Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu xác định yếu tố hạn chế của đất bazan tái canh cà phê tại tỉnh Gia Lai

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm xác định được thực trạng tính chất vật lý, hoá học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê. Xác định được yếu tố hạn chế về vật lý, hóa học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê. Đề xuất biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế nhằm tái canh bền vững cà phê trên đất bazan tỉnh Gia Lai.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu xác định yếu tố hạn chế của đất bazan tái canh cà phê tại tỉnh Gia Lai

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VŨ ANH TÚ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH YẾU TỐ HẠN CHẾ CỦA ĐẤT BAZAN TÁI CANH CÀ PHÊ TẠI TỈNH GIA LAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM VŨ ANH TÚ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH YẾU TỐ HẠN CHẾ CỦA ĐẤT BAZAN TÁI CANH CÀ PHÊ TẠI TỈNH GIA LAI Chuyên ngành: Khoa học đất Mã số: 62 62 01 03 Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Toàn PGS.TS. Cao Việt Hà HÀ NỘI - 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng để bảo vệ ở bất cứ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng m ọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 201 7 Tác giả Vũ Anh Tú i
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của: Lãnh đạo Viện Qu y hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, Bộ môn Khoa học Đất - Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Tập thể và nhiều nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực trong và ngoài ngành. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến: - TS. Nguyễn Văn Toàn - Viện Nghiên cứu Quy hoạch Nông nghiệp Nông thôn và PGS.TS. Cao Việt Hà - Học viện Nông nghiệp Việt Nam, những người Thầy /cô hướng dẫn hết mực nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án. - TS. Trịnh Quang Pháp, Trưởng phòng Tuyến trùng học - Việ n Sinh thái Tài nguyên Sinh vật, ThS. Nguyễn Thị Thanh Mai, Bộ môn C ây công nghiệp - Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên, ThS. Trịnh Xuân Hồng, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu thực nghiệm thủy lợi nông lâm nghiệp Gia Lai, đã có nhiều ý kiến đóng góp hết sức quý báu trong quá trình thực hiện đề tài luận án. - Tập thể lãnh đạo và các thầy, cô Khoa Quản lý đất đai, B an Quản lý Đào tạo - Học viện Nông nghiệp Việt Nam . - Có được những thành quả trong luận án là được sự giúp đỡ nhiệt tình của Lãnh đạo Công ty Cà phê Ia Sao 1, xã Ia Yok, huyện Ia Grai, tỉnh Gia Lai, các hộ gia đình chọn làm thí nghiệm và mô hình, c án bộ Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên đã phối hợp và cung cấp số liệu cho l uận án. Cuối cùng, tôi xin tỏ lòng biết ơn tới bạn bè, gia đình và người thân đã luôn kịp thời động viên, chia sẻ và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Hà Nội, n gày tháng năm 2017 Tác giả Vũ Anh Tú ii
MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục bảng vii Danh mục các hình x Trích yếu luận án xi Thesis abstract xiii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu 2 1.4. Những đóng góp mới của đề tài 2 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Một số khái niệm liên quan 4 2.1.1. Cà phê già cỗi, cà phê tái canh 4 2.1.2. Đất bazan 4 2.1.3. Yếu tố hạn chế trong đất 5 2.2. Yêu cầu sinh thái của cây cà phê 5 2.2.1. Yêu cầu về khí hậu 5 2.2.2. Yêu cầu về đất trồng 7 2.3. Kết quả nghiên cứu về sử dụng đất trồng cà phê ở nước ta 11 2.4. Những nghiên cứu liên quan đến yếu tố hạn chế trong đất 13 2.4.1. Những nghiên cứu trên thế giới 13 2.4.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam 22 2.5. Một số nhận xét rút ra từ tổng quan và định hướng nghiên cứu của đề tài 31 PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 3.1. Địa điểm nghiên cứu 33 3.2. Thời gian nghiên cứu 33 3.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu 33 3.3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 33 3.3.2. Vật liệu nghiên cứu 34 iii
3.4. Nội dung nghiên cứu 34 3.4.1. Đánh giá một số điều kiện tự nhiên và thực trạng tái canh cà phê trên đất bazan tại Gia Lai 34 3.4.2. Nghiên cứu một số tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất bazan trồng tái canh cà phê tại Gia Lai 34 3.4.3. Nghiên cứu xác định yếu tố hạn chế của đất bazan trồng tái canh cà phê tại Gia Lai. 35 3.4.4. Nghiên cứu thí nghiệm sử dụng biện pháp kỹ thuật đơn lẻ nhằm khắc phục yếu tố hạn chế trong đất bazan trồng tái canh cà phê 35 3.4.5. Xây dựng mô hình áp dụng biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm khắc phục yếu tố hạn chế trong tái canh cà phê 36 3.4.6. Đề xuất các biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế trong tái canh cà phê 36 3.5. Phương pháp nghiên cứu 36 3.5.1. Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp 36 3.5.2. Phương pháp chọn điểm (vườn) cà phê để điều tra thu thập số liệu sơ cấp và lấy mẫu đất, mẫu rễ phân tích 36 3.5.3. Phương pháp phân tích đất 38 3.5.4. Phương pháp phân tích tuyến trùng trong đất và rễ 39 3.5.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm 40 3.5.6. Phương pháp xây dựng mô hình 43 3.5.7. Phương pháp quan trắc, thu thập các chỉ tiêu theo dõi 43 3.5.8. Phương pháp phân tích thành phần chính (PCA) 44 3.5.9. Phương pháp xử lý số liệu 45 3.5.10. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế, kỹ thuật 46 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 4.1. Một số đặc điểm về tự nhiên và canh tác cà phê tái canh có liên quan đến tính chất đất 47 4.1.1. Đặc điểm tự nhiên 47 4.1.2. Thực trạng áp dụng các biện pháp canh tác trong tái canh cà phê tại Gia Lai 56 4.1.3. Nhận xét chung 64 4.2. Thực trạng một số tính chất lý, hóa học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê tại Gia Lai 65 4.2.1. Tính chất vật lý 65 iv
4.2.2. Tính chất hoá học 69 4.2.3. Tính chất sinh học 80 4.2.4. Nhận xét chung 87 4.3. Xác định yếu tố hạn chế của đất bazan tái canh cà phê tại Gia Lai 88 4.3.1. Yếu tố hạn chế về vật lý và hoá học của đất trồng tái canh cà phê 88 4.3.2. Yếu tố hạn chế về sinh học trong đất bazan trồng tái canh cà phê 92 4.3.3. Nhận xét chung 94 4.4. Kết quả thí nghiệm áp dụng các biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế trong đất đỏ bazan tái canh cà phê 95 4.4.1. Thí nghiệm sử dụng phân hữu cơ khắc phục yếu tố hạn chế về hữu cơ 95 4.4.2. Thí nghiệm sử dụng chế phẩm trừ nấm, tuyến trùng xử lý đất 99 4.4.3. Nhận xét chung 104 4.5. Kết quả theo dõi mô hình á p dụng biện pháp kỹ thuật tổng hợp trong tái canh cà phê 104 4.5.1. Kết quả theo dõi ảnh hưởng của các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đến sinh trưởng của cà phê trong mô hình 106 4.5.2. Kết quả theo dõi ảnh hưởng của các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đến tình trạng vàng lá hoặc chết của cà phê trong mô hình 107 4.5.3. Ảnh hưởng của các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đến đến năng suất cà phê tái canh 108 4.5.4. Hiệu quả kinh tế của việc ứng dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp trong tái canh cà phê 108 4.5.5. Nhận xét chung 109 4.6. Các biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế 110 4.6.1. Biện pháp bón phân hữu cơ 110 4.6.2. Biện pháp xử lý đất bằng chế phẩm trừ nấm, tuyến trùng 110 4.6.3. Các biện pháp kỹ thuật khác 111 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 113 5.1. Kết luận 113 5.2. Kiến nghị 114 Danh mục các công trình đã công bố 115 Tài liệu tham khảo 116 Phụ lục 128 v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật CT Công thức CV (%) Hệ số biến động DTTN Diện tích tự nhiên Đ/C Đối chứng ĐKG Đường kính gốc ĐVT Đơn vị tính FAO Food and Agriculture Organization HCVS Hữu cơ vi sinh KHKT Khoa học kỹ thuật LSD0,05 Sự sai khác có ý nghĩa ở mức α = 0,05 Max Giá trị lớn nhất Min Giá trị nhỏ nhất MH Mô hình NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn PCA Phân tích thành phần chính STDEV Độ lệch chuẩn TB Giá trị trung bình TLVL Tỉ lệ vàng lá T/N Tỉ lệ tươi/nhân TNHH Trách nhiệm hữu hạn TNHH-MTV Trách nhiệm hữu hạn - Một thành viên UBND Ủy ban nhân nhân WASI Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm ngiệp Tây Nguyên vi
DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Phân cấp độ phì nhiêu của đất trồng cà phê 9 2.2 Tình hình các vườn cà phê tái canh theo thời gian luân canh 29 2.3 Mật độ tuyến trùng trong đất và rễ tại các vườn cà phê tái canh 30 4.1 Diện tích các nhóm đất phân bố tại tỉnh Gia Lai 53 4.2 Diện tích cà phê giai đoạn 2010-2014 tại các huyện của tỉnh Gia Lai 56 4.3 Diện tích - năng suất - sản lượng cà phê niên vụ 2013 -2014 tại các huyện của tỉnh Gia Lai 57 4.4 Diện tích và tuổi cà phê già cỗi năm 2012 cần thanh lý để trồng tái canh tại Gia Lai 58 4.5 Phương pháp nhổ bỏ cà phê thanh lý và cày bừa, rà rễ, phơi đất tái canh cà phê tại Gia Lai 59 4.6 Thời gian luân canh để tái canh cà phê tại Gia Lai 60 4.7 Nguồn gốc và chất lượng giống cà phê trồng tái canh 61 4.8 Tình hình sử dụng cây che bóng 61 4.9 Tình hình sử dụng cây trồng xen 62 4.10 Tình hình bón phân hữu cơ cho vườn cà phê tái canh 62 4.11 Tình hình bón phân vô cơ cho vườn cà phê tái canh 63 4.12 Phương pháp bón phân vô cơ cho vườn cà phê tái canh 63 4.13 Tình hình sử dụng thuốc BVTV cho vườn cà phê tái canh 64 4.14 Tỉ lệ cấp hạt của đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 66 4.15 Tỉ lệ cấp hạt của đất bazan phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 66 4.16 Kết quả phân tích dung trọng, tỷ trọng và độ xốp của đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 67 4.17 Kết quả phân tích dung trọng, tỷ trọng và độ xốp của đất bazan phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 68 4.18 Độ chua, hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số của đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 70 4.19 Độ chua, hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 71 vii
4.20 Hàm lượng lân, kali tổng số và dễ tiêu của đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 73 4.21 Hàm lượng lân, kali tổng số và dễ tiêu phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh tại vùng nghiên cứu 74 4.22 Hàm lượng cation trao đổi canxi, magiê và nhôm di động của đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 76 4.23 Hàm lượng cation trao đổi canxi, magiê và nhôm di động phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 77 4.24 Hàm lượng lưu huỳnh và một số nguyên tố vi lượng trong đất bazan tại các vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 78 4.25 Hàm lượng lưu huỳnh và một số nguyên tố vi lượng phân theo chất lượng vườn cà phê tái canh vùng nghiên cứu 78 4.26 Các loài tuyến trùng ký sinh trong đất và rễ cà phê tái canh vùng nghiên cứu 80 4.27 Mật độ và tần suất xuất hiện của tuyến trùng trong đất trồng cà phê tái canh (ở tầng đất 0-20 cm) 83 4.28 Mật độ và tần suất xuất hiện của tuyến trùng trong đất trồng cà phê tái canh (ở tầng đất >20-50 cm) 84 4.29 Mật độ và tần suất 4 loài tuyến trùng gây hại chính trong đất cà phê tái canh vùng nghiên cứu 85 4.30 Mật độ và tần suất 4 loài tuyến trùng gây hại chính trong rễ cà phê tái canh vùng nghiên cứu 86 4.31 Giá trị riêng của ma trận hệ số tương quan 89 4.32 Giá trị trung bình một số chỉ tiêu lý, hóa học đất phân theo tình trạng vườn cây tại Gia Lai 91 4.33 Tương quan giữa loài, mật độ tuyến trùng ký sinh và tỷ lệ cây vàng lá, còi cọc trên cà phê tái canh tại Gia Lai 93 4.34 Thành phần và mật độ tuyến trùng trong đất trước khi trồng 95 4.35 Các chỉ tiêu sinh trưởng sau 18 tháng trồng 96 4.36 Tỷ lệ cây vàng lá qua các thời điểm 96 4.37 Tỷ lệ cây chết qua các thời điểm 97 4.38 Thành phần và mật độ tuyến trùng 30 tháng sau khi trồng tái canh 98 4.39 Năng suất và chất lượng quả hạt 99 viii
4.40 Thành phần và mật độ tuyến trùng trong đất trước khi trồng 100 4.41 Các chỉ tiêu sinh trưởng sau 18 tháng trồng 101 4.42 Tỷ lệ cây vàng lá qua các thời điểm 101 4.43 Tỷ lệ cây chết qua các thời điểm 102 4.44 Thành phần và mật độ tuyến trùng 30 tháng sau khi trồng tái canh 103 4.45 Năng suất và chất lượng quả hạt 104 4.46 Thành phần, mật độ tuyến trùng gây hại cà phê trong đất, rễ trước và sau khi xây dựng mô hình 106 4.47 Ảnh hưởng của việc sử dụng các giải pháp kỹ thuật tổng hợp đến sinh trưởng vườn cây sau 18 tháng trồng 107 4.48 Tỷ lệ cây vàng lá qua các thời điểm 107 4.49 Tỷ lệ cây chết qua các thời điểm tại các mô hình 108 4.50 Năng suất của mô hình sau 30 tháng trồng 108 4.51 Hiệu quả kinh tế và hiệu quả kỹ thuật của mô hình sau 30 tháng trồng 109 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 4.1 Sơ đồ hành chính tỉnh Gia Lai 48 4.2 Sơ đồ đất tỉnh Gia Lai 54 4.3 Biểu đồ phân phối phần trăm trị riêng theo nhân tố 90 4.4 Phân tích PCA dựa trên các chỉ tiêu lý, hóa học đất tại các vườn cà phê tái canh 90 4.5 Trị số các chỉ tiêu lý, hóa học đất tại PC2 91 x
TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Vũ Anh Tú Tên luận án: Nghiên cứu xác định yếu tố hạn chế của đất bazan tái canh cà phê tại tỉnh Gia Lai. Chuyên ngành: Khoa học Đất. Mã số: 62.62.01.03. Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu - Xác định được thực trạng tính chất vật lý, hoá học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê. - Xác định được yếu tố hạn chế về vật lý, hóa học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê. - Đề xuất biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế nhằm tái canh bền vững cà phê trên đất bazan tỉnh Gia Lai. Phương pháp nghiên cứu Trong luận án đã áp dụng những phương pháp nghiên cứu chính sau đây: - Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp. - Phương pháp chọn điểm (vườn) cà phê để điều tra thu thập số liệu sơ cấp và lấy mẫu đất, mẫu rễ phân tích: C ăn cứ vào các tiêu chí đề ra chọn các điểm (vườn) cà phê tái canh tại vùng nghiên cứu để tiến hành điều tra lấy mẫu đất phân tích tính chất vật lý và hoá học. Lấy mẫu đất, mẫu rễ để phân tích tuyến trùng. - Phương pháp phân tích tính chất lý học, hóa học t rong đất và phân tích tuyến trùng trong đất và rễ. - Phương pháp bố trí thí nghiệm: (1) Thí nghiệm sử dụng phân hữu cơ khắc phục yếu tố hạn chế về hữu cơ được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên 3 lần lặp lại, mỗi ô cơ sở 20 cây, gồm 3 công thức thí nghiệm. (2) Thí nghiệm sử dụng hóa chất, chế phẩm trừ tuyến trùng, nấm để xử lý đất trồng tái canh cà phê được bố trí theo kiểu khối đầy đủ ngẫu nhiên 3 lần lặp lại, mỗi ô cơ sở 20 cây, gồm 5 công thức thí nghiệm. - Phương pháp xây dựng mô hình. - Phương pháp quan trắc, thu thập các chỉ tiêu theo dõi bao gồm: Các chỉ tiêu sinh trưởng, tỷ lệ cây bị vàng lá, cây bị chết (%), năng suất và chất lượng quả. - Phương pháp phân tích thành phần chính (PCA). - Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel 7.0, SPSS xi
16, Sas 9.1. - Phương pháp tính hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. Kết quả chính và kết luận - Xác định được thực trạng tính chất của đất tái canh cà phê rất biến động và có sự phát triển theo cả 2 xu hướng, vừa xấu đi vừa được cải thiện. Các chỉ tiêu ít có biến động so với trước khi trồng là hàm lượng sét, dung trọng, tỉ trọng, độ xốp. Các chỉ tiêu hoá học có sự cải thiện lớn nhất là lân tổng số, lân dễ tiêu, kali dễ tiêu và độ chua trao đổi. Các chỉ tiêu hoá học suy giảm mạnh gồm hàm lượng hữ u cơ, kali tổng số, magiê trao đổi. Đặc biệt có sự xuất hiện của 12 loài tuyến trùng ký sinh trong đất và rễ cà phê. Mật độ và tần suất xuất hiện lớn nhất là loài Pratylenchus spp., Meloidogyne spp. và Rotylenchulus reniformis. - Xác định được yếu tố hạn chế chính của đất bazan trồng tái canh cà phê tại Gia Lai về vật lý là dung trọng, về hoá học là hàm lượng hữu cơ, kali dễ tiêu, magiê trao đổi và về sinh học là do sự xuất hiện của tuyến trùng Pratylenchus spp., Meloidogyne spp. và Rotylenchulus reniformis với mật độ cao, gây hại cà phê. - Xác định được mối quan hệ giữa sự thiếu hụt các yếu tố như hữu cơ, kali dễ tiêu, magiê trao đổi và dung trọng tăng cao với tình trạng vườ n cây và sự xuất hiện của 3 loài tuyến trùng trong đất có mậ t độ cao gây bệnh vàng lá, thối rễ hoặc chết cà phê. - Thực hiện thành công 2 thí nghiệm sử dụng các biện pháp kỹ thuật đơn lẻ và 1 mô hình sử dụng các biện pháp kỹ thuật tổng hợp, qua đó có thể khẳng định bón phân chuồng 20 tấn/ha, sử dụng hỗn hợp chế phẩ m diệt tuyến trùng và nấm là Trichoderma + Palila 500 có tác dụng giảm tỉ lệ cây vàng lá và chết. - Trên cơ sở kết quả thí nghiệm và xây dựng mô hình đã đề xuất được một số biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế bao gồm: (1) Biện pháp bón phân hữu cơ. (2) Biện pháp xử lý đất bằng chế phẩm trừ nấm, tuyến trùng. (3) Các biện pháp kỹ thuật khác (chuẩn bị đất và luân canh cây trồng, cây giống và biện pháp canh tác). xii
THESIS ABSTRACT PhD candidate: Vu Anh Tu Thesis title: Research in determination of limiting factors of basalt soils for coffee rejuvenation in Gia Lai province Major: Soil Science. Code: 62.62.01.03. Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives - Determine the current status of physical, chemical and biological properties of basalt under coffee rejuvenation. - Identify the limiting factors on the physical, chemical and biological properties of basalt under coffee rejuvenation. - Propose technical solutions to overcome the limiting factors for sustainable coffee rejuvenation in Gia Lai’s basalt. Materials and Methods In the thesis, the following research methods has been used: - The methods of survey, collection of document, secondary data. - Method of site selection (the coffee garden) to survey and collect the primary data; and to take soil samples and root samples for analyzing: Based on the criteria set out to select sites (garden) under coffee rejuvenation in study area, soil sampling was conducted for analyzing on the physical and chemical properties, and soil and root sampling was also conducted for analyzing on nematodes. - Analytical method of physical and chemical soil properties, analysis of nematodes in the soil and roots. - Method of experimental layout: (1) The experiments with application of manure to overcome limiting factor of organic matter, with randomized layout of complete block 3 replications, 20 plants per plot, including 3 treatments. (2) Experiments with application of chemicals and biological products to kill nematodes, fungi to handle coffee rejuvenation soil that was arranged in randomized block and designed with full 3 replications, 20 plants per basis plot, including 5 treatments. - Methods of modelling. - Methods of monitoring and collecting: monitoring indicators are growth indicators, the percentage of yellowing leaf plants, died trees (%), yield and fruit quality. xiii
- Method of Principal Component Analysis (PCA). - The method of data processing: The data processing was using softwares of Excel 7.0, SPSS 16, Sas 9.1. - Method of technical and eonomic efficiency calculation. Main findings and conclusions - The research found that characteristics of soil for coffee rejuventation markedly varied and changed in both 2 trends of worse and improved. Indicators that have little change as previous are clay ratio, capacity, weight ratio, porosity. Chemical indicators that have the most improvement are total phosphorus, absorted phosphorus, absorted potassium, and exchangable acidity. Chemical indicators that have strongly reduced are organic matter, total potassium, exchangable magnesium. In particular, there are an apperance of 12 nematodes in soil and coffee roots. Density and frequency of appearance of nematodes namely Pratylenchus spp., Meloidogyne spp. và Rotylenchulus reniformis found to be the most. - The research has identified the key limiting factors of basalt soils for coffee rejuvenation in Gia Lai, that are chemical factors including organic matter content, available potassium (K2O), exchangeable magnesium (Mg++), and physical factor including bulk density; and biological factors including the emergence with high density of nematodes namely Pratylenchus spp., Meloidogyne spp., Rotylenchulus reniformis, that are harmful to robusta coffee. - The research has discovered the relationships among the lack of soil content factors such as organic matters, available potassium, exchangeable magnesium, and the increase of bulk density in coffee rejuvenation gardens and the appearance of 3 nematodes with high density, that cause yellowing leaf disease, damaged root disease or died coffee. - The research was implementing successfully two experiments using single technical measure and one model using combination of techniques, through which, it is confirmed that application of manure with dose of 20 tons ha -1, and use of a mixture of biological products killing nematodes and fungi that are Trichoderma + Palila 500 are effective for reducing the rate of yellowing leaf desease and died trees. - Based on the experimental and models results, some technical measures that have been proposed to overcome limiting factors include: (1) Measure of organic fertilizer application. (2) Measures related to soil processing with biological products killing fungicides, nematodes. (3) Other technical measures (land preparation and crop rotation, planting and cultivation methods). xiv
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cà phê là một trong những cây công nghiệp lâu năm có giá trị kinh tế cao ở Tây Nguyên. Với điều kiện thiên nhi ên ưu đãi nên nơi đây trở thành vùng sinh thái rất thích hợp với phát triển cà phê, đặc biệt là cà phê vối, hàng năm mang lại nguồn thu nhập chính cho đa số người dân sống trong vùng . Vì vậy, sự phát triển và biến động của cây cà phê có ảnh hưởng rất lớn đến tình hình kinh tế - xã hội của khu vực. Tuy nhiên phát triển cà phê Việt Nam hiện nay đang phải đối mặt với nhiều khó khăn do diện tích cà phê già cỗi với trên 25 năm tuổi, năng suất thấp dưới 1,5 tấn/ha, giá bán sản phẩm không bù đắp được phần chi phí đầu vào, sản xuất trên những diện tích này không còn có lãi đòi hỏi phải được thay thế trồng mới. Theo báo cáo của Cục Trồng trọt hiện nay cả nước có khoảng 86.000 ha trên 20 năm tuổi, chiếm khoảng 15% tổng diện tích cà phê và dự báo diện tích này sẽ tăng lên trên 200.000 ha trong vòng 5 năm tới. Vì vậy, số diện tích cà phê cần được tái canh trong thời gian tới là rất lớn (Cục Trồng trọt, 2013). Quá trình tái canh diễn ra từ đầu những năm 2010 nhưng thực tế cho thấy khi nhổ bỏ cà phê già cỗi để trồng lại trên đất đã qua một chu kỳ trồng cà phê, nhiều diện tích cà phê tái canh chỉ tồn tạ i trong thời gian rất ngắn, sau 2-3 năm cây cà phê thường sinh trưởng kém, vàng lá, thậm chí chết trên diện tích lớn, gây thiệt hại cho người dân và xã hội. Để khắc phục tình trạng nói trên đã có một số nghiên cứu tiến hành theo các hướng khác nhau nhưng tập trung chủ yếu vào việc tìm kiếm các biện pháp kỹ thuật để hạn chế và phòng trừ các tác nhân được cho là nguyên nhân chính gây bệnh cho cây cà phê, chưa đi sâu tìm hiểu quan hệ giữa đất trồng với tình trạng xuất hiện bệnh vàng lá, thối rễ và chết của cây cà phê. Đặc biệt chưa có một nghiên cứu nào xác định được tính chất của đất tái canh cà phê, theo đó xác định được yếu tố hạn chế chính về vật lý, hoá học và sinh học. Từ đó xác định các biện pháp kỹ thuật thích hợp để tái canh cà phê thành công. Do vậy cho đến nay v iệc tái canh cà phê vẫn đang là thách thức đối với sự ổn định và phát triển bền vững của ngành cà phê nước ta. Theo số liệu thống kê năm 2014, diện tích cà phê của tỉnh Gia Lai có 79.122 ha, chiếm 13,8% diện tích cà phê Tây Nguyên. Tr ong đó diện tích cà phê già cỗi cần t hay thế để trồng tái canh có 11.925 ha, chiếm 14 ,28% diện tích cà phê của tỉnh . Trong những năm gần đây, tuy giá cả thị trường thế giới có nhiều biến động 1
nhưng cà phê vẫn là cây chủ lực trên địa bàn tỉnh Gia Lai, góp phần tăng thu nhập và giải quyết phần lớn lao động trong tỉnh. Tuy nhiên tình trạng tái canh cũng gặp những trở ngại tương tự như đã đề cập ở trên. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, việc nghiên cứu một số tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất, qua đó xác định được yếu tố hạn chế về vật lý, hoá học và sinh học đất bazan trồng tái canh cà phê tại Gia Lai và đưa ra được các biện pháp kỹ thuật thích hợp để tái canh cà phê thành công sẽ rất có ý nghĩa về khoa học, không những về mặt học thuật mà còn có giá trị thực tiễn giúp hàng vạn hộ nông dân ổn định cuộc sống và cả ngành sả n xuất cà phê phát triển bền vững. 1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Xác định được thực trạng tính chất vật lý, hoá học và s inh học của đất bazan tái canh cà phê. - Xác định được yếu tố hạn chế về vật lý, hóa học và sinh học của đất bazan tái canh cà phê. - Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật khắc phục yếu tố hạn chế của đất bazan trồng tái canh cà phê vối tại Gia Lai. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đất đỏ bazan trồng cà phê tái canh trên địa bàn tỉnh Gia Lai và cà phê vối . 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Xác định được yếu tố hạn chế chính trong đất tái canh cà phê tại Gia Lai về hóa học là hàm lượng hữu cơ , kali dễ tiêu, magiê trao đổi, về vật lý là dung trọng và về sinh học là sự xuất hiện của tuyến trùng Pratylenchus spp., Meloidogyne spp. và Rotylenchulus reniformis với mật độ cao, gây hại cà phê vối . - Cung cấp cơ sở khoa học để bổ sung quy trình tái canh cà phê trên đất bazan ở Gia Lai. 1.5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1. Ý nghĩa khoa h ọc Đã xác định được ngưỡng giá trị gây ảnh hưởng xấu đến cà phê tái canh của các yếu tố hạn chế từ đất bazan của t ỉnh Gia Lai: ở tầng đất mặt, OM ≤ 2,64%, K2Odt ≤ 3,82mg/100g đất, Mg 2+ ≤ 0,48me/100g đất, D ≥ 0,87g/cm3 và sự xuất hiện của 03 loài tuyến trùng: Pratylenchus spp., Meloidogyne spp. và 2
Rotylenchulus reniformis. Đây là những cơ sở khoa học để đề xuất các biện pháp khắc phục các yếu tố hạn chế từ đất cũng như hoàn thiện quy trình tái canh cà phê. 1.5.2. Ý nghĩa th ực tiễn Bổ sung một số biện pháp canh tác tổng hợp như bón phân, xử lý thuốc bảo vệ thực vật vào quy trình tái canh cà phê trên đất bazan tại Gia Lai. 3
PHẦN 2 . TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN 2.1.1. Cà phê già cỗi, cà phê tái canh Cho đến nay khái niệm về cà phê già cỗi vẫn chưa được định nghĩa một cách chính thống nhưng theo Quy chuẩn nông nghiệp thì vòng đời cà phê là 25 năm. Quy chuẩn này cũng phù hợp với quan điểm của Nguyễn Sỹ Nghị (1982) “nếu cà phê trồng trên đất tốt sẽ cho n ăng suất cao liên tục 20 -25 năm”, hiểu theo cách này thì cà phê mặc dù đã > 20 năm tuổi nhưng được trồng trên đất tốt và vẫn cho năng suất cao thì chưa xếp vào cà phê già cỗi. Đoàn Triệu Nhạn (2011) chia đời sống của cây cà phê ra 3 thời kỳ chính: Đầu tiên là thời kỳ sinh trưởng, nó bắt đầu từ khi hạt cà phê nảy mầm và kết thúc khi cây đã trưởng thành. Thời kỳ này kéo dài từ 4 đến 7 năm, tùy theo loài cà phê và các điều kiện ngoại cảnh. Thời kỳ thứ hai là thời kỳ sản xuất, đó là thời kỳ dài nhất, tới 15 đến 20 năm. Thời kỳ cuối cùng là thời kỳ suy giảm về sinh lý, nó già cỗi và kết thúc với sự chết của cây cà phê. Cục Trồng trọt (2013) cho rằng: “Diện tích cà phê hơn 20 năm hiện có 86 nghìn ha, chiếm khoảng 15% tổng diện tích cà phê, ngoài ra có hơn 40 nghìn ha cà phê dưới 20 tuổi nhưng đã có biểu hiện già cỗi, sinh trưởng kém, ít cành thứ cấp, nhiều cành không cho quả, năng suất và chất lượng thấp”. Theo đó, những diện tích dưới 20 tuổi mà có những biểu hiện nói trên cũng được xếp vào loại cà phê già cỗi. Nh ư vậy, tiêu chí để xác định cà phê già cỗi không chỉ dựa vào tuổi mà còn dựa vào tình hình sinh trưởng, năng suất và chất lượng nhân cà phê. Cà phê tái canh là cà phê trồng mới trên đất đã trồng cà phê một chu kỳ, đã thanh lý, nhổ bỏ cà phê già cỗi và trồng lại, bất luận đất ấy có luân canh hay không luân canh với cây trồng khác. Đất trồng cà phê tái canh được gọi tắt là đất tái canh cà phê. 2.1.2. Đất bazan Đất bazan là tên gọi chung dùng để chỉ các loại đất phát triển từ các sản phẩm phong hóa của đá bazan. Kết quả nghiên cứu -phân loại và lập bản đồ đất Thế giới 1/5 triệu (FAO/ UNESCO và WRB) đã phân chia đất thế giới ra làm 30 nhóm (Soils Groups) với 209 đơn vị đất dưới nhóm (Units). Hệ thống phân loại này đã được chỉnh lý nhiều lần (1974, 1988, 1994 và 1998). Trong đó đất phát triển trên sản phẩm phong hoá của đá ba zan được phân chia thành 3 nhóm gồm: Ferralsols; 4