1. MỞ đẦU
2.5.1.Cơ sở khoa học về dinh dưỡng khoáng
2.5.1.1. Vai trò của các chất khoáng ựa lượng
Phân bón là nhân tố quan trọng hàng ựầu trong sản xuất nông nghiệp, có tác dụng to lớn trong việc làm tăng năng suất cây trồng. Trong ựó phân khoáng
ựược sử dụng rộng rãi vì hiệu lực nhanh chóng và hiệu quả cao của nó. Cùng với nước, dinh dưỡng khoáng là thành phần rất quan trọng, là cơ sở quyết ựịnh sự
tồn tại, sinh trưởng, phát triển, năng suất và phẩm chất của cây.
Các nguyên tố tham gia vào thành phần cấu tạo của tế bào, của mô ựược
gọi là nguyên tố dinh dưỡng, xem nhưlà thức ăn của cây [12].
Nguyên tố ựa lượng thường có hàm lượng từ 0,1 - 0,15% khối lượng chất khô (N, P, K, Ca, Mg, P, S, Si). Thực tế, khi nói ựến nguyên tố ựa lượng người ta thường ựề cập ựến N, P, K, còn S, Ca, Mg ựược xếp vào nhóm nguyên tố
trung lượng.
Nguyên tố vi lượng có hàm lượng nhỏ hơn 0,1% chất khô (Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo, Na, Ni, Co...).
Nguyên tố siêu vi lượng có hàm lượng vô cùng nhỏ chỉ từ 10-8 - 10-17% chất khô (Hg, Au, Se, Cd, Ag, Ra...).
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 20 Các ựiều tra, nghiên cứu vềựất và phân bón của Viện Khoa học - kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên cho thấy trong mùa mưa, cây cà phê cần ựạm và kali với tỷ lệ và số lượng nhiều nhất. Lân chỉ chiếm khoảng 50 % so với ựạm và kali. Sau ựó là lưu huỳnh, can xi, magiê và với một lượng ắt hơn là kẽm và bo. Mặc dù cần với lượng không nhiều, song trong ựất trồng cà phê lại thiếu các chất như lưu huỳnh, can xi, magiê, ựặc biệt là kẽm và bo nên việc bón phân cho cà phê nhất thiết phải chú ý ựến các chất trung và vi lượng thì hiệu quả sử dụng phân bón mới ựược nâng cao, năng suất và chất lượng cà phê nhân mới ựược cải thiện.
* Vai trò sinh lý của N (nitơ) và nhu cầu dinh dưỡng khoáng N ở cây cà phê
N là nhân tố quan trọng hàng ựầu với cơ thể sống, chiếm từ 1- 6% khối lượng chất khô. N là thành phần tham gia vào cấu tạo của diệp lục, enzym, bazơ
có ựạm, thành phần cơ bản của acidnucleic, trong các ADN, ARN của nhân tế
bào, ựóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp protein, chất có hoạt tắnh ựiều tiết sinh trưởng, thành phần ADP và ATP, vitamin [24, 29].
Bón ựạm thúc ựẩy quá trình tăng trưởng của cây, làm cây ra nhiều nhánh, nhiều cành, ra lá nhiều. Lá có kắch thước to, màu xanh. Lá quang hợp mạnh, do
ựó làm tăng năng suất cây. N cần cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng, ựặc biệt là giai ựoạn sinh trưởng mạnh [6]. Ngược lại nếu thiếu ựạm thì quá trình tổng hợp protein cấu trúc - protein phức tạp và protein enzym bịức chế hoặc bị
ngừng hoàn toàn khi trong ựất thiếu ựạn dễ tiêu, dẫn ựến cây sinh trưởng kém, còi cọc, lá vàng nhạt, năng suất giảm sút [28, 7].
Cà phê là cây công nghiệp dài ngày có nhu cầu dinh dưỡng khá cao. Việc sử dụng phân khoáng, ựặc biệt là NPK là biện pháp hàng ựầu trong việc thâm canh tăng năng suất cà phê [23].
Theo Trương Hồng (2012), hàm lượng N trong cây biến ựộng từ 1,5 - 2,0% khối lượng khô (trung bình cho thân, cành, lá). Chỉ trong lá thì hàm lượng này biến ựộng từ 2,2 - 3,5%, trong hạt chứa từ 3,5 - 4,5%. đạm tham gia cấu thành năng suất từ 32,6 - 49,4%. Cung cấp ựầy ựủ một lượng ựạm thắch hợp sẽ giúp
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 21 cho cây hút các chất khác tốt hơn, ựặc biệt là kali [11].
Qua bảng 2.4 thấy rằng cà phê cần lượng lớn ựạm và kali, tiếp ựến là canxi và Magie. Một lượng lớn dinh dưỡng khoáng tập trung ở lá, khi lá rụng chúng sẽ ựược trả lại cho ựất. Tuy nhiên vẫn cần phải bổ sung dinh dưỡng vì phân khoáng
ở quả sẽ mất ựi sau mỗi mùa vụ.
Bảng 2.4: Tỷ lệ dinh dưỡng khoáng trong các bộ phận của cây cà phê Kg Bộ phận N P K Ca Mg S Thân, rễ 15 2 25 9 2 2 Cành 14 2 20 6 3 1 Lá 53 11 45 18 7 3 Qủa 30 3 35 3 3 3 Tổng cộng 112 18 125 36 15 9
(Nguồn: Trung tâm nghiên cứu cà phê Ba Vì - Viện NLNMNPB) [22]
Theo Viện Khoa học - Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên ựề xuất ựối với ựất nâu ựỏ bazan, mức năng suất trung bình 3 tấn nhân/ha thì lượng phân bón cần: 250 - 300 kgN, 75 - 80 kg P2O5 và 250 - 300 kg K2O. Trên ựất xám, với năng suất ựạt ựạt trung bình 2,3 - 2,5 tấn nhân/ha: 230 - 250 kgN, 80 - 100 kg P2O5 và 200 - 230 kg K2O [11].
Cây cà phê cần nhiều N nhất vào mùa mưa. đây là giai ựoạn mà cây cà phê sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ và cũng là mùa tạo cành, lá mới dự trữ cho năm sau , nên cần một lượng dinh dưỡng chiếm ựến 85 - 90 % tổng nhu cầu dinh dưỡng của cây trong 1 năm. Ngoài dinh dưỡng cần thiết ựể phát triển cành lá, nhân tố quyết ựịnh cho năng suất vụ sau thì dinh dưỡng mùa mưa còn là nhân tố
quyết ựịnh năng suất vụ cà phê hiện tại.
Tuy nhiên, nếu thừa N cũng ảnh hưởng không tốt ựến sinh trưởng phát triển của cây cà phê, thừa ựạm thường biểu hiện ở sự phát triển mạnh nhưng không cân ựối ở các bộ phận như chồi non, cành, lá. Thừa N chồi non phát triển rất
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 22 mạnh, cành vươn dài song rất nhỏ, yếu, ựốt thưa. Bộ lá rậm và có màu xanh tối, lá to nhưng mỏng. Chùm quả thưa, tỷ lệựậu quả thấp.
Ở nước ta tác giả đoàn Triệu Nhạn (2004) ựã ựưa ra mức N trong cà phê vối ở Tây Nguyên như sau: N % < 2,2 là thiếu; N % từ 2,27 - 3 % là ựủ (bình thường); N % > 3,3 % là thừa [20]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo Nguyễn Tri Chiêm (1995) [4] thì vùng dinh dưỡng N thắch hợp trong lá cà phê là từ 2,8 - 3,5 % (ứng với năng suất trên 4 tấn nhân/ha) hay nói cách khác muốn có năng suất cà phê 4 tấn thì trị số hàm lượng ựạm trong lá tối thiểu là 2,8 %.
* Vai trò dinh dưỡng của lân (P) và nhu cầu lân của cây cà phê.
Trong cây tỷ lệ lân biến ựộng từ 0,08 - 1,4 % so với chất khô. Trong cây lân chủ yếu nằm dưới dạng hữu cơ, chỉ một phần nhỏ nằm dưới dạng vô cơ. P tập trung ở các cơ quan còn non ựang sinh trưởng mạnh, một bộ phận ựáng kể
tập trung trong cơ quan sinh sản và hạt dưới dạng hợp chất phitin, ựây là dạng lân dự trữựể sử dụng cho cây con khi nẩy mầm [24; 29].
Lân tham gia vào nhiều hợp chất quan trọng nên quyết ựịnh ựến hoạt ựộng sinh lý và sinh trưởng phát triển của cây. Photpho tham gia thành phần acidnucleic, vai trò quan trọng trong phân chia tế bào, sinh trưởng và di truyền của cây; tham gia thành phần phospholipid, màng sinh học của mọi tế bào; có mặt trong hệ thống ATP, ADP, với vai trò dự trữ năng lượng; tham gia vào các nhóm hoạt ựộng của enzym, có mặt trong các hợp chất ester phosphoric [24; 15].
Khi ựất có ựầy ựủ lân cây sinh trưởng tốt, hệ thống rễ phát triển, xúc tiến hình thành cơ quan sinh sản, trao ựổi chất và năng lượng mạnh mẽ, xúc tiến các hoạt ựộng sinh lý ựặc biệt là quang hợp và hô hấp. Ngược lại nếu thiếu lân, lá chuyển sang màu vàng chanh tới hồng nhạt, rễ kém phát triển, quá trình phân hóa mầm hoa bịảnh hưởng, cà phê ra hoa ựậu trái kém, năng suất thấp [9].
Cây cà phê có triệu chứng thiếu lân khi hàm lượng P2O5 trong lá từ 0,05 - 0,08%, khi ựó bắt ựầu lá có màu vàng sáng, sau ựó chuyển sang ựỏ thẫm hoặc nâu ựỏ pha tắm, ựôi khi có màu huyết dụ. đầu tiên lá biến màu ở một phần
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 23 (thường ở ngọn lá), cuối cùng cả lá biến màu và rụng [11].
Theo Bùi Văn Sỹ (2004) thì hàm lượng P trong cây cà phê ựứng thứ 4 sau nguyên tố N, K, Ca. Tuy nhiên vai trò của P thì không thể thay thế. Hàm lượng lân tập trung chủ yếu ở lá, do vậy mà khi cây thiếu lân thì sẽ biểu hiện trên lá rõ nét hơn so với cơ quan khác. Giai ựoạn cây non, lượng lân trong cây cao gấp 2 - 3 lần so với ựạm và kali. Cà phê ở giai ựoạn kinh doanh, phản ứng về lân không cao nhưựạm và kali. Bón ựơn ựộc lân thì hầu như không có hiệu quả, nhưng bón lân kèm theo ựạm và kali cân ựối sẽ làm tăng năng suất rõ rệt.
Theo Catani, trong 1 tấn quả tươi có 2,5kg P2O5, còn theo Forestier là 3,75kg P2O5 [19]. Thời ựiểm bón lân cũng ảnh hưởng ựến sinh trưởng, phát triển và năng suất cà phê. đối với cà phê vối trên ựất ựỏ bazan ở Tây Nguyên cho thấy, bón cùng liều lượng nhưng nếu bón 2 lần vào tháng 1 và tháng 5 thì hàm lượng lân trong lá sẽ duy trì ở ngưỡng thắch hợp cho cho cà phê, lân dễ tiêu trong ựất cũng sẽ ổn ựịnh hơn rất nhiều. đồng thời làm giảm tỷ lệ quả rụng từ
2,14 - 7,5%, làm tăng năng suất 5,4 - 19% so với ựối chứng [14].
* Vai trò sinh lý của K (kali) và nhu cầu dinh dưỡng K ở cây cà phê
Kali là nguyên tố dinh dưỡng quan trọng sau N và P. Tỷ lệ kali trong cây trồng nói chung biến ựộng từ 0,5 - 6 % chất khô, trong các bộ phận non tỷ lệ
kali cao hơn trong bộ phận già, vì vậy khi thiếu kali thường biểu hiện rõ ở lá già trước [32].
Hàm lượng kali chứa trong cây cà phê theo phân tắch của Viện KHKTNLN Tây Nguyên biến ựộng từ 1,1 - 1,6% K2O, trong hạt từ 3,0 - 3,7% K2O [11]. Tỷ
lệ này rất khác nhau giữa các loại cây trồng và từng bộ phận cụ thể của cây. Kali trong cây cà phê tập trung chủ yếu trong lá và quả. Cây cà phê ở giai ựoạn KTCB cần kali ắt hơn ựạm và lân. Vào cuối năm thứ 2 và suốt thời kì kinh doanh, ựặc biệt là những vườn có năng suất cao, cà phê cần kali với lượng cao nhất. Nhu cầu kali của cà phê gia tăng từ lúc quả bắt ựầu phát triển ựến khi thành thục. Dạng kali cây hút và trong cây là ion K+ [22].
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 24 Kali có tác dụng ựiều chỉnh các ựặc tắnh lý hóa của keo nguyên sinh chất; Kali ựiều chỉnh sự ựóng mở của khắ khổng; Kali ựiều chỉnh dòng vận chuyển các chất hữu cơ trong mạch libe; Kali hoạt hóa nhiều enzym tham gia vào các biến ựổi trong cây, ựặc biệt là quang hợp và hô hấp: ATP-ase, RDP- carboxylase.v.v.
đối với cà phê kinh doanh thì kali quan trọng như ựạm. Bón kali làm tăng năng suất cà phê, giảm tỷ lệ quả rụng, tăng tỷ lệ quả chắc, tăng tỷ lệ nhân và tăng kắch thước nhân. Bón ựầy ựủ ựạm và kali sẽ hạn chế bệnh khô cành khô quả. Cây bị thiếu kali thì hàm lượng K2O trong lá dao ựộng từ 0,9 - 1,3% [21]
Hàm lượng kali trong hạt cao hơn rất nhiều ựạmn và lân. Một tấn cà phê nhân có khoảng 52 - 55kg kali, một ha cà phê kinh doanh bình thường hàng năm lấy ựi từ ựất ắt nhất 145kg kali nguyên chất [22]. Theo Trương Hồng Kali tham gia cấu thành năng suất từ 27,4 - 44,7% [11].
Trên ựất Bazan, bón kali làm tăng năng suất cà phê vối 7,7 - 17,7 tạ hạt/ha, hay là tăng năng suất 40 - 100%. Hiệu suất của 1 kg K2O là 3,9-5,9 kg nhân khô. Bón kali làm giảm tỷ lệ hạt nhỏ, hạt lép, làm tăng chất lượng hạt cà phê [5].
2.5.1.2. Nhu cầu về các nguyên tố trung và vi lượng của cây cà phê
* Vai trò sinh lý của Ca (canxi) và nhu cầu dinh dưỡng Ca ở cây cà phê
Hàm lượng Ca trong lá cà phê dao ựộng từ 0,5 - 1,2%, trong hạt từ 0,4 - 0,7% tắnh theo trọng lượng khô [11].
Theo Hoàng Minh Tấn (2006) [24], Ca có vai trò hình thành nên thành
vách tế bào, tham gia cấu tạo màng tế bào; có ý nghĩa trong việc trung hòa ựộ
chua và ựối kháng với các cation khác trong cây, loại trừ ựộ ựộc tinh khiết của các cation có mặt trong chất nguyên sinh như H+, Na+, Al3+.v.v. Ngoài ra Ca còn hoạt hóa các enzym nên ảnh hưởng ựến các quá trình trao ựổi chất trong cây.
Vườn cà phê năng suất 15 - 20 tấn quả tươi thì cây hút từ ựất ắt nhất 120 - 160kg CaO/ha, ựó còn chưa kể CaO tham gia các bộ phận khác của cây. Tỷ lệ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 25 CaO trong các dạng phân lân là khá cao, mỗi năm chỉ cần bón 500 - 1000kg/ha phân lân Văn điển hoặc lân Ninh Bình là thỏa mãn nhu cầu CaO của cây [22].
*Vai trò sinh lý của Mg (magie) và nhu cầu dinh dưỡng Mg ở cây cà phê
Hàm lượng Mg trong lá biến ựộng từ 0,3 - 0,5%, trong hạt từ 0,2 - 0,35%[11]. Theo Hoàng Minh Tấn (2006) Mg có vai trò sinh lý rất quan trọng: là thành phần cấu tạo của diệp lục . Hàm lượng Mg trong diệp lục chiếm khoảng 10% Mg trong lá. Mg hoạt hóa hàng chục enzym trong các phản ứng trao ựổi gluxit liên quan ựến quá trình quang hợp, hô hấp và trao ựổi axit nucleic, các phản ứng liên quan ựến ATP Mg tham gia quá trình hình thành thành tế bào, quá trình tổng hợp protein và ựiều chỉnh quá trình hút của các cation. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Triệu chứng thiếu Magiê ựược phát hiện trên cây cà phê ở lá già, màu vàng bắt ựầu từ gân chắnh, sau lan rộng dần ra rìa lá. Dọc theo gân chắnh và gân phụ
còn lại những vệt xanh thẫm tạo nên dạng hình xương cá có màu xanh trên nền vàng. Sau ựó lá chuyển sang màu vàng sẫm hoặc nâu rồi rụng. Khi thiếu Mg hàm lượng Mg trong lá biến ựộng trong khoảng 0,15 - 0,25% [19].
*Vai trò sinh lý của S (lưu huỳnh) và nhu cầu dinh dưỡng ở cây cà phê
Hàm lượng S trong lá cà phê biến ựộng từ 0,09 - 0,14%, trong hạt từ 0,12 - 0,16%. Lưu huỳnh tham gia tạo thành chlorophyl là thành phần quan trọng của diệp lục ựóng vai trò to lớn trong việc tổng hợp các hợp chất hữu cơ nhờ năng lượng của ánh sáng mặt trời. Lưu huỳnh tham gia tổng hợp 3 acid amin tạo thành protein, hoạt hóa men, tổng hợp vitamin .v.v. đặc biệt nó tham gia trong việc cấu tạo các hợp chất thơm cho hạt cà phê, tăng cường tắnh chịu hạn và chịu nhiệt của cà phê [11].
Cây thiếu lưu huỳnh các lá non có màu xanh lục nhạt ựến vàng sáng, cây khẳng khiu thấp bé một cách ựặc biệt [32].
Theo đường Hồng Dật (2003) nên bón khoảng 30% tổng phân ựạm dưới dạng sunphat amôn, vì loại này cung cấp lưu huỳnh cho cà phê.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
*Vai trò sinh lý của Zn (kẽm) và nhu cầu dinh dưỡng Zn ở cây cà phê
Hàm lượng kẽm trong lá cà phê biến thiên từ 10 - 15ppm. Trong 1 tấn hạt có chứa khoảng 10 - 15gam kẽm.Kẽm có tác ựộng ựến các quá trình sinh lý sinh hóa sau: dinh dưỡng khoáng (sự hút dinh dưỡng và sự cốựịnh N) sự hô hấp, sự
quang hợp, sự tổng hợp hữu cơ (gluxid, protit, axit nucleic và chất ựiều hòa sinh trưởng), sự vận chuyển (sự thoát hơi nước và sự chuyển hóa gluxit), sự sinh trưởng (tạo các mô mới) và khả năng chống lạnh chống nóng của cây. Zn ảnh hưởng ựến sự tạo thành nhiều loại hợp chất quan trọng trong cây nhưựường bột, protit, các photpholipit, vitamin C, auxin, các phenol, tamin, các protein và enzym [12].
Thiếu kẽm sẽ gây rối loại về trao ựổi phytohormon của cây dẫn ựến sự