Luận văn Nghiên cứu sử dụng phụ phế phẩm bón cho cà phê vối thời kỳ kinh doanh tại huyện Cư M'gar, tỉnh Đăk Lăk

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN TRẦN CÔNG TIẾN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ PHẾ PHẨM BÓN CHO CÀ PHÊ VỐI THỜI KỲ KINH DOANH TẠI HUYỆN CƯ M’GAR, TỈNH ĐĂK LĂK Chuyên ngành : Trồng trọt Mã số : 606210 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS.Trình Công Tư Buôn Ma Thuột, năm 2009 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất cứ một công trình nào khác. Tác giả luận văn Trần Công Tiến iii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại Trung tâm nghiên cứu Đất, Phân bón và Môi trường Tây Nguyên. Qua luận văn nghiên cứu này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - TS. Trình Công Tư, người thầy đã hết lòng chỉ dạy giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài, cũng như quá trình hoàn chỉnh bản luận văn này. - ThS. Hồ Công Trực, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu Đất, Phân bón và Môi trường Tây Nguyên. - Ông Nguyễn Tiến, Giám đốc Trung tâm tư vấn Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường Đăk Lăk, đã tạo điều kiện thuận lợi và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn. - Nhà trường và quý thầy, cô Trường Đại học Tây Nguyên và trường Đại học Nông nghiệp I đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập. - Lãnh đạo và toàn thể cán bộ Trung tâm nghiên cứu Đất, Phân bón và Môi trường Tây Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. - Trung tâm Tư vấn Tài nguyên và Môi trường - Sở Tài nguyên và Môi trường Đăk Lăk đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình đang công tác, học tập và làm luận văn. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Trần Công Tiến iv MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA .......................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... iii
MỤC LỤC .................................................................................................... iv
PHỤ LỤC ................................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... ix
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU .................................................. x
Phần I: MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................... 1
1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ................................................................................ 2
1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .............................................. 2
1.3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................. 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................. 2
Phần II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................... 4
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CÀ PHÊ ........................................................... 4
2.1.1. Giới thiệu về cây cà phê ....................................................................... 4
2.1.2. Công dụng của cà phê ........................................................................... 5
2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà phê .................................................... 5
2.1.3.1. Trên thế giới ...................................................................................... 5
2.1.3.2. Ở Việt Nam ...................................................................................... 6
2.1.3.3. Tại Đăk Lăk ....................................................................................... 7
2.2. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT VÀ PHỤ PHẾ PHẨM ĐỐI VỚI ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG ............................................ 8
2.2.1. Mối quan hệ giữa đất, vi sinh vật và cây trồng ...................................... 8
v 2.2.2. Vai trò của phụ phế phẩm và vi sinh vật đối với độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng ....................................................................................... 12
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG PHỤ PHẾ PHẨM CHO CÀ PHÊ .............................................................................................................. 17
2.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ....................................................... 17
2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ........................................................ 18
2.4. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI VÙNG NGHIÊN CỨU ..................................................................................................................... 22
- Tình hình sản xuất cà phê tại Cư M’gar ..................................................... 27
Phần III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 28
3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................. 28
3.2. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................................................. 28
3.2.1. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 28
3.2.2. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 28
3.2.3. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................ 28
3.2.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 29
3.2.4.1. Phương pháp điều tra ....................................................................... 29
3.2.4.2. Thí nghiệm đồng ruộng ................................................................... 30
3.2.4.3. Phương pháp thu thập và đánh giá số liệu ........................................ 32
3.2.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ............................................. 33
3.2.5.1. Phương pháp lấy mẫu ...................................................................... 33
3.2.5.2. Phương pháp phân tích mẫu ............................................................. 33
3.2.6. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 34
Phần IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 35
4.1. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN BÓN VÀ PHỤ PHẾ PHẨM CHO CÀ PHÊ TẠI XÃ EA TUL, HUYỆN CƯ M’GAR ............................................. 35
vi 4.1.1. Khối lượng và chất lượng phụ phế phẩm trên vườn cà phê ................. 35
4.1.1.1. Tàn dư hữu cơ hàng năm trên vườn cà phê ...................................... 35
4.1.1.2. Vỏ quả cà phê .................................................................................. 38
4.1.2. Tình hình sử dụng phân bón và phụ phế phẩm .................................... 40
4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẾ PHẨM ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT CÀ PHÊ VÀ ĐỘ PHÌ ĐẤT ............................................................... 43
4.2.1. Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến độ phì nhiêu đất .................................. 43
4.2.2. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến sinh trưởng năng suất cà phê ........ 46
4.2.2.1. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt của cà phê trong mùa mưa .............................................................................................................. 46
4.2.2.2. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tỉ lệ rụng quả cà phê .................. 47
4.2.2.3. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến trọng lượng và kích thước quả ... 49
4.2.2.5. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân ............................ 51
4.2.2.6. Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến năng suất cà phê nhân ............... 52
4.2.3. Hiệu quả kinh tế bón phụ phế phẩm cho cà phê .................................. 54
4.3. BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHỤ PHẾ PHẨM BÓN CHO CÀ PHÊ VỐI THỜI KỲ KINH DOANH ........................................................... 55
4.3.1. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến chất lượng phụ phế phẩm sau 3 tháng ............................................................................................................ 55
4.3.2. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến một số chỉ tiêu độ phì nhiêu đất ............................................................................................ 59
4.3.3. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt của cà phê trong mùa mưa .................................................................................. 61
4.3.4. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tỉ lệ rụng quả cà phê ............................................................................................................... 62
4.3.5. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến trọng lượng và kích thước quả .............................................................................................. 65
vii 4.3.6. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân 66
4.3.7. Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến năng suất cà phê nhân ............................................................................................................. 66
4.3.8. Hiệu quả kinh tế các biện pháp xử lý phụ phế phẩm .......................... 67
Phần V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 69
5.1. KẾT LUẬN ........................................................................................... 69
5.2. KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 71
viii PHỤ LỤC Phụ lục 1 : Tình hình sử dụng phân bón cho cà phê tại Cư M’gar ............... P1 Phụ lục 2 : Kết quả xử lý thống kê thí nghiệm 1 ......................................... P2 Phụ lục 2.1: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt của cà phê ........... P2 Phụ lục 2.2: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến tỉ lệ rụng quả cà phê ................. P3 Phụ lục 2.3: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến trọng lượng 100 quả (g) ............ P4 Phụ lục 2.4: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến kích thước 100 quả (cm3) ......... P5 Phụ lục 2.5: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến kích cỡ nhân > 6,3mm (%) ....... P6 Phụ lục 2.6: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến kích cỡ nhân > 5,6mm (%) ....... P7 Phụ lục 2.7: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân ........................... P8 Phụ lục 2.8: Ảnh hưởng phụ phế phẩm đến năng suất của cà phê ................. P9 Phụ lục 3 : Kết quả xử lý thống kê thí nghiệm 2 ....................................... P10 Phụ lục 3.1: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt cà phê ......... P10 Phụ lục 3.2: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tỉ lệ rụng quả cà phê ........ P11 Phụ lục 3.3: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến trọng lượng 100 quả(g) .... P12 Phụ lục 3.4: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến kích thước 100 quả(cm3) . P13 Phụ lục 3.5: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân .................. P14 Phụ lục 3.6: Biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến năng suất cà phê nhân ..... P15 Phụ lục 4 : Hiệu quả kinh tế ..................................................................... P16 Phụ lục 4.1: Hiệu quả kinh tế bón phụ phế phẩm cho cà phê (thí nghiệm 1) ...... P16 Phụ lục 4.2: Hiệu quả kinh tế các biện pháp xử lý phụ phế phẩm (thí nghiệm 2) . P17 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BVTV : Bảo vệ thực vật CEC (Cation exchange capacity) : Khả năng trao đổi cation Ctv : Cộng tác viên CV% (Correct Variance) : Mức độ biến động Đ/C : Đối chứng HCVS : Hữu cơ vi sinh ICO (International coffee organization): Tổ chức cà phê quốc tế IMO (Indigeous micro- organism) : Vi sinh vật bản địa LSD (Less significant difference) : Độ sai khác nhỏ nhất PC : Phân chuồng PPP : Phụ phế phẩm R (Replacation) : Lần nhắc lại Stt : Số thứ tự Sx : Độ lệch chuẩn T (Treatment) : Công thức TB : Trung bình TTCN : Tiểu thủ công nghiệp TDHC : Tàn dư hữu cơ VC : Vỏ cà phê VSV : Vi sinh vật WB (World bank) : Ngân hàng thế giới x DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Những nước nhập khẩu cà phê Việt Nam vụ 2005-2006 ................ 6
Bảng 2.2: Diện tích cà phê tại các huyện, thành phố của Đăk Lăk .................. 7
Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của vỏ thịt quả cà phê............................. 17
Bảng 4.1: Khối lượng các loại tàn dư hữu cơ trên vườn cà phê (tấn/ha/năm) 36
Bảng 4.2: Hàm lượng một số yếu tố dinh dưỡng của TDHC ........................ 37
trên vườn cà phê (%) .................................................................................... 37
Bảng 4.3: Khối lượng vỏ cà phê ở các nông hộ (tấn/ha/năm) ....................... 38
Bảng 4.4: Hàm lượng một số yếu tố dinh dưỡng trong vỏ cà phê (%) .......... 40
Bảng 4.5: Tình hình sử dụng phân khoáng của các nông hộ (n = 20) ............ 41
Bảng 4.6: Phương thức sử dụng TDHC của các nông hộ (32 hộ).................. 42
Bảng 4.7: Phương thức sử dụng vỏ cà phê của các nông hộ (32 hộ) ............. 42
Bảng 4.8: Tính chất hoá học đất trước và sau thí nghiệm (tầng 0-30cm) ...... 43
Bảng 4.9: Tính chất vật lý đất trước và sau thí nghiệm (tầng 0-30cm) .......... 45
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt của cà phê trong mùa mưa (Số đốt tăng/cành/6 tháng mùa mưa) ............................................. 46
Bảng 4.11: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tỉ lệ rụng quả cà phê (%) ...... 48
Bảng 4.12: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến trọng lượng và kích thước quả ..... 49
Bảng 4.13: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến kích cỡ nhân ........................ 50
(% trọng lượng trên sàn) ............................................................................... 50
Bảng 4.14: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân ...................... 52
Bảng 4.15: Ảnh hưởng của phụ phế phẩm đến năng suất cà phê nhân .......... 53
Bảng 4.16: Hiệu quả kinh tế bón phụ phế phẩm cho cà phê (triệu đồng/ha) ..... 54
Bảng 4.17: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý đến chất lượng phụ phế phẩm sau 3 tháng ................................................................................................... 55
xi Bảng 4.18: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến một số chỉ tiêu độ phì nhiêu đất ..................................................................................... 60
Bảng 4.19: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tốc độ ra đốt của cà phê trong mùa mưa (Số đốt tăng/cành/6 tháng mùa mưa) ............ 61
Bảng 4.20: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm .............. 62
đến tỉ lệ rụng quả cà phê (%) ..................................................................... 62
Bảng 4.21: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến trọng lượng và kích thước quả ............................................................................... 65
Bảng 4.22: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến tỉ lệ tươi/nhân ...................................................................................................... 66
Bảng 4.23: Ảnh hưởng của các biện pháp xử lý phụ phế phẩm đến năng suất cà phê nhân .................................................................................................. 67
Bảng 4.24: Hiệu quả kinh tế các biện pháp xử lý phụ phế phẩm ................... 68
(triệu đồng/ha) .............................................................................................. 68
Biều đồ 3.1: Lượng mưa và bốc hơi theo tháng tại vùng Cư M’gar .............. 23
Biều đồ 3.2: Số giờ nắng, nhiệt độ và ẩm độ theo tháng tại vùng Cư M’gar ... 23
Hình 4.1: Men ủ vi sinh vật (Chế phẩm 1 và chế phẩm 2) ............................ 56
Hình 4.2: Phối trộn nguyên liệu và hoạt hóa men ......................................... 57
Hình 4.3: Sản phẩm phân HCVS từ vỏ cà phê sau ủ 3 tháng ........................ 58
Hình 4.4: Đào rãnh và bón phân HCVS từ vỏ cà phê .................................... 63
Hình 4.5: Công thức không bón và có bón HCVS từ vỏ cà phê .................... 64
1 Phần I MỞ ĐẦU 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đăk Lăk là tỉnh đứng đầu cả nước về năng suất và sản lượng cà phê vối. Có được thành tựu đó, cần kể đến việc không ngừng đầu tư thâm canh cho vườn cây, đặc biệt là thâm canh bằng phân bón. Song, nếu như phân hóa học là yếu tố đang được người nông dân chú trọng trong thâm canh, thì phân hữu cơ chỉ được sử dụng với lượng còn khiêm tốn, có những vườn cà phê trải qua hàng chục năm canh tác nhưng không hề được bồi dưỡng phân hữu cơ dưới bất kỳ hình thức nào. Hậu quả là đất trồng ngày càng bị thoái hóa, chai cứng, lượng vi sinh vật có lợi trong đất bị sụt giảm, vườn cây xuống cấp, năng suất và hiệu quả đầu tư thấp. Trong khi đó, mỗi năm tại Đăk Lăk có hàng trăm ngàn tấn vỏ cà phê phế thải và tàn dư thực vật trên lô (cỏ rác, cành lá cà phê hoặc cây che bóng, chắn gió rụng và rong tỉa trong quá trình canh tác...). Đây là một nguồn hữu cơ dồi dào, nhưng không được sử dụng hoặc sử dụng không hiệu quả, gây lãng phí và ô nhiễm môi trường, vệ sinh nông thôn. Vỏ cà phê thường bị đốt bỏ hoặc đổ trực tiếp ra đồng không qua xử lý nên chậm phân huỷ, hiệu quả thấp và là nguồn mang sâu bệnh hại tích lũy cho vụ sau. Một số nông dân đem trộn vỏ cà phê với phân chuồng nhưng không được xử lý bằng vi sinh vật nên hiệu quả cũng không cao. Cư M’gar là nơi có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi cho sinh trưởng, phát triển của cây cà phê. Hiện tại Cư M’gar là một trong những huyện trồng cà phê chủ lực của tỉnh Đăk Lăk với diện tích cà phê vối của toàn huyện là 33.631 ha [13]. Như vậy hàng năm trên địa bàn này có hơn 20 nghìn 2 tấn vỏ cà phê. Nếu có phương án tái sử dụng vỏ cà phê và tàn dư hữu cơ trên lô như một loại phân bón thì sẽ có được một nguồn hữu cơ đáng kể để cải thiện độ phì nhiêu đất, góp phần phát triển ổn định, bền vững đối với ngành sản xuất cà phê tại địa phương. Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự đồng ý của nhà trường và sự quan tâm của địa phương, chúng tôi triển khai đề tài “Nghiên cứu sử dụng phụ phế phẩm bón cho cà phê vối thời kỳ kinh doanh tại huyện Cư M’gar tỉnh Đăk Lăk”. 1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI - Xác định ảnh hưởng của phụ phế phẩm trong việc cải thiện độ phì nhiêu đất và tăng năng suất cà phê. - Xác định hiệu quả kinh tế của việc sử dụng phụ phế phẩm bón cho cà phê trên địa bàn huyện Cư M’gar, tỉnh Đăk Lăk. 1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.3.1. Ý nghĩa khoa học - Làm sáng tỏ tác động của phụ phế phẩm đến quá trình sinh trưởng, phát triển và tạo lập năng suất ở cây cà phê vối thời kỳ kinh doanh. - Làm phong phú thêm nguồn cơ sở dữ liệu về vai trò của phụ phế phẩm đối với cây trồng nói chung và cây cà phê nói riêng, phục vụ trao đổi thông tin và kinh nghiệm trong nghiên cứu và sử dụng phụ phế phẩm. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn Đăk Lăk là vùng trồng cà phê vối trọng điểm của cả nước. Hiện nay, việc bón phân cho cà phê của nông dân trong vùng chủ yếu dựa vào phân hoá học nên rất không bền vững về năng suất, chất lượng nông sản, hiệu quả kinh 3 tế và môi trường. Do vậy nghiên cứu sử dụng phụ phế phẩm bón lại cho cà phê như một biện pháp quan trọng vừa tiết kiệm được chi phí sản xuất, vừa tăng năng suất cà phê, ổn định và tăng độ phì nhiêu đất và giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường là việc làm sát hợp với nhu cầu thực tiễn hiện nay. 4 Phần II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU VÀ CƠ S