sinh vật đất nhưng ít liên quan đến sâu hại. Việc lựa chọn loại cây che bóng thích hợp phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và đất đai của vùng trồng. Các kĩ thuật canh tác như tủ gốc, hái và trồng cây che bóng đều có ảnh hưởng đến tỉ lệ bệnh và gây hại của của sinh vật hại đến cây trồng. Đối với cây chè, kĩ thuật hái và trồng cây che bóng có ảnh hưởng rõ rệt đến sự phát sinh và gây hại của sâu hại chè. Hái san trật dẫn đến mức độ phát sinh và gây hại của bọ trĩ, bọ xít muỗi, rầy xanh và các loài nhện cao hơn nhiều so với áp dụng kĩ thuật hái theo lứa, trong khi trồng cây che bóng trên nương chè sẽ làm giảm mức độ gây hại của nhện đỏ và bọ trĩ hại.