Luận văn thạc sĩ nông học: Ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng góp phần làm quả cà phê vối chín tập trung tại Gia Lai

Chia sẻ: Trang Lê | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:95

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng góp phần làm quả cà phê vối chín tập trung tại Gia Lai" trình bày nội dung sau: chương 1 tổng quan tài liệu, chương 2 đối tượng-vật liệu-nội dung và phương pháp nghiên cứu, chương 3 kết quả nghiên cứu và bàn luận, chương 4 kết luận và kiến nghị.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ nông học: Ứng dụng chất điều hòa sinh trưởng góp phần làm quả cà phê vối chín tập trung tại Gia Lai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ---------------0O0-------------- VÕ NHƯ PHÚC “ỨNG DỤNG CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG GÓP PHẦN LÀM QUẢ CÀ PHÊ VỐI CHÍN TẬP TRUNG TẠI GIALAI” LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG HỌC BUÔN MA THUỘT, 12/2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN ---------------0O0-------------- VÕ NHƯ PHÚC “ỨNG DỤNG CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG GÓP PHẦN LÀM QUẢ CÀ PHÊ VỐI CHÍN TẬP TRUNG TẠI GIA LAI”. Chuyên ngành: Trồng trọt Mã số: 60 62 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG HỌC Cán bộ hướng dẫn Hội ñồng chấm Luận văn TS. GVC. PHAN VĂN TÂN BUÔN MA THUỘT -12/ 2011
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Người cam ñoan Võ Như Phúc
ii LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn: - Ban Giám hiệu, Khoa Nông Lâm nghiệp, Phòng Đào tạo Sau Đại học, quí Thầy, Cô và Cán bộ nhân viên Ký túc xá Lào Trường Đại học Tây Nguyên ñã tận tình giảng dạy và tạo mọi ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành nhiệm vụ trong suốt thời gian học tập. - TS. GVC. Phan Văn Tân, Phó Chủ nhiệm Khoa Nông Lâm nghiệp, Trường Đại học Tây Nguyên ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. - TS. Trịnh Đức Minh – Phó Giám ñốc Sở KHCN tỉnh Đắk Lắk. - TS. Lâm Thị Bích Lệ, TS. Nguyễn Văn Sanh - Khoa Nông Lâm nghiệp, Trường Đại học Tây Nguyên ñã xem xét và góp ý cho tôi trong quá trình viết và chỉnh sửa luận văn. - Cán bộ Công nhân viên Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm thủy lợi Nông lâm nghiệp Gialai (WASI_GL), Sở Khoa học và Công nghệ Gia Lai, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Gia Lai, Trạm khuyến nông huyện Chư Sê, Phòng Kinh tế thành phố Pleiku, UBND thị trấn Chư Sê (Chư Sê), xã Trà Đa (Pleiku) ñã giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình tổ chức các Thí nghiệm phục vụ cho ñề tài này. - Các ñồng nghiệp, bạn bè và gia ñình ñã tạo ñiều kiện, giúp ñỡ, ñộng viên tôi thực hiện ñề tài. - Các ông, bà: Nguyễn Văn Thiện (xã Trà Đa, Pleiku), Lê Thị Tươi (Thị trấn Chư Sê), tỉnh Gia Lai ñã cùng tham gia và hợp tác tích cực với chúng tôi trong suốt quá trình bố trí, thực hiện và quan trắc các chỉ tiêu trên ñồng ruộng trong suốt quá trình thực hiện ñề tài. Pleiku, ngày tháng năm 2011 Tác giả luận văn Võ Như Phúc
iii MỤC LỤC Mở ñầu 1. Sự cần thiết thực hiện ñề tài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 1 2. Mục tiêu của ñề tài . ... . . . . . . . . . . ..... ..... ............... 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của ñề tài . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4. Giới hạn ñề tài . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây cà phê Robusta . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Sinh lý ra hoa, ñậu quả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Quá trình hình thành quả và hạt cà phê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Chất ñiều hòa sinh trưởng (hormone thực vật) có liên quan ñến việc ra hoa và chín của cà phê . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 1.5 Giống cà phê và vấn ñề chín tập trung. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.6 Kỹ thuật canh tác ảnh hưởng ñến chín tập trung . . . . . . . .. .. . . . . . . 15 1.7 Các nghiên cứu trong nước về ra hoa. ñậu quả. sự chín của quả cà phê vối .................................................................................................................16 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG. VẬT LIỆU. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng. vật liệu. ñịa ñiểm nghiên cứu . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.2 Nội dung nghiên cứu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2.3 Phương pháp nghiên cứu và chỉ tiêu theo dõi . . . . . . . . . . . . ... ……...23 2.3.1 Điều tra hiện trạng . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 2.3.2 Thí nghiệm1: Xác ñịnh nồng ñộ Ethrel kết hợp . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 24 2.3.3 Thí nghiệm2: xác ñịnh thời ñiểm phun . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ..25 2.4 Xử lý số liệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.5 Kỹ thuật sử dụng . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...........26
iv Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Hiện trạng .............................................................................................27 3.2 Kết quả thí nghiệm nồng ñộ phun chất ñiều hòa sinh trưởng..............42 3.2.1 Về hàm lượng dinh dưỡng trong ñất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. 42 3.2.2 Thời gian từ phun ñến khi thu hoạch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.2.3 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ chín . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 3.2.4 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ rụng lá . . . . . . . . . . . . . . .48 3.2.5 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ rụng quả. . . . . . . . . . . . . . . .. . .49 3.2.6 Tác dụng phối hợp của α-NAA ñến hạn chế tỷ lệ rụng lá . . . . . . . . . .. . . 50 3.2.7 Ảnh hưởng của nồng ñộ phun ñến năng suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 51 3.2.8 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến phẩm cấp cà phê nhân . . . . . . . . . .. . 53 3.3 Kết quả thí nghiệm thời ñiểm phun chất ñiều hòa sinh trưởng …… 54 3.3.1 Thời gian từ phun ñến khi thu hoạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3.2 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ chín . . . . . . . . . . . . . . . . 55 3.3.3 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ rụng lá . . . . . . . . . .56 3.3.4 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ rụng quả . . . . . . . . . . . . .57 3.3.5 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến năng suất . . . . . . . . . . . . . . . ..58 3.3.6 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến phẩm cấp cà phê nhân. .. . . . .59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.2 Kiến nghị . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 PHỤ LỤC - Mẫu phiếu ñiều tra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P1 - Cách pha Ethrel và α-NAA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P5 - Các bảng xử lý thống kê . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .P6
v DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT - ABA Abscisic Acid - CT Công thức. - IAA Indole 3 Acetic Acid - KHKT Khoa học kỹ thuật - KTST Kích thích sinh trưởng. - KIP: Kênh thông tin chủ lực (Key Information Panel ) - NAA Napthalene Acetic Acid - NLN Nông lâm nghiệp -NNvà PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn. - PPM Parts Per Milion - PRA: Điều tra nông thôn có sự tham gia (Participated Rural Appraisal) - RCBD Randomized Complete Block Design: Khối ngẫu nhiên hoàn toàn. - RRA: Đánh giá nhanh nông thôn (Rapid Rural Appraisal) - Split – Plot Ô chính – Ô phụ. - SWOT Strengh: Điểm mạnh; Weakness: Điểm yếu; Opportunities: Cơ hội; Threats: Thách thức. - TN Thí nghiệm Hiệp hội Cà phê Ca cao Việt nam (Vietnam Coffea and -VICOFA Cocoa Association) Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên (The - WASI Western highlands Agro-Forestry Science and technical Institute).
vi DANH MỤC BẢNG, BIỂU I. CÁC BẢNG Bảng 3.1 Một số ñặc ñiểm vườn cà phê tại vùng ñiều tra ............................. 27 Bảng 3.2 Nguồn lực con người của các hộ trồng cà phê ............................... 29 Bảng 3.3 Kỹ thuật tưới nước cho cà phê ........................................................ 30 Bảng 3.4 Tình hình sử dụng thuốc BVTV .................................................... 35 Bảng 3.5 Tình hình sử dụng phân hữu cơ ..................................................... 35 Bảng 3.6 Liều lượng phân hoá học sử dụng ................................................... 38 Bảng 3.7 Thu hoạch cà phê............................................................................. 39 Bảng 3.8 Tình hình sơ chế và tiêu thụ sản phẩm ............................................. 41 Bảng 3.9 Một số chỉ tiêu hoá tính ñất trước, sau khi phun Ethrel tại Chư Sê............................................................................................................. 43 Bảng 3.10 Một số chỉ tiêu hoá tính ñất trước, sau khi phun Ethrel tại Pleiku ... 44 Bảng 3.11 Thời gian từ phun ñến thu hoạch ................................................... 45 Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ chín của cà phê ............... 46 Bảng 3.13 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ rụng lá ............................ 48 Bảng 3.14 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến tỷ lệ rụng quả .......................... 49 Bảng 3.15 Ảnh hưởng của Ethrel và α-NAA ñến tỷ lệ rụng lá ......................... 50 Bảng 3.16 Ảnh hưởng của nồng ñộ Ethrel ñến phẩm cấp cà phê nhân ............. 53 Bảng 3.17 Thời gian từ phun ñến thu hoạch ................................................... 54 Bảng 3.18 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ chín ...................... 55 Bảng 3.19 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ rụng lá .................. 56 Bảng 3.20 Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến tỷ lệ rụng quả ............... 57 Bảng 3.21 Ảnh hưởng của thời ñiểm Ethrel ñến phẩm cấp cà phê nhân ........... 59 II. CÁC BIỂU ĐỒ Biểu ñồ 3.1 Tình hình sử dụng nguồn nước tưới tại vùng ñiều tra.................. 31 Biểu ñồ 3.2 Hiện trạng nguồn nước tưới ....................................................... 32
vii Biểu ñồ 3.3 Thời ñiểm tưới nước lần ñầu ...................................................... 32 Biểu ñồ 3.4 Căn cứ tưới nước của các hộ tại vùng ñiều tra ............................ 33 Biểu ñồ 3.5 Số lần tưới ................................................................................. 34 Biểu ñồ 3.6 Thực trạng sử dụng vỏ cà phê làm phân bón .............................. 36 Biểu ñồ 3.7 Phương pháp sử dụng vỏ cà phê ............................................... 37 Biểu ñồ 3.8 Tình hình sử dụng phân hóa học .................................................. 37 Biểu ñồ 3.9 Năng suất trung bình (tấn nhân/ha) .............................................. 42 Biểu ñồ 3.10a Ảnh hưởng của nồng ñộ phun Ethrel ñến năng suất tại Trà Đa, Pleiku .............................................................................................................. 51 Biểu ñồ 3.10b Ảnh hưởng của nồng ñộ phun Ethrel ñến năng suất tại Chư Sê ........................................................................................................................ 52 Biểu ñồ 3.11a Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến năng suất cà phê tại Pleiku .............................................................................................................. 58 Biểu ñồ 3.11b Ảnh hưởng của thời ñiểm phun Ethrel ñến năng suất cà phê tại Chư Sê............................................................................................................. 58
1 MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết thực hiện ñề tài Cà phê là một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Năm 2010 nước ta ñã xuất khẩu ñạt kim ngạch xấp xỉ 1,8 tỷ USD, năm 2011 dự kiến xuất khẩu 1,3 triệu tấn và ñạt kim ngạch 3 tỷ USD [36]. Theo ñánh giá của các chuyên gia của ngành cà phê Việt Nam và Cục Trồng trọt (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn): kim ngạch xuất khẩu cà phê của Việt Nam mặc dù tăng về số lượng, song vấn ñề chất lượng chưa thật ñảm bảo ñể cạnh tranh trên thị trường thế giới. Tính ñến tháng 3/2007 trong tổng số cà phê bị thải loại trên thế giới do không ñảm bảo chất lượng, thì có tới 88 % cà phê bị thải loại là có nguồn gốc từ Việt Nam. Đây là vấn ñề cần phải ñược quan tâm trong bối cảnh hội nhập kinh tế quốc tế. Việt Nam ñã thành công trong vấn ñề tăng năng suất và sản lượng cà phê nhưng về mặt chất lượng lại chưa ñáp ứng ñược yêu cầu của thị trường thế giới. Các ñiều tra của Viện Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên cho thấy: một trong những nguyên nhân quan trọng ảnh hưởng ñến chất lượng cà phê nhân khi xuất khẩu là nằm ở khâu thu hái và sơ chế. Tại Tây Nguyên, các kết quả ñiều tra cho thấy: có ñến 15,5 % nông hộ chỉ thu hoạch cà phê 1 lần duy nhất với tỷ lệ quả xanh rất cao, mà nguyên nhân chủ yếu là do công tác bảo vệ gặp nhiều khó khăn vì diện tích cà phê của nông hộ thường xa nơi cư trú và không ñảm bảo về an ninh, thường xuyên xảy ra mất trộm. Phần lớn nông hộ thu hoạch cà phê 2 ñợt: Một ñợt thu bói vào ñầu vụ và 1 ñợt thu hái ñồng loạt khi tỷ lệ quả chín tương ñối (thông thường chỉ ñạt 40-50%). Nghiên cứu trên toàn vùng Tây Nguyên cũng chỉ ra rằng có 12,5 % nông hộ ñược ñiều tra thu hoạch ñạt tỷ lệ quả chín > 71 %; 45,7 % nông hộ thu hoạch có tỷ lệ quả chín < 50 % và 41,8 % hộ nông dân thu hoạch có tỷ lệ quả chín từ 51 - 70 % [1]. Với 76.584ha cà phê [11], Gia Lai là một trong những vùng trọng ñiểm sản
2 xuất cà phê vối tại Tây Nguyên (chỉ ñứng sau Đăk Lăk và Lâm Đồng), với năng suất trung bình ñạt khoảng 2 tấn nhân/ha, giống trồng chủ yếu là giống thực sinh (ñây là yếu tố hạn chế ñến hiệu quả ñầu tư và thâm canh cho người trồng cà phê trên toàn tỉnh), cùng với sự tăng trưởng của ngành cà phê là sự phát triển tự phát trong việc mở rộng diện tích. Người trồng cà phê ñã tiến hành mở rộng diện tích trồng mà không chú ý ñến các yêu cầu về kỹ thuật như giống, ñất ñai, phân bón…. Điều này ñã dẫn ñến một hậu quả tất yếu là: ña số các vườn cà phê sinh trưởng và phát triển không ñồng ñều trên cả hai phương diện năng suất và chất lượng. Năng suất vườn cà phê không có sự ñồng ñều qua các năm, kích cở hạt bé, trọng lượng tươi/nhân cao…; Thêm vào ñó ñã thấy có sự bùng nổ của nhiều loại dịch bệnh gây hại cây cà phê. Về thu hái: theo ñánh giá của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Gia Lai: tỷ lệ nông dân thu hái cà phê quả xanh chiếm khoảng 80 % (số hộ này thu hái có khi tới 80- 90% quả cà phê xanh). Hàng năm cứ từ khoảng tháng 11 ñến tháng 12 là hầu hết các vùng chuyên canh cà phê ở Tây Nguyên bước vào vụ thu hoạch, việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật nhằm kích thích quả chín ñều, ñồng loạt trong thời gian ngắn mà không làm ảnh hưởng xấu ñến phẩm chất của hạt cà phê, không những tạo ñược giá trị của hạt cà phê thương phẩm mà còn tiết kiệm ñược rất nhiều chi phí bảo vệ vườn cây, chi phí thu hái cho người nông dân và các Công ty, Nông trường ... Hiện nay các nghiên cứu về dùng chất ñiều hòa sinh trưởng kích thích cho quả cà phê vối chín tập trung mới dừng lại ở những nghiên cứu ban ñầu, do ñó cũng chưa có số liệu hay kết luận cụ thể nào về vấn ñề này ñược ñưa ra nhằm khuyến cáo áp dụng hay không. Vì vậy, cần có nhiều hơn nữa các ñề tài, các công trình nghiên cứu chuyên sâu vào vấn ñề cải thiện chất lượng hạt cà phê, trong ñó việc nghiên cứu kích thích quả cà phê chín ñồng loạt cũng là một hướng giải pháp ñáng quan tâm. Hơn nữa, số lượng, chi phí nhân công cho thu hoạch ngày càng chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu giá thành và nguồn nhân công phục vụ cho công tác thu
3 hái thiếu hụt ngày càng trâm trọng. Do ñó, cần phải gây chín tập trung ñể cơ giới hóa thu hoạch hoặc nâng cao năng suất thu hoạch bằng tay. Chính vì những lí do trên, chúng tôi ñi vào nghiên cứu vấn ñề này với ñề tài: “Ứng dụng chất ñiều hòa sinh trưởng góp phần làm quả cà phê vối chín tập trung tại Gia Lai”. 2. Mục tiêu của ñề tài - Đánh giá hiện trạng sản xuất cà phê vối của tỉnh Gia Lai, qua ñó ñề xuất những giải pháp về quản lý, chỉ ñạo nhằm không ngừng nâng cao năng suất, chất lượng và góp phần tăng tính bền vững trong sản xuất cà phê vối. - Tìm biện pháp gây chín quả cà phê bằng Ethrel góp phần nâng cao khả năng cạnh tranh của hạt cà phê trên thị trường thế giới nhưng không làm ảnh hưởng ñến chất lượng hạt cà phê nhân thành phẩm và các quá trình sinh lý cũng như không làm rụng lá cây cà phê (hoặc lá rụng ở tỷ lệ cho phép, không làm ảnh hưởng ñến sinh trưởng và năng suất các vụ sau). - Góp phần giải quyết tình hình khan hiếm lao ñộng trong mùa thu hoạch hiện nay, giảm giá thành sản phẩm do giảm ñược số lần thu hoạch và số lượng nhân công khi thu hái. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài * Về khoa học - Cung cấp những luận cứ khoa học về ảnh hưởng của các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật ñến quá trình chín của quả cà phê vối. - Cung cấp những nghiên cứu và kết quả về sử dụng chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật (Phytohormone) làm quả cà phê vối chín tập trung. * Về thực tiễn - Xác ñịnh ñược nồng ñộ và thời ñiểm thích hợp phun Ethrel, Auxin kích thích quả cà phê chín tập trung.
4 - Xây dựng ñược tài liệu hướng dẫn ứng dụng các Hormone thực vật tác ñộng ñến quá trình chín của quả cà phê. - Giảm ñược số lần thu hoạch qua ñó giảm số lượng nhân công, góp phần giải quyết tình trạng khan hiếm nhân công trong mùa thu hoạch (tháng 11- tháng 12 hàng năm) và giữ gìn an ninh trật tự trên ñịa bàn. - Có những khuyến cáo ñến các cơ quan, ban ngành trên ñịa bàn tỉnh Gia Lai ñể ñề ra những chính sách, hướng dẫn... phù hợp giúp ngành cà phê của tỉnh phát triển bền vững hơn trong thời gian ñến. 4. Giới hạn của Đề tài - Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các chất ñiều hòa sinh trưởng (Ethrel, α- NAA) ñến quá trình chín tập trung của quả cà phê vối, nên xin ñược phép không ñề cập ñến các nguyên nhân khác như giống, kỹ thuật canh tác, ñiều kiện khí hậu thời tiết, ñất ñai,... nhất là liều lượng và thời ñiểm tưới lần ñầu. - Đề tài chỉ mới thực hiện cho 1 vùng trồng cà phê vối, nhưng có thể nhân rộng cho nhiều vùng trồng cà phê ở Gia Lai.
5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về cây cà phê Robusta Cây cà phê có nguồn gốc từ vùng Trung Phi, phân bố rải rác dưới tán rừng thưa, thấp thuộc vùng châu thổ sông Congo. Cà phê vối (Coffea canephora Pierre ex Prochuer var. Robusta (Lind ex Willd Chev) là loài cà phê ñược trồng phổ biến, chiếm gần 30% tổng diện tích cà phê trên thế giới. Cây cà phê vối là loại cây nhỡ, trong tự nhiên cao từ 8-12m, có khả năng phát sinh chồi vượt mạnh, vì vậy khả năng cho nhiều thân rất cao; Cành cơ bản to, khỏe, vươn dài, tùy từng giống mà khả năng phát sinh cành thứ cấp khác nhau; Phiến lá to, hình bầu dục hoặc hình mũi mác, có màu xanh sáng hoặc ñậm, ñuôi lá nhọn, mép lá thường gợn sóng. Hoa mọc trên nách lá ở các cành ngang thành từng cụm, tràng hoa màu trắng, lúc nở có mùi thơm. Quả hình tròn hoặc hình trứng. Hạt dạng hình bầu tròn, ngắn, có màu xanh xám ñục hoặc vàng ngà tùy thuộc vào phương pháp chế biến và ñiều kiện bảo quản, cà phê vối là cây giao phấn bắt buộc [9]. Coffea canephora var Robusta là giống cà phê vối (dưới ñây ñược gọi là cà phê) ñược trồng phổ biến nhất tại các nước Châu Phi, Indonesia, Ấn Độ và Việt Nam... chiếm trên 90% tổng diện tích trồng cà phê vối của thế giới [9]; Ngoài Robusta còn có Varitae Quiliu có diện tích không lớn. Việt Nam hiện nay là nước có diện tích và sản lượng cà phê vối xuất khẩu nhiều nhất giới với khoảng trên 500.000 ha và sản lượng hàng năm từ 1,0 – 1,3 triệu tấn. Về tình hình thu hoạch, chế biến cà phê hiện nay của Việt Nam còn nhiều bất cập dẫn ñến chất lượng sản phẩm không cao. Hầu hết các giống cà phê vối trong sản xuất ñều ñược thu hoạch ồ ạt cùng thời ñiểm và chỉ kéo dài từ 1 – 2 tháng, cùng với tập quán thu hoạch quả xanh quá nhiều gây nên tình trạng áp lực
6 lớn về công lao ñộng, hệ thống sân phơi dẫn ñến chất lượng cà phê giảm thấp. Theo các nhà chuyên gia thì việc thay ñổi cách thức thu hái và chế biến cà phê, không thu hái cà phê quả xanh, non quá nhiều, tổ chức hái từ 2-3 ñợt trên một vụ sẽ mang lại lợi nhuận mỗi năm khoảng 100 triệu USD. Để vừa tiết kiệm nhân công, thu hoạch ñược ñúng ñộ chín, giảm diện tích sân phơi… cần bổ sung một bộ giống chín muộn, một cơ cấu giống mới phù hợp cho từng vùng ñể rải vụ, chín tập trung, thuận lợi trong việc thu hoạch nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành. 1.2 Sinh lý ra hoa, ñậu quả Mầm hoa cà phê hình thành vào các thời ñiểm khác nhau và nụ hoa nở ñồng thời vào các ñợt nở hoa rộ theo các cơ chế ñã ñược nghiên cứu kỹ, mà gần ñây Alvim (1973), Browning (1975) và Barros & ctv, (1978)[24],[25],[27] ñã tổng hợp. Có thể xác ñịnh 4 giai ñoạn kế tiếp nhau của sự phát trển mầm hoa từ lúc tượng ra cho ñến lúc nở như sau: - Sự phát triển tính ngủ Sau khi xuất hiện, mầm hoa phát triển qua vài tháng tới ñộ dài trung bình 4 - 6 mm, rồi sau ñó ngừng phát triển. Lúc này nụ hoa ở trạng thái ngủ tối ña và ñược nghĩ là ngủ thực thụ, kèm với mức Abcisic acid (ABA) nội sinh cao (Browning, 1973a) [25], ñó không chỉ là trạng thái ngủ do môi trường tạo ra (Gopal và Vasudeva, 1973) [25], các tiểu bào tử ñã phát triển ñầy ñủ, nhưng phân chia giảm nhiễm chưa xảy ra (Mes, 1957; Dublin, 1960 )[27], các mạch gỗ nối nụ hoa với cành mẹ kém phát triển (Mes, 1957) [27]. - Sự phá vỡ trạng thái ngủ Tính ngủ của nụ hoa bị phá vỡ, hoặc nói ñúng hơn là giảm dần dần, trong suốt giai ñoạn sinh trưởng mà mắt thường không thể nhận ra (thường 1-4 tháng), nhờ tiềm thế nước thấp liên tục (khủng hoảng nước). Giai ñoạn khủng hoảng nước càng dài thì càng dễ kích thích nụ hoa tái tăng trưởng (Poteres, 1964; Alvim, 1960; Capot, 1964; Browning, 1975b) [25]. Khủng hoảng nước dường
7 như làm giảm mức ABA nội sinh trong nụ hoa, khủng hoảng nước gây hai hiệu quả sau: + Làm giảm tính thấm nước của tế bào (một hiệu ứng ñã ñược biết là do ABA; Browning, 1973a) [25] trong nụ hoa lẫn trong rễ, mà như ñã nói trên, tính thấm nước của tế bào rễ trong suốt các giai ñọan khô hạn (Browning & Fisher, 1975) [25]. + Làm hình thành Gibberellic Acid (GA) liên kết bên trong nụ hoa, khủng hoảng nước dường như là ñiều kiện bắt buộc ñể cho nụ hoa phát triển bình thường: nếu nụ hoa không trải qua khủng hoảng nước chúng phát triển bất thường hoặc không phát triển gì cả. Từ vấn ñề trên cho thấy nếu có giải pháp kỹ thuật tác ñộng giúp nụ hoa cà phê bị khủng hoảng nước có kiểm soát ñến giai ñoạn nào là phù hợp làm cho hoa cà phê kích thích sự tái tăng trưởng và nở hoa ñồng loạt. Trong sản xuất ñây chính là giai ñoạn ép nước (ñể cây thiếu nước ñến một giai ñoạn nhất ñịnh, làm mầm hoa phân hóa hoàn toàn) trước khi tưới ñể hoa nở ñồng loạt. - Kích thích sự tái tăng trưởng Sau vài tuần khủng hoảng nước, nụ hoa không còn ngủ hoàn toàn nữa, chúng cần một kích thích ñặc biệt trước khi chúng sẽ tái tăng trưởng. Kích thích này ñã ñược xác ñịnh là: giảm ñột ngột nước (hoặc tái cấp nước) trong chính các nụ hoa và hoặc giảm ñột ngột nhiệt ñộ, vào khoảng 40C/giờ (Barros và ctv, 1978) [27]; Ngoài ñồng ruộng, cả hai dấu hiệu này thường ñược xảy ra chung với nhau nhờ cái người ta gọi là: “các trận mưa rào cho nở hoa” vào cuối mùa khô (Rees, 1964; Browning, 1975b;Magalhaes & Angelocci, 1976; Reddy, 1979) [25]. Tưới, phun mù, nhúng hoa vào nước, nhúng ñuôi cành mang hoa vào nước, phun nước lên mầm hoa, hoặc nhiệt ñộ giảm ñột ngột trong nhà kính khô, ñều có thể tạo kích thích cho sự tái tăng trưởng (Mes, 1957; Went, 1957; Alvim, 1958; Mathew & Chokkanna, 1961; Rees, 1964) [1]. Như vậy, ñối với cà phê nước là một yếu tố cực kỳ quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển của hoa cà phê. Sau khi thu hoạch cây cần một
8 thời gian khô hạn nhất ñịnh ñể hình thành và phân hóa mầm hoa, thời gian này là ñiều kiện ñể cây phân hóa mầm hoa càng nhiều và hoàn toàn. Tuy nhiên, nếu cứ kéo dài mãi sự khô hạn sẽ làm ảnh hưởng ñến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây, chúng cần một lượng nước nhất ñịnh ñể phá vỡ tính ngủ nghỉ (kích thích cho hoa nở). Vì vậy việc xác ñịnh ñược thời ñiểm cung cấp nước cho cây cà phê sau khi thu hoạch là vấn ñề rất quan trọng ñối với việc ra hoa và chín tập trung của cây cà phê. - Nở hoa và tung phấn Trong suốt 6 - 12 ngày kế ñến nụ hoa tăng trưởng rất nhanh về trọng lượng tươi lẫn khô, lượng Cytokinin trong hoa tăng (Browning, 1973b) [25], tốc ñộ trao ñổi chất của hoa tăng (Janardhan, Raju & Gopal, 1977) [27], hoa tăng ñộ dài lên gấp 3 - 4 lần, phát triển tới giai ñoạn nở hoa và tung phấn mạnh và do ñó thời khoảng của sự tái tăng trưởng này tuỳ thuộc vào nhiệt ñộ (Mes, 1957; Barros và ctv, 1978) [27] và hình như xảy ra nhanh hơn nếu có lá hiện diện tại các ñốt hoa (Raju và ctv, 1975; Magalhaes & Angelocci, 1976) [27]. 1.3 Quá trình hình thành quả và hạt cà phê Sau khi ñược thụ tinh quả cà phê tiếp tục phát triển qua nhiều giai ñoạn và cuối cùng là hình thành hạt cà phê vào lúc quả chín, ñược chia thành 4 giai ñoạn như sau: + Giai ñoạn ñầu ñinh: trong 3 - 4 tháng ñầu sau khi thụ tinh bầu noãn cà phê vẫn phân chia tế bào, nhưng kích thước bên ngoài của quả hầu như không tăng lên và có hình dạng như chiếc ñinh nên ñược gọi là giai ñoạn “ñầu ñinh”, Tình trạng này rõ ràng là tình trạng ngủ thực thụ, cũng giống như tình trạng ngủ của nụ hoa, ñi kèm với ABA nội sinh lên cao và GA hoạt ñộng xuống thấp (Opile, 1979) [26]. + Giai ñoạn quả tăng nhanh về thể tích: từ tháng 3 – 5 sau nở hoa, quả tăng nhanh về thể tích và trọng lượng, chủ yếu do sự tăng trưởng của vỏ ngoài quả. Trong suốt giai ñoạn này tế bào tăng nhanh về số lượng và thể tích, có hàm lượng nước cao (80 - 90%), ñiều quan trọng nhất là hai khoang quả về sau sẽ chứa hạt,
9 phát triển tới kích thước hoàn chỉnh, vỏ trong quả (vỏ thóc) bao quanh khoang quả hoá gỗ, do ñó trong giai ñoạn này thể tích tối ña của hạt nhân ñã ñược quyết ñịnh. Khoang quả lớn ra tới kích thước lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố, trong ñó giống và cung cấp ñầy ñủ, cân ñối dinh dưỡng là những yếu tố quan trọng nhất. Những quả tăng thể tích trong mùa mưa ẩm sẽ trở nên lớn hơn, khoang quả to hơn, do ñó hạt về sau sẽ to hơn, so với những quả tăng thể tích trong mùa khô nóng. Tại Kenya, kích thước nhân ñược quyết ñịnh chủ yếu bởi lượng mưa trong suốt giai ñoạn quả phát triển thể tích (Cannell, 1974) [28], lượng mưa ở các giai ñoạn khác ít có ảnh hưởng lên cỡ hạt, và cỡ hạt thì không bị ảnh hưởng nhiều của mức năng suất, rụng lá hoặc các biện pháp kỹ thuật canh tác trừ tưới nước (Abruna, Silva và Vicente - Chadler, 1966; Cannell, 1974) [28]. + Giai ñoạn tích luỹ chất khô và hình thành hạt: từ tháng thứ 6 – 8 sau nở hoa thì hạt mới hình thành; ñó là những nội nhũ của hạt. Vào giai ñoạn này GA nội sinh tăng rõ (Opile, 1979) [26], nhưng tốc ñộ tăng kích thước của quả giảm và dừng hẳn lại, khi mà hạt lắp ñầy khoang quả rồi thì chúng bắt ñầu ñóng vai trò như là một bồn chứa ưu tiên thu hút các chất ñồng hoá và chất khoáng, hạt tăng nhanh trọng lượng khô, còn kích thước quả gần như không tăng. + Quá trình quả chín Sau 8 – 10 tháng kể từ lúc hoa nở, hạt ñã hóa cứng, phôi nhũ ñã phát triển ñầy ñủ. Lúc ñó sự tổng hợp Etylen tăng lên mạnh mẽ, diệp lục trong vỏ quả bị phân hủy. Sự cân bằng giữa Auxin/Etylen ñiều chỉnh sự chín của quả, hàm lượng Auxin cao thì quả chưa chín còn khi hàm lượng Etylen cao trong quả quá trình chuyển hoá, tích luỹ chất ñược thúc ñẩy nhanh hơn và quả chín. Trong quá trình chín, vỏ ngoài của quả tăng mạnh về trọng lượng và thể tích, giai ñoạn này xảy ra quá trình chuyển hoá từ nội nhủ non thành hạt cà phê khi gặp ñiều kiện thuận lợi, ngược lại khi gặp ñiều kiện bất thuận chúng sẽ teo nhỏ ñi và chuyển sang màu ñen, lúc ñó khoang chứa hạt hình thành một khoang trống mà ta thường gọi là nhân lép [7].
10 Mặc khác, ngoài các yếu tố về ñất ñai, giống, kỹ thuật canh tác... Nước là yếu tố không thể thiếu ñối với tất cả các loại cây trồng nói chung và cây cà phê nói riêng, nước không chỉ cần thiết cho việc tái tăng trưởng của cây (tức làm cho hoa nở) mà còn rất quan trọng trong việc hình thành chất lượng của hạt cà phê sau này, cần phải có một lượng nước tối thiểu ñể hoa nở bình thường. Sau khi hình thành quả, ngoài ảnh hưởng của các yếu tố khác thì việc cung cấp nước có ñủ hay không sẽ quyết ñịnh kích thước của hạt sau này, nếu cung cấp nước ñầy ñủ trong thời kỳ cây ñã ñậu quả thì hạt sẽ to và ngược lại. Vì vậy, việc xác ñịnh lượng nước cung cấp cho cây ở từng giai ñoạn vừa ñáp ứng ñược lượng nước cho cây ñảm bảo chất lượng hạt mà lại không lãng phí nguồn nước là việc làm rất cần thiết. 1.4 Chất ñiều hòa sinh trưởng (hormone thực vật) có liên quan ñến việc ra hoa và chín của cà phê Quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật luôn luôn gắn liền với các hormone. Chúng tác ñộng ñến quá trình sinh tổng hợp, chuyển vị và biến dưỡng. Có 5 nhóm hormone thực vật tác ñộng chính ñến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung và cây cà phê nói riêng, bao gồm: Auxin, Cytokinin, Etylen, Gibberellin và Abscisin. Các hormone thực vật này là các hợp chất hữu cơ quan trọng trong ñời sống cây trồng (Audus, 1963) [23], mỗi một hormone thực vật có một tác dụng riêng biệt, cũng có khi hormone này là tiền ñề cho sự sản sinh ra các hormone thực vật khác. Tuy nhiên ở ñây chỉ ñề cập ñến 3 nhóm hormone thực vật có tác ñộng ñến sự ra hoa và chín tập trung của quả cà phê: Auxin, Gibberellin và Etylen. - Auxin: là hormone thực vật ñược phát hiện ñầu tiên. Công thức cấu tạo của Auxin:
11 Sự trao ñổi chất thường xuyên ở trong cây bao gồm sự tổng hợp mới, sự phân giải làm mất hoạt tính và chuyển hóa thuận nghịch giữa các dạng Auxin tự do và dạng Auxin liên kết. Quá trình biến ñổi thuận nghịch giữa dạng tự do và dạng liên kết rất quan trọng trong ñời sống của cây, Indole 3 Acetic Acid (IAA) có thể tồn tại dưới 2 dạng: tự do và liên kết, IAA tự do gây ra hoạt tính sinh lý trong cây. Tuy nhiên, trong tế bào dạng tự do chiếm tỷ lệ rất ít (< 5%) so với tổng số IAA của cây, IAA liên kết trong cây là dạng chủ yếu, nhưng chúng không có hoạt tính sinh lý hoặc có hoạt tính sinh lý rất thấp. Sự tổng hợp Auxin diễn ra thường xuyên và mạnh mẽ trong cây, quá trình này ñược xúc tác bởi hàng loạt các enzim ñặc hiệu. Chất tiền thân là Axit Amin (Tryptophan) và tổng hợp IAA diễn ra theo hướng chung cho tất cả thực vật, Auxin có tác dụng sinh lý rất nhiều mặt lên các quá trình sinh trưởng của tế bào như: sự hình thành rễ, hiện tượng ưu thế ngọn, tính hướng của thực vật, sự sinh trưởng của quả và tạo quả không hạt và kìm hãm sự rụng lá, hoa, quả. Auxin là hormone cơ bản ñiều chỉnh sự rụng của lá và quả vì nó ức chế hình thành tầng rời ở cuống lá, hoa quả vốn ñược cảm ứng bởi các chất ức chế sinh trưởng. Do ñó khi phun Auxin ngoại sinh có thể làm giảm sự rụng lá, tăng sự ñậu quả và hạn chế rụng nụ, quả non, làm tăng năng suất. Trong lá xanh, Auxin ñược tổng hợp mới trong phiến lá và vận chuyển qua cuống lá, ngăn cản sự hình thành tầng rời. Nhưng khi lá già thì sự tổng hợp, vận chuyển Auxin giảm sút, tạo ñiều kiện cho tầng rời xuất hiện, trong quả thì Auxin ñược tạo nên trong phôi và hạt, khi Auxin trong quả thấp thì tầng rời sẽ ñược hình thành. - Gibberellin (GA): là hormone thực vật ñược phát hiện ra sau Auxin, hiệu quả sinh lý rõ rệt nhất của GA là sự kéo dài của thân, lóng; GA kích thích sự nảy mầm của hạt và củ, tạo quả không hạt và trong nhiều trường hợp thì GA kích thích sự ra hoa rõ rệt, GA3 có khả năng làm giảm rụng lá, hoa, quả ...