2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CÓI
2.2.5. Phân bón cho cói
Phân bón là các chất có chứa một hay nhiều chất dinh dưỡng khoáng cần thiết cho cõy trồng, ủược bún vào ủất hay hoà vào nước phun trờn lỏ, xử lý hạt giống, rễ và cõy con, cú tỏc dụng thỳc ủẩy sự sinh trưởng, phỏt triển và cho năng suất của cõy trồng.
Cỏc loại phõn bún phổ biến ủược chia thành 2 nhúm lớn: phõn hữu cơ và phõn hoỏ học;
ngoài ra trong thực tế còn có một số phân khác như phân vi sinh vật và phân sinh hoá với số lượng không lớn.
2.2.5.2. Vai trò của phân bón
Ngày nay khó có thể hình dung một nền nông nghiệp không có phân bón. Sau hàng ngàn năm sử dụng phân bón, có thể tổng kết những lợi ích của việc bón phân hợp lý trong trồng trọt như sau: Tăng năng suất và phẩm chất nụng sản, ổn ủịnh và tăng ủộ phỡ nhiờu của ủất, tăng thu nhập cho người sản xuất.
Bảng 2.6. Các nguyên nhân làm giảm hiệu lực của phân bón TT Nguyên nhân làm giảm hiệu lực phân bón Tỷ lệ giảm (%)
1 Kỹ thuật làm ủất kộm 10-25
2 Giống cây không thích hợp 20-40
3 Kỹ thuật gieo cấy kém 5-20
4 Thời kỳ gieo cấy không thích hợp 20-40
5 Mật ủộ gieo cấy khụng thớch hợp 10-25
6 Vị trí và cách bón phân không thích hợp 10-20
7 Chế ủộ nước khụng thớch hợp 10-20
8 Trừ cỏ dại không kịp thời 5-10
9 Phòng trừ sâu bệnh không tốt 5-50
10 Bún phõn khụng cõn ủối 20-50
(Phạm Xuõn Vượng cựng nhúm tỏc giả (2007), Giỏo trỡnh An toàn Lao ủộng, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội).
Trong mối quan hệ với các biện pháp kỹ thuật trồng trọt liên hoàn, sử dụng phân bón hợp lý là biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng lớn tới hiệu lực của các biện pháp kỹ thuật khỏc. Bún phõn cõn ủối cho cõy trồng khụng chỉ ủạt năng suất và hiệu quả sản xuất cao mà còn là biện pháp hạn chế sâu bệnh hại cây trồng. Thực tế cho thấy không ít trường hợp sử dụng phân bón còn có thêm tác dụng trực tiếp là hoá chất bảo vệ thực vật... Ngược lại cỏc biện phỏp kỹ thuật canh tỏc tiờn tiến cũng tạo ủiều kiện ủể phõn bón phát huy hết hiệu quả, việc thực hiện không tốt các biện pháp kỹ thuật canh tác cũng cú ảnh hưởng xấu ủến hiệu lực của phõn bún. Theo tổng kết của FAO cú 10 nguyờn nhõn làm giảm hiệu lực phõn bún, ủồng thời cũng là nguyờn nhõn ủể phõn bún có thể gây ảnh hưởng xấu tới môi trường.
Bún phõn cõn ủối và hợp lý khụng chỉ làm tăng năng suất cõy trồng mà cũn làm tăng chất lượng sản phẩm, cụ thể làm tăng hàm lượng chất khoỏng, protein, ủường và vitamin ..., cho sản phẩm. ðiều này ủược thể hiện rừ trong nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu và thực tiễn sản xuất ở khắp nơi trên thế giới. Tuy nhiên việc cung cấp thiếu chất dinh dưỡng cho cõy, bún phõn khụng cõn ủối hoặc bún quỏ nhu cầu của cõy ủều làm giảm chất lượng nông sản (Phạm Xuân Vượng cùng nhóm tác giả (2007), Giáo trình An toàn Lao ủộng, Nhà xuất bản Giỏo dục, Hà Nội).
Trong mấy thập kỷ qua năng suất cõy trồng ủó khụng ngừng tăng lờn, ở ủõy ngoài vai trũ của giống mới cũn cú tỏc dụng quyết ủịnh của phõn bún. Tiềm năng năng suất của giống chỉ cú thể ủược phỏt huy và cho năng suất cao khi ủược bún phõn ủầy ủủ và hợp lý. ðối với nền nụng nghiệp thế giới, việc ra ủời của phõn hoỏ học ủó làm năng suất cõy trồng ở cỏc nước Tõy Âu tăng 50% so với năng suất ủồng ruộng luõn canh cõy họ ủậu, ủến thời kỳ 1970-1985 năng suất lại tăng gấp ủụi so với năng suất ủồng ruộng trước chiến tranh thế giới thứ nhất. Ấn ủộ là nước trong những năm 50 hầu như khụng dựng phõn bún, sau ủú lượng phõn bún ủược tiờu thụ tăng lờn ủều ủặn qua cỏc năm và ủạt 7,8 triờu tấn vào năm 1983-1984, nhờ ủú mà sản lượng ngũ cốc tăng từ 50 triệu tấn lờn ủến 140 triệu tấn chỉ trong vũng 30 năm, chấm dứt nạn ủúi triền miờn cho Ấn ðộ
(Vũ Hữu Yờm). Trồng trọt mà khụng bún phõn sẽ làm cho ủất suy thoỏi ủi nhanh chúng vỡ vậy bản thõn việc bún phõn cho cõy trồng ủó là một biện phỏp làm ổn ủịnh mụi trường ủất. Bún phõn cũn cú thể làm mụi trường ủất tốt hơn, cõn ủối hơn, ủặc biệt bún phõn hữu cơ và vụi là biện phỏp cải tạo mụi trường ủất rất hiệu quả.
Nhưng trong ủiều kiện bún phõn thớch hợp thỡ ủất cú ủộ phỡ tự nhiờn ban ủầu cao cú thể tăng thờm một phần so với trước cũn ủất cú ủộ phỡ tự nhiờn ban ủầu thấp lại tăng rất mạnh và cú khả năng ủưa năng suất xấp xỉ ủất cú ủộ phỡ tự nhiờn ban ủầu cao.
Tuy nhiờn bún phõn khụng hợp lý, khụng ủỳng kỹ thuật (kể cả phõn hoỏ học và phõn hữu cơ) sẽ làm cho mụi trường xấu ủi do cỏc loại phõn bún cú thể tạo ra cỏc chất gõy ụ nhiễm mụi trường, vớ dụ như: Việc bún thừa ủạm làm giảm tỷ lệ Cu trong chất khụ của cỏ cú thể gõy vụ sinh cho bũ sinh sản. Bún quỏ thiếu hoặc quỏ thừa ủạm làm cho tỷ lệ Riamflavin (vitaminB2) trong rau giảm, ủõy là chất cú khả năng chống lại cỏc tỏc ủộng gõy ung thư cho người của 4ủimethylamino-azobenzen. Bún thừa Kali làm giảm lượng Mg cú trong cỏ làm thức ăn gia sỳc, làm ủộng vật nhai lại dễ mắc bệnh co cơ ủồng cỏ, mặt khỏc phõn bún cũn là nguồn gõy nhiễm bẩn nitrat, phỳ dưỡng nguồn nước, hiệu ứng nhà kớnh, tớch luỹ kim loại nặng trong ủất và nụng sản…. và như vậy từ 1 yếu tố từng là cứu tinh cho nhõn loại, phõn bún ủó và ủang bị coi như kẻ thự của mụi trường. Theo Bộ nụng nghiệp và Phỏt triển nụng thụn, lượng phõn bún chỳng ta ủang dùng hiện nay còn ở mức thấp (dưới 200 kg NPK/ha) so với các nước như Hà Lan 758 kg/ha, Nhật Bản 430 kg/ha, Hàn Quốc 467 kg/ha và Trung Quốc 390 kg/ha. Trong các loại phõn ủược sử dụng thỡ phõn ủạm dễ gõy tỏc ủộng xấu tới mụi trường hơn cả.
Cỏc nghiờn cứu nước ngoài ở vựng ụn ủới (sử dụng ủồng vị ủỏnh dấu) cho thấy hệ số sử dụng chất dinh dưỡng của phõn bún ủối với ủạm là 50-55 %, lõn 40-50 %, kali 50-60 % (Xmirnop,1984). Cũn ở Việt Nam cỏc hệ số này cũn thấp hơn, vớ dụ ủối với lỳa thỡ ủạm là 40 %, lõn là 22 % và kali là 45 % (Trần Thỳc Sơn,1998). Như vậy cú hơn 50 % lượng ủạm, 50 % lượng kali và hơn 80 % lượng lõn tồn dư trong ủất tiếp tục biến ủổi và trực tiếp hoặc giỏn tiếp gõy ụ nhiễm mụi trường núi chung và mụi trường
ủất núi riờng. Sự biến ủổi của phõn ủạm khi bún vào ủất theo cỏc hướng khỏc nhau, kết hợp với tuần hoàn của nó trong tự nhiên sẽ giải thích bản chất gây ô nhiễm của việc bún phõn khụng hợp lý. Ở Việt Nam, cho ủến nay chưa cú nghiờn cứu chớnh xỏc ủể khẳng ủịnh vấn ủề này.
2.2.5.3. Bón phân cho cói
Lượng phõn bún hoỏ học tiờu thụ hàng năm ở nước ta chủ yếu ủược sử dụng cho cõy lỳa, rau màu, cõy cụng nghiệp dài ngày và cõy ăn quả. Riờng ủối với cõy cúi trong những năm gần ủõy, người dõn mới bắt ủầu ỏp dụng phõn hoỏ học. Tuy nhiờn hiện chưa có loại phân chuyên dụng cho cói, người dân chỉ sử dụng các loại phân sẵn có trờn thị trường, chủ yếu là phõn ủạm. Tuỳ theo thời vụ mà người dõn ỏp dụng cỏc mức bún và số lần bún phõn khỏc nhau. Phương phỏp bún phõn hoỏ học hiện ủang ủược ỏp dụng là phương pháp bón vãi truyền thống. Với phương pháp này, việc bón phân phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời tiết, chế ủộ tưới tiờu. Thụng thường người dõn thường bún phõn vào thời ủiểm trước cơn mưa ủối với cúi khụng chủ ủộng ủược nước tưới hoặc bún vào buổi chiều mỏt ủối với những ruộng cúi ủủ ẩm. Gần 40% hộ dõn bún phõn ủạm với lượng bún khoảng 40 kg/sào và khoảng 30% hộ dõn sử dụng phõn NPK với lượng bón tới 50kg/sào cho cả vụ chiêm và vụ mùa.
Bảng 2.7. Mức ủộ và số lần bún phõn cho cúi
Hoạt ủộng bún phõn Vụ chiờm Vụ mựa cúi 1 vụ/năm
1. Lượng và loại phân
bón mỗi loại ðạm urê: 40kg/sào hoặc phân NPK 50
kg/sào
ðạm urê: 35kg/sào hoặc phân NPK 40
kg/sào
ðạm urê: 30kg/sào hoặc phân NPK 40
kg/sào Lần 1: tháng 2- 3 Lần 1: tháng 6- 7 Lần 1: tháng 4
Lần 2: tháng 4 Lần 2: tháng 8 Lần 2: tháng 6 Lần 3: tháng 5 Lần 3: tháng 9 Lần 3: tháng 8 2. Số lần bón phân/vụ
và thời ủiểm bún
Lần 4: cuối tháng 5
(Nguồn: Uỷ ban nhân dân huyện Nga Sơn, Trường ðại học Nông nghiệp I, Tổ chức CODESPA, Hội thảo ủỏnh giỏ kết quả thử nghiệm phõn viờn nộn bún sõu cho cúi, ngày 09 tháng 08 năm 2007, huyện Nga Sơn tỉnh Thanh Hoá).
Do ủặc trưng của kỹ thuật tưới cho cúi là “ tưới tràn-thỏo kiệt”, nờn biện phỏp bún phõn vói dẫn ủến hiện tượng rửa trụi và bốc hơi. Hơn nữa, do trồng cúi liờn tục trong nhiều năm, ruộng cúi chỉ ủược làm ủất 1 lần khi trồng mới, bộ rễ cúi phỏt triển mạnh, cỏc lớp mầm cúi mọc liờn tục và cú xu hướng cao dần lờn ủó làm cho lớp ủất mặt bị chai cứng làm cho khả năng giữ phõn của ủất giảm dần theo thời gian canh tỏc.
Bảng 2.8. Ảnh hưởng của liều lượng ủạm và thời gian bún thỳc ủến năng suất cúi Năng suất cói (kg/sào)
Liều lượng ủạm sunphat
(kg/sào)
Bón trước thu
hoạch (ngày) Cói chẻ Cói bộ Cói bổi Cộng
Tỷ lệ % so với ủối chứng
ðối chứng Không bón 198 53 39 290 100
3 20 217 123 30 370 127
3 40 212 108 40 360 124
3 60 207 65 27 290 100
5 20 250 105 45 400 137
5 40 255 63 50 398 137
5 60 250 96 44 390 137
10 20 240 102 18 360 124
10 40 248 130 57 435 150
20 60 252 132 54 438 150
(Nguồn:Anh Hương (1986), Cây cói, Nhà xuất bản Hải Phòng) Theo Anh Hương (1986): bún lút cho cúi nhằm mục ủớch nuụi dưỡng thõn ngầm, nơi chứa chất dự trữ ủể nuụi thõn khớ sinh, là sản phẩm thu hoạch chủ yếu của ủồng cúi. Bún lút chủ yếu dựng phõn chuồng và cỏc loại phõn hữu cơ khỏc ủó ủ hoai mục ủể diệt mầm cỏ dại và sõu bệnh. Nếu chỉ bún lút ủạm, năng suất và hiệu quả kinh tế cao hơn so với ủối chứng, cúi nhanh bốc, ủẻ nhiều, cõy cao, tỷ lệ cúi chẻ tăng, cúi lõu xuống bộ. Sau bún ủạm 7-10 ngày cõy chuyển màu xanh rừ rệt, lỏ ngọn mọc dài ra, cõy cú hướng trẻ lại. Tuy nhiờn bún càng nhiều ủạm cõy càng mập, to và xanh xốp làm cho
cúi lõu khụ, khú chẻ, nếu bún nhiều cú thể làm cho cúi bị lốp ủổ. Bún lút lõn cho cúi, giai ủoạn ủầu cúi phỏt triển nhanh sau chậm dần, cõy cứng, ủanh dảnh, nhỏ cõy, lỏng ủẹp nhưng khụng dài, dễ chế biến, phơi mau khụ, tỷ lệ cúi chẻ tăng. Cỏc cụng thức bún lút lõn ủều làm cho cúi chớn sớm: bún lút 15 kg/sào, chớn sớm 2 tuần, 10kg/sào làm cho cúi chớn sớm 5-7 ngày. Như vậy bún lút lõn cho cúi cú khả năng ủiều chỉnh ủược thời vụ thu hoạch, giảm bớt ủược sự căng thẳng về lao ủộng mựa vụ, thuận lợi cho việc phơi cói và nhiều yếu tố có lợi khác.
Ngoài ra những nguyên tố dinh dưỡng vi lượng như nguyên tố Cu, Fe, Mn, Mo, B, Zn do cõy cú nhu cầu rất ớt, nhưng khụng thể thiếu vỡ nú cú ảnh hưởng nhiều ủến năng suất, phẩm chất cây trồng do vậy cũng cần bón cho cây thông qua các loại phân vi lượng.
Bờn cạnh ủú phõn bún cũng cú nhiều khả năng tạo cỏc chất ủộc hại với mụi trường như cỏc hợp chất ủạm hữu cơ, hợp chất hydrat cacbon…, dựng làm phõn bún trong quá trình phân giải chuyển hoá thành các chất khác nhau như (NH4)2CO3, NO3-, NH3, CH4 và CO2…Những chất này dễ dàng bị phõn huỷ ủể giải phúng ở thể khớ tạo mùi khai bay vào khí quyển, một số chất bị cuốn theo nước… Kết quả, vừa làm giảm hiệu lực của phân bón vừa có thể gây hại tới môi trường. Vì vậy, khi bón vãi phân trực tiếp trờn mặt ủất (khụng vựi phõn vào ủất sau khi bún) cú thể làm mất nhiều ủạm amụn, làm ụ nhiễm mụi trường (làm chua ủất), tớch luỹ cadimi trong ủất và nụng sản, tớch luỹ nitrat trong nụng sản, nước uống; gõy ra phỳ dưỡng nguồn nước..., nếu khụng ủược kiểm soát về số lượng, kỹ thật và phương pháp bón phân.
Cỏc loại phõn ủạm ủều là những loại phõn rất linh ủộng, dễ bị mất trong mụi trường kiềm, khụ hạn và nhiệt ủộ cao, bị rửa trụi hay bay hơi gõy ảnh hưởng xấu tới hiệu quả của phõn bún và mụi trường. Vỡ vậy, trỏnh bún vói cỏc loại phõn ủạm trực tiếp trờn mặt ủất. Khi bún cỏc phõn ủạm amụn và urờ cho lỳa, cúi cần bún sớm hơn, bún sõu vào tầng khử của ủất trồng lỳa, cúi ủể cõy sử dụng thuận lợi, sau bún cỏc loại phõn này cần tỡm cỏch vựi phõn vào ủất.
Ngoài ra quỏ trỡnh phản ủạm cũn chịu ảnh hưởng của cỏc yếu tố: ủộ pH và nhiệt ủộ, phản ủạm xảy ra mạnh trong ủất chua, nhiệt ủộ 60-65oC. Vỡ vậy, do quỏ trỡnh phản ủạm hoỏ mà ở ủất trồng cõy trồng cạn thoỏt nước kộm, bún nhiều phõn amụn và phõn urờ thỡ việc mất ủạm ủạt 20-40%. Cũn ở ủất ngập nước như ủất lỳa, cúi quỏ trỡnh phản ủạm cú thể mất nhiều ủạm nếu bún khụng ủỳng cỏch. Bún phõn ủạm amụn và urờ vào tầng oxy hoỏ ủất lỳa cú thể làm mất 60-70% ủạm dưới cả 3 dạng NH3, N2O và N2.
Ngoài ra do bún phõn khụng cõn ủối cũn làm giảm hiệu quả của việc ủầu tư phõn bún, làm cho ủất kiệt quệ và mất cõn ủối dinh dưỡng, ủồng thời tạo ra hiện tượng dưỡng phỳ cục bộ về ủạm và lõn trong nguồn nước mặc dự lượng tuyệt ủối bún vào ủất chưa nhiều. ðiều này dẫn ủến một kiểu thoỏi hoỏ và ụ nhiễm mụi trường ủất do sử dụng phân bón không hợp lý nếu không có biện pháp khắc phục kịp thời thì sẽ rất khó khăn ủể tạo lập một nền nụng nghiệp phỏt triển bền vững (Nguyễn Vy, 2003).
Bún phõn vừa là biện phỏp kỹ thuật vừa là yếu tố ủầu tư chi phớ sản xuất chiếm tỷ lệ khá lớn trong trong tổng chi phí sản xuất của người nông dân vì vậy việc sử dụng hiệu quả phân bón luôn là mong muốn của người nông dân. ðể nâng cao hiệu quả sử dụng phõn bún và giảm thiểu tỏc ủộng xấu ủến mụi trường ủất, nước và khụng khớ của việc bún phõn cần quan tõm xõy dựng ủược một quy trỡnh bún phõn hợp lý. Một quy trỡnh bún phõn hợp lý cho cõy trồng sẽ hạn chế ủược ủến mức tối ủa nguy cơ gõy ụ nhiễm môi trường từ phân bón trong sản xuất nông nghiệp. Vì quy trình bón phân hợp lý có xem xét chi tiết các nội dung cụ thể của việc bón phân: Loại phân bón, lượng phõn bún, dạng phõn bún và phương phỏp bún phõn trờn cơ sở khảo sỏt cỏc vấn ủề liờn quan tới việc sử dụng phõn bún là: ủặc ủiểm cõy trồng, ủặc ủiểm ủất trồng, ủặc ủiểm khớ hậu thời tiết, chế ủộ luõn canh cõy trồng, kỹ thuật trồng trọt, chế ủộ tưới và ủặc ủiểm của cỏc loại phõn bún. ðể trờn cơ sở ủú việc bún phõn sẽ bún ủỳng ủất, bún ủỳng cõy, ủỳng thời gian, ủỳng chủng loại, ủỳng liều lượng và ủỳng tỉ lệ với cỏc phương pháp xử lý phù hợp. Hạn chế phú dưỡng nguồn nước chủ yếu tập trung vào ngăn ngừa xúi mũn và rửa trụi. Bún ủạm vào tầng khử của ủất lỳa, giữ ủạm dưới dạng NH4+, ngăn
chặn việc hỡnh thành ủạm NO3- trong ruộng lỳa cú thể nõng hiệu lực phõn ủạm lờn gấp ủụi (Brady, Nyle C. 1984).
Hiện tại những giải phỏp trờn ủược tập hợp trong một khỏi niệm mới: hệ thống quản lý dinh dưỡng cõy trồng tổng hợp, trong ủú bún phõn cõn ủối là yếu tố quan trọng nhất. Bún phõn cõn ủối và hợp lý hạn chế tới mức tối ủa khả năng mất chất dinh dưỡng từ phõn bún do rửa trụi và bay hơi, tiết kiệm tiền cho nụng dõn và ủồng thời bảo vệ mụi trường. Khi ủồng ruộng ủược duy trỡ ở mức ủộ phỡ cao giỳp cõy sinh trưởng khoẻ, và càng chiếm nhiều thời gian trong năm càng tốt và với những phương pháp quản lý tốt nhất thì lượng dinh dưỡng bị mất vào nước và không khí rất ít, làm giảm nhẹ tổn thất do ô nhiễm.
Những vấn ủề về sự bền vững của nụng nghiệp và hạn chế mức tối thiểu mối nguy hại ủến mụi trường phải giải quyết ủồng thời. Sử dụng phõn bún cú hiệu lực và cõn ủối phải là chỡa khoỏ ủối với năng suất bền vững. Hạn chế cỏc tổn thất do rửa trụi và bay hơi của phân khoáng cũng như phân hữu cơ ngăn ngừa bón quá nhiều phân phải là những chiến lược của nền nụng nghiệp hiện ủại.
Vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo những công cụ, máy bón phân viên nén bún sõu cho cõy trồng núi chung, cõy cúi núi riờng là ủể gúp phần sử dụng tối thớch phân hoá học, làm tăng năng suất, chất lượng và sản lượng hàng hoá nông sản, hạn chế ụ nhiễm mụi trường, tăng thu nhập cải thiện ủời sống nụng dõn, tạo ủiều kiện thỳc ủẩy sự phát triển ngành nghề nông thôn.