Nghiên cứu ảnh hưởng của phân chậm tan và các loại phân hữu cơ đến sinh trưởng, năng suất của cây khoai tây tại huyện lạng giang, bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI --- TRẦN THỊ QUẾ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CHẬM TAN VÀ CÁC LOẠI PHÂN HỮU CƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT CỦA CÂY KHOAI TÂY T

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

TRẦN THỊ QUẾ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN CHẬM TAN VÀ CÁC LOẠI PHÂN HỮU CƠ ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT CỦA CÂY

KHOAI TÂY TẠI HUYỆN LẠNG GIANG, BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Mã số: 60.62.01

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Phú

HÀ NỘI - 2012

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Trần Thị Quế

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài tốt nghiệp ngoài sự cố gắng của bản thân tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè và người thân

Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo

TS Nguyễn Văn Phú người thầy đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ và động viên

tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận văn này

Tôi xin được gửi lời chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Khoa Nông học, Khoa Sau Đại học những người đã trực tiếp giảng dạy trang

bị những kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học đại học cũng như học cao học của mình

Bên cạnh đó tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả người thân, bạn bè những người luôn bên cạnh động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

Hà Nội, ngày 22 tháng 11 năm 2011

Tàc giả luận văn

Trần Thị Quế

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4

2.1 Nguồn gốc, đặc điểm thực vật học và các thời kỳ sinh trưởng của

2.4 Các nghiên cứu và sử dụng phân chậm tan trên thế giới và ở Việt

2.6.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM trên thế giới 26 2.6.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM ở Việt Nam 27

3.3.3 Quy trình kỹ thuật áp dụng trong thí nghiệm 32

4.1 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến sinh trưởng, năng suất và một

số chỉ tiêu chất lượng khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 36 4.1.1 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến tỷ lệ mọc mầm và thời gian

sinh trưởng của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 36 4.1.2 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến chỉ số diện tích lá và khả năng

tích luỹ chất khô của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 37

4.1.3 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến số thân, chiều cao cây cuối cùng

và chỉ số SPAD của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 41 4.1.4 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến khả năng chống chịu bệnh

của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 45 4.1.5 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến năng suất và các yếu tố cấu

thành năng suất khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 48 4.1.6 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến một số chỉ tiêu chất lượng của

khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 54 4.1.7 Hiệu quả kinh tế của việc bón phân chậm tan trên cây khoai tây

4.2 Ảnh hưởng của các nguồn phân hữu cơ khác nhau đến sinh trưởng,

năng suất, chất lượng khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 58 4.2.1 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến tỷ lệ mọc mầm và thời

gian sinh trưởng của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 58 4.2.2 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ khác nhau đến chỉ số diện

tích lá và khả năng tích luỹ chất khô của khoai tây 59 4.2.3 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ khác nhau đến số thân,

chiều cao cây cuối cùng và chỉ số SPAD của khoai tây vụ đông

4.2.4 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến khả năng chống chịu

bệnh của khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc Giang 64 4.2.5 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến năng suất và các yếu

tố cấu thành năng suất khoai tây vụ đông năm 2010 tại Bắc

4.2.6 Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc bón phân chậm tan có vỏ bọc

so với bón phân thông thường theo tập quán của địa phương 70

5.1 Kết luận 72

NSLT Năng suất lý thuyết

NSTT Năng suất thực thu

DANH MỤC BẢNG

2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới giai đoạn 2007 - 2009 16

2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây Việt Nam từ năm

4.1 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến tỷ lệ mọc mầm và thời gian

4.2 Ảnh hưởng của bón phân chậm tan đến chỉ số diện tích lá và khả

4.3 Ảnh hưởng của bón phân chậm tan đến số thân và chiều cao cây

4.4 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến một số bệnh hại chính khoai tây 46

4.5 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến các yếu tố cấu thành năng

4.6 Ảnh hưởng của phân chậm tan đến một số chỉ tiêu chất lượng

4.7 Hiệu quả kinh tế của việc bón phân chậm tan so với bón phân

4.8 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ khác nhau đến tỷ lệ mọc

4.9 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến chỉ số diện tích lá và

4.10 Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ đến số thân và chiều cao

4.11 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến bệnh hại khoai tây 64

4.12 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến các yếu tố cấu thành

4.13 Ảnh hưởng của phân hữu cơ khác nhau đến chất lượng khoai tây 68

4.14 Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc bón phân chậm tan có vỏ bọc

so với bón phân thông thường theo tập quán của địa phương 70

4.3 Ảnh hưởng của việc bón phân hữu cơ khác nhau đến năng suất

1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Cây khoai tây (Solanum tuberosum L,) vừa là cây lương thực và cây thực

phẩm có giá trị đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện nay Ở châu Âu, châu Mỹ người ta coi khoai tây là cây lương thực chính sau lúa mì và ngô, đây là loại cây cho củ có giá trị dinh dưỡng cao, lại dễ trồng, thời gian sinh trưởng ngắn, có năng suất khá cao nên được trồng ở nhiều nơi trên thế giới

Cây khoai tây là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong củ khoai tây có chứa nhiều tinh bột, đạm, đường, chất béo và các loại vitamin khác nhau, vì vậy khoai tây còn là cây lương thực chủ yếu của nhiều nước trên thế giới Khoai tây có thể dùng để xào, luộc, rán, chiên, làm xúp, làm miến, chế biến tinh bột, làm bánh, mứt, kẹo phục vụ cho con người, nó còn có giá trị làm thức ăn cho gia súc, gia cầm v.v (Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc, 2005) Với sản phẩm giàu chất dinh dưỡng, khoai tây được coi là nguồn nguyên liệu cho công nghệ thực phẩm - sản xuất ra cồn, rượu, tinh bột, dextrin và các sản phẩm chip, snack

Ở Việt Nam diện tích trồng khoai tây còn rất khiêm tốn, dao động quanh 37,5 triệu ha với năng suất bình quân còn thấp 11,79 tấn/ha (FAOSTAT.,2011), trong khi năng suất khoai tây ở các nước như: Hoa Kỳ,

Hà Lan đều đạt 46 tấn/ha (Faostat., 2011) Nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường một vấn đề được đặt ra là tăng năng suất và sản lượng khoai tây Để tăng năng suất cây trồng nói chung và cây khoai tây nói riêng thì giống và phân bón là những biện pháp hiệu quả nhất

Thực trạng sử dụng phân bón đối với cây khoai tây hiện nay là chủ yếu

sử dụng phân hoá học lượng phân hữu cơ rất ít hoặc không có Trong đó phân

vô cơ sử dụng trong trồng khoai tây cụ thể là phâm đạm, lân, kali Đây là loại phân dễ tan ngay trong dung dịch đất nên khi bón phân này thì cây hút nhiều dinh dưỡng một lúc do vậy ta thấy lá cây chuyển sang màu xanh nhanh, cây đâm chồi ra lá mới nhanh Tuy nhiên, trong thời gian ngắn khi lượng phân trong đất được cây hút và thất thoát mạnh do phân dễ bị rửa trôi và bốc hơi khiến dinh dưỡng bị thiếu hụt so với nhu cầu của cây nên lá lại nhanh chuyển

từ xanh sang vàng Theo các nhà khoa học trên thế giới, khi bón đạm vào đất lượng thất thoát lên tới 65 - 70%, hiệu quả sử dụng phân bón thấp Nhiều năm qua những nghiên cứu về hiệu suất sử dụng phân đạm đối với nhiều loại cây trồng trên nhiều vùng sinh thái đều cho thấy cây trồng chỉ sử dụng được chừng 35-40% phân đạm được bón vào, số còn lại bị bay mất dưới dạng khí

và mất do xói mòn rửa trôi Lượng phân bón hao tổn ấy không những gây lãng phí về kinh tế mà còn gây ô nhiễm môi trường và thay đổi cơ lý tính đất canh tác

Do vậy việc sử dụng phân bón tiết kiệm thông qua việc tăng hiệu suất sử dụng phân bón là hết sức cần thiết Việc làm này sẽ góp phần giảm trực tiếp lượng phân bón sử dụng, tạo tiền đề giảm nhập khẩu phân bón, giảm chi phí cho người nông dân và giảm được nguy cơ ô nhiễm môi trường Theo tính toán, nếu áp dụng các biện pháp tăng hiệu suất sử dụng phân bón đồng bộ, chỉ cần tiết kiệm được 10-20% lượng phân đạm, so với mức sử dụng hiện nay thì hàng năm cả nước đã có thể tiết kiệm được 200 - 400 nghìn tấn urê, tương đương với hàng nghìn tỉ đồng Để khắc phục thực trạng bón phân đạt hiệu quả thấp một số giải pháp kỹ thuật được đề ra áp dụng vào thực tế sản xuất, trong

đó có giải pháp sử dụng phân bón chậm tan Nguyên tắc chế tạo phân chậm tan là sử dụng chất phụ gia có khả năng giữ phân lâu hơn, cho phân tan từ từ, vừa đủ cây hút, vừa có đủ dinh dưỡng mà không gây ngộ độc Hiệu quả sử dụng phân cao, không có giai đoạn cây thiếu hụt dinh dưỡng nên tuy cây

chuyển sang màu xanh chậm nhưng cây trồng lại khỏe mạnh và màu xanh giữ được bền lâu

Cây khoai tây là một trong những cây trồng chủ lực trong vụ đông của tỉnh Bắc Giang Trong những năm gần đây với nhiều chính sách thúc đẩy sản xuất hàng hoá diện tích khoai tây ngày được mở rộng Diện tích khoai tây hàng năm của tỉnh 8000 ha Tuy nhiên, việc trồng khoai tây ở Bắc Giang cũng gặp không ít khó khăn, ngoài khó khăn về nguồn giống đảm bảo chất lượng còn thiếu người nông dân còn phải đối mặt với giá cả vật tư ngày càng tăng cao, đặc biệt là nguồn phân chuồng ngày càng khan hiếm do tập quán canh tác

và chăn nuôi đã thay đổi Trong khi đó nguồn rơm rạ còn bỏ lãng phí rất nhiều Vì vậy việc xử lý nguồn rơm rạ, rác thải để tạo nguồn phân hữu cơ sinh học bón cho cây trồng được coi là một giải pháp cần được áp dụng vào sản xuất khoai tây hiện nay Vừa nâng cao hiệu quả sản xuất vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường bởi các nguồn chất hữu cơ này không được xử lý

Vì vậy xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của phân chậm tan và các loại phân hữu cơ đến sinh trưởng, năng suất tại huyện Lạng Giang, Bắc Giang”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu và yêu cầu

1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định loại và liều lượng bón phân cho cây khoai tây

- Xác định nguồn chất thải hữu cơ có thể thay thế phân chuồng trong sản xuất khoai tây tại Lạng Giang Bắc Giang

- Đánh giá khả năng tiết kiệm phân bón khi sử dụng phân chậm tan

suất, khả năng chống chịu và một số chỉ tiêu chất lượng khoai tây

- So sánh và sơ bộ rút ra kết luận về khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và hiệu quả kinh tế khi sử dụng các phân bón khác nhau trên cây khoai tây

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học

Đề tài góp phần bổ sung cơ sở khoa học trong việc ứng dụng phân chậm tan và các nguồn phân hữu cơ qua xử lý vào sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất khoai tây nói riêng

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả đề tài đưa ra được công thức bón phân hiệu quả nhất cho cây khoai tây đồng thời áp dụng biện pháp xử lý rác thải, rơm rạ bằng chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu tạo nguồn phân hữu cơ vi sinh trong sản suất khoai tây nhằm nâng cao năng suất, chất lượng góp phần vào sản xuất nông nghiệp bền vững, thân thiện hơn với môi trường

2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Nguồn gốc, đặc điểm thực vật học và các thời kỳ sinh trưởng của khoai tây

2.1.1 Nguồn gốc và tầm quan trọng của cây khoai tây

Cây khoai tây được phát hiện lần đầu tiên ở Pêru và Bolivia trên vùng núi cao Andes thuộc Nam Mỹ cách đây khoảng 8000 năm Khoai tây đã được

du nhập vào châu Âu từ năm 1570 và khoai tây đã dần trở thành một phần thức ăn hàng ngày của người châu Âu (CIP, 1999) Sau đó, khoai tây đã được những người đi biển châu Âu đưa đến các lãnh thổ và các cảng trên khắp thế giới khi chế độ thực dân châu Âu mở rộng vào thế kỷ 17 và 18

Vào thế kỷ 17, những nhà truyền đạo người Anh đã đưa khoai tây đến nhiều nước thuộc châu Á (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000) Ngày nay, cây khoai tây

đã được đưa đến trồng ở nhiều nơi trên thế giới

Hiện nay, khoai tây là một trong những nguồn lương thực quan trọng của con người Cây khoai tây được xếp vào cây lương thực đứng hàng thứ tư sau lúa

mì, lúa gạo và ngô Theo số liệu thống kê của Tổ chức Nông Lương (FAO, 1996), sản lượng khoai tây thế giới đạt khoảng 300 triệu tấn/năm, chiếm 60-70% tổng sản lượng lúa hoặc lúa mì và chiếm 50% tổng sản lượng cây có củ

Khoai tây vừa là cây lương thực, vừa là cây thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Củ khoai tây chứa trung bình khoảng 25% chất khô, trong đó

80 - 85% tinh bột, 3% protein, có nhiều vitamin: A, B1,B6,, PP và nhiều nhất

là vitamin C (20-200 mg) Ngoài ra, củ khoai tây còn có các chất khoáng quan trọng, chủ yếu là K, thứ đến là Ca, P và Mg (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

Củ khoai tây rất giàu dinh dưỡng, đặc biệt chứa nhiều cacbonhydrat Trong 100 g khoai tây tươi có chứa 19 g cacbonhydrat; 12 mg canxi; 1,8 g sắt; 23 mg magiê; 421 mg kali; đạm 2 g; nước 75 g và rất nhiều các loại

vitamin như B1, B2, B3, chất xơ, v.v [35]

Theo Beukema, Vander Zaag (1979) thì cứ 1 kg khoai tây cho 840 calo Vì vậy, người ta còn cho rằng: trong số các cây trồng của vùng nhiệt đới

và cận nhiệt đới như lúa, ngô, đậu khoai tây là cây cho năng suất năng lượng, năng suất protein và sinh lợi cao nhất

Còn trong 100 g khoai tây luộc cung cấp ít nhất 5% nhu cầu về protein, 3% năng lượng, 7 - 12 g sắt, 10% vitamin B6 và 50% nhu cầu vitamin C cho một người/ngày (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

Nếu so sánh trên một đơn vị diện tích trồng trọt, khoai tây cho năng suất chất khô cao nhất Cao hơn lúa mì 3,04 lần, lúa nước 1,33 lần và ngô 2,20 lần (FAO, 1991)

Ở các nước có nền kinh tế phát triển, khoai tây còn sử dụng làm thức

ăn gia súc Theo số liệu thống kê của FAO (1991), lượng khoai tây làm thức

ăn gia súc ở Pháp là 3,06 triệu tấn và Hà Lan 1,93 triệu tấn

Bên cạnh giá trị làm lương thực, thực phẩm và thức ăn gia súc, khoai tây còn là nguồn nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến Tinh bột của khoai tây được sử dụng trong công nghiệp dệt, sợi, gỗ ép, giấy Đặc biệt

là trong công nghiệp chế biến axit hữu cơ (lactic, xitric), dung môi hữu cơ (etanol, butanol) Người ta ước tính 1 tấn củ khoai tây có hàm lượng tinh bột 17,6 % chất tươi thì sẽ cho 112 lít rượu, 55 kg axit hữu cơ và một số sản phẩm khác (FAO, 1991)

2.1.2 Đặc tính thực vật học và các thời kỳ sinh trưởng chủ yếu của cây khoai tây

2.1.2.1 Đặc tính thực vật học của cây khoai tây

2.1.2.1.1 Rễ

Khoai tây mọc từ hạt có rễ chính và rễ chùm Khoai tây trồng từ củ chỉ phát triển rễ chùm Khi mắt củ bắt đầu nảy mầm, phần gốc mầm cũng xuất

hiện những chấm nhỏ chính là mầm mống của rễ Rễ liên tục xuất hiện trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây Rễ xuất hiện tập trung sau trồng

20 - 30 ngày Ở các thân ngầm dưới mặt đất (tia củ) cũng có khả năng ra rễ nhưng rễ ngắn và ít phân nhánh Các loại rễ khoai tây đều tham gia vào quá trình hấp thu nước, chất dinh dưỡng để nuôi cây, thân, củ, bộ rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất cày từ 0 - 40 cm Tuy nhiên mức độ phát triển bộ rễ còn phụ thuộc các yếu tố như: kỹ thuật làm đất, tính chất vật lý của đất, độ ẩm, giống

và các yếu tố ngoại cảnh khác (Tạ Thu Cúc, 2001) Trong điều kiện thuận lợi,

rễ có thể vươn dài 2,5 - 3 cm/ngày đêm Rễ phát triển ở độ sâu 0,3 m hút được 70% tổng độ màu của đất, ở độ sâu 0,4-0,6 m hút được 100% lượng nước sẵn

có trong đất Tuy nhiên, điều này còn phụ thuộc thành phần cơ giới đất, kết cấu đất Rễ khoai tây phát triển mạnh nhất ở thời kỳ cây bắt đầu ra nụ (ở dưới mặt đất lúc này đã hình thành củ và củ bắt đầu lớn) (Nguyễn Văn Thắng và ctv, 1996)

Nghiên cứu bộ rễ nhằm mục đích chọn đất thích hợp, tạo tầng canh tác dày liên quan tới kỹ thuật xới đất, vun cho cây khoai tây (Tạ Thu Cúc, 2001)

2.1.2.1.2 Thân

Thân khoai tây gồm 2 phần: Phần trên mặt đất và phần dưới mặt đất

Phần trên mặt đất: Mầm đỉnh mọc trong thời gian bảo quản tại kho Sau khi trồng từ 7-10 ngày, mầm từ củ giống vươn dài lên khỏi mặt đất, phát triển thành thân chính mang lá Cả thân và lá khoai tây đều tham gia vào quá trình quang hợp Thân trên mặt đất thường mọc thẳng đứng hay dích dắc, giữa các đốt có dạng tròn hoặc 3-5 cạnh Trên thân có lông tơ cứng, khi già lông rụng Lớp tế bào nằm sát biểu bì của thân chứa chất chlorophyll, thân có màu xanh Nếu chứa các sắc tố khác thì thân có màu tím hoặc hồng Chiều cao của thân thể hiện đặc trưng hình thái giống, thay đổi từ 30-150 cm Trung bình có 2-8 thân/khóm Sự phân cành của thân xác

định hình dạng của khóm Sự thay đổi về chiều cao thân, số thân/khóm, màu sắc phụ thuộc vào các yếu tố giống, điều kiện trồng trọt, điều kiện ngoại cảnh, mật độ, thời vụ (Tạ Thu Cúc, 2001)

Phần dưới mặt đất (thân củ): Củ khoai tây thực chất là do sự phình to

và rút ngắn của tia củ (thân ngầm hay còn gọi là thân địa sinh phát triển trong điều kiện bóng tối) Về cấu tạo và hình thái cho thấy củ khoai tây hoàn toàn giống như cấu tạo của một thân Các mắt củ là vết tích của những gốc cuống

lá Mắt củ hình thành trong điều kiện bóng tối Mỗi mắt thường có 2-3 mầm ngủ và thường tập trung nhiều nhất trên đỉnh củ Hình dạng, màu sắc củ thể hiện đặc trưng giống Giữa giai đoạn sinh trưởng thân lá và tích luỹ dinh dưỡng vào củ, mối quan hệ giữa các bộ phận trên và dưới mặt đất liên quan chặt chẽ Theo nhiều tài liệu nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ này khi đạt 1:1 hoặc 1:0,8 năng suất khoai tây sẽ cao nhất Do vậy, khi bộ lá bị tổn thương năng suất giảm rõ rệt (Tạ Thu Cúc, 2001)

2.1.2.1.3 Lá

Lá khoai tây thuộc lá phức tạp, bản lá to, mọc cánh xẻ lông chim, có

3-7 đôi mọc đối xứng qua trục và một lá lẻ trên cùng thường lớn hơn gọi là lá chét đỉnh Lá dài khoảng 10-15 cm, mặt lá phẳng hoặc gợn sóng Màu sắc lá phụ thuộc giống, thời vụ, điều kiện chăm sóc mà có thể xanh, xanh đậm, xanh nhạt (Hồ Hữu An, Đinh Thế Lộc, 2005)

Lá hình thành và hoàn thiện theo sự tăng trưởng của cây: Đầu tiên là các lá nguyên đơn, dần dần hình thành các lá kép lẻ chưa hoàn chỉnh và cuối cùng là các lá hoàn chỉnh Số lượng, kích thước và sự sắp xếp lá trên thân thể hiện đặc điểm của giống và quyết định đến độ thoáng cũng như khả năng hấp thụ ánh sáng của mỗi lá và bộ lá, các lá ở tầng giữa có khả năng quang hợp mạnh nhất Góc độ giữa lá và thân lớn, lá gần như song song với mặt đất Khi diện tích che phủ đạt từ 38000 - 40000 m2/ha khả năng quang hợp là lớn nhất,

tiềm năng năng suất đạt cao nhất Do đó, nếu diện tích lá giảm một nửa, năng suất giảm tối thiểu 30% (Tạ Thu Cúc, 2001)

2.1.2.2 Các thời kỳ sinh trưởng chủ yếu của cây khoai tây

2.1.2.2.1 Thời kỳ ngủ nghỉ

Quá trình ngủ nghỉ của củ khoai tây bắt đầu từ khi củ bước vào giai đoạn chín sinh lý, khi mà thân lá trên mặt đất có hiện tượng vàng úa tự nhiên Thời kỳ ngủ nghỉ ở khoai tây thường từ 2 - 4 tháng, cá biệt có giống kéo dài tới 6 tháng

Theo Emilson (1999), khoai tây thu hoạch non có giai đoạn ngủ nghỉ kéo dài hơn, trong điều kiện lạnh, ẩm có xu hướng làm ngủ nghỉ dài hơn trong điều kiện khô và ấm Thời gian ngủ nghỉ phụ thuộc chủ yếu vào giống (Tạ Thu Cúc, Hồ Hữu An, 2000)

2.1.2.2.2 Thời kỳ nảy mầm

Trong quá trình ngủ nghỉ, củ khoai tây vẫn có quá trình biến đổi lý, hoá học, hàm lượng Gibberellin tăng vào cuối thời kỳ ngủ nghỉ, làm giảm nồng độ chất ức chế, do đó thúc đẩy quá trình mọc ở củ Mức độ ức chế của mầm đỉnh phụ thuộc vào giống

Khi sự ngủ nghỉ bị phá vỡ, mầm đỉnh của củ mọc trước nhất, sinh trưởng tốt và cho năng suất cao nhất Sự nảy mầm còn phụ thuộc vào tuổi của

củ Khi củ chín sinh lý đầy đủ thì mầm mọc khoẻ và dài Giai đoạn thích hợp nhất để trồng trọt là khi củ có nhiều mầm và mầm có sức sống cao Số lượng mầm trên củ phụ thuộc vào đặc điểm giống, kích thước củ, số mầm khoẻ trên

củ và điều kiện môi trường

2.1.2.2.3 Thời kỳ sinh trưởng thân lá

Sau khi trồng, các mầm phát triển thành các thân, thân chính mọc trực tiếp từ củ giống Các thân phụ mọc trực tiếp từ thân chính, từ thân phụ có khả năng sinh các nhánh ở những đốt trên cao Thân chính và thân phụ sinh

trưởng, phát triển như những cây độc lập

Khi cây mọc, rễ cũng ra các đốt thân dưới mặt đất Ở những cây sinh trưởng từ củ, rễ bất định mọc từ các đốt ở thân ngầm Những cây mọc từ hạt

có một rễ cái nhỏ với các rễ bên

Điều kiện khí hậu là yếu tố đáng kể ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng

và chi phối khả năng tạo năng suất của cây khoai tây Thời gian sinh trưởng, cây khoai tây yêu cầu tối đa số giờ chiếu sáng, cường độ sáng mạnh, nhiệt độ thích hợp 20 - 250C Ngoài ra, các biện pháp kỹ thuật trồng trọt cũng thúc đẩy tăng trưởng thân lá khoai tây là cơ sở để đạt được tiềm năng năng suất cao

2.1.2.2.4 Thời kỳ hình thành tia củ

Thân ngầm (hay tia củ) là những thân phát triển dưới mặt đất Sự phát triển của thân ngầm phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh rất chặt chẽ Những thân ngầm đang phát triển có thể chuyển thành chồi lá khi thân ngầm bị phơi

ra ánh sáng Nhiệt độ cao cũng làm cho thân ngầm vươn lên khỏi mặt đất thành chồi lá, sự phát triển của thân ngầm diễn ra trước khi hình thành củ

Thân ngầm có màu trắng, phát triển theo hướng nằm ngang dưới mặt đất, thân ngầm có đốt, càng lên phía đỉnh, đốt càng dày Tia củ hình thành trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cây khoai tây

2.1.2.2.5 Thời kỳ phát triển củ

Đây là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây, lúc đầu, củ được tạo thành bằng những thân ngầm gần gốc nhất Đỉnh sinh trưởng của thân phình to lên, kết quả là các tế bào tăng và lớn nhanh kèm theo sự tích luỹ tinh bột

Sự lớn lên của củ được xúc tiến trong điều kiện nhiệt độ thấp, ngày ngắn và đủ dinh dưỡng Quá trình lớn lên của củ chịu ảnh hưởng của môi trường, nước và độ phì của đất Nhiệt độ tối thích cho tạo củ là 160C, độ ẩm thích hợp cho việc tạo củ là 80 - 85% Nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh, khô hạn

sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá trình phát triển của củ, củ có hình dạng tròn,

ô van hay ô van dài, Màu sắc thịt củ thay đổi tuỳ giống: trắng, vàng nhạt, vàng, xanh, xanh nhạt, tím (Trần Khắc Thi và ctv, 2008)

2.2 Yêu cầu ngoại cảnh và dinh dưỡng của khoai tây

Mỗi loại cây trồng có yêu cầu về ngoại cảnh và chất dinh dưỡng khác nhau Cũng như các cây trồng khác, ngoại cảnh và chế độ dinh dưỡng quyết định đến năng suất cũng như chất lượng khoai tây giống

2.2.1 Nhiệt độ

Cây khoai tây ưa khí hậu ôn hoà trong quá trình sinh trưởng, phát triển Cây khoai tây không chịu được nóng hoặc quá rét Trong thời gian ngủ nghỉ của củ khoai tây, khoai tây có thể mọc mầm ở nhiệt độ là 40C Ở nhiệt độ 10-150C, khoai tây mọc mầm tốt nhất, mầm mập và ngắn [1]

Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau thì yêu cầu về nhiệt độ của khoai tây cũng khác nhau:

- Hạt nảy mầm ở nhiệt độ tối thiểu là 12-150C, thích hợp nhất là

18 - 220C

- Thời kỳ sinh trưởng thân lá, nhiệt độ thích hợp là 20 - 250C

- Thời kỳ hình thành và phát triển củ, giới hạn nhiệt độ là từ 15-220C, ở 16-180C là thích hợp nhất cho sự tích luỹ bột vào củ (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, nếu gặp nhiệt độ thấp dưới ngưỡng cho phép, cây khoai tây sẽ ngừng sinh trưởng và có thể chết Nhiệt độ cao trên ngưỡng nhiệt độ thích hợp, tia củ sẽ hình thành ít, vươn dài, ra nhiều củ bé, củ khoai có thể bị dị dạng, nhiệt độ càng cao, khối lượng thân lá và củ càng giảm

Các thời kỳ sinh trưởng khác nhau, yêu cầu thời gian chiếu sáng cũng khác nhau:

- Thời kỳ mọc mầm khỏi mặt đất đến khi cây ra nụ, thời gian chiếu sáng trong ngày dài, nhiệt độ cao sẽ có lợi cho sự phát triển thân lá và thúc đẩy quá trình quang hợp

- Thời kỳ phát triển tia củ và củ, khoai tây yêu cầu thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn, nhiệt độ thấp, đặc biệt khi củ phát triển mạnh chúng yêu cầu bóng tối, vì vậy trong giai đoạn này chú ý đến việc xới xáo vun gốc cho cây

Cường độ ánh sáng mạnh có lợi cho quá trình quang hợp, thuận lợi cho

sự hình thành củ và tích luỹ chất khô (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

2.2.3 Độ ẩm

Cây khoai tây cần lượng nước khá lớn để sinh trưởng và phát triển, nhưng do bộ rễ kém phát triển, phần lớn lại tập trung ở lớp đất mặt, nên khả năng hút nước và dinh dưỡng kém Theo G Staikov (1989) khoai tây mọc mầm tốt nhất trong điều kiện độ ẩm không khí 80%, từ mọc mầm đến bắt đầu hình thành củ cần độ ẩm đồng ruộng 70%, sau đó không dưới 80% [1] Trong điều kiện thiếu hay thừa độ ẩm đều ảnh hưởng đến phát triển rễ, thân, lá Khi

đó củ nhỏ, ít củ, chống chịu sâu bệnh kém, năng suất thấp

2.2.4.2 Dinh dưỡng

Khoai tây yêu cầu dinh dưỡng lớn và đầy đủ các nguyên tố đa lượng và vi lượng Mỗi thời kỳ phát triển cây cần lượng, loại phân bón khác nhau, bón đủ lượng và bón đúng lúc cây mới sinh trưởng tốt và cho năng suất cao

- Các nguyên tố đa lượng:

Đạm (N): Nhu cầu của cây khoai đối với nguyên tố dinh dưỡng N khá lớn và chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết, loại đất,…Thời tiết càng

ấm thì lượng đạm yêu cầu càng thấp, đối với vùng đất nhiệt đới và á nhiệt đới lượng đạm thường được khuyến cáo ở mức 80-120 kg N/ha Bón thừa đạm hoặc bón muộn sẽ làm cây phát triển mất cân đối giữa bộ phận thân lá

và thân củ, củ, cây dễ bị nhiễm bệnh, giảm năng suất, giảm hàm lượng chất khô, giảm khả năng bảo quản Theo Benkema và Vander Zaag (1979), khi bón lượng đạm quá cao ở khoai tây dễ xảy ra hiện tượng "sinh trưởng lần thứ 2" Do vậy, việc sử dụng đúng nhu cầu dinh dưỡng N là rất cần thiết trong kỹ thuật trồng khoai tây

Lân (P): Lân có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây khoai tây Lân

có vai trò kích thích bộ rễ phát triển ở thời kỳ đầu, làm tăng quá trình sinh trưởng thân lá, tăng số lượng củ và tăng năng suất, ngoài ra lân còn làm tăng khả năng chống rét, chống chịu bệnh, tăng khả năng bảo quản…thiếu lân cây sinh trưởng kém, phân cành kém, lá có màu xanh tối, củ thường có vết nâu loang Thông thường, lân được sử dụng để bón lót, lượng bón thích hợp là 30-120 kg P2O5/ha Khoai tây ưa dạng lân hoà tan, dễ tiêu

Kali (K): Khoai tây cần nhiều kali nhất, đặc biệt là vào thời kỳ hình thành và phát triển củ Kali có tác dụng làm tăng quá trình sinh trưởng, tăng khả năng quang hợp, tăng sự vận chuyển các chất về củ, tăng khả năng chống chịu bệnh, tăng năng suất và chất lượng củ Trong điều kiện bón kali không đầy đủ, cây phát triển không cân đối, rễ phát triển chậm, phân nhánh kém, củ nhỏ và khó bảo quản Lượng kali bón cho 1ha là 120-180 kg K2O

Canxi (Ca): Cây khoai tây trồng trong điều kiện đất chua (pH 4,8) sinh trưởng kém, củ nhỏ năng suất thấp, việc bổ sung canxi là rất cần thiết để trung hoà độ chua trong đất (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

- Các nguyên tố vi lượng

Magiê (Mg): Loại đất thịt nhẹ thường thiếu Mg Khi sử dụng lượng kali cao và đạm ở dạng NH+4 sẽ làm giảm khả năng hấp thụ Mg Thiếu Mg cây sinh trưởng phát triển kém, năng suất thấp

Kẽm (Zn): Khi thiếu kẽm lá gốc bị mất màu, lá non giảm kích thớc và xuất hiện các đốm hoại tử dẫn tới năng suất giảm

Lưu huỳnh (S): Khi thiếu lưu huỳnh, lá chuyển màu vàng từ phía đỉnh ngọn xuống các lá dưới, sẽ ảnh hưởng tới quang hợp của cây [3]

- Vai trò của phân hữu cơ đối với khoai tây:

Phân hữu cơ có vai trò rất quan trọng trong sản xuất khoai tây Muốn năng suất khoai tây cao, chất lượng tốt thì phải sử dụng phân hữu cơ vì phân hữu cơ cung cấp cân đối các nguyên tố đa lượng và trung lượng (N, P, K, Ca, Mg) cho khoai tây và đặc biệt là bổ sung đầy đủ các nguyên tố vi lượng quan trọng cần cho khoai tây Ngoài ra, phân hữu cơ còn tạo độ xốp trong đất, tăng khả năng giữ ẩm của đất, kích thích bộ rễ phát triển và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình thành và phát triển củ khoai tây Phân hữu cơ cần phải được ủ hoai mục trước khi bón cho khoai tây Lượng phân hữu cơ thường dùng cho vùng đồng bằng Bắc bộ ở mức 15-20 tấn/ha, tuy nhiên, trong sản xuất có thể không đủ phân hữu cơ để đầu tư cao như vậy, mặt khác đầu tư phân hữu cơ quá cao sẽ tốn nhiều công ủ và vận chuyển Vì vậy, nên dùng lượng phân hữu cơ vừa phải (10-15 tấn/ha), bổ sung thêm một số loại phân khoáng đa lượng khác (N, P, K) theo nhu cầu của khoai tây, vẫn đảm bảo cho năng suất, sản lượng cao, chất lượng tốt, v.v (Tạ Thu Cúc và ctv, 2000)

Theo Nguyễn Như Hà (2006), mặc dù khoai tây là cây trồng có hiệu quả sử dụng phân hữu cơ cao, nhưng hiệu lực của phân khoáng vẫn cao hơn

rõ rệt so với phân chuồng Do khoai tây có thời gian sinh trưởng không dài, lại trồng vào vụ có nhiệt độ thấp, nên khả năng huy động dinh dưỡng từ đất và phân hữu cơ bị hạn chế Vì vậy, cần phải bón hợp lý giữa phân chuồng và phân khoáng để tăng cường hiệu lực của phân bón

2.3 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới và Việt Nam

2.3.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới

Khoai tây được trồng rộng rãi ở 130 nước trên thế giới, từ 17 vĩ tuyến Bắc đến 40 vĩ tuyến Nam (Tạ Thu Cúc, 2001) Cây khoai tây là là cây trồng phổ biến thứ 4 về mặt sản lượng tươi xếp sau lúa, lúa mì và ngô Tuy nhiên do trình độ sản xuất, trình độ khoa học công nghệ và trình độ thâm canh rất khác nhau giữa các nước trồng khoai tây nên năng suất rất chênh lệch Qua bảng 2.1 ta thấy: diện tích, năng suất, sản lượng của thế giới và các châu lục ít thay đổi, năm 2007 diện tích toàn thế giới là 18,66 triệu ha, năng suất là 172,85 tạ/ha, sản lượng 322,6 triệu tấn Thì năm 2009 diện tích toàn thế giới là 18,65 triệu ha, năng suất là 176,7 tạ/ha, sản lượng 329,58 triệu tấn Châu Á có diện tích gieo trồng lớn nhất so với châu lục khác, chiếm 48,4% diện tích khoai tây của toàn thế giới Nhưng năng suất khoai tây châu Á thấp hơn so với năng suất bình quân của thế giới Châu Phi có diện tích đứng thứ 3 thế giới song là Châu lục có năng suất thấp nhất thế giới

Châu Âu là khu vực có diện tích trồng khoai tây đứng thứ 2 sau châu

Á Và có năng suất cao hơn năng suất bình quân của thế giới Châu Đại Dương là châu có diện tích trồng khoai tây ít nhất thế giới đạt nhưng lại là châu lục có năng suất cao nhất thế giới đạt 377,87 tạ/ha năm 2009 cao gấp 2,09 lần so với năng suất bình quân của thế giới

Nhìn chung năng suất khoai tây trên thế giới giữa các vùng và các nước

có chênh lệch đáng kể Một số nước có năng suất khoai tây năm 2009 cao như: Hoa Kỳ, Hà Lan, Thụy Sĩ, Bỉ… Một số nước có diện tích trồng khoai tây lớn là: Trung Quốc, Nga, Ấn Độ (Faostat., 8/2011) Như vậy cùng với sự phát triển của nền kinh tế thế giới thì nhu cầu sử dụng khoai tây trong công nghiệp ngày càng tăng vì vậy cây khoai tây luôn có vị trí quan trọng trong nền kinh tế thế giới

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất khoai tây trên thế giới giai đoạn 2007 - 2009

Diện tích( triệu ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (triệu tấn) Chỉ tiêu

Thế giới 18,66 18,13 18,65 172,85 180,72 176,7 322,6 327,68 329,58 Châu Âu 7,15 6,26 6,28 183,24 194,75 197,22 13,11 12,12 12,38 Châu á 8,23 8,65 9,03 158,72 167,08 161,76 130,64 144,53 146,01 Châu Mỹ 1,64 1,56 1,54 254,93 256,3 263,04 41,91 40,12 40,51 Châu Phi 1,59 1,61 1,77 108,76 120,02 99,83 17,27 19,33 17,63 Châu Đại Dương 0,45 0,5 0,44 369,67 377,87 376,57 1,65 1,88 1,67

(Nguồn: FAOSTAT., 2011)

2.3.2 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam

Khoai tây không phải là cây trồng bản địa ở Việt Nam mà được người Pháp đưa vào trồng từ năm 1890, đầu tiên ở một số vùng miền Bắc, là loại cây trồng có thời gian sinh trưởng ngắn, nhưng lại cho năng suất cao, sản phẩm dễ tiêu thụ (Trương Văn Hộ, 2005)

Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng khoai tây Việt Nam

Năm 2003, được sự giúp đỡ của Tổ chức Hợp tác kỹ thuật Cộng hoà Liên bang Đức, thông qua dự án “Thúc đẩy sản xuất khoai tây ở Việt Nam”,

nhiều giống khoai có chất lượng tốt, năng suất cao được khảo nghiệm và sản xuất tại Việt Nam Chúng ta đã từng bước chủ động được giống trong sản xuất Năng suất khoai tây tăng đáng kể, trung bình trên 15 tấn/ha, đặc biệt đã sản xuất được nhiều giống khoai tây chịu thâm canh, năng suất trung bình 20

- 25 tấn/ha (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2004)

Hiện nay, cây khoai tây vẫn là một trong những loại cây trồng chủ yếu trong vụ đông ở Đồng bằng sông Hồng và đang được coi là một trong những loại thực phẩm sạch, là loại hàng hoá được lưu thông rộng rãi (Nguyễn Văn Hải, 1997) Nhu cầu sử dụng khoai tây ngày càng lớn và đa dạng, thêm vào

đó là công nghệ chế biến phát triển, nhiều nhà máy chế biến khoai tây ra đời như An Lạc, Orion, Li Way Way, PEPSICO đòi hỏi sản lượng khoai tây phải đủ lớn, chất lượng cao và ổn định

2.4 Các nghiên cứu và sử dụng phân chậm tan trên thế giới và ở Việt Nam

Trong mấy thập kỷ qua, năng suất cây trồng không ngừng tăng lên, ngoài vai trò của giống mới có tác dụng quyết định của phân bón Giống mới cũng chỉ phát huy được tiềm năng của mình khi được bón đủ phân và bón phân hợp lý

Việc ra đời của phân hoá học đã làm cho năng suất cây trồng tăng nhanh Tuy nhiên sự ô nhiễm của phân hoá học càng nghiêm trọng trong những năm gần đây Nhiệm vụ của chúng ta là phải tạo nền nông nghiệp bền vững trong đó giảm đến mức tối đa việc mất dinh dưỡng để không làm ô nhiễm môi sinh, ngăn chặn việc thải nitrat vào nguồn nước uống, hạn chế thải các hợp chất ôxyt nitơ bắt nguồn từ quá trình khử đạm trong nông nghiệp làm tàn phá tầng ôzôn ( Nguyễn Ngọc Nông, 2008)

Các loại phân hóa học hiện nay nông dân sử dụng trong canh tác như Urê, DAP, KCl… đều tan nhanh trong đất, nước Khi bón các loại phân này,

phân bị rửa trôi, bốc hơi nhanh nên cây trồng không hấp thu trọn vẹn và không đáp ứng đầy đủ nhu cầu sinh lý cây trồng Lượng phân bón tổn hao ấy không những lãng phí về kinh tế mà còn gây ô nhiễm môi sinh và thay đổi

cơ lý đất canh tác Vì vậy việc tăng hiệu suất sử dụng phân bón bằng việc sử dụng phân chậm tan được coi là một giải pháp hạn chế sự hao tổn phân bón

Nguyên tắc chế tạo phân chậm tan là sử dụng chất phụ gia có khả năng giữ phân lâu hơn, cho phân tan từ từ, vừa đủ cho cây hút, vừa có đủ dinh dưỡng mà không bị ngộ độc

Trước đây Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã có thí nghiệm trộn phân đạm với đất sét, vo viên để bón Dùng 1 viên phân có trọng lượng khoảng 4-5g dúi sâu vào giữa 4 bụi lúa có kết quả tốt hơn cũng lượng phân như vậy nhưng bón rải trên mặt ruộng Viện lúa Quốc tế (IRRI) đã sản xuất phân bọc lưu huỳnh hay trộn phân với bột cây xoan Ấn Độ (neem) làm thành viên để bón cho lúa có hiệu quả tốt hơn bón phân rải trên mặt ruộng Bón phân vãi nhưng vùi sâu vào đất cũng có tác dụng tốt hơn phương pháp bón rải Đó là các cơ sở khoa học vừa khoa học vừa thực tiễn khuyến khích các nhà kỹ nghệ sản xuất phân chậm tan ngày càng nhiều [24]

Hiện nay người ta cũng sử dụng chất phụ gia để làm "áo" cho phân chậm tan, để giữ cho độ ẩm của hạt phân ở trạng thái khô ráo trong quá trình bảo quản Khi bón vào ruộng, phân hút nước từ từ và nhả phân cũng

từ từ [24]

Tuy nhiên do chưa được khuyến cáo cụ thể, người sản xuất cho rằng phân nào cũng như nhau, nên phương cách áp dụng cũng được thực hiện như nhau Ở những vùng đất rộng, người thưa nông dân có tập quán bón rải phân trên mặt đất chờ mưa, khi phân tan vào đất cây mới có điều kiện hút được phân Phương pháp bón như vậy, nếu là phân tan nhanh, khi có sương, phân hút ẩm, rồi tan dần vào đất Phân cũng sẽ bị mất do bay hơi Nhưng nếu là

phân chậm tan thì phân vẫn nằm phơi nắng trên mặt đất, khi mưa xuống, phân vẫn chưa tan hết Trường hợp này nông dân cho là phân giả Nếu không nhận biết được cách sử dụng phân chậm tan, thì hiệu quả sử dụng sẽ thấp hơn phân tan nhanh Nguyên tắc bón phân có hiệu quả cao kể cả các loại phân tan nhanh, phân chậm tan, phân hữu cơ, phân xanh là phải vùi sâu vào đất và phải có đủ ẩm để phân tan và ngấm vào đất cho cây hút Ưu điểm chính của phân tan chậm là phân được giải phóng từ từ nên lúc nào cây cũng

có đủ phân Mỗi năm chỉ bón phân cho cây 1 đến 2 lần Nhờ vậy giảm thiểu công lao động, giảm chi phí đầu tư cho người sản xuất, cây trồng ít bị sâu bệnh nên giảm số lần phun thuốc trừ sâu bệnh, làm môi trường được trong sạch hơn Ngày nay người ta đã sử dụng phân chậm tan dưới dạng viên dúi vào gốc các loại hoa và cây cảnh, mỗi năm chỉ bón 1-2 lần rồi tưới nước là

đủ Người ta đã sản xuất phân dạng viên phấn hay viên đá cuội bón cho cây công nghiệp lâu năm như cọ dầu, cây ăn quả, cây trồng trong công viên làm cho cây sinh trưởng khá ổn định Đối với cây công nghiệp như cà phê, cao

su, chè trồng ở miền Nam, nơi quanh năm có mùa khô 5-6 tháng thì chiến lược sử dụng phân là dùng phân tan nhanh bón cho mùa khô còn phân chậm tan bón vào mùa mưa Lúa và các cây ruộng nước bón phân chậm tan sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất rõ rệt do vừa tiết kiệm phân vừa lợi công lao động [24]

Nhiều năm qua những nghiên cứu về hiệu suất sử dụng phân đạm đối với nhiều loại cây trồng trên nhiều vùng sinh thái đều cho thấy cây trồng chỉ sử dụng được chừng 35-40% phân đạm được bón vào, số còn lại bị bay mất dưới dạng khí và mất do xói mòn rửa trôi, gây thiệt hại về cả kinh tế lẫn môi trường…

(Nguồn: Vitico.com.vn) Nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân đạm, ngành công nghiệp hoá chất đã cố gắng trong việc sản xuất các loại phân phân giải chậm từ các loại phân truyền thống như chúng ta biết ở trên Các sản phẩm đã được tạo ra như: u-rê bọc lưu huỳnh, u-rê formaldehyde, u-rê viên to, u-rê bọc dầu neem, u-rê bọc sét bentonite v.v [ 25]

Phân viên nén là một biện pháp canh tác mới, đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là tiến bộ kỹ thuật theo Quyết định

số 1046 QĐ/BNN - KHCN ngày 11/5 /2005 Phân viên nén được ứng dụng thành công trong sản xuất nông nghiệp của nhiều địa phương Năm 2009, tại

Ân Thi và Phù Cừ - Hưng Yên, việc sử dụng phân viên nén đã giúp tiết kiệm

50% lượng phân bón cho cây lúa, cây lúa có chiều cao cao hơn, lá đậm hơn, cây cứng hơn, năng suất cao hơn và tiết kiệm được từ 80 - 100.000 đồng/sào

so với bón vãi thông thường Theo Đỗ Hữu Quyết, việc sử dụng phân viên nén bón cho ngô trong vụ mùa 2008 tại Quảng Uyên - Cao Bằng, đã tiết kiệm được 90 kg N/ha so với phương pháp bón thông thường, cây sinh trưởng khỏe, thây cây dài, lá xanh tới tận lúc thu hoạch, năng suất ruộng ngô được bón phân viên nén cao hơn so với đối chứng 20-25%

Hiện nay có nhiều loại phân chậm tan đã và đang được nghiên cứu và đưa vào sử dụng trên một số đối tượng cây trồng như: phân viên nén Ure, NK, NPK của Nguyễn Tất Cảnh [2], phân chậm tan bằng phương pháp Zeolit hấp thụ từ vỏ trấu của Trần Thế Viên [26]; Tập đoàn hoá chất nông nghiệp

Mitsubishi Chemical Agri Inc (MAI) của Nhật sau nhiều năm nghiên cứu đã

sản xuất hai loại phân tan chậm, loại một là sản phẩm dựa trên phản ứng dung

dịch tan chậm urea-aldehyde (slow soluble urea- aldehyde reaction): như

IBDU, Ureaform, CDU, loại hai là phân bọc bằng polyme: phân bọc lưu huỳnh, phân u-rê bọc polyme (EM-COTE); phân Delta-Coated [27]; hay phân woodace, Nurseryace hay IB-S1 dùng cho cây ăn trái và hoa màu

2.5 Tình hình nghiên cứu và sử dụng phân hữu cơ trên thế giới và ở Việt Nam

2.5.1 Những nghiên cứu chung về phân hữu cơ trên thế giới

Phân hữu cơ là các loại chất hữu cơ khi vùi vào đất sau khi phân giải

có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây Phân hữu cơ không những

có tác dụng cải tạo đất nhờ lượng mùn cao mà còn là nguồn cung cấp chất khoáng Thành phần, tính chất của các loại phân hữu cơ cho nên nhiều tài liệu nước ngoài gọi chung một tên là chất cải tạo đất hữu cơ (Organic amendment) Theo tài liệu của FAO (2001) nguồn phân hữu cơ cung cấp lượng đạm và một lượng nhỏ phân lân có thể hoà tan được Nước thải từ trâu

bò cũng là nguồn cung cấp đạm được nhắc đến trong thành phần phân hữu

cơ Kết quả phân tích đất trong 11 năm trồng cây ăn quả có sử dụng phân hữu cơ thì hàm lượng chất hữu cơ trong đất tăng từ 1- 9% Khả năng trao đổi cation (CEC) tăng từ 6,66 – 24,78 Đạm dễ tiêu tăng từ 46 kg/ha lên 123 kg/ha Đồng thời số lượng sâu bệnh ít xuất hiện và mức độ thiệt hại hầu như không đáng kể Trong khi đó đạm là nguồn dinh dưỡng hoà tan thiết yếu đối với sự hình thành lá mới và sinh trưởng của cây, còn sự thiếu vắng photpho trong quả hầu như chưa có thông tin nào đề cập

2.5.2 Tình hình nghiên cứu về phân hữu cơ ở Việt Nam

Kết quả nghiên cứu của Bùi Quang Xuân (1999) về ảnh hưởng của phân bón đến năng suất và tích luỹ NO3- trong một số loại rau đã chỉ ra mối quan hệ giữa phân hữu cơ và vô cơ với năng suất và hàm lượng NO3- trong rau Cụ thể trên một số loại rau như sau: Đối với cà chua nếu chỉ bón phân đạm và lân mà không bón phân chuồng và kali thì cây rất thấp, ít hoa quả, quả nhỏ rõ rệt Trong nền phân N, P, K bón thêm phân chuồng làm tăng lượng nhỏ hàm lượng NO3- trong bắp cải Tuy nhiên khi bón quá nhiều phân chuồng hàm lượng NO3- tăng khá mạnh đồng thời giảm rõ rệt hiệu suất phân chuồng Liều lượng phân chuồng thích hợp với năng suất và hàm lượng NO3-trong bắp cải là 15 tấn/ha đồng thời cũng phù hợp với điều kiện của người nông dân [22]

Bón bổ sung phân hữu cơ sinh học trên nền phân vô cơ ở liều lượng xác định có tác dụng gia tăng hàm lượng đạm tổng số và hàm lượng hữu cơ trong đất, tăng trọng lượng cây, năng suất và hiệu quả kinh tế Trong nghiên cứu về ảnh hưởng của phân hữu cơ chế biến từ rác thải sinh hoạt đến sinh trưởng phát triển và năng suất cà chua Đông Xuân 2004 - 2005 của nhóm nghiên cứu trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội đưa ra kết quả rằng bón phân hữu cơ thể hiện tính ưu việt hơn hẳn so với bón phân vô cơ Cây sinh

trưởng phát triển tốt hơn, thời gian ra hoa sớm hơn từ 2 - 3 ngày, tăng khả năng chống chịu sâu bệnh, cho năng suất cao hơn [23]

2.5.2.1 Các loại phân hữu cơ:

2.5.2.1.1 Phân chuồng

Phân chuồng là hỗn hợp phân và nước giải do gia súc bài tiết cùng với chất độn chuồng và thức ăn thừa của gia súc Do phân chuồng được tạo thành từ nhiều thành phần có đặc điểm khác nhau nên các loại phân chuồng cũng rất khác nhau về thành phần và tỷ lệ các chất dinh dưỡng có chứa trong phân Đây là loại phân được sử dụng nhiều cho sản xuất nông nghiệp vì chúng có đầy đủ tác dụng của phân hữu cơ Phân chuồng tốt thường có các thành phần dinh dưỡng như ở bảng sau:

Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của một số loại phân chuồng

nhưng nó có tác dụng lớn trong việc cải tạo tính chất lý hoá, sinh tính đất và

là nguồn cung cấp mùn cho đất Việc sử dụng phân chuồng tốt là một biện pháp để nâng cao hiệu quả xử lý nguồn phế thải gây ô nhiễm môi trường từ chăn nuôi

2.5.2.1.2 Phân rác

Là loại phân hữu cơ được chế biến từ rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, chất thải từ rau quả sinh hoạt được ủ với một số phân men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi cho đến khi hoai mục

Phân rác có thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những giới hạn rất lớn tuỳ thuộc vào bản chất và thành phần của rác

2.5.2.1.3 Phân xanh :

Phân xanh là loại phân hữu cơ, sử dụng các loại bộ phận trên mặt đất của cây Phân xanh thường được sử dụng tươi, không qua quá trình ủ Vì vậy, phân xanh chỉ phát huy hiệu quả sau khi được phân huỷ Cho nên người ta thường dùng phân xanh để bón lót cho cây hàng năm hoặc dùng để “ép xanh” (tủ gốc) cho cây lâu năm Tuy vậy, ở một số địa phương vùng Trung Bộ, phân xanh được chặt nhỏ và bón cho ruộng lúa, người ta gọi là “bón bổi”

2.5.2.1.4 Phân vi sinh vật:

Đó là những chế phẩm trong đó có chứa các loài vi sinh vật có ích

Có nhiều nhóm vi sinh vật có ích bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn được sử dụng để làm phân bón Trong số đó quan trọng là các nhóm vi sinh vật cố định đạm, hoà tan lân, phân giải chất hữu cơ, kích thích sinh trưởng cây trồng, v.v

Phân vi sinh vật cố định đạm Có nhiều loài vi sinh vật có khả năng

cố định N từ không khí Đáng chú ý có các loài: tảo lam (Cyanobacterium),

vi khuẩn Azotobacter, Bradyrhizobium, Rhyzobium; xạ khuẩn Actinomyces, Klebsiella

Vi sinh vật hoà tan lân Cây chỉ có thể hút được lân từ đất dưới dạng

hoà tan trong dung dịch đất Vì vậy, cây chỉ có thể hút được lân ở dạng dễ

tiêu trong đất Lân ở dạng khó tan trong đất cây không hút được Vì vậy, có

nhiều loại đất như đất đỏ bazan, đất đen, v.v hàm lượng lân trong đất khá

cao, nhưng cây không hút được vì lân ở dưới dạng khó hoà tan

Vi sinh vật kích thích tăng trưởng cây Gồm một nhóm nhiều loài vi

sinh vật khác nhau, trong đó có vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn, v.v Nhóm này

được các nhà khoa học phân lập ra từ tập đoàn vi sinh vật đất

Người ta sử dụng những chế phẩm gồm tập đoàn vi sinh vật được

chọn lọc để phun lên cây hoặc bón vào đất làm cho cây sinh trưởng và phát

triển tốt, ít sâu bệnh, tăng năng suất Chế phẩm này còn làm tăng khả năng

nảy mầm của hạt, tăng trọng lượng hạt, thúc đẩy bộ rễ cây phát triển mạnh

Như vậy, chế phẩm này có tác động tương đối tổng hợp lên cây trồng

2.5.2.1.5 Các loại phân hữu cơ khác:

Có nhiều dạng chất hữu cơ, nhiều hỗn hợp các chất hữu cơ khác

nhau, nhiều hỗn hợp chất hữu cơ và các chất vô cơ được sử dụng làm phân

bón cho cây trồng

Dưới đây xin nêu một số loại phân thường gặp trong sản xuất ở nước

ta: phân than bùn, phân tro, phân dơi (nguồn: www.cuctrongtrot.org.vn)

2.6 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng công nghệ EM trên thế giới và ở

Việt Nam

2.6.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM trên thế giới

Giáo sư Teruo Higa, trường Đại học Tổng hợp Ryukysu, Okinawa của

Nhật Bản đã nghiên cứu và phát minh ra công nghệ vi sinh vật hữu hiệu

(EM) vào những năm 70 của thế kỷ 20 T Higa đã nghiên cứu phân lập, nuôi

cấy, trộn lẫn 5 nhóm vi sinh vật có ích là vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn

lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi được tìm thấy trong tự nhiên tạo ra chế

phẩm Effective Microorganisms (EM) Công nghệ EM dần trở nên nổi tiếng

và có ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước

Chế phẩm EM ra đời, nhanh chóng được tiếp thu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực ở hơn 80 quốc gia trên thế giới Các tổ chức nghiên cứu công

nghệ EM gọi tắt EMRO (Effective Microorganisms Research Organization)

được hình thành ở nhiều nước trên thế giới và có quan hệ chặt chẽ với EMRO ở Nhật Bản

Các nghiên cứu, áp dụng công nghệ EM đạt được kết quả một cách rộng rãi trong lĩnh vực xử lý môi trường, chế biến thức ăn chăn nuôi, chế biến phân bón vi sinh cho cây trồng Qua các báo cáo khoa học tại các Hội nghị Quốc tế

về công nghệ EM cho thấy công nghệ EM có thể gia tăng cân bằng sinh quyển, tính đa dạng của đất nông nghiệp, tăng chất lượng đất, khả năng sinh trưởng, chất lượng sản phẩm nông nghiệp Nhiều nhà máy, xưởng sản xuất EM đã được xây dựng ở nhiều nước trên thế giới và đã sản xuất được hàng ngàn tấn EM mỗi năm như: Trung Quốc, Thái Lan (hơn 1000 tấn/năm), Myanmar, Nhật Bản, Brazil (khoảng 1.200 tấn/năm), Srilanca, Nepal, Indonesia (khoảng 50 - 60 tấn/năm) (Nguyễn Quang Thạch và ctv, 2001)

Công nghệ EM được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau: trong trồng trọt, trong chăn nuôi và trong bảo vệ môi trường [34]

2.6.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ EM ở Việt Nam

Nhận thức được vai trò của phân bón vi sinh vật từ những năm đầu của thập kỷ 80 nhà nước ta đã triển khai hàng loạt các đề tài nghiên cứu thuộc chương trình công nghệ sinh học phục vụ nông nghiệp giai đoạn 1986

- 1990 và chương trình công nghệ sinh học các năm 1991-1995, 1996-1998 (Phạm Văn Toản, 2002)

Năm 1997, một số cơ quan nghiên cứu như: Viện Bảo vệ thực vật, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Đại học Quốc gia Hà Nội và một số tỉnh

Thái Bình, Hà Nội, v.v đã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm bước đầu thăm dò chế phẩm EM trên một số lĩnh vực trồng trọt, bảo vệ thực vật, vệ sinh môi trường Kết quả ban đầu cho thấy, sử dụng công nghệ EM có hiệu quả tích cực

Như đề tài về "Nghiên cứu thử nghiệm và tiếp thu công nghệ EM trong các lĩnh vực nông nghiệp và vệ sinh môi trường" từ năm 1998 - 2000,

do GS.TS Nguyễn Quang Thạch làm chủ nhiệm đề tài Đề tài đã đánh giá độ

an toàn của chế phẩm EM, xác định thành phần biến động số lượng và đặc tính của chế phẩm EM, hiệu quả của EM trong xử lý rác thải và vệ sinh môi trường, trong trồng trọt, trong chăn nuôi Từ đó đến nay đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ EM ở nhiều Viện, Trung tâm và ở các tỉnh nhất là trong lĩnh vực môi trường

Năm 2003, Phạm Văn Toản, Phạm Bích Hiên, Viện khoa học Nông

nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu tuyển chọn một số chủng Azotobacter đa hoạt

tính sinh học sử dụng cho sản xuất phân bón vi sinh vật chức năng Và tiếp đến năm 2005, đề tài về “Nghiên cứu công nghệ sản xuất phân bón vi sinh vật đa chủng, phân bón chức năng phục vụ chăm sóc cây trồng cho một số vùng sinh thái” đã được thực và đem lại nhiều kết quả (Phạm Văn Toản và ctv,

2005) Hiện nay công nghệ EM đã được chuyển giao rộng rãi cho các tỉnh,

thành phố Chế phẩm EM ngày càng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực góp tạo nền nông nghiệp bền vững và thân thiện với môi trường

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm và thời gian

- Địa điểm thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí trên đồng ruộng xã

Yên Mỹ, huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang, trí trên đất cát pha, thành phần

cơ giới nhẹ, đất luân canh 2 lúa 1 màu

- Thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 10/2010 đến tháng 2/2011 3.2 Vật liệu, đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

- Giống khoai tây Solara

Nguồn gốc: Nhập nội từ Đức Giống đã được công nhận chính thức

năm 2006

Đặc điểm: Thời gian sinh trưởng 90-95 ngày (vụ đông) Thân đứng,

tán gọn, củ nhiều (8-10 củ/cây) Dạng củ hình ovan, mắt củ rất nông, vỏ củ màu vàng, ruột củ màu vàng Chất lượng ăn tươi rất ngon, độ bở trung bình Năng suất từ 200-240 tạ/ha, thâm canh đạt 300 tạ/ha Ít nhiễm bệnh mốc sương và virút, nhưng khá nhạy cảm với bệnh héo xanh

- Vật liệu nghiên cứu

- Phân chậm tan PV1 và PV2 là phân viên nén NPK do bộ môn canh tác trường Đại học nông nghiệp Hà Nội cung cấp được phối trộn theo tỷ lệ N:P:K làc 1:1,2:1.(phân viên nén PV1, PV2 có tỷ lệ 25% đạm, 47% lân, 23% kali, 5% chất phụ gia)

Phân viên nén PV1: là NPK nén,

Phân viên nén PV2: NPK nén + vỏ bọc Polyme

- Một số nguồn chất thải hữư cơ: phân gà, rơm rạ và rác thải sinh hoạt (vỏ hoa quả, rau, bèo tây, lá cây…) tất cả rơm rạ và rác thải hữu cơ được ủ với EMINA thứ cấp theo tỷ lệ : 1lít EMINA thứ cấp pha với 100 lít nước và sau đó dùng ô roa tưới đủ ẩm lượng chất thải hữu cơ nói trên

- Chế phẩm EMINA thứ cấp (EM) do sở khoa học và công nghệ Bắc