Ở nhiều nước trồng cà phê trên thế giới và ở nước ta, tưới nước cho cà phê là một biện pháp kỹ thuật quan trọng nhằm tăng năng suất.
Yêu cầu sinh lý của cây cà phê cần một thời gian khô hạn từ 2-3 tháng để cây ngừng sinh trưởng và phân hóa mầm hoa. Không có thời kỳ khô hạn tương đối dài, cây không phân hóa mầm hoa tập trung nên thường không cho năng suất cao. Tuy vậy nếu thời kỳ khô hạn kéo dài quá lâu,
đặc biệt trong thời kỳ ra hoa sẽ làm cây thiếu nước, hoa quả bị thui, cành khô héo mà chết. Do vậy một chế độ tưới nước hợp lý vào thời kỳ khô hạn sau khi thu hoạch là kỹ thuật giúp vào sự điều chỉnh ra hoa tập trung, tạo điều kiện thuận lợi cho đậu quả nhằm đạt năng suất cao.
Việc xác định chế độ tưới nước luôn là mối quan tâm của người làm công tác nghiên cứu và người sản xuất, Nhiều công trình nghiên cứu về tưới nước đã được thực hiện trên cây cà phê trồng trên đất bazan vùng Buôn Ma Thuột.
Một số các nghiên cứu cơ bản đã được Viện nghiên cứu cà phê phối hợp với đoàn ĐH2 Trường Đại học Thủy lợi trong các năm 1981-1983 để xác định các chỉ tiêu cơ bản liên quan đến chế độ tưới [3]
Từ kết quả nghiên cứu tác giả đã đề nghị các phân cấp vùng ẩm đối với cà phê vối như sau:
- Vùng ẩm cây héo < 25% - Vùng bán khô hạn 25 - 34% - Vùng ẩm thích hợp 34 - 46% - Vùng ẩm thừa nước > 46%
Khi nghiên cứu về các biện pháp tổng hợp để cung cấp nước và giữ ẩm cho cà phê trong mùa khô, Lê Ngọc Báu (1995) đã có các kết luận sau. trong thời gian 2 năm đầu sau trồng mới, tủ gốc kết hợp với tưới gốc với 1 lượng 40 lít/ gốc/lần tưới chu kỳ 20 ngày có thể đảm bảo sinh trưởng vườn cây so với biện pháp tưới phun mưa. Do vậy tiết kiệm được nước, nguyên vật liệu và máy móc.
- Trong những năm kinh doanh, nếu giữ được điều kiện tưới bổ sung thấp như vậy kết hợp với tủ gốc, thì biện pháp này có hiệu lực rất kém so với tưới phun mưa 360 m3/ha/lần (tương ứng với 40 lít/ gốc ở phạm vi bề rộng bộ rễ).
- Tưới phun mưa với mức 300 m3/ha/lần chu kỳ tưới 15 ngày cho thấycó tình trạng thiếu nước vào cuối chu kỳ ở tầng đất 0-30 cm.
- Tác giả đã đề nghị tưới phun mưa mức tưới 400-500 m3/ha/lần, chu kỳ tưới 15-17 ngày cho cà phê kinh doanh.
Một thí nghiệm về thời điểm tưới được thực hiện trên cà phê chè Catimor ở Tây Nguyên nhằm mục đích khai thác khả năng kháng hạn của giống cà phê này để tiết kiệm nguồn nước tưới và đẩy lùi thời gian thu hoạch cà phê chè vào gần mùa khô để việc thu hái thuận lợi hơn. Thí nghiệm gồm 3 công thức. Đối chứng (tưới bình thường khi chấm dứt mùa khô khoảng 2,5 tháng). Tưới muộn một chu kỳ 25 ngày và tưới muộn 2 chu kỳ là 50 ngày. Áp dụng phương pháp tưới gốc với lượng nước tưới lần đầu là 800m3, các lần sau là 600m3. Kết quả cho thấy, công thức tưới muộn 2 chu kỳ làm tăng tỷ lệ rụng quả so với tưới bình thường và làm năng suất cà phê giảm trầm trọng. Năng suất ở công thức tưới muộn 2 chu kỳ giảm 35% so với chi phí do tiết kiệm nước tưới không đủ bù vào thiệt hại do giảm năng suất cà phê. Công thức tưới muộn 1 chu kỳ so với đối chứng tỏ ra có hiệu quả, năng suất cà phê giảm không đáng kể so với đối chứng đồng thời còn làm thời vụ thu hoạch chuyển gần tới vụ khô, thuận tiện trong thu hái và cải thiện được chất lượng cà phê nhân.
Một thí nghiệm xác định liều lượng nước tưới cho cà phê vối kinh doanh được thực hiện từ năm 1997-1998 tại Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp Tây Nguyên. Trong thí nghiệm này, các lượng nước 400, 600, 800 và 1000 lít/gốc được tưới cho cà phê vối kinh doanh trồng trên đất bazan bằng phương pháp tưới gốc, chu kỳ 25 ngày 1 lần. Kết quả như sau:
- Ẩm độ tầng đất mặt có tương quan thuận với lượng nước tưới.
- Các mức tưới ảnh hưởng đến tỷ lệ rụng quả cà phê, mức tưới 400 và 600 lít/gốc có tỷ lệ rụng quả cao hơn mức 800-1000 lít/gốc.
Chưa thấy ảnh hưởng của liều lượng nước tưới đến chất luợng qủa hạt nhưng năng suất cà phê có chiều hướng tăng theo lượng nước tưới tăng dần đạt mức cao nhất là 4,88 tấn nhân/ha ở mức tưới 1000 lít/gốc.
Tuy vậy đây chỉ là kết qủa sơ bộ thực hiện trong 2 năm, sau đó thí nghiệm bị gián đoạn vì không đảm bảo được chính xác các điều kiện thí nghiệm. Kết quả này chỉ có tác dụng tham khảo.
Theo Tiêu chuẩn ngành 10TCN về “Quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc cà phê vối” ban hành vào tháng 2/2001, lượng nước tưới cho cà phê kinh doanh có cây che bóng tầng cao là 500-600 lít/gốc một lần, với chu kỳ tưới từ 20-25 ngày và lượng nước tưới lần đầu cao hơn định mức trên 10-15% [6].
Các nghiên cứu mới đây của Viện KHKT Nông lâm nghiệp Tây Nguyên hợp tác với trường Đại học Leuven của Bỉ cho thấy, có thể tưới nước tiết kiệm hơn mà vẫn bảo đảm năng suất cà phê. Một thí nghiệm với các lượng nước 390, 520, 650 lít/gốc với chu kỳ 20-25 ngày đã được thực hiện trên cà phê vối kinh doanh có năng suất bình quân 3,5 tấn nhân/ha từ năm 2000-2002. Kết quả cho thấy các lượng nước tưới khác nhau đã không ảnh hưởng đến tỷ lệ rụng quả cà phê. Năng suất của công thức tưới 390 lít/gốc thấp hơn không đáng kể và không có ý nghĩa thống kê so với công thức tưới 520 lít/gốc và 650 lít/gốc. Do vậy công thức tưới 390 lít/gốc với chu kỳ 22-24 ngày/lần đem lại hiệu quả kinh tế nhất. Một thí nghiệm tưới nước khác trên cà phê trồng mới với các dòng vô tính chọn lọc cho thấy trong năm đầu trồng mới chỉ cần tưới với lượng 120 lít/gốc/lần, chu kỳ 20-22 ngày và 2 năm tiếp theo khi cà phê cho năng suất bình quân từ 2,5-2,7 tấn nhân/ha chỉ cần tưới với lượng 240 lít/lần, chu kỳ 20-22 ngày là đủ bảo đảm nhu cầu nước của cà phê trong mùa khô, các lượng nước cao hơn không làm cà phê sinh trưởng tốt và cho năng suất cao hơn [6]
Biện pháp tưới nước cho cà phê được áp dụng rộng rãi ở Đông và Trung Phi nơi có lượng mưa hàng năm khoảng 1.000 mm. Kumar (1982) đề nghị các vườn cà phê ở Kenya cần tưới bổ xung khi lượng nước thiếu hụt lên đến 150mm và lượng nước tưới là 100 mm cộng thêm từ 5-15mm do tổn thất
vì sự bốc hơi trong quá trình tưới phun mưa[36]. Tại Zimbabwe cây cà phê được tưới với lượng nước từ 5-65mm, chu kỳ tưới 2-3 tuần. Nhiều đồn điền cà phê ở Malawi khi được tưới nước có thể đưa năng suất từ 3 tấn/ha lên đến 5 tấn/ha, với lượng nước tưới 300-400 m3/ha và chu kỳ tưới 10-14 ngày.
2.7. Tủ gốc giữ ẩm cho cà phê
Bên cạnh việc nghiên cứu xác định chế độ tưới nước hợp lý cho cà phê thì vấn đề giữ ẩm để hạn chế tưới nước, tiết kiệm chi phí đầu tư cũng là vấn đề được sự quan tâm của nhiều người. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về tưới nước và giữ ẩm cho đất trồng cà phê trong mùa khô. Các nghiên cứu tập trung vào vấn đề che tủ gốc, tăng độ che phủ đất nhằm hạn chế quá trình bốc thoát hơi nước.
Theo lời dẫn của Trần Thị Hoa thì Stu Campbell (1991) nói rằng ở bất cứ nơi nào thì việc tủ gốc cho cây trồng đều có thể giảm được sự bốc hơi nước từ mặt đất 10-50%. Tất cả cành lá của các cây lâu niên, vỏ trấu, mùn cưa, rơm rạ đều có thể sử dụng để tủ gốc, những vật liệu này còn là nguồn hữu cơ quan trọng để cải tạo đất. Tuy nhiên, khả năng duy trì độ ẩm đất của các vật liệu hữu cơ được dùng để tủ gốc còn phụ thuộc vào độ dày của thảm phủ. Do đó, tùy vào vật liệu hữu cơ được sử dụng, điều kiện thời tiết, loại cây trồng và loại đất mà xác định độ dày thảm phủ từ 5-12cm thì mới có tác dụng hạn chế sự bốc hơi nước từ lớp đất mặt. Mặt tích cực của việc sử dụng các tàn dư hữu cơ để che tủ mặt đất đã rõ, nhưng cũng cần chú ý sử dụng hợp lý các vật liệu này. ISA (2004) đã chỉ ra tác hại của việc lạm dụng thảm phủ ở Nam Mỹ, nơi mà các vật liệu hữu cơ khá nhiều và được đổ thành từng lớp quá dày quanh gốc cây và quá trình phân giải diễn ra không kịp dẫn đến gây hại cho cây trồng.
Ngoài các vật liệu hữu cơ thì các vật liệu phi hữu cơ như tấm phủ polyethylene, tấm plastic mỏng, bột cao su, tấm vải tráng nhựa ngày càng
được sử dụng nhiều [1]. Những vật liệu này chỉ có tác dụng ngăn cản sự bốc thoát hơi nước, duy trì độ ẩm đất, ngăn cản sự phát triển của cỏ dại chứ không có khả năng cung cấp hữu cơ hay cải tạo cấu trúc đất và giải phóng dinh dưỡng cho cây trồng [12].
Tác dụng duy trì ẩm độ đất, kéo dài khoảng cách giữa các lần tưới, giảm số đợt tưới của tấm phủ polyethylene đã được ghi nhận từ những năm 60 của thế kỷ trước. Ngày nay tấm phủ polyethylene đang được sử dụng để che phủ bề mặt đất cho khoảng 40.000 ha (100.000 acres) đất canh tác cà chua, ớt, cà ăn quả, dâu tây và các loại dưa ở Florida - Mỹ đã mang lại hiệu quả cao [1].
Đối với cây cà phê, sử dụng lá chuối khô, hay các loại cỏ khô để tủ gốc cũng có khả năng duy trì ẩm độ đất trong mùa khô, hạn chế sự chai cứng của đất [12]. Đồng thời, các vật liệu hữu cơ sẵn có này còn góp phần điều hòa nhiệt độ đất, gia tăng hàm lượng hữu cơ và dinh dưỡng trong đất, tạo ra điều kiện lý tưởng cho sự phát triển của bộ rễ cà phê .[38]
Vỏ cà phê là vật liệu thu được sau quá trình thu hoạch và chế biến. Nó chứa lượng dinh dưỡng tương đối cao (trong 60 kg vỏ quả cà phê có 1 kg N; 0.60 kg P; 0.09 kg K và các yếu tố vi lượng khác), chính vì thế khi dùng để tủ gốc ngoài tác dụng giữ ẩm đất, khi phân giải nó cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các ngành khoa học công nghệ, các nhà khoa học trên thế giới cũng đã tìm ra những hợp chất polymer có khả năng hút và giữ nước tốt để ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước, chống hạn cho cây trồng. Tại Trung Quốc (1999) đã công bố chế phẩm có tên ‘’KHOA DU 98’’ là vật liệu polymer có sức hút nước cao 1000 lần, đã sử dụng cho cây trồng và tiết kiệm được 50% lượng nước, giúp sản lượng cây trồng tăng 15-20% so với đối chứng . [17].
Lương Đức Loan và ctv (1995) đã nghiên cứu hiệu quả sử dụng nguồn tàn dư sẵn có trên lô bón cho cà phê kinh doanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng 10kg tàn dư hữu cơ của cỏ rác, cành lá của cây trồng xen, cành lá rụng của cây cà phê để tủ gốc thì có tác dụng kéo dài ẩm độ đất hơn là chôn vùi lượng tàn dư hữu cơ này. Với lượng tủ gốc này có thể tăng được số ngày giữa 2 đợt tưới (kéo dài chu kỳ tưới) và kết quả là giảm được từ 1 đến 1,5 đợt tưới trong mùa khô.
Hiện nay, người trồng cà phê ở Tây Nguyên cũng đã sử dụng vỏ cà phê để tủ gốc trong mùa khô nhằm mục đích tăng cường khả năng giữ ẩm của đất trong vườn cà phê. Các vật liệu có khả năng giữ nước luôn được tìm tòi nhằm mục đích giữ ẩm cho đất hạn chế lượng nước tưới cho cây trồng. Một trong số vật liệu đó là Bentonite, đây là khoáng chất có khả năng trương nở lớn, hấp thụ tốt và đặc biệt là giữ ẩm cao, 1 gram Bentonite có thể giữ được 20 gram nước, vì vậy khi trộn Bentonite vào đất sẽ làm giảm sự rửa trôi phân bón, tăng chất dinh dưỡng cho cây và khả năng giữ ẩm của đất [22].
Các nhà khoa học của Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cũng đã sử dụng tinh bột sắn và một số hóa chất khác để chế tạo thành công sản phẩm AMS-1, đây là một loại polymer siêu thấm nước, 1g vật liệu này có thể hút tới 400g nước, nhờ đó khi bón vào đất có tác dụng chống hạn cho cây trồng rất hiệu quả. AMS-1 được thử nghiệm bón cho cây keo Tai Tượng trồng trên đất cát Quảng Trị, bông tại Đồng Nai cho thấy với lượng bón 25kg/ha có tác dụng giữ ẩm đất tốt, giảm thất thoát nước đáng kể, góp phần chống hạn cho cây trồng. [1]. Để đánh giá vai trò của AMS, Hoàng Thị Minh và ctv (2005) đã thực hiện một khảo nghiệm bón 50kg AMS cho 1ha đất bạc màu Sóc Sơn cho thấy độ ẩm đất tăng, tăng sức chứa ẩm, tăng đoàn lạp đất. Đồng thời, mức độ cố định P giảm, tăng khả năng giữ K và tăng năng suất cây trồng.
Cùng với AMS-1, năm 2004 các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Hóa học Thành phố Hồ Chí Minh cũng đã thành công trong việc tổng hợp được chất hút nước, giữ ẩm tốt, giá thành hạ có tên là HC-06 và hiện đang đề nghị được thử nghiệm bón cho các vườn cà phê ở Gia Lai. [18].
Một thí nghiệm giữ ẩm cho vườn cà phê trong mùa khô đã được Trung Tâm nghiên cứu đất, phân bón và môi trường Tây Nguyên (Viện Thổ nhưỡng Nông hoá) bố trí trên vườn cà phê vối kinh doanh với các công thức màng tủ PE, vỏ quả cà phê và các chất giữ ẩm AMS-1, CH-06, Bentonit. Kết quả cho thấy công thức sử dụng màng tủ PE hoặc tủ 10 kg vỏ quả cà phê/gốc có tác dụng giữ ẩm cho vườn tốt hơn cả và do vậy có khả năng kéo dài chu kỳ tưới. Vào ngày 30 sau khi tưới thì công thức tủ PE có độ ẩm là 28,5% (cao hơn độ ẩm cây héo của cà phê) và cao hơn độ ẩm của công thức đối chứng không tủ là 2%.
Từ các kết quả nghiên cứư của một số nhà khoa học, chúng tôi tiếp tục tiến hành điều tra, để đánh giá được những vấn đề tồn tại trong việc tưới nước cho cây cà phê vối của bà con nông dân, tiến hành các mô hình thực nghiệm để khẳng định một số kết quả đã nghiên cứư, đồng thời kế thừa kết quả nghiên cứư của các tác giả nhằm đánh giá ảnh hưởng của các chế độ tưới nước đến sinh trưởng của một số giống cà phê vối chín muộn.
3. ĐỊA ĐIỂM - ĐỐI TƯỢNG
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Địa điểm, thời gian nghiên cứu
- Địa điểm: huyện KrôngPak, huyện Cư M’gar , huyện KrôngBuk, Thành phố Buôn Ma Thuột, Viện Khoa học - Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp Tây Nguyên.
- Thời gian . Từ tháng 12/2006 đến tháng 9/2007
3.2. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu
- Gồm 5 giống cà phê vối ghép ở giai đoạn kiến thiết cơ bản - Cà phê vối thực sinh ở giai đoạn kinh doanh (15-20 năm tuổi) - Cà phê trồng trên đất bazan tại tỉnh ĐakLak
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra hiện trạng sản xuất cà phê và kỹ thuật tưới nước cho cà phê tại DakLak