Luận án nghiên cứu thực trạng và đề xuất sử dụng đất đỏ bazan trồng cà phê xen mắc ca trên địa bàn huyện krông năng, tỉnh đắk lắk

Trong thực tiễn sản xuất, bên cạnh phương thức trồng cà phê thuần cũng đã xuất hiện các điển hình canh tác cà phê kết hợp trồng xen các loại cây lâu năm khác vừa tăng được hiệu quả kinh

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

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè và người thân, tập thể và cá nhân những nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực trong và ngoài ngành Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến:

PGS.TS Đào Châu Thu, Hội Khoa học đất Việt Nam và TS Trần Minh Tiến, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, những người Thầy đã hướng dẫn hết mực nhiệt tình chỉ dạy giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án

Lãnh đạo các đơn vị: Viện Nghiên cứu Quy hoạch Nông nghiệp Nông thôn, Trung tâm Phân vùng Nông nghiệp, Trung tâm Nghiên cứu đất, Phân bón

và Môi trường Tây Nguyên, GS Hoàng Hòe - Hội Khoa học và Kỹ thuật Lâm nghiệp Việt Nam, đã có nhiều ý kiến đóng góp, định hướng nghiên cứu hết sức quý báu giúp tôi trong quá trình thực hiện luận án

Tập thể lãnh đạo và các thầy, cô Khoa Quản lý đất đai, Bộ môn Quy hoạch, Ban Quản lý Đào tạo, Ban Giám đốc - Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Có được những thành quả trong luận án là được sự giúp đỡ nhiệt tình của Lãnh đạo: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Đắk Lắk, Sở Tài nguyên

và Môi trường, Chi cục Phát triển Lâm nghiệp tỉnh Đắk Lắk, Cục Thống kê tỉnh Đắk Lắk, Trung tâm Khí tượng Thủy văn tỉnh Đắk Lắk, Chi cục Thống kê huyện Krông Năng và UBND huyện Krông Năng, các Phòng: Phòng Tài nguyên và Môi trường, Phòng Kinh tế và Hạ tầng, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, ông Martin Novak và ông Kim Wilson - Hội lâm nghiệp Á nhiệt đới Úc, ThS Hoàng Tuấn Minh - Tổng cục Quản lý đất đai, các hộ gia đình chọn làm mô hình và một số phòng ban, cán bộ thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên đã cử người phối hợp và cung cấp số liệu cho luận án

Tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Đắk Lắk nơi tôi trực tiếp công tác, anh chị em đồng nghiệp luôn động viên tinh thần và tạo điều kiện tối đa trong quá trình học tập và thực hiện luận án

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình: vợ con và những người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án này

Hà Nội, ngày tháng năm 2014

Tác giả luận án

Phạm Thế Trịnh

1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn về sử dụng đất nông nghiệp và trồng

1.1.1 Khái niệm sử dụng đất nông nghiệp và hiệu quả sử dụng đất

1.1.2 Vai trò của cây che bóng và trồng xen cây lâu năm đối với cà phê 10 1.1.3 Cơ sở khoa học của việc trồng cà phê xen mắc ca 12 1.2 Các kết quả nghiên cứu trên thế giới về cây che bóng cho cà phê 25

1.2.2 Nguyên tắc lựa chọn cây che bóng cho cà phê 27 1.2.3 Ý nghĩa của việc trồng xen cây lâu năm trong vườn cà phê 28 1.2.4 Tình hình phát triển cây mắc ca trên thế giới và ý nghĩa của

1.2.5 Thị trường tiêu thụ sản phẩm mắc ca 32 1.3 Các kết quả nghiên cứu trong nước về cây trồng xen, che bóng

1.3.1 Tác dụng của hệ thống cây trồng xen, che bóng cho cà phê 33 1.3.2 Kết quả nghiên cứu về trồng cây che bóng, cây lâu năm trong

1.4 Nhận xét chung về tổng quan tài liệu và hướng nghiên cứu của

2.1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Krông Năng có

2.1.2 Đánh giá thực trạng sản xuất cà phê của huyện Krông Năng 47 2.1.3 Đánh giá hiệu quả phương thức trồng cà phê xen mắc ca trên

2.1.4 Đánh giá khả năng thích hợp của đất đai với cây mắc ca và

định hướng sử dụng đất trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ

2.1.5 Đề xuất một số giải pháp phát triển phương thức trồng cà phê

xen mắc ca trên đất đỏ bazan tại huyện Krông Năng 48

2.2.1 Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu 48 2.2.2 Phương pháp điều tra, lấy mẫu đất ngoài thực địa 49

2.2.4 Phương pháp lựa chọn mô hình trồng cà phê xen mắc ca và chỉ

2.2.6 Phương pháp tính toán hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường 54

2.2.7 Phương pháp đánh giá đất theo FAO 54

2.2.9 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích thông tin 55

3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Krông Năng có liên

3.1.3 Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội đối với

3.2 Đánh giá thực trạng sản xuất cà phê của huyện Krông Năng 73

3.2.2 Hiện trạng sản xuất và sử dụng đất đỏ bazan trồng cà phê của

3.2.3 Thực trạng nguồn nhân lực sản xuất cà phê vùng nghiên cứu 77 3.2.4 Thực trạng vườn cà phê tại huyện Krông Năng 79 3.2.5 Thực trạng sử dụng phân bón, tưới nước và thuốc bảo vệ thực

3.2.6 Tình hình trồng cây che bóng trong vườn cà phê tại huyện

3.2.7 Hiệu quả kinh tế của sản xuất cà phê trên đất đỏ bazan tại

3.2.8 Nhận xét chung về thực trạng sản xuất cà phê tại huyện

3.3 Đánh giá hiệu quả phương thức trồng cà phê xen mắc ca trên đất

3.3.1 Ảnh hưởng của phương thức trồng xen mắc ca với cà phê vối

3.3.2 Hiệu quả kinh tế của trồng xen mắc ca so với trồng xen tiêu và

3.3.3 Hiệu quả xã hội của mô hình trồng cà phê xen mắc ca 99 3.3.4 Hiệu quả môi trường của mô hình trồng xen mắc ca và tiêu

3.3.5 Những thuận lợi, khó khăn và cơ hội của phương thức trồng cà

3.3.6 Nhận xét chung về hiệu quả của phương thức trồng cà phê xen

3.4 Đánh giá khả năng thích hợp đất đai đối với cây mắc ca và

định hướng sử dụng đất trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ

3.4.1 Đánh giá khả năng thích hợp đất đai đối với cây mắc ca 120 3.4.2 Định hướng sử dụng đất trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ

3.5 Đề xuất một số giải pháp phát triển phương thức trồng cà phê

xen mắc ca trên đất đỏ bazan tại huyện Krông Năng 137 3.5.1 Điều chỉnh các quy hoạch có liên quan và có chính sách khai

thác, quản lý nhà nước về đất đai đối với cây mắc ca 137

10 GDP Tổng sản phẩm (Gross domestic product)

11 IIRR Học viện Quốc tế về Tái thiết Nông thôn (International

Institute of Rural Reconstruction)

12 KTCB Kiến thiết cơ bản

14 Lux Cường độ bức xạ (Luxmeter)

15 LMU Đơn vị bản đồ đất đai (Land mapping unit)

16 LUT Loại hình sử dụng đất (Land Use Type)

24 UBND Ủy ban nhân dân

25 UNESCO Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên

Hiệp Quốc (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization)

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Phân cấp độ phì nhiêu của đất trồng cây cà phê 20 1.2 Yêu cầu sử dụng đất của cây cà phê vối 22

2.1 Thực trạng các mô hình trồng xen chọn theo dõi 51 3.1 Tổng hợp diện tích đất huyện Krông Năng theo độ dốc 62 3.2 Tổng hợp diện tích đất theo độ dày tầng đất huyện Krông Năng 63 3.3 Diện tích các nhóm đất phân bố tại huyện Krông Năng 64 3.4 Tổng diện tích đất đỏ trên đá bazan huyện Krông Năng 65 3.5 Một số chỉ tiêu tính chất hoá học chính của loại đất (Fk) trồng cà

3.6 Một số chỉ tiêu hoá học chính của loại đất (Fu) trồng cà phê tại xã

3.7 Dân số bình quân huyện Krông Năng năm 2012 69 3.8 Diện tích cà phê huyện Krông Năng phân theo độ tuổi 76 3.9 Hiện trạng diện tích cà phê kinh doanh huyện Krông Năng năm

3.10 Đặc điểm nguồn nhân lực của hộ điều tra 78 3.11 Một số đặc điểm vườn cà phê tại các xã điều tra 79 3.12 Tình hình sử dụng phân bón, tưới nước và thuốc bảo vệ của các hộ

3.13 Tỷ lệ diện tích cà phê trồng thuần và trồng xen ở các xã điều tra 87 3.14 Hiệu quả kinh tế sản xuất cà phê tại các xã điều tra 88 3.15 Năng suất cà phê, mắc ca và tiêu trong mô hình 95 3.16 Hiệu quả kinh tế của các mô hình trồng xen mắc ca, tiêu trong

3.17 So sánh hiệu quả kinh tế của mô hình trồng xen mắc ca, tiêu và cà

3.18 Ảnh hưởng của trồng xen và trồng thuần đến chất lượng cà phê nhân 98 3.19 Hiệu quả xã hội của phương thức trồng cà phê xen mắc ca 100 3.20 Diễn biến độ ẩm không khí trong ngày của các mô hình theo dõi 101 3.21 Diễn biến nhiệt độ không khí trong ngày các mô hình theo dõi 104 3.22 Cường độ bức xạ bình quân trong ngày trên tán cà phê trong mùa khô 107 3.23 Ảnh hưởng của trồng xen mắc ca, tiêu trong vườn cà phê và tiêu

3.24 Thông tin chung về các phẫu diện đất nghiên cứu 110 3.25 Độ xốp của đất đỏ bazan ở vườn cà phê trồng xen và trồng thuần 111 3.26 Độ ẩm đất đỏ bazan trong mô hình trồng xen và cà phê thuần 113 3.27 Hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số của đất dưới ảnh hưởng của

3.28 Phân tích SWOT của mô hình trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ

3.29 Các chỉ tiêu và phân cấp để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai 123 3.30 Đặc tính của các đơn vị bản đồ đất đai phục vụ phát triển trồng

3.31 Tổng hợp các đơn vị đất đai theo loại đất thuộc nhóm đất đỏ 125 3.32 Yêu cầu sử dụng đất của cây mắc ca ở huyện Krông Năng 128 3.33 Mức độ thích hợp của đất đai đối với cây mắc ca huyện Krông Năng 130 3.34 Định hướng sử dụng đất trồng xen mắc ca trên đất quy hoạch cây

3.7 Lợi nhuận và hiệu quả sử dụng vốn của các hộ điều tra 90 3.8 Hiệu quả sử dụng vốn của các xã điều tra 91 3.9 Ảnh hưởng của cây trồng xen mắc ca năm thứ 9 102 3.10 Ảnh hưởng của trồng xen cây mắc ca đến độ ẩm không khí trong

3.11 Ảnh hưởng của trồng xen cây tiêu đến độ ẩm không khí trong

3.12 Ảnh hưởng của trồng xen cây mắc ca năm thứ 9 đến nhiệt độ

3.13 Ảnh hưởng của trồng xen cây mắc ca năm thứ 4 đến nhiệt độ

3.14 Ảnh hưởng của trồng xen cây tiêu đến nhiệt độ không khí trong

3.17 Diễn biến cường độ bức xạ ở vườn thuần so với vườn xen tiêu

3.18 Sơ đồ đơn vị đất đai trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ bazan

3.19 Sơ đồ phân hạng thích nghi đất đỏ bazan trồng cà phê xen mắc ca

3.20 Sơ đồ đề xuất định hướng sử dụng đất trồng cà phê xen mắc ca

trên đất đỏ bazan huyện Krông Năng, tỉnh Đắk Lắk đến năm 2020 136

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đắk Lắk có tài nguyên đất đai phong phú đa dạng, thuận lợi cho phát triển sản xuất nông nghiệp hàng hoá, đặc biệt có 298.365,40 ha đất đỏ bazan, chiếm 22,73% diện tích tự nhiên (DTTN) toàn tỉnh (Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp miền Trung, 2005), đây là lợi thế của tỉnh về sản xuất cà phê, cao

su, tiêu so với cả nước Trong các loại cây trồng hiện có, cà phê là cây công nghiệp phát triển nhanh trên địa bàn từ sau ngày thống nhất đất nước, năm 1975

có trên 3,7 ngàn ha cà phê, năm 1985 có 15 ngàn ha, năm 1990 tăng lên 76 ngàn

ha (UBND tỉnh Đắk Lắk, 2011b), đến năm 2012 toàn tỉnh có 202,02 ngàn ha, với sản lượng 412.182 tấn cà phê nhân xô (Cục Thống kê Đắk Lắk, 2013), (UBND tỉnh Đắk Lắk, 2012) là mặt hàng xuất khẩu quan trọng, hàng năm giá trị xuất khẩu chiếm gần 90% kim ngạch của tỉnh (Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Đắk Lắk, 2010 a) Do vậy, cây cà phê đã trở thành thương hiệu gắn liền với địa danh của tỉnh Hiện tại cây cà phê đang được trồng thuần hoặc trồng xen với các cây che bóng khác Khá nhiều kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy: kỹ thuật trồng thuần cây cà phê không những dẫn đến chất lượng quả, dinh dưỡng đất bị suy giảm mà còn làm cạn kiệt đến nguồn tài nguyên nước Ngược lại, trồng

cà phê xen với một số cây lâu năm khác cho lợi nhuận cao hơn trên tổng giá trị sản phẩm thu được Tuy nhiên, việc lựa chọn loại cây trồng xen hay che bóng nào để vừa đạt được hiệu quả kinh tế cao, vừa giảm nguy cơ thoái hóa đất là vấn

đề đang được nhiều người quan tâm

Trong thực tiễn sản xuất, bên cạnh phương thức trồng cà phê thuần cũng đã xuất hiện các điển hình canh tác cà phê kết hợp trồng xen các loại cây lâu năm khác vừa tăng được hiệu quả kinh tế, đa dạng hóa sản phẩm cây trồng, đồng thời cũng là cây bảo vệ cho cà phê Các loại cây lâu năm trồng xen thường là các loại cây thân gỗ tầng cao, làm tăng độ che phủ của mặt đất, điều hòa chế độ nhiệt ẩm, góp phần điều tiết những thay đổi về điều kiện thời tiết, khí hậu của môi trường Như vậy, vấn đề đặt ra ở đây là tìm kiếm loại cây

trồng mới có giá trị kinh tế cao, dễ chăm sóc, phù hợp với điều kiện kinh tế của người dân trồng xen vào trong vườn cà phê hoặc trồng thay thế diện tích

cà phê kém hiệu quả để tăng thu nhập trên một đơn vị diện tích, góp phần bảo

vệ môi trường sinh thái và sử dụng đất bền vững là rất cần thiết

Huyện Krông Năng nằm về phía Đông Bắc của tỉnh Đắk Lắk, cách trung tâm thành phố Buôn Ma Thuột 50 km Có diện tích tự nhiên 61.479 ha, chiếm 4,68% so với tổng DTTN toàn tỉnh Đắk Lắk Trong đó nhóm đất đỏ với 2 đơn

vị phân loại đất đỏ bazan có diện tích 37.604,00 ha, chiếm 61,17% DTTN của huyện và chiếm 12,62% diện tích đất đỏ bazan của tỉnh (Phân viện Quy hoạch

và Thiết kế Nông nghiệp miền Trung, 2005, 2010) Là huyện có diện tích cà phê lớn thứ 3 của tỉnh với 26.013 ha, chiếm 50,90% diện tích đất nông nghiệp của huyện và chiếm 13,45% diện tích cà phê của toàn tỉnh (Cục Thống kê tỉnh Đắk Lắk, 2013) Tuy nhiên, việc canh tác cà phê của người dân trên địa bàn huyện chủ yếu trồng thuần, chưa chú ý đến việc phát triển bền vững vườn cây, đây là biện pháp canh tác thiếu tính lâu bền, không bảo vệ môi trường Do đó, trong thực tiễn sản xuất đã xuất hiện các mô hình cà phê trồng xen với các loại cây lâu năm như hồ tiêu, sầu riêng… vừa tăng được hiệu quả kinh tế, đa dạng hóa sản phẩm cây trồng, đồng thời cũng là cây bảo vệ cho cà phê Như vậy, vấn

đề đặt ra ở đây không phải là chặt bỏ cây cà phê mà quan trọng là đưa loại cây trồng mới có giá trị kinh tế cao, dễ chăm sóc, phù hợp với điều kiện kinh tế của người dân vào trồng xen trong vườn cà phê nhằm tăng thu nhập cho nông hộ

trên một đơn vị diện tích sử dụng đất Cây mắc ca (Macadamia integrifolia) là

cây trồng mới, năm 2004 được đưa về trồng khảo nghiệm trên địa bàn huyện Bước đầu cho thấy các mô hình trồng xen mắc ca với cà phê sinh trưởng và phát triển rất có triển vọng Mắc ca là cây trồng lấy hạt nổi tiếng trên thế giới,

có giá trị kinh tế rất cao, là loại cây ăn quả hạt vỏ cứng có nhân ngon và bổ nhất trên thế giới (Hoàng Hòe và cs., 2010; Nguyễn Công Tạn, 2010) Cây mắc ca

có hàm lượng dầu tới 78%, cao hơn hẳn lạc nhân 44,8%, nhân điều 47%, hạnh nhân 51%, hạch đào 63% (Nguyễn Công Tạn, 2012) Vì vậy, việc trồng cà phê xen cây mắc ca đã là lựa chọn của nhiều nông dân trồng cà phê Tuy nhiên, trên

địa bàn tỉnh Đắk Lắk nói chung và huyện Krông Năng nói riêng, chưa có một nghiên cứu nào nhằm góp phần làm rõ cơ sở khoa học cho việc định hướng sử dụng hợp lý quỹ đất đỏ bazan trồng cà phê của huyện

Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thực

trạng và đề xuất sử dụng đất đỏ bazan trồng cà phê xen mắc ca trên địa bàn huyện Krông Năng, tỉnh Đắk Lắk”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá thực trạng sản xuất cà phê và tính hiệu quả của việc trồng cà phê xen mắc ca trên đất đỏ bazan tại huyện Krông Năng

Đánh giá khả năng thích hợp của đất đai đối với cây mắc ca và đề xuất định hướng sử dụng đất phát triển phương thức trồng cà phê xen mắc ca trên đất

đỏ bazan tại huyện Krông Năng

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1 Ý nghĩa khoa học

Hoàn thiện cơ sở lý luận và thực tiễn về sử dụng đất theo phương thức trồng cà phê xen mắc ca phục vụ quy hoạch cây lâu năm, nhiều tầng, nhiều tán trên một đơn vị diện tích sử dụng đất

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Tăng thu nhập của người trồng cà phê ở huyện Krông Năng và những vùng

có điều kiện sinh thái tương tự theo hướng đa dạng hóa nông sản hàng hóa bằng phương thức trồng cà phê xen mắc ca để nâng cao hiệu quả sử dụng đất, tạo ra nhiều sản phẩm cho xã hội, gia tăng tổng thu nhập, góp phần bảo vệ đất nông nghiệp

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

Đất đỏ bazan và một số loại đất khác đang trồng cà phê tại huyện Krông Năng, tỉnh Đắk Lắk Tuy nhiên, do tỷ lệ diện tích cà phê đang trồng trên đất đỏ bazan chiếm tỷ lệ hơn 90% nên nghiên cứu sẽ đi sâu tìm hiểu về loại đất này

Cây mắc ca (Macadamia integrifolia) trồng xen trong vườn cà phê vối (Coffea canephora var robusta)

Hiệu quả trồng cà phê xen mắc ca huyện Krông Năng

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Khu vực đất đỏ bazan đang trồng cà phê huyện Krông Năng, tỉnh Đắk Lắk

Đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng Do mắc ca và cà phê là hai cây lâu năm thời gian nghiên cứu có giới hạn đối với nghiên cứu sinh nên không thể bố trí thí nghiệm ngay từ lúc mới trồng Vì vậy, trong phần nghiên cứu các mô hình trồng cà phê vối xen mắc ca, chúng tôi lựa chọn một số vườn cây đại diện đã có sẵn trong sản xuất để khảo sát một giai đoạn nhất định trong toàn bộ chu kỳ kinh doanh, với hy vọng chỉ ra được chiều hướng phát triển chung của các hệ thống xen canh này trong việc định hướng sử dụng hợp lý đất đỏ bazan trồng cà phê tại

huyện Krông Năng nói riêng và các tỉnh Tây Nguyên nói chung

5 Những đóng góp mới của luận án

Khẳng định được hiệu quả sử dụng đất của loại hình cà phê xen mắc ca trên đất đỏ bazan huyện Krông Năng và khả năng phát triển trên diện rộng ở tỉnh Đắk Lắk làm cơ sở cho việc định hướng sử dụng bền vững quỹ đất đỏ bazan

Xác định được khả năng thích hợp về điều kiện khí hậu và tính chất đất đỏ bazan đối với việc trồng cà phê xen mắc ca để đề xuất phát triển diện tích trồng

cà phê xen mắc ca của huyện Krông Năng đến năm 2020

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Cơ sở lý luận và thực tiễn về sử dụng đất nông nghiệp và trồng xen đối với cây cà phê

1.1.1.1 Khái niệm sử dụng đất nông nghiệp

Sử dụng đất nông nghiệp là một hệ thống các biện pháp nhằm điều hòa mối quan hệ người - đất trong tổ hợp với nguồn tài nguyên thiên nhiên khác và môi trường vốn để sản xuất nông nghiệp tạo ra lợi ích, tùy vào mức độ phát triển kinh tế, xã hội, ý thức của loài người về môi trường sinh thái được nâng cao, phạm vi sử dụng đất nông nghiệp được mở rộng ra các mặt sản xuất, sinh hoạt, sinh thái (Nguyễn Đình Bồng, 2012) Trong mỗi phương thức sản xuất nhất định, việc sử dụng đất theo yêu cầu của sản xuất và đời sống cần căn cứ vào thuộc tính

tự nhiên của đất đai Với vai trò là nhân tố cơ bản của sản xuất, các nhiệm vụ và nội dung sử dụng đất nông nghiệp được thể hiện ở các khía cạnh sau:

- Sử dụng đất hợp lý về mặt không gian, hình thành hiệu quả kinh tế không gian sử dụng đất

- Phân phối hợp lý cơ cấu đất đai trên diện tích đất đai được sử dụng, hình thành cơ cấu sử dụng đất

- Quy mô sử dụng đất cần có sự tập trung thích hợp, hình thành quy mô kinh tế sử dụng đất

- Giữ mật độ sử dụng đất đai thích hợp, hình thành việc sử dụng đất đai một cách kinh tế, tập trung, thâm canh (Phạm Tiến Dũng, 2009)

Đất nông nghiệp được phân chia chi tiết thành đất sử dụng cho sản xuất nông nghiệp, đất sử dụng cho lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản và đất sản xuất muối Trong đất sản xuất nông nghiệp có đất trồng cây công nghiệp lâu năm Sản phẩm thu hoạch chính của cây lâu năm chủ yếu để làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến mới sử dụng được gồm chủ yếu là chè, cà phê, cao su, hồ tiêu, điều, ca cao, dừa,…(Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2007)

1.1.1.2 Tình hình sử dụng đất đỏ bazan (Ferralsols)

Diện tích đất đỏ bazan (Ferralsols) trên thế giới có 750 triệu ha, phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm, vùng Nam Mỹ (Brasil), Châu Phi (Zai a, phía Nam nước Cộng hoà Trung Phi, Ăng Gô La, Ghi Nê và phía Đông Mađagasca) loại đất này cũng phát hiện thấy ở cánh đồng hoang vùng á nhiệt đới thuộc Achentina

và Urugoay với diện tích khoảng 50 triệu ha và khoảng 18 triệu ha ở Đông Bắc Trung Quốc (FAO, 1998) Những nước có diện tích cà phê trồng trên đất bazan nhiều là Indonesia, Costa Rica, Ethiopia, Colombia, Nicaragoa, Philippine, Việt Nam, Lào Đặc điểm đất đỏ Ferralsols có đặc tính vật lý tốt, tầng đất dày, khả năng thấm nước tốt và do cấu trúc đất ổn định nên ít bị xói mòn hơn so với những loại đất đỏ nhiệt đới có quá trình phong hoá mạnh, những nơi ẩm thường tơi bở và

dễ làm đất

Ở Việt Nam, đất đỏ bao gồm các loại đất phát triển trên đá macma bazơ và trung tính, đất phát triển trên đá vôi và một số đất phát triển trên đá biến chất Theo Nguyễn Thế Đặng và cs (2003) đất đỏ có tổng diện tích 3.014.954 ha, chủ yếu đất vùng đồi núi, chiếm gần 10% diện tích tự nhiên (DTTN) toàn quốc Theo phân loại phát sinh nhóm đất này thuộc nhóm đất đỏ vàng hoặc nhóm đất mùn đỏ vàng tuỳ thuộc vào sự phân bố ở độ cao dưới 900 m hay trên 900 m Nhóm đất

đỏ phân bố rộng khắp các vùng đồi núi nước ta, tập trung nhiều ở Đông Bắc, Khu

IV cũ, Tây Bắc, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ Tây Nguyên có quỹ đất đỏ bazan lớn nhất nước với diện tích khoảng 1,4 triệu ha Đây là loại đất thích hợp với nhiều loại cây công nghiệp dài ngày như cà phê, tiêu, điều Cho đến nay cà phê

ở Tây Nguyên chiếm trên 90% diện tích cà phê của cả nước (Viện Khoa học và

Kỹ thuật Nông lâm nghiệp Tây Nguyên, 2007)

Nguyễn Văn Toàn (2005) đất đỏ bazan hiện đang trồng cà phê ở Tây Nguyên có 405.284 ha, chiếm 26,2% tổng quỹ đất bazan và chiếm 92,6% tổng diện tích cà phê toàn vùng, phân bố tập trung ở các tỉnh Đắk Lắk 157.814 ha, Lâm Đồng 106.935 ha, Gia Lai 76.058 ha, Đắk Nông 64.406 ha và Kon Tum 71

ha Hầu hết cà phê ở các tỉnh này đều được trồng trên đất đỏ (Ferralsols - FR) 396.336 ha, chiếm 97,8%; trên đất đen (Luvisols - LV) có 8.468 ha và rải rác ở

đất nâu thẫm (Phaeozems - PH) 480 ha Như vậy, xét về điều kiện đất (độ dốc, tầng dày) về cơ bản đất đang trồng cà phê là hợp lý

Theo Nguyễn Văn Toàn và Trần Mậu Tân (2010) khi nghiên cứu về phân loại đất phát triển trên sản phẩm phong hoá của đá bazan Tây Nguyên theo phân loại định lượng FAO-WRB cho thấy, diện tích đất đỏ bazan (FR) có 1.327.069

ha, chiếm 85,7% diện tích đất bazan Tây Nguyên, phân bố nhiều nhất ở Gia Lai 407.316 ha, tiếp theo là Đắk Nông 382.364 ha; Đắk Lắk 298.365,4 ha; Lâm Đồng 206.203,9 ha và ít nhất là Kon Tum 32.819,5 ha Nguyễn Ngọc Minh và Đào Châu Thu (2012) phần lớn diện tích đất đỏ nâu trên bazan có địa hình cao nguyên khá bằng phẳng hoặc lượn sóng Đá mẹ bazan dễ phong hóa tạo ra tầng đất dày, đồng nhất từ vài mét đến vài trăm mét Đất có thành phần cơ giới khá nặng, cấp hạt sét chiếm đến 70%

Nguyễn Mạnh Chinh và Nguyễn Đăng Nghĩa (2013) cho thấy ở nước ta đất đỏ bazan là loại đất rất thích hợp để trồng cà phê Loại đất này có nhiều nhất

ở vùng Tây Nguyên khoảng 1,4 triệu ha, sau đó là miền Đông Nam bộ 0,7 triệu

ha, ngoài ra còn ở vùng Phủ Quỳ (Nghệ An), Hưng Hóa (Quảng Trị) và một phần vùng núi phía Bắc Ở những vùng này ngoài đất đai tốt thì điều kiện khí hậu cũng thích hợp, là vùng trồng cà phê chủ yếu của nước ta, năng suất và chất lượng cao

1.1.1.3 Hiệu quả sử dụng đất nông nghiệp

Theo Trung tâm Từ điển ngôn ngữ (1992) hiệu quả chính là kết quả mang lại theo yêu cầu của nhà sản xuất

Kết quả hữu ích là một đại lượng vật chất tạo ra do mục đích của con người, được biểu thị bằng những chỉ tiêu cụ thể và có thể xác định được Do tính chất mâu thuẫn giữa nguồn tài nguyên hữu hạn với nhu cầu ngày càng tăng của con người nên cần phải xem xét kết quả được tạo ra như thế nào (?) Chi phí để tạo ra kết quả đó là bao nhiêu? Kết quả có hữu ích hay không (?) Chính vì thế khi đánh giá hoạt động sản xuất không chỉ dừng lại ở việc đánh giá kết quả mà còn phải đánh giá chất lượng các hoạt động sản xuất kinh doanh tạo ra sản phẩm Đánh giá chất lượng của hoạt động sản xuất kinh doanh là nội dung đánh giá hiệu quả

Sử dụng đất nông nghiệp có hiệu quả cao thông qua việc bố trí cơ cấu cây trồng, vật nuôi phù hợp là một trong những đòi hỏi cấp bách hiện nay của hầu hết

các nước trên thế giới (Nguyễn Thị Vòng, 2001) Điều đó không chỉ thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học, các nhà hoạch định chính sách, các nhà kinh doanh nông nghiệp mà còn là sự mong muốn của nông dân, những người trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất nông nghiệp

Tuy nhiên để sử dụng đất nông nghiệp có hiệu quả cao đòi hỏi phải nắm vững nhu cầu của thị trường, thực hiện đa dạng hoá cây trồng vật nuôi trên cơ sở lựa chọn các sản phẩm có lợi thế ở từng địa phương, từ đó nghiên cứu áp dụng công nghệ mới nhằm tạo ra sản phẩm có tính cạnh tranh cao Đó là một trong những điều kiện tiên quyết để phát triển nền nông nghiệp hướng về xuất khẩu có tính ổn định và bền vững

Hiện nay, nhiều nhà khoa học cho rằng: xác định đúng khái niệm, bản chất hiệu quả phải xuất phát từ luận điểm triết học của Mác và những nhận thức lí luận của lí thuyết hệ thống, nghĩa là hiệu quả phải được xem xét trên 3 mặt: hiệu quả kinh

tế, hiệu quả xã hội, hiệu quả môi trường (Vũ Thị Phương Thụy, 2000)

* Hiệu quả kinh tế

Theo Các Mác thì quy luật kinh tế đầu tiên trên cơ sở sản xuất tổng thể là quy luật tiết kiệm thời gian và phân phối một cách có kế hoạch thời gian lao động theo các ngành sản xuất khác nhau Theo nhà kinh tế học Smuel-Norhuas; “Hiệu quả không có nghĩa là lãng phí Nghiên cứu hiệu quả sản xuất phải xét đến chi phí cơ hội Hiệu quả sản xuất diễn ra khi xã hội không thể tăng số lượng một loại hàng hoá này mà không cắt giảm số lượng một loại hàng hoá khác” Hiệu quả kinh tế là chỉ tiêu so sánh mức độ tiết kiệm chi phí trong một đơn vị kết quả hữu ích và mức tăng kết quả hữu ích của hoạt động sản xuất vật chất trong một thời kỳ, góp phần làm tăng thêm lợi ích của xã hội (dẫn theo Vũ Thị Phương Thụy, 2000)

Hiệu quả kinh tế được hiểu là mối tương quan so sánh giữa lượng kết quả đạt được và lượng chi phí bỏ ra trong hoạt động sản xuất kinh doanh Kết quả đạt được là phần giá trị thu được của sản phẩm đầu ra, lượng chi phí bỏ ra là phần giá trị của các nguồn lực đầu vào Mối tương quan đó cần xét cả về phần so sánh tuyệt đối và tương đối cũng như xem xét mối quan hệ chặt chẽ giữa 2 loại đối tượng đó

Hiệu quả kinh tế là phạm trù kinh tế mà trong đó sản xuất đạt hiệu quả kinh tế và hiệu quả phân bổ Điều đó có nghĩa là cả hai yếu tố hiện vật và giá trị đều tính đến khi xem xét việc sử dụng các nguồn lực trong nông nghiệp Nếu đạt được một trong hai yếu tố hiệu quả kỹ thuật và phân bổ thì khi đó sản xuất mới đạt hiệu quả kinh tế

Từ những vấn đề trên có thể kết luận rằng: Bản chất của phạm trù kinh tế

sử dụng đất là: với một diện tích đất đai nhất định sản xuất ra một khối lượng của cải vật chất nhiều nhất, với một lượng đầu tư chi phí về vật chất và lao động nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng về vật chất của xã hội (Phạm Vân Đình và

Đỗ Kim Chung, 1997)

* Hiệu quả xã hội

Hiệu quả xã hội là mối tương quan so sánh giữa kết quả xét về mặt xã hội và tổng chi phí bỏ ra (Nguyễn Thị Vòng, 2001) Hiệu quả kinh tế và hiệu quả xã hội có mối quan hệ mật thiết với nhau, chúng là tiền đề của nhau và là một phạm trù thống nhất, phản ánh mối quan hệ giữa kết quả sản xuất và các lợi ích xã hội mang lại Theo Nguyễn Duy Tính (1995) hiệu quả về mặt xã hội

sử dụng đất nông nghiệp chủ yếu được xác định bằng khả năng tạo việc làm trên một diện tích đất nông nghiệp

* Hiệu quả môi trường

Hiệu quả môi trường là môi trường được sản sinh do tác động của hoá học, sinh học, vật lý, chịu ảnh hưởng tổng hợp của các yếu tố môi trường của các loại vật chất trong môi trường Hiệu quả môi trường phân theo nguyên nhân gây nên gồm: hiệu quả hoá học môi trường, hiệu quả vật lý môi trường và hiệu quả sinh vật môi trường Hiệu quả sinh vật môi trường là hiệu quả khác nhau của hệ thống sinh thái do sự phát sinh biến hoá của các loại yếu tố môi trường dẫn đến Hiệu quả hoá học môi trường là hiệu quả môi trường do các phản ứng hoá học giữa các vật chất chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường dẫn đến Hiệu quả vật lý môi trường là hiệu quả môi trường do tác động vật lý dẫn đến (Viện Nghiên cứu và Phổ biến tri thức bách khoa, 1998) Hiệu quả môi trường là hiệu quả mang tính lâu dài, đảm bảo lợi ích trước mắt và gắn chặt với quá trình khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên đất và môi trường sinh thái

1.1.2 Vai trò của cây che bóng và trồng xen cây lâu năm đối với cà phê

Tuỳ theo kích cỡ vườn, địa hình, hướng gió, cách bố trí trong vườn, cây xung quanh mà chọn hình thức chắn gió phù hợp Hàng cây chắn gió được trồng thẳng góc với hướng gió Để tăng hiệu quả chắn gió cần lưu ý thiết lập hệ thống chắn gió có từ 2 - 3 hàng cây và nhiều tầng (tầng cao: cao hơn 8m; tầng trung: cao từ 3 - 8 m; tầng thấp: dưới 3 m) Mỗi tầng cây nên trồng riêng biệt thành từng hàng từ thấp đến cao, và hàng thấp nhất ở phía bên trong và hàng cao nhất ở phía bên ngoài để tránh cạnh tranh ánh sáng, nước và dinh dưỡng với cây trồng Nếu không đủ điều kiện để trồng 3 hàng cây, nên chọn loại cây tầng cao mà không trống chân trồng thành 1 hàng Khi hàng cây chắn gió chưa kịp lớn để chắn gió,

có thể tận dụng thân bắp, tre nứa đan thành các miếng để chắn gió hỗ trợ cho hàng cây những khi gió lớn (Khuyết Danh, 2013) Ở Việt Nam có 2 cây muồng

đen (Cassia siamea) và keo dậu (Leucaena spp) được trồng phổ biến (Nguyễn

Mạnh Chinh và cs., 2013) Nếu có đai rừng sẽ làm giảm được lượng nước bốc hơi trong vườn cà phê

Theo Cục Trồng trọt (2012) đa số diện tích cà phê trồng thuần không có cây che bóng, diện tích cà phê có trồng cây che bóng chỉ chiếm khoảng 5%, làm cho năng suất cà phê không ổn định khi gặp điều kiện thời tiết bất lợi, tăng chi phí tưới ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất Tuy nhiên, một số địa phương như

Bà Rịa - Vũng Tàu có 70% diện tích cà phê trồng xen với cây trồng khác như

hồ tiêu, ca cao, cây ăn quả, trong đó trồng xen với cây hồ tiêu được người dân

và địa phương đánh giá là có hiệu quả cao nhất Lâm Đồng: diện tích có trồng cây che bóng chắn gió chiếm khoảng 40% diện tích cà phê chủ yếu là: sầu riêng, bơ, mít ; Thừa Thiên Huế 20% được trồng cây che bóng đã từng bước cải thiện môi trường sản xuất cà phê Về loại cây che bóng thường là muồng

đen (Cassia siamea) và keo dậu (Leucaena leucocephylla) Tại Đắk Lắk đã

chứng minh cà phê trong các vườn không có cây che bóng xấu hơn cà phê trong các vườn gần kề có che bóng với cùng điều kiện đất đai và chăm sóc Vì vậy, để

an toàn thì việc trồng cây che bóng trong quy trình tái canh cà phê là biện pháp

kỹ thuật quan trọng, bắt buộc Một số cây lâu năm, cây ăn quả tán thưa có thể

trồng xen (như sầu riêng khoảng cách trồng thích hợp 15 m x 15 m), cây ca cao trồng theo băng thay cây che bóng lâu dài trong vườn cà phê (Cục Trồng trọt, 2013b)

Trương Hồng (1999) cho rằng cây che bóng cho cà phê đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết quá trình ra hoa với cường độ cao của cà phê, giảm bớt

số lượng quả cây phải mang, hạn chế được hiện tượng mang quả cách năm Trồng cà phê không có cây che bóng thì năng suất cao hơn so với có cây che bóng nhưng chu kỳ khai thác thì ngắn lại Các điều tra cho thấy các vườn cà phê che bóng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thì sau 25 năm vẫn cho năng suất từ 3 - 4 tấn nhân/ha, vườn sinh trưởng vẫn tốt, trong khi đó các vườn cà phê không có cây che bóng năng suất giảm còn 2 - 2,5 tấn nhân/ha, vườn cây có dấu hiệu bị vàng lá

do suy kiệt sinh lý và bị các bệnh từ đất tấn công Duy trì một mật độ cây che bóng thích hợp (42 cây muồng đen/ha - 12 x 24 m) làm tăng hiệu quả sử dụng phân bón tới 33% so với vườn cà phê trồng cây che bóng dày hơn (83 cây/ha) Hiện nay diện tích cà phê không trồng cây che bóng, hoặc phá bỏ cây che bóng chiếm tỷ lệ khá cao (60 - 70 %) tổng diện tích cà phê của Tây Nguyên Các vườn

cà phê không che bóng sẽ có xu hướng cho năng suất cao hơn, song chu kỳ khai

thác sẽ ngắn lại và dễ bị suy kiệt do bị khai thác với cường độ cao (Calamori et al., 1996) Để đảm bảo sản xuất cà phê mang tính bền vững, cần quan tâm giải

pháp lựa chọn các cây trồng che bóng có hiệu quả cho diện tích cà phê ở Tây Nguyên trong thời gian tới

Theo Cao Liêm và Trần Đức Viên (1990) việc trồng xen các loài cây thân

gỗ lâu năm nhằm mục đích phòng hộ để tăng năng suất cây trồng nông nghiệp là chính Việc trồng xen các cây hàng hóa lâu năm trong vườn cà phê ngày càng được chú ý và dễ được nông dân chấp nhận hơn là trồng cây che bóng Đa dạng hóa sản phẩm chẳng những có tác dụng làm giảm thiểu rủi ro do biến động của thời tiết, sâu bệnh và giá cả mà còn có thể nâng cao thu nhập của người dân nhờ các sản phẩm thu hoạch từ trồng xen Ở các mô hình trồng xen cây lâu năm, các chất dinh dưỡng trong đất đều tăng cao đặc biệt là hàm lượng hữu cơ tăng 24 - 26%, tiểu khí hậu trong vườn cây được cải hiện (Lê Ngọc Báu, 2007) Khi chọn

các loại cây đưa vào hệ thống trồng xen cần chú ý đến một số yếu tố: Khả năng thích ứng với khí hậu, đất đai trong vùng của cây trồng chính; Nhu cầu về nước;

Sự phân bố của hệ rễ và nhu cầu dinh dưỡng; vóc dáng hay tư thế ngoại hình; Chu kỳ sinh trưởng; Nguồn nhân công có sẵn; Giá trị kinh tế của cây trồng; Khả năng cải tạo đất và cơ giới hóa trên vườn cây (Boussard, 1980)

Wrigley (1988) đã liệt kê các trường hợp cây cà phê có chu kỳ kinh tế trên 100 năm và nhiều vườn có tuổi 60-80 năm trồng trên đất tương đối nghèo phát sinh từ đá gneiss ở Ấn Độ vẫn đang được khai thác có hiệu quả Wrigley cho biết cơ sở của các hệ canh tác này là trồng xen cà phê trong tổ hợp các cây kinh tế lâu năm khác hoặc các cây rừng thường xanh

1.1.3 Cơ sở khoa học của việc trồng cà phê xen mắc ca

1.1.3.1 Cơ sở khoa học của việc trồng xen

Trồng xen là trồng hai hay nhiều loài cây khác nhau trở lên đồng thời trên cùng một diện tích đất Tuỳ theo cách sắp xếp các loài cây khác nhau trong

trồng xen mà có thể là trồng xen theo hàng, theo băng (strip - intecropping), hoặc trồng lẫn (mixed cropping) không theo hàng hoặc băng Ngày nay, phương

thức trồng xen theo hàng hoặc băng khá phổ biến do thuận lợi cho việc chăm sóc và chủ động trong việc điều chỉnh mật độ gieo trồng giữa các loài Ở Việt Nam, trồng xen là phương thức canh tác rất quen thuộc đối với nông dân, đặc biệt ở các vùng trung du, miền núi Trồng xen giữa các loài cây ăn quả khác nhau trong vườn thường rất phổ biến ở nhiều vùng nông nghiệp của Việt Nam hiện nay Trồng xen thường mang lại nhiều lợi ích to lớn về kinh tế, xã hội và sinh thái, môi trường Trước hết, trồng xen thường cho năng suất tổng số trên đơn vị diện tích cao hơn so với trồng thuần (Trần Danh Thìn, 2005)

Trong trồng trọt, trồng xen là một biện pháp kỹ thuật đã được nông dân vận dụng từ lâu nhằm khai thác tối đa các điều kiện đất, khí hậu… để thu được lợi nhuận cao, đa dạng hóa sản phẩm nhưng vẫn duy trì được các đặc trưng về độ phì của đất cũng như ổn định sản xuất các loại cây trồng Một trong những khả năng có thể đáp ứng được các mục đích này là khai thác đất trong một hệ thống cây trồng gọi là trồng xen

Trong từ điển Việt Nam, khái niệm “trồng xen” dùng để chỉ rõ một hệ thống canh tác trong đó có hai hay ba thứ cây được trồng cùng một lúc trên cùng một thửa đất (Minh Tân và cs., 1998) Theo Willey (1979) những cây trong hệ thống trồng xen có thể được gieo (trồng) và thu hoạch cùng hoặc khác thời gian

Đề cập đến các hệ thống trồng xen có cây lâu năm (Boussard, 1980) định nghĩa

trồng xen là sự phối hợp (combination) hay là sự xen kẽ (alternation) các loại

cây trồng khác nhau trên cùng một diện tích tạo nên một tổng thể thực vật có nhiều tầng, nghĩa là có sự liên kết phù hợp lẫn nhau giữa các cây trồng có vóc dáng và hệ rễ khác nhau, sao cho tổ hợp này nhận được năng lượng mặt trời nhiều nhất ở các độ cao khác nhau và hệ thống rễ khai thác các vùng đất và các tầng đất khác nhau

Korikanthimath (1994) cho rằng trồng xen hay trồng phối hợp bằng đa dạng hoá cây trồng thì ngược với trồng thuần Mục đích chính của đa dạng hoá là tránh lệ thuộc quá nhiều vào một loại sản phẩm duy nhất và tăng tổng thu nhập cho các nông hộ từ sản phẩm của các cây trồng phụ Hiệu quả của các nguồn cơ bản sản xuất cây trồng như không gian, đất, ánh sáng và nước có thể đạt được tối

đa nhờ áp dụng các hệ thống thâm canh như canh tác đa tầng Thuật ngữ "Hệ

canh tác đa tầng" (multistoreyed cropping system) được Patil et al (1990) sử

dụng để chỉ ra các tổ hợp cây trồng gồm nhiều loài có chiều cao khác nhau, có thời gian cho sản phẩm sớm muộn dài ngắn khác nhau, sống chung với nhau trong cùng một thời gian, trên cùng một mảnh đất, nhưng trong đó luôn luôn có

sự hiện diện ít nhất của một loài cây thân gỗ lâu năm Hedge (1995) khẳng định canh tác đa tầng góp phần tối đa hóa sức sản xuất và thu nhập, giúp duy trì tính

đa dạng sinh học, chống lại các rủi ro do những biến động của các yếu tố sinh thái nông nghiệp và thị trường Nó cũng giúp cho sự bảo tồn sinh thái, và điều này thiết yếu không những chỉ để duy trì điều kiện sản xuất lý tưởng mà còn bảo

vệ môi trường cho các thế hệ con cháu tương lai

Theo Tổ chức FAO - IIRR (1995) các hệ canh tác đa tầng mô phỏng theo cấu trúc (nhiều tầng tán) và thành phần (nhiều loài cây) của những rừng mưa nhiệt đới Mặt hạn chế của hệ thống là có thể xẩy ra cạnh tranh mạnh giữa các cây trồng

về ánh sáng và dinh dưỡng, vì vậy nó được vận dụng bằng cách trồng xen các loài cây chịu bóng dưới tán các cây thân gỗ đang trong thời kỳ kiến thiết cơ bản và cây trồng xen cũng cần được cung cấp dinh dưỡng qua bón phân Sự có mặt các cây thân gỗ trong các hệ thống trồng trọt làm cho vườn cây trở thành hệ nông lâm kết hợp (Moore, 1991) Nông lâm kết hợp được coi là một phương tiện để đạt được sức sản xuất ổn định của các hệ canh tác (FAO, 1990), phòng tránh được nhiều vấn đề về biến động môi trường, sức khỏe cộng đồng và những vấn đề tiềm tàng khác mà nền nông nghiệp chạy theo năng suất cao đã phải gánh chịu (Nguyễn Khả Hòa, 1994) Thuật ngữ nông lâm kết hợp được sử dụng phổ biến trên thế giới trong nhiều năm gần đây, là một phương thức canh tác mới so với canh tác truyền thống Nông lâm kết hợp là tên gọi chung cho các hệ thống và kỹ thuật sử dụng đất, trong

đó cây thân gỗ lâu năm được trồng kết hợp với các loại cây khác tầng thấp, với cây thân thả và chăn nuôi một cách có tính toán trên cùng một đơn vị diện tích Sự kết hợp này có thể tiến hành đồng thời hoặc kế tiếp nhau về mặt không gian và thời gian Trong nông lâm kết hợp cả 2 yếu tố sinh thái và kinh tế tác động qua lại lẫn nhau giữa các bộ phận hợp thành hệ thống đó (Lê Duy Thước, 1992) Tuy vậy, nông lâm kết hợp cũng có trở ngại, ví dụ các loại cây nào kết hợp được với nhau, không có quan hệ đối kháng khi sống chung mà để giải quyết cần có các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Theo (Nguyễn Văn Khoa và cs., 2008) nông lâm kết hợp được bao gồm các hệ canh tác sử dụng đất khác nhau; trong đó

có các loài cây thân gỗ sống lâu năm (bao gồm cả cây bụi thân gỗ, các loài cây trong họ dừa và họ tre nứa) được trồng kết hợp với các loài cây nông nghiệp, hoặc vật nuôi trên cùng một đơn vị diện tích đất đai canh tác đã được quy hoạch sử dụng trong sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp

Dufumier (1992) cho rằng hệ thống cây trồng là thành phần các giống và loài cây được bố trí trong không gian và thời gian của một hệ sinh thái nông nghiệp, nhằm tận dụng hợp lý nhất các nguồn lợi tự nhiên, kinh tế, xã hội Hay

hệ thống cây trồng là hoạt động sản xuất cây trồng trong nông trại bao gồm tất cả các hợp phần cần có để sản xuất một tổ hợp cây trồng và mối quan hệ giữa chúng với môi trường, các hợp phần này bao gồm tất cả các yếu tố vật lý, sinh học, kỹ thuật, lao động và quản lý

Hệ thống cây trồng còn có thể hiểu một cách ngắn gọn là các hình thức đa canh bao gồm: trồng xen, trồng gối, luân canh, trồng thành băng, canh tác phối hợp, vườn hỗn hợp… Như vậy, công thức luân canh là tổ hợp trong không gian

và thời gian của các cây trồng trên một mảnh đất và các biện pháp canh tác dùng

để sản xuất chúng Nghiên cứu hệ thống cây trồng trong một hệ thống nông nghiệp nhằm bố trí lại hoặc chuyển đổi chúng để tăng hệ số sử dụng đất và có hiệu quả tiềm năng đất đai, lợi thế của từng vùng sinh thái nông nghiệp, cũng như sử dụng có hiệu quả tiền vốn, cơ sở vật chất, kỹ thuật và lao động… để nâng cao năng suất, giá trị sản xuất, giá trị gia tăng và lợi nhuận trên một đơn vị diện tích canh tác (Nguyễn Duy Tính, 1995) Hiện nay, trong xu hướng phát triển nền nông nghiệp bền vững đòi hỏi cần phải quan tâm nhiều hơn đến vấn đề sử dụng, khai thác và quản lý các nguồn tài nguyên một cách hợp lý, điều chỉnh quy hoạch lại đất đai, chuyển dịch cơ cấu cây trồng, phát huy lợi thế của từng vùng sinh thái, phát triển phù hợp với nhu cầu thị trường theo hướng đa dạng hóa sản phẩm hàng hoá xuất khẩu có chất lượng và hiệu quả kinh tế cao (UBND tỉnh Đắk Lắk, 2011a) Theo Willey (1979) cơ sở sinh lý chủ yếu của tính ổn định lớn hơn về năng suất của trồng xen nếu một cây thất bại hoặc sinh trưởng kém, cây khác có thể đền bù và như thế sự đền bù không thể xảy ra nếu những cây trồng được trồng tách biệt

Tổng cục Thống kê (2014) định nghĩa trên cùng diện tích trồng hơn 1 loại cây xen nhau, song song cùng tồn tại, cây trồng chính có mật độ bình thường, cây trồng xen được trồng nhằm tiết kiệm diện tích nên mật độ thưa hơn cây trồng trần Như vậy, cây trồng chính được tính diện tích như cây trồng trần, cây trồng xen căn cứ theo mật độ cây thực tế để quy đổi ra diện tích cây trồng trần

1.1.3.2 Yêu cầu sinh thái của cây cà phê vối và cây mắc ca

a Yêu cầu sinh thái của cây cà phê vối

Cà phê là cây trồng chiếm vị trí quan trọng trong nền nông nghiệp hàng hóa của Việt Nam (Cục Trồng trọt, 2008) Việt Nam từ một nước sản xuất cà phê chưa được biết đến đã vươn lên chiếm vị trị thứ hai (sau Brazil) về sản lượng cà phê cung cấp cho thị trường thế giới, đứng hàng thứ nhất về cà phê

vối, chỉ trong gần 2 thập niên qua Năm 1961 diện tích cà phê cả nước đạt 21,2 ngàn ha, năm 1981 diện tích 92 ngàn ha (sau 30 năm), năm 2001 diện tích cà phê cả nước đạt 473,5 ngàn ha, đến năm 2011 diện tích cà phê cả nước đạt 570,9 ngàn ha, năng suất đạt 21,9 tạ/ha, sản lượng 1.167,9 ngàn tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt 2,69 tỷ USD là bước tiến vượt bậc của ngành cà phê, góp phần quan trọng vào tăng trưởng kim ngạch xuất khẩu (Cục Trồng trọt, 2012) Cho đến nay, cả nước có trên 614.545 ha, trong đó diện tích cà phê kinh doanh có 549.130 ha, năng suất trung bình 23,2 tạ/ha và sản lượng xuất khẩu hết năm

2012 đạt 1.760 ngàn tấn (Cục Trồng trọt, 2013a)

Sự gia tăng nhanh chóng diện tích cũng như năng suất và sản lượng cà phê trong vòng hơn 50 năm qua đã khẳng định được lợi thế về điều kiện tự nhiên đối với loại cây trồng này Trong đó có yếu tố khí hậu có sự phân hoá theo vĩ độ và

độ cao địa hình Chính sự phân hoá ấy đã cho phép nước ta trồng được cả hai loại

cà phê là Robusta và Arabica Phát triển cà phê vối (Robusta) ở Việt Nam đồng nghĩa với việc đã khai thác được tiềm năng đất đỏ bazan màu mỡ, nguồn lao động dồi dào và khí hậu nhiệt đới nóng, ẩm (Đoàn Triệu Nhạn, 2005)

- Yêu cầu yếu tố khí hậu

+ Nhiệt độ là yếu tố mang tính giới hạn đối với sinh trưởng và phát triển của cà phê Đối với cây cà phê vối nhiệt độ thích hợp từ 20 - 300C, thích hợp nhất cho cà phê vối là 22 - 260C (Trương Hồng, 1999; Nguyễn Xuân Độ, 2003; Từ Thái Giang, 2012) cho cà phê chè 17 - 230C và biên độ nhiệt độ không khí ngày - đêm nên duy trì trong khoảng 9 - 120C Sự chênh lệch về nhiệt độ giữa các tháng trong năm cũng như biên độ nhiệt giữa ngày và đêm

có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng đặc biệt là hương vị của hạt cà phê (Lê Ngọc Báu, 2011) Cà phê vối là cây đòi hỏi nền nhiệt cao, phát triển tốt nhất ở những vùng có nhiệt độ trung bình năm cao từ 20 - 240C, tổng tích ôn tốt nhất

> 7500 0C Đặc biệt tháng 10 là giai đoạn cây đậu quả cho thu hoạch cần có biên độ nhiệt ngày đêm cao

+ Lượng mưa: là một trong những yếu tố khí hậu quyết định đến khả năng sinh trưởng, năng suất, kích thước của hạt cà phê và quá trình phân hóa mầm hoa

Tình trạng nước trong cây cũng ảnh hưởng đến tính ngủ nghỉ của chồi hoa, kích thích sự tái tăng trưởng trở lại của chồi hoa, quá trình nở hoa và tăng trưởng về kích thước của vỏ thóc…, tình trạng nước trong cây lại phụ thuộc chủ yếu vào lượng mưa và sự phân bố của mưa vào các tháng trong năm Nhìn chung, cây cà phê cần một lượng mưa khá cao và phân bố đồng đều giữa các tháng trong năm, nhưng phải có thời gian khô hạn tối thiểu từ 2 - 3 tháng (tháng 12 đến tháng 2 năm sau) Thời gian khô hạn này chính là yếu tố quyết định đến quá trình phân hóa mầm hoa ở cây cà phê Cà phê chịu đựng tốt với biến động của lượng mưa nhưng tốt nhất lượng mưa 1500 - 2000 mm cho cà phê vối và phân bố đồng đều trong khoảng 9 tháng (Hoàng Thanh Tiệm và cs., 1999) Theo Từ Thái Giang (2012) lượng mưa cần thiết đối với cây cà phê vối từ 1.300 - 2.500 mm và phân bố đều trong năm sẽ giúp cây sinh trưởng tốt Kết quả nghiên cứu của (Nguyễn Xuân Độ, 2003) cà phê vối là cây thụ phấn chéo bắt buộc nên ngoài yêu cầu phải có một thời gian khô hạn ít nhất là 2 - 3 tháng sau giai đoạn thu hoạch để phân hóa mầm hoa, giai đoạn lúc cây nở hoa yêu cầu phải có thời tiết khô ráo, không có mưa để quá trình thụ phấn được thuận lợi So với cà phê chè và cà phê mít thì cà phê vối có sức chịu hạn kém nhất

+ Ẩm độ không khí trung bình năm thích hợp nhất khoảng 85% cho cà phê vối và 75 - 80% cho cà phê chè (Nguyễn Văn Thường, 2001) Ẩm độ không khí cao sẽ làm giảm sự mất nước của cây qua quá trình bốc thoát hơi nước Tuy nhiên nếu ẩm độ không khí quá cao cũng là điều kiện thuận lợi cho nhiều loại sâu bệnh hại phát triển Ngược lại nếu ẩm độ không khí quá thấp làm cho quá trình bốc thoát hơi nước tăng lên rất mạnh làm cho cây bị thiếu nước và héo, đặc biệt là trong những tháng mùa khô có nhiệt độ cao và tốc độ gió lớn Ngoài ẩm độ không khí, quá trình bốc thoát hơi nước qua lá cà phê phụ thuộc vào tốc độ gió, nhiệt độ môi trường, ẩm độ đất (Lê Ngọc Báu, 2011)

+ Ánh sáng: Trong điều kiện tự nhiên, tổ tiên của các loại cà phê đều sinh sống dưới những tán rừng, vì vậy bản chất của cây cà phê là một cây ưa che bóng Tuy nhiên trong quá trình chọn lọc, đưa vào trồng trọt, nhiều giống cà phê đã thích nghi dần với môi trường không có che bóng Ở những vùng có độ cao trên 800 m

so với mặt nước biển, nhiệt độ thấp hơn không nhất thiết phải trồng cây che bóng Ngược lại ở những vùng có độ cao thấp, nhiệt độ cao, ánh sáng nhiều nhất thiết phải có cây che bóng, cây che bóng ở những vùng này không chỉ có tác dụng điều hóa nhiệt độ trong vườn, giảm quá trình bốc thoát hơi nước mà còn làm hạn chế khả năng phát dục của cây, tránh cây bị kiệt sức dẫn đến khô cành, khô quả do năng suất quá cao và quá sớm Bên cạnh đó cây che bóng cũng có tác dụng làm cho thời gian quả chín chậm lại, đủ thời gian để cho hạt tích lũy các chất dinh dưỡng đặc biệt là các hợp chất thơm làm cho chất lượng hạt tăng lên (Hoàng Thanh Tiệm và cs., 1999) Theo Nguyễn Xuân Độ (2003) cường độ tối thích đối với cây cà phê là 23.000 - 27.000 lux, cường độ ánh sáng mạnh hay yếu cũng làm giảm cường độ quang hợp Các kết quả nghiên cứu đều cho rằng cà phê là loại cây

ưa bóng mát và đã đưa ra quy trình trồng cà phê có cây che bóng Kết quả các vườn cà phê cho năng suất cao thường được che bóng đảm bảo 70% cường độ ánh

sáng cực đại vào buổi trưa từ 30.000 - 40.000 lux Các tác giả Pendon et al (1995),

Wrigley (1988) và Willson (1987a, 1987b) đã mô tả những yêu cầu về điều kiện khí hậu đối với canh tác cây cà phê Nói chung cây cà phê yêu cầu nhiệt độ cao và năng lượng bức xạ lớn Tuy nhiên, cây trồng này không chấp nhận ánh sáng trực

xạ có cường độ quá lớn, cây cà phê vối thích hợp ánh sáng trực xạ yếu, do đó cần trồng cây che bóng để điều hòa ánh sáng cho vườn cây cà phê hợp lý đặc biệt là giai đoạn kiết thiết cơ bản

+ Gió mạnh trong mùa khô nóng, làm tăng sự bốc thoát hơi nước từ cây và đất và có thể làm tổn thương cây về mặt cơ học Nhìn chung tất cả các vùng trồng cà phê ở nước ta đều bị ảnh hưởng của gió hoặc bão (Hoàng Thanh Tiệm

và cs., 1999) Vùng Tây Nguyên gió Đông Bắc thường thổi rất mạnh trong các tháng mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau với tốc độ gió lớn kèm theo không khí khô nên làm tăng quá trình bốc thoát hơi nước (Lê Ngọc Báu, 2011) Khi lập vườn cần trồng cây chắn gió phù hợp cho vườn cà phê (Khuyết Danh, 2013) Như vậy, gió mạnh gây tác hại tổng hợp đối với cây cà phê Tác hại này không đồng đều ở các khu vực do vậy cần được xem xét như một nhân tố sinh thái quan trọng khi tiến hành đánh giá

+ Độ cao địa hình thích hợp với cà phê vối ở những vùng có độ cao dưới

800 m so với mặt nước biển (Hoàng Thanh Tiệm và cs., 1999) Yếu tố giới hạn phạm vi phân bố của cây cà phê là sương muối (Nguyễn Văn Thường, 2001)

bộ rễ phát triển (Sở Khoa học và Công nghệ Đắk Lắk, 2001)

+ Tính chất vật lý của đất: Các nhà nghiên cứu đất trồng cà phê đều nhất trí cho rằng đối với cà phê thì lý tính đất quan trọng hơn hóa tính đất Thực tế cho thấy thành phần hóa học của đất có thể thay đổi được bằng cách bón phân, cải tạo đất v.v… Nhưng đối với tính chất vật lý của đất thì cần phải trải qua một thời gian rất dài và rất khó cải tạo Loại đất tốt để trồng cà phê là loại đất phải có tầng canh tác dày, tầng dày tối thiểu là 70 cm, có thành phần cơ giới trung bình đến hơi nặng (đất thịt nhẹ - sét) Một số loại đất có tầng dày như đất đỏ bazan, bộ rễ cà phê có thể ăn sâu và hút được nước, các chất dinh dưỡng khoáng ở độ sâu tới 3,5 m Ngược lại nếu tầng đất quá mỏng, bộ rễ cây cà phê không có khả năng ăn sâu nên cây chịu hạn kém Thực tế cho thấy, một số vườn cà phê được trồng trên các loại đất bị kết von tầng canh tác mỏng, mặc dù trong 3 - 4 năm đầu cây sinh trưởng rất tốt, nhưng khi bước vào giai đoạn kinh doanh cây mới biểu hiện thiếu dinh dưỡng, khô cành, rụng quả do bộ rễ kém phát triển (Hoàng Thanh Tiệm và cs., 1999)

Cũng như nhiều loại cây lâu năm khác trồng trên đất đồi núi, cà phê đòi hỏi ở đất những đặc tính vật lý thích hợp nhiều hơn đặc tính hóa học Tầng đất dày và cấu trúc đất tơi xốp là 2 yếu tố quan trọng bậc nhất làm cho cà phê phát triển mạnh (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2009c) Cây cà phê không đòi hỏi khắt khe về đất, nó có thể phát triển tốt trên nhiều loại đất khác nhau như: Đất nâu đỏ, nâu vàng hoặc đất xám…Trong đó, đất đỏ bazan cây cà phê sinh trưởng tốt, cho năng suất cao (Khuyết Danh, 2013) Nhiều nhà khoa học nghiên cứu về lý tính đất cho cây cà phê đều kết luận: tính chất vật lý của đất quan trọng

hơn là nguồn gốc địa chất Loại đất tốt nhất cho việc trồng cà phê là đất có tầng trên tương đối dày, độ xốp khoảng 64%, dung trọng 0,9 g/cm3 và tỷ trọng bằng 2,54 g/cm3 (UBND tỉnh Lâm Đồng, 2011) Đất có độ dốc từ 0 - 150, thích hợp nhất là dưới 80, đất phải dễ thoát nước, mực nước ngầm sâu hơn 100 cm, hàm lượng mùn của lớp đất mặt (0 - 20 cm) trên 2,5% Các loại đất phong hóa từ Pooc

- phia, đá vôi, sa phiến thạch, granit nếu có đủ điều kiện nêu trên đều có thể trồng được cà phê, song đất bazan là loại đất thích hợp nhất Trong hai yếu tố sinh thái chính là khí hậu và đất đai thì yếu tố khí hậu mang tính quyết định do yếu tố khí hậu khó thay đổi Các biện pháp kỹ thuật canh tác cũng chỉ ít nhiều hạn chế bớt ảnh hưởng của nó chứ không làm thay đổi được Do vậy khi quy hoạch vùng trồng cà phê phải đặc biệt quan tâm đến các yếu tố khí hậu trước rồi mới đến yếu tố đất đai (Lê Ngọc Báu, 2011)

+ Tính chất hóa học của đất: Các kết quả nghiên cứu về nhu cầu phân bón đều khẳng định đạm và kali là hai nguyên tố dinh dưỡng khoáng mà cây cà phê cần với lượng cao nhất Trong giai đoạn cây còn nhỏ, đang hình thành các bộ phận cành lá mới và sự phát triển của bộ rễ thì nhu cầu của cây đối với nguyên

tố lân và đạm cũng rất cao Bên cạnh hàm lượng tổng số các chất dinh dưỡng khoáng trong đất thì hàm lượng các chất dễ tiêu là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì nhiêu thực tế của đất trồng, đặc biệt đối với đất đỏ bazan là loại đất

có khả năng cố định lân cao, vì đây là dạng mà cây mới thực sự hút được Dựa vào kết quả nghiên cứu trong nhiều năm của Viện Nghiên cứu cà phê đã đưa ra bảng phân cấp đất trồng đối với cây cà phê được trình bày ở (Bảng 1.1)

Bảng 1.1 Phân cấp độ phì nhiêu của đất trồng cây cà phê

< 2,50

< 0,12

< 4,00

< 10,00 Nguồn: Hoàng Thanh Tiệm và cs (1999)

Hàm lượng chất hữu cơ trong đất cũng là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì nhiêu của đất Hàm lượng mùn càng cao thì đất càng tơi xốp và có khả năng giữ các chất dinh dưỡng khoáng càng cao Yêu cầu đất trồng cà phê phải có hàm lượng mùn trên 3% Nếu đất có hàm lượng mùn quá thấp, trước khi trồng cà phê phải có biện pháp cải tạo đất bằng các loại cây phân xanh, đậu đỗ,… hoặc phải đầu tư nhiều phân chuồng lúc trồng mới để đảm bảo cho cây sinh trưởng tốt

Ngoài các nguyên tố đa lượng, cây cà phê còn cần một số nguyên tố trung vi lượng khác, trong đó đặc biệt là nguyên tố lưu huỳnh, kẽm, canxi, magiê, bo…

Nghiên cứu của Vũ Cao Thái (1985) cho thấy cây cà phê rất thích hợp với đất chua nhẹ, trong phạm vi pH từ 4,5 - 5,5, giới hạn dưới của cây là 3,5 và giới hạn trên là 6,5 Theo Nguyễn Sỹ Nghị (1982); Ngô Văn Hoàng (1992) cà phê vẫn

có thể phát triển tốt ở pH đất 4,5 - 5 Khi đất quá chua, khả năng di động của

Mn++ cao gây độc cho cà phê (Nguyễn Khả Hòa, 1994) Theo Ramaiah (1985)

pH tốt nhất cho sinh trưởng của cà phê là 6,0 - 6,5 Krishnamurthy and Iyengar (1976) cho rằng những đất có hàm lượng sắt, nhôm cao, pH thấp (< 4,2), khả năng cố định lân lớn, bón vôi sẽ làm tăng hàm lượng lân dễ tiêu trong đất Những đất có pH cao (> 5,6) bón vôi sẽ làm giảm hàm lượng lân dễ tiêu Các điều tra nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Cà phê cho thấy hầu hết các mẫu đất lấy từ vườn cà phê vùng Tây Nguyên đều hơi chua, độ chua trao đổi pHKCl phổ biến nằm trong khoảng 4,5 - 5,5 Hoàng Thanh Tiệm và cs (1999), Bộ Nông nghiệp

và Phát triển Nông thôn (2009b) cho biết cây cà phê vối, thích hợp với pHKCl từ 4,5 - 7,0, tối ưu từ 5,3 - 6,0 Các loại đất Việt Nam thường có phản ứng chua nên được coi là phù hợp Theo Trần Kim Loang (2002) độ pH đất là một trong những yếu tố quan trọng liên quan đến sự phát sinh bệnh từ đất vì pH có thể ảnh hưởng trực tiếp tới sự phát triển của nấm bệnh trong đất Đồng thời pH đất còn gây ảnh hưởng gián tiếp qua quá trình chuyển biến hóa học hay sinh học đất vì pH liên quan đến độ di động, dễ tiêu của một số nguyên tố trong đất, ví dụ như pH thấp dẫn đến sự tăng nồng độ nhôm di động gây thối rễ cây tạo tiền đề cho nấm bệnh xâm nhập Theo Nguyễn Võ Linh (2010) yêu cầu sử dụng đất trồng cây cà phê vối cho thấy điều kiện đất đỏ bazan ở Đắk Lắk nói chung và huyện Krông Năng nói riêng được coi là một loại đất thích hợp cho phát triển cà phê

Bảng 1.2 Yêu cầu sử dụng đất của cây cà phê vối

- Loại đất Fk Fu, Fd Fk, Fu, Fd Fs, Fq, Fp

Fa, Xa, Ba,

Pc, Pf

Các đất khác

Nguồn: Nguyễn Võ Linh (2010)

b Yêu cầu sinh thái của cây mắc ca

Cây mắc ca (Macadamia integrifolia) là cây có nguồn gốc từ rừng á nhiệt

đới đã được thuần hóa trở thành cây ăn quả nổi tiếng trên thế giới từ trên 100 năm và Việt Nam đã nhập về trồng thử cây mắc ca từ 1994 đến nay Sau gần 20 năm trồng nghiên cứu khảo nghiệm tại nhiều tỉnh miền Bắc và miền Trung nhận thấy cây mắc ca rất thích hợp ở nước ta, nhất là Tây Nguyên và Tây Bắc theo (Hoàng Hòe và cs., 2010) Mắc ca là cây ăn quả khô có thân gỗ lớn, xanh quanh năm, cây cao tới 18 m, tán rộng 15m Cây trên 100 tuổi vẫn phát triển tốt, tuổi thọ kinh tế 40 - 60 năm (Nguyễn Công Tạn, 2010, 2012)

- Yêu cầu về yếu tố khí hậu:

Cây mắc ca thuộc họ Proteaceae là loại cây chịu khí hậu mát, mưa ẩm và

khô hạn xen kẽ Sinh trưởng thích hợp trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa,

có khả năng chịu hạn cao đồng thời chịu được mưa ẩm

+ Nhiệt độ không khí: Theo Nguyễn Công Tạn (2010) mắc ca là cây ăn quả á nhiệt đới, việc phân hóa mầm hoa đòi hỏi sự kích thích của nhiệt độ thấp, nhưng không thật nghiêm ngặt, tính chịu rét lại có phần tốt hơn nhiều cây ăn quả á nhiệt đới khác Chế độ nhiệt lý tưởng để cây mắc ca sinh trưởng

là nhiệt độ bình quân vào mùa hè khoảng 250C, cao nhất không quá 380C, nhiệt độ phát lộc 20 - 300C, việc ra hoa cần nhiệt độ thấp nhất định, tốt nhất là nhiệt độ thấp hơn 170C Nhiệt độ tốt nhất để sinh trưởng và tích lũy chất khô

20 - 250C (Hoàng Hòe và cs., 2010; Nguyễn Công Tạn, 2012) giai đoạn quả non tích lũy dầu nhiệt độ ban ngày thích hợp nhất 25 - 300C Theo Trần Vinh

(2010) xét về tính chống chịu, nghiên cứu của các nước đã ghi nhận mắc ca có

thể chịu lạnh tới - 4oC đối với cây con và - 6oC đối với cây trưởng thành và có thể chịu nóng tới trên 38 - 40oC Vì vậy, từ xích đạo đến vĩ tuyến 34o nếu chế

độ mưa ẩm tốt, cây mắc ca đều có thể mọc nhưng không hẳn là nơi nào cũng sinh trưởng tốt và cho sản lượng cao Ra hoa kết quả là vấn đề then chốt quyết định sản lượng, các nước đã tập trung nghiên cứu rất nhiều Nhiệt độ thích hợp từ 120C - 320C, một trong những điều kiện quan trọng là nhiệt độ về đêm vào mùa lạnh của cây mắc ca cần để ra hoa là từ 150C - 210C, tối ưu để cây ra nhiều hoa là từ 150C - 18 0C

+ Lượng mưa: Trung bình từ 700 - 3.000 mm (ở Nam California nơi có lượng mưa trung bình hàng năm dưới 1.000 mm nên cần thêm biện pháp tưới), lượng mưa tối ưu từ 1.500 - 2.500 mm, (Hoàng Hòe và cs., 2010; Trần Vinh, 2010), phân bố đều trong năm Nơi có lượng mưa tập trung vào mùa mưa thì mùa khô cần phải tưới nước Thời kỳ mùa xuân Tây Nguyên và Tây Bắc không bị mưa phùn ẩm ướt là điều kiện tốt cho cây mắc ca ra hoa và đậu quả

+ Ẩm độ: Mắc ca rất nhạy cảm với ẩm độ không khí vào thời kỳ ra hoa, đậu quả Nếu ra hoa gặp độ ẩm không khí cao do mưa phùn, hoa sẽ rụng nhiều

+ Gió: Mắc ca là cây cao, tán to dày có hệ thống rễ chùm lớn tập trung ở tầng đất mặt khoảng 70 cm trở lại nhưng rễ cọc không ăn sâu nên nguy cơ đổ, ngã khi có gió lốc, bão lớn Nên thiết kế những hàng cây chống gió theo hướng thích hợp theo Hoàng Hòe và cs (2010) Vì vậy, không trồng mắc ca ở vùng có

bão (Nguyễn Công Tạn, 2010) Đối chiếu với yêu cầu sinh thái về nhiệt độ, độ

ẩm không khí trong thời kỳ ra hoa có thể dự báo cây mắc ca có khả năng phát triển ở nhiều vùng nước ta, nhưng tốt nhất là vùng núi Tây Nguyên và Tây Bắc, nơi mùa đông có độ lạnh cần thiết để ra hoa và có mùa xuân khô hanh có lợi cho thụ tinh, kết trái trong đó có huyện Krông Năng, tỉnh Đắk Lắk

Bảng 1.3 Yêu cầu sinh thái của cây mắc ca

1 Khí hậu

- Nhiệt độ thời kỳ ra hoa (tháng 2 - 3) (0C) < 20

- Nhiệt độ thời kỳ quả non ban ngày (0C) 25 - 30

- Lượng mưa thích hợp (mm) 1.500 - 2.500

2 Đất

- Loại đất Trồng được trên nhiều loại đất khác nhau

sét nặng Mắc ca ưa đất thịt nhẹ đến trung bình, ẩm đều quanh năm, tầng đất sâu

trên 1m, hơi chua, nếu giàu hữu cơ thì đỡ phải bón nhiều phân Cây mắc ca không thích hợp với đất kiềm, đất phèn mặn, đất đá vôi, đất đá ong hoá hoặc thoái hoá nghiêm trọng, đất ngập úng… Theo Hoàng Hòe và cs (2010), Trần Vinh (2010) đất trồng mắc ca thích hợp nhất tại nơi đất có tầng dày, tơi xốp, độ sâu tầng đất trên 0,5 - 1 m, độ pH 5,0 - 5,5 Đất đỏ bazan, đất xám đều thích hợp trồng mắc ca Cây mắc ca sinh trưởng kém nơi đất bạc màu, kém dinh dưỡng Nơi thành phần đất có nhiều lân, hoặc bón quá nhiều phân lân dễ làm cho cây mắc ca trúng độc, lá

bị vàng Nơi đất đỏ có quá nhiều Mg cũng làm cho lá cây bị vàng, sinh trưởng và sản lượng cũng kém Theo Nguyễn Công Tạn (2010) muốn mắc ca có năng suất

cao, nên chọn đất tơi xốp, thoát nước tốt, tầng canh tác trên 1,5 m, độ pH: 5 - 6

Độ cao so với mặt nước biển: Cây mắc ca trên thế giới có năng suất cao đều là những nơi có độ cao 100 - 1000 m, sinh trưởng của giống mắc ca vẫn không có sự khác biệt đáng kể (Nguyễn Công Tạn, 2010) Tại Việt Nam chưa

có nghiên cứu về vấn đề này, nhưng cho thấy tại huyện Krông Năng nơi có độ cao 500 - 700 m cây mắc ca sinh trưởng tốt và cho năng suất cao (Hoàng Hòe

và cs., 2010)

1.2 Các kết quả nghiên cứu trên thế giới về cây che bóng cho cà phê

1.2.1 Nhu cầu che bóng của cây cà phê

Các loại cây như Crotalaria striata, C anagyroides, Tephrosia candida

thường được trồng trong vườn cà phê kiến thiết cơ bản (KTCB) như những cây che bóng tạm thời, bảo vệ cây cà phê non Chúng bị tỉa dần khi cây cà phê lớn và bị đốn

bỏ hoàn toàn khi các cây che bóng thân gỗ phát huy tác dụng (Wrigley, 1998)

Trồng các loại cây thân gỗ làm cây che bóng cho cà phê là kiểu canh tác đã

có từ rất lâu ở nhiều nước sản xuất cà phê truyền thống trên thế giới (Spurgeon, 1988) Trồng cây đai rừng và cây che bóng cho cà phê với mục đích đầu tiên là tạo

ra một tiểu môi trường phù hợp với yêu cầu sinh thái của cà phê

Kết quả nghiên cứu của Mitchell (1988) cho thấy có nên phát triển trồng cây lâu năm che bóng cho cây cà phê hay không là vấn đề còn đang được tranh cãi

và trên thực tế nó thay đổi theo các điều kiện sinh thái, tập quán của từng địa phương khác nhau và trình độ quản lý chăm sóc vườn cây Theo Snoeck (1988) cà

phê Robusta dưới bóng cây đa (Ficus spp.) cho sản lượng cao hơn cà phê không

trồng cây che bóng và dẫn theo Triana lại chứng minh cà phê không che bóng cho năng suất cao hơn cà phê có che bóng Willson (1987a) nhận xét cà phê có thể mọc tốt không cần cây che bóng chỉ trong một số điều kiện chứ không phải tất cả Snoeck (1988) thấy rằng trong các điều kiện khí hậu đặc biệt lạnh và gió, cây che bóng trở nên có ích vì nó có một hoạt động điều tiết nhiệt độ hoặc hoạt động như một đai rừng chắn gió

Từ những nghiên cứu về vai trò của cây che bóng cho cà phê, một số nhà

khoa học đã đúc rút được một số lợi ích cũng như bất lợi, theo Mitchell (1988):

- Cây che bóng làm giảm cường độ ánh sáng và nhiệt độ ngày ở các vùng nóng Điều này giúp điều tiết mức độ cho sản phẩm, tránh và giảm được bệnh

"die-back" gây bởi tình trạng mang quả quá mức

- Giảm biên độ nhiệt độ ở những nơi mà có sự chênh lệch rõ rệt nhiệt độ ngày và đêm Điều này làm giảm nguy cơ rối loạn sinh trưởng

- Phòng tránh nhiệt độ thấp ban đêm và nguy cơ sương giá Tránh gió mạnh và mưa đá Bảo vệ đất tránh mưa nặng hạt, làm giảm nhiệt độ và bốc hơi từ mặt đất

- Giảm sinh trưởng của cỏ dại, đặc biệt là cỏ lâu năm và cỏ thân ngầm Bổ sung cành nhỏ và lá rụng cho đất Hoạt động này vừa có tác dụng che phủ đất vừa bổ sung hữu cơ và khoáng cho đất

- Theo Beer et al (1998) cây che bóng cũng làm giảm đi một số bệnh khác như khô cành - khô quả (Colletotrichum gloeosporioides) và đốm mắt cua (Cercospora coffeicola) Cây che bóng còn bổ sung đạm qua lá rụng và tàn dư

thực vật rong tỉa (có thể đạt 14 tấn chất khô/ha năm, trong đó có chứa khoảng

340 kg N) Tuy nhiên theo ông khi trồng cây che bóng cũng xuất hiện một số bất lợi sau:

- Trong điều kiện khô hạn, cây che bóng tranh chấp nước với cà phê

- Cây che bóng cần sự rong tỉa thường xuyên, tránh để trở nên quá rợp Nếu cây che bóng quá rợp, thân cành cà phê trở nên mềm yếu dễ bị uốn cong và gãy nếu để cao không hãm ngọn

- Tiềm năng năng suất của cà phê dưới cây che bóng bị hạn chế do giảm

sự ra hoa và phản ứng của năng suất với phân đạm bị giới hạn Cây che bóng nhiều khi làm mục tiêu của sét, là nơi trú ngụ các loại côn trùng và bệnh rễ phá hoại cà phê (Mitchell, 1988) Rene (1992) cho rằng điều kiện sinh thái ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và phẩm chất cây cà phê Nhiều tác giả đã cho rằng khi nhiệt độ trên 250C thì quang hợp trên cây cà phê sẽ bị giảm dần và ở 350C thì ngừng quang hợp hẳn

1.2.2 Nguyên tắc lựa chọn cây che bóng cho cà phê

Theo Mitchell (1988) loại cây dùng che bóng cho cà phê tốt nhất có thể

làm giảm 25% cường độ ánh sáng, có bộ rễ ăn sâu để không cạnh tranh với cà phê về ẩm độ và dinh dưỡng lớp đất mặt và vì vậy, có thể mang dinh dưỡng từ tầng sâu lên tầng đất mặt qua lớp lá rụng của chúng Cây che bóng còn phải tiện

lợi cho sự quản lý và rong tỉa để có bộ tán đồng đều, tránh quá rợp cho cà phê

Beer et al (1998) cũng lưu ý rằng có thể sử dụng cây ăn quả làm cây che bóng

cho cà phê Phan Quốc Sủng (2009) cây che bóng được coi là lý tưởng có tác dụng điều hòa ánh sáng phù hợp với sinh lý của cây cà phê đó là cây keo dậu Có

hai loại keo dậu: Cây bồ kết đại hay táo nhơn có tên khoa học là Leucaena glauca và keo dậu Cuba có tên khoa học là Leucaena leucocephala Trồng cây

bóng mát lâu dài cùng với thời gian trồng mới Đối với vườn cà phê KTCB cần trồng cây che bóng tạm thời Chú ý không trồng gần gốc cà phê dễ gây ra hiện tượng tranh chấp nước Khi bộ tán cây che bóng tạm thời giao tán với cây cà phê thì phải chặt, phát các cành tiếp giáp với cây cà phê để tránh sự cọ xát làm rách lá hay khô lá cà phê Cây bóng mát lâu dài ban đầu trồng với khoảng cách 6m x 6 m

và trồng theo nanh sấu ở trên hàng cà phê Khi vào thời kỳ kinh doanh sẽ chặt bớt chỉ giữ lại khoảng cách 6 m x 12 m, nếu có đai rừng thì có thể tỉa thưa hơn còn khoảng cách 12 m x 12 m ở những nơi có khí hậu mát mẻ Chiều cao cây bóng mát thường từ trên 8 m Chú ý không để bộ tán của cây che bóng trùm lên tán cây cà phê Cây phải cải tạo tiểu khí hậu và đất đai của một địa điểm nhờ vào ảnh hưởng che chắn của tán cây, giảm lượng bốc thoát hơi nước, cung cấp chất hữu cơ cho đất, cải thiện độ thấm nước của đất… Vì vậy, cây thường được trồng

để hỗ trợ tạo bóng che thích hợp cho các cây trồng khác Cây che bóng thích hợp trồng trong vườn cà phê vối có thể dùng muồng đen hoặc cây sầu riêng, chôm chôm, bơ…với khoảng cách trồng 24 x 24 m (Cục Trồng trọt, 2013b)

Theo Barradas and Fanjul (1986), Babbar and Zak (1995), Campanha et

al (2004) cà phê trồng xen với các loài cây khác nhau là một thực tế rất triển

vọng do nhiều lợi ích có thể được bắt nguồn từ hệ thống này Các nghiên cứu

về cấu trúc và động lực của hệ thống nông lâm kết hợp cho thấy cây cà phê đã

chứng minh tầm quan trọng của cây che bóng hay cây trồng xen làm cải thiện đất và điều kiện tiểu khí hậu cho vườn cây cà phê Cây che bóng có thể giúp duy trì khả năng sinh sản đất bằng cách cố định nitơ từ khí quyển, để tăng chất hữu cơ thông qua các yếu tố đầu vào sinh khối rễ cây và các bộ phận trên không và để giảm bớt việc thiếu chất dinh dưỡng (Babbar and Zak, 1995) Cây che bóng cũng cung cấp một vi khí hậu mà làm suy giảm nhiệt độ cực đoan không khí và đất, giữ độ ẩm đất bề mặt và bảo vệ cà phê từ các tác động gây

ra bởi mưa đá và gió

Theo Paulo (2000) ở Uganda, Chính phủ đối phó giải quyết nạn khô hạn bằng cách đôn đốc các chủ vườn, lo tưới nước cho cà phê và trồng cây che bóng cho cà phê Trên thế giới có rất nhiều loài cây được sử dụng để làm cây che bóng cho cà phê Đó là cây họ đậu Acacia spp, Leucaena spp được trồng phổ biến Cây Inga spp được trồng phổ biến ở Nam Trung Mỹ, cây bồ kết sử dụng nhiều ở Châu

Phi và Châu Á, cây đa (Ficus spp.), cây sồi lá bạc (Gravilla robusta) được trồng

nhiều ở Ấn Độ, cây keo dậu được trồng ở Indonesia

Vấn đề cây che bóng cho cà phê kết hợp với sự đa dạng hóa cây trồng, đa dạng hóa sản phẩm trong vườn cà phê đã được nhiều nước thực hiện và đem lại hiệu quả cao Ở Ấn Độ, trồng xen hồ tiêu với mật độ từ 120 - 140 trụ tiêu/ha vườn cà phê chè và cà phê vối đã đem lại lợi nhuận 310% và 229% Trong khi đó trồng thuần cà phê chè và cà phê vối lợi nhuận lần lượt là 209% và 108% Các khảo nghiệm khác về trồng xen chuối hoặc cam vào vườn cà phê không đem lại kết quả tốt (Central Coffee Research Institute, 2003) Điều này chứng tỏ tiêu là cây trồng hỗn hợp rất phù hợp trong vườn cà phê

1.2.3 Ý nghĩa của việc trồng xen cây lâu năm trong vườn cà phê

Do khoảng cách giữa hai hàng cà phê không lớn, cà phê vối 3m, cà phê chè 2m, cà phê lại sinh trưởng mạnh nên việc trồng xen các cây ngắn ngày giữa hai hàng cà phê ít có ý nghĩa kinh tế và ổn định môi trường đất đai trong chu kì dài Vì vậy, việc trồng xen các cây lâu năm có giá trị kinh tế trong các vườn cà phê, có ý nghĩa lớn về đa dạng hóa cây trồng để tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống, giảm thiểu các rủi ro về giá cả, sâu bệnh hại, điều hòa tiểu khí hậu vườn cây

Theo Wrigley (1998) các kết quả nghiên cứu của Cục cà phê Ấn Độ tại

Trạm Nghiên cứu cà phê ở Karnataka đã chứng minh là không có sự khác nhau

đáng kể về sinh trưởng giữa cà phê trồng thuần và cà phê trong phối hợp với hồ

tiêu và cam; trong khi đó lợi tức thu được từ phối hợp các cây trồng thì lớn hơn

nhiều mà chi phí đầu tư thêm lại không đáng kể Nhiều công thức phối hợp giữa

cà phê với các cây trồng tương hợp như hồ tiêu leo trên sồi lá bạc, đinh hương,

nhục đậu khấu đã được kiến nghị Công thức phối hợp hồ tiêu (Piper nigrum)

leo trên sồi lá bạc (Grevillea robusta) + đinh hương (Eugenia caryophyllata) +

cà phê chè thấp cây (giống Sanramon) cho kết quả tốt ở vùng Makkandur, Coorg

Đây là một mô hình có ý nghĩa trong việc khai thác không gian khá cao sồi ở

tầng cao; hồ tiêu + đinh hương ở tầng trung; cà phê ở tầng thấp Sản phẩm tạo ra

trên một diện tích đất ổn định và đa dạng, tiểu khí hậu vườn cây ôn hòa hơn Các

cây trồng không tạo ra sự căng thẳng về lao động mùa vụ: cà phê thu hoạch vào

tháng 12 - 1, đinh hương vào tháng 3, hồ tiêu vào tháng 4 Hedge (1995) đánh giá

công thức phối hợp hồ tiêu leo trên sồi lá bạc (hoặc cây ăn quả) + cà phê vối

(C canephora var robusta) + sa nhân (Amomum villosum) là rất tốt Các hệ

thống cà phê canh tác truyền thống ở Nam Mỹ, Châu Phi, Ấn độ có thể xem là hệ

thống canh tác nông lâm kết hợp, trong đó cây cà phê ở tầng thấp, cây ăn quả, cây

che bóng được trồng hoặc cây rừng để lại làm cây che bóng sau khi khai hoang đất

trồng cà phê ở tầng cao Hệ thống cây trồng này tạo thành một hệ sinh thái tương

tự như rừng Hệ canh tác này có tính cách ổn định, hạn chế xói mòn, rửa trôi, độ

phì đất mặt được liên tục cải thiện thông qua lớp lá rụng

Nghiên cứu của Beer et al (1998) cho thấy cây che bóng còn có tác dụng

bổ sung đạm qua lá rụng và lá cành được rong tỉa hàng năm Kham (1989)

nghiên cứu các hệ thống nông lâm kết hợp (cà phê chè + cây che bóng) bố trí trên

đường phân thủy ở phía Bắc Thái Lan sau 4 năm cho thấy ở vườn cây cà phê chè không có cây che bóng, lượng đạm chỉ tăng lên 9,39 kg N, còn ở vườn cây có che

bóng lượng N đã tăng lên trong khoảng từ 26,83 kg đến 38,71 kg/ha/năm

Phương thức trồng xen cà phê vối dưới tán cây dừa rất phổ biến ở vùng

trồng cà phê ở Philippin nó mang lại thu nhập khá ổn định cho người sản xuất