nghiên cứu biện pháp nâng cao khả năng tích lũy chất hữu cơ trong đất trồng chè ở phú hộ, tỉnh phú thọ

NGHIÊNăC UăBI NăPHÁPăNÂNGăCAOăKH ăN NGă ăPHÚăH ,ăT NHăPHÚăTH LU N ÁN TI NăS ăKHOAăH CăMỌIăTR NG HÀ N I - 2014... t tr ng chè vƠ nguyên nhơn gơy suy thoái đ t tr ng chè trên th gi i ...

NGHIÊNăC UăBI NăPHÁPăNÂNGăCAOăKH ăN NGă

ăPHÚăH ,ăT NHăPHÚăTH

LU N ÁN TI NăS ăKHOAăH CăMỌIăTR NG

HÀ N I - 2014

I H C QU C GIA HÀ N I

- -

TR N TH TUY T THU

NGHIÊNăC UăBI NăPHÁP NÂNGăCAOăKH ăN NGă

ăPHÚăH ,ăT NHăPHÚăTH

Chuyên ngành: Môi tr ng đ t vƠ n c

LU N ÁN TI NăS ăKHOAăH CăMỌIăTR NG

Ng i h ng d n khoa h c: PGS.TS Nguy n Xuơn C

HÀ N I - 2014

L IăCAMă OAN

Tôi xin cam đoan toƠn b k t qu trong lu n án này là công trình nghiên c u c a riêng tôi, các s li u nghiên c u đ c trình bày m t cách chính xác và trung th c Toàn b s li u và

k t qu nghiên c u trình bày trong lu n án là do tôi tr c ti p

L I C Mă N

hoàn thƠnh đ c lu n án này, tôi xin bày t lòng bi t n sơu s c t i PGS.TS Nguy n Xuân C - ng i th y đư t n tình tâm huy t, ch đ ng d n l i và đóng góp nh ng ý ki n quỦ báu cho tôi có đ c đ nh h ng trong nghiên c u khoa

h c đ hoàn thành k t qu nghiên c u

Xin c m n các th y cô giáo trong Khoa Môi tr ng, Tr ng i h c Khoa

h c T nhiên, i h c Qu c gia Hà N i (n i tôi đang h c t p và làm vi c) đư truy n cho tôi ki n th c, lòng yêu ngh và ni m đam mê nghiên c u khoa h c Bên c nh

đó, luôn giúp đ đ tôi v t qua khó kh n, hoƠn thƠnh nghiên c u này

Xin trân tr ng c m n Trung tâm Nghiên c u và Phát tri n Chè, Vi n Khoa

h c K Thu t Nông lâm nghi p mi n núi phía B c, TS Nguy n V n ToƠn, TS Nguy n Th Ng c Bình vƠ TS ng V n Th cùng các cán b c a Vi n đư nhi t tình giúp đ và t o m i thu n l i đ tôi th c hi n nghiên c u trên th c đ a t i Vi n

Xin trân tr ng c m n Vi n Th nh ng Nông hóa, B môn Vi sinh v t đ t

đư giúp đ và t o đi u ki n đ tôi th c hi n các thí nghi m nhƠ l i

C m n các b n bè, đ ng nghi p cùng các sinh viên đư đ ng viên và h tr tôi r t nhi u đ có đ c các k t qu trong nghiên c u này

Cu i cùng tôi đ c bi t c m n nh ng ng i thơn trong gia đình đư ng h và

t o m i đi u ki n thu n l i cho tôi trong cu c s ng đ hoàn thành lu n án

Hà N i, tháng 6 n m 2014

Nghiên c u sinh

Tr n Th Tuy t Thu

M C L C

L I CAM OAN iii

L I C M N iv

M C L C 1

DANH M C T VI T T T 5

DANH M C B NG 6

DANH M C HÌNH 8

M U 10

1 Tính c p thi t c a lu n án 10

2 M c đích nghiên c u c a lu n án 11

3 ụ ngh a khoa h c và th c ti n c a lu n án 12

4 Nh ng đóng góp m i c a lu n án 12

CH NG 1 T NG QUAN TÀI LI U 13

1.1 T ng quan v cây chè 13

1.1.1 Ngu n g c, phân b và vai trò c a cây chè 13

1.1.2 c đi m hình thái và sinh thái c a cây chè 14

1.1.3 c đi m c a đ t tr ng chè 16

1.1.4 Thành ph n hóa h c c a chè 19

1.2 Tình hình s n xu t, tiêu th chè trên th gi i và Vi t Nam 22

1.2.1 Tình hình s n xu t, tiêu th chè trên th gi i 22

1.2.2 Tình hình s n xu t, tiêu th chè Vi t Nam 24

1.3 t tr ng chè vƠ nguyên nhơn gơy suy thoái đ t tr ng chè trên th gi i và Vi t Nam 25

1.3.1 t tr ng chè vƠ nguyên nhơn gơy suy thoái đ t tr ng chè trên th gi i 25

1.3.2 t tr ng chè vƠ các quá trình gơy suy thoái đ t tr ng chè Vi t Nam 28

1.4 Ch t h u c vƠ quá trình chuy n hóa chúng trong đ t 33

1.4.1 Khái ni m và vai trò c a ch t h u c trong đ t 33

1.4.2 Thành ph n ch t h u c c a đ t 35

1.4.3 Quá trình chuy n hóa ch t h u c vƠ t ng h p ch t mùn trong đ t 38

1.4.4 Bi n pháp qu n lý ch t h u c trong đ t trên th gi i và Vi t Nam 45

1.5 M t s đ c đi m c a khu v c nghiên c u 54

1.5.1 c đi m t nhiên t nh Phú Th 54

1.5.2 c đi m kinh t xã h i t nh Phú Th 55

1.5.3 Tình hình s n xu t chè t i t nh Phú Th 56

1.5.4 Ti m n ng ngu n cung c p v t li u h u c cho đ t tr ng chè Phú Th 57

CH NG 2 I T NG, N I DUNG VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 58 2.1 i t ng và ph m vi nghiên c u 58

2.2 N i dung nghiên c u 61

2.3 Ph ng pháp nghiên c u 61

2.3.1 Ph ng pháp thu th p, x lý tài li u th c p 61

2.3.2 Ph ng pháp đi u tra th c đ a và l y m u nghiên c u 62

2.3.3 V t li u vƠ ph ng pháp b trí thí nghi m 63

2.3.4 Ph ng pháp phơn tích trong phòng thí nghi m 71

2.3.5 Ph ng pháp x lý s li u 73

CH NG 3 K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N 74

3.1 M t s tính ch t c a đ t tr ng chè và chè Phú H 74

3.1.1 M t s tính ch t c a đ t tr ng chè Phú H 74

3.1.2 Thành các nguyên t khoáng trong chè Phú H 82

3.2 nh h ng c a vi c b sung v t li u h u c đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 83

3.2.1 nh h ng c a bón phân h u c vi sinh đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 1 83

3.2.2 nh h ng c a vùi l c d i đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m

nhƠ l i 2 86

3.2.3 nh h ng c a che t l c d i đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 3 88

3.2.4 nh h ng c a vùi t gu t đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 4 90

3.2.5 nh h ng c a che t t gu t đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 5 92

3.2.6 So sánh hi u qu c a các bi n pháp s d ng v t li u h u c khác nhau đ n tích l y ch t h u c trong đ t thí nghi m nhƠ l i 93

3.3 nh h ng c a m t s bi n pháp s d ng v t li u h u c đ n tích l y ch t h u c trong đ t các thí nghi m đ ng ru ng 97

3.3.1 nh h ng c a che t t gu t đ n tích l y ch t h u c vƠ tính ch t đ t thí nghi m đ ng ru ng 1 97

3.3.2 nh h ng c a che t cƠnh lá chè đ n và các ch ph m vi sinh đ n tích l y ch t h u c vƠ tính ch t đ t thí nghi m đ ng ru ng 2 110

3.3.3 nh h ng c a vùi l c d i k t h p v i t i phun đ n tích l y ch t h u c vƠ tính ch t đ t thí nghi m đ ng ru ng 3 125

3.4 xu t bi n pháp nâng cao kh n ng tích l y ch t h u c trong đ t tr ng chè Phú H , t nh Phú Th 135

K T LU N VÀ KI N NGH 138

K T LU N 138

KI N NGH 139

DANH M C CÁC CỌNG TRỊNH Ã C CÔNG B C A TÁC GI CÓ LIÊN QUAN N LU N ÁN 140

TÀI LI U THAM KH O 141

PH L C 152

Ph l c 1 M t s đ c đi m c a v t li u h u c dùng trong nghiên c u 152

Ph l c 2 Tính ch t c b n c a đ t tr ng chè Phú H 155

Ph l c 3 chua vƠ đ m c a đ t trong thí nghi m nhƠ l i 157

Ph l c 4 Thang và tiêu chu n đánh giá ch t l ng đ t, chè, phân bón 159

Ph l c 5 M t s hình nh trong quá trình nghiên c u 163

Ph l c 6 K t qu x lý th ng kê thí nghi m nhƠ l i vƠ đ ng ru ng 165

QCVN Quy chu n Vi t Nam

DANH M C B NG

B ng 1.1 Thành ph n các ch t trong búp chè 19

B ng 1.2 HƠm l ng m t s nguyên t hóa h c trong lá chè 21

B ng 1.3 S n l ng chè c a m t s n c trên th gi i 23

B ng 1.4 Thành ph n hóa h c trong các tƠn d th c v t 35

B ng 1.5 Thành ph n m t s nguyên t c b n c a axit mùn theo Kononova 37

B ng 1.6 Kh n ng phơn h y và th i gian t n t i c a m t s ch t h u c 39

B ng 2.1 Di n bi n m t s y u t th i ti t và khí h u t i Phú H , Phú Th 60

B ng 2.2 Ký hi u thông tin v m u búp chè nghiên c u Phú H 63

B ng 2.3 M t s tính ch t c a đ t s d ng trong thí nghi m nhƠ l i 65

B ng 2.4 Các công th c thí nghi m bón phân h u c vi sinh nhƠ l i 66

B ng 2.5 Các công th c thí nghi m vùi l c d i thí nghi m nhƠ l i 66

B ng 2.6 Các công th c thí nghi m che t l c d i thí nghi m nhƠ l i 67

B ng 2.7 Các công th c thí nghi m vùi t gu t thí nghi m nhƠ l i 67

B ng 2.8 Các công th c thí nghi m che t t gu t thí nghi m nhƠ l i 68

B ng 2.9 Tính ch t c a đ t tr c thí nghi m che t t gu t đ i Gò M i 69

B ng 2.10 Các công th c thí nghi m đ ng ru ng che t t gu t 69

B ng 2.11 Tính ch t đ t tr c thí nghi m che t CLC đ i gò H i ng 69

B ng 2.12 Các công th c thí nghi m đ ng ru ng che t CLC 70

B ng 2.13 Tính ch t c a đ t thí nghi m tr ng và vùi l c d i Gò D c 71

B ng 2.14 Công th c thí nghi m đ ng ru ng vùi l c d i 71

B ng 3.1 Thành ph n c p h t c a đ t tr ng chè Phú H 74

B ng 3.2 M t s tính ch t c a đ t tr ng chè Phú H 76

B ng 3.3 HƠm l ng m t s nguyên t trung vƠ vi l ng trong đ t tr ng chè Phú H 80

B ng 3.4 M t s đ c đi m sinh h c c a đ t tr ng chè Phú H 81

B ng 3.5 Thành ph n ch t khoáng trong chè Phú H 82

B ng 3.6 HƠm l ng ch t h u c trong đ t bón phân h u c vi sinh 83

B ng 3.7 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c vùi l c d i 86

B ng 3.8 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c t l c d i 88

B ng 3.9 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c vùi t gu t 90

B ng 3.10 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c t t gu t 92

B ng 3.11 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c che t t gu t thí nghi m đ ng ru ng 1 98

B ng 3.12 HƠm l ng axit humic vƠ axit fulvic trong đ t đ c che t t gu t thí nghi m đ ng ru ng 1 101

B ng 3.13 M t s tính ch t lý hóa c a đ t đ c che t t gu t trong thí nghi m đ ng ru ng 1 105

B ng 3.14 nh h ng c a che t t gu t đ n vi sinh v t đ t 109

B ng 3.15 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c che t cƠnh lá chè đ n và các ch ph m vi sinh thí nghi m đ ng ru ng 2 110

B ng 3.16 HƠm l ng axit humic và fulvic trong đ t đ c che t cƠnh lá chè đ n và các ch ph m vi sinh thí nghi m đ ng ru ng 2 114

B ng 3.17 M t s tính ch t lý hóa c a đ t đ c che t cƠnh lá chè đ n có b sung ch ph m vi sinh TN R-2 118

B ng 3.18 nh h ng c a che t cƠnh lá chè đ n đ n vi sinh v t đ t 124

B ng 3.19 HƠm l ng ch t h u c trong đ t đ c vùi l c d i k t h p v i t i phun thí nghi m đ ng ru ng 3 125

B ng 3.20 HƠm l ng axit mùn trong đ t đ c vùi l c d i k t h p v i t i phun thí nghi m đ ng ru ng 3 127

B ng 3.21 Tính ch t hóa h c c a đ t đ c vùi l c d i k t h p v i t i phun 129

B ng 3.22 nh h ng c a vùi l c d i k t h p v i t i phun đ n vi sinh v t đ t 134

DANH M C HÌNH

Hình 1.1 S đ c u trúc c a axit humic theo Stevenson 37

Hình 1.2 S đ con đ ng hình thành ch t mùn trong đ t 40

Hình 2.1 Khu v c nghiên c u Phú H , t nh Phú Th 58

Hình 2.2 V trí l y các m u đ t nghiên c u 62

Hình 3.1 Hàm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a bón phân h u c vi sinh 84

Hình 3.2 HƠm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a vùi l c d i 87

Hình 3.3 HƠm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a t l c d i 89

Hình 3.4 HƠm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a vùi t gu t 91

Hình 3.5 HƠm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a t t gu t 92

Hình 3.6 nh h ng c a bi n pháp vùi và t l c d i đ n tích l y ch t h u c trong đ t sau 18 tháng thí nghi m 94

Hình 3.7 nh h ng c a bi n pháp vùi và t t gu t đ n tích l y ch t h u c trong đ t sau 18 tháng thí nghi m 95

Hình 3.8 So sánh nh h ng c a vùi lo i v t li u h u c 96

đ n tích l y ch t h u c c a đ t 96

Hình 3.9 HƠm l ng ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a che t t gu t thí nghi m đ ng ru ng 1 98

Hình 3.10 HƠm l ng axit humic trong đ t d i nh h ng c a che t t gu t thí nghi m đ ng ru ng 1 102

Hình 3.11 HƠm l ng axit fulvic trong đ t d i nh h ng c a che t t gu t thí nghi m đ ng ru ng 1 103

Hình 3.12 nh h ng c a che t t gu t đ n đ m đ t 105

Hình 3.13 nh h ng c a che t t gu t đ n dung tr ng đ t 106

Hình 3.14 nh h ng c a che t t gu t đ n pHKCl 107

Hình 3.15 S bi n đ ng c a ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a che t cành

lá chè đ n có b sung thêm ch ph m vi sinh thí nghi m đ ng ru ng 2 112

Hình 3.16 S bi n đ ng c a axit humic trong đ t d i nh h ng c a che t cành lá chè đ n có b sung thêm ch ph m vi sinh thí nghi m đ ng ru ng 2 114

Hình 3.17 S bi n đ ng c a axit fulvic trong đ t d i nh h ng c a che t cành lá chè đ n có b sung thêm ch ph m vi sinh thí nghi m đ ng ru ng 2 116

Hình 3.18 nh h ng c a che t cƠnh lá chè đ n đ n đ m đ t 118

Hình 3.19 nh h ng c a che t cƠnh lá chè đ n đ n dung tr ng đ t 120

Hình 3.20 nh h ng c a che t cƠnh lá chè đ n đ n pHKCl 121

Hình 3.21 S bi n đ ng c a ch t h u c trong đ t d i nh h ng c a vùi l c d i k t h p v i t i phun 126

Hình 3.22 S bi n đ ng c a axit humic trong đ t d i nh h ng c a vùi l c d i k t h p v i t i phun 128

Hình 3.23 S bi n đ ng c a axit fulvic trong đ t d i nh h ng c a vùi l c d i k t h p v i t i phun 128

Hình 3.24 nh h ng c a bi n pháp t i đ n pHKCl 130

M U

1 Tính c p thi t c a lu n án

Chè là m t trong nh ng cây công nghi p quan tr ng c a Vi t Nam, đ c

tr ng ch y u các vùng đ i núi t đ u th k XX đ n nay L ch s phát tri n c a ngành chè Vi t Nam đư đ c ng i Pháp đ t n n móng t n m 1918, v i vi c thành l p Tr m Nghiên c u Nông lâm nghi p Phú Th và cây chè là m t trong

nh ng đ i t ng nghiên c u chính Sau đó tr m đ c đ i tên thành Vi n Nghiên

c u chè Phú H , tr c thu c t nh Phú Th K th a nh ng k t qu nghiên c u mà

ng i Pháp đ l i, Phú H đ c coi là m t trong nh ng vùng chuyên canh chè có

k thu t thâm canh cao n c ta

Trong kho ng m t th p niên g n đơy, s n xu t và xu t kh u chè c a Vi t Nam đư có b c t ng tr ng khá t t, đ ng th 5 v di n tích và s n l ng trên toàn th gi i N m 2010, di n tích tr ng chè trong c n c là 129,4 nghìn ha, trong đó t ng di n tích chè s n xu t kinh doanh lƠ 113,2 nghìn ha, đư cho s n

l ng chè 823,7 nghìn t n búp t i vƠ thu v t xu t kh u chè 199,9 tri u đô la

M K ho ch phát tri n c a ngƠnh chè đ n n m 2020 s n đ nh di n tích tr ng chè kho ng 135.000 ha đ đ m b o cho xu t kh u và tiêu dùng n i đ a Tuy nhiên,

s n xu t chè còn nhi u h n ch và ti m n nh ng y u t không b n v ng đư tác

đ ng đ n n ng su t, ch t l ng chè, khi n cho s n ph m chè khó đáp ng đ c yêu c u c a các th tr ng tiêu th khó tính trong vƠ ngoƠi n c

Chè lƠ cơy lơu n m, chu k khai thác t 30 đ n 40 n m, nên theo th i gian canh tác, quá trình xói mòn, r a trôi tác đ ng khá m nh, đ ng th i các ch t dinh

d ng b l y đi cùng s n ph m thu ho ch lƠm cho đ t ngƠy cƠng suy thoái

đ m b o n ng su t, ng i dơn đư th c hi n thơm canh vƠ t ng s d ng phân bón hóa h c H n n a do đ c canh trên đ t d c, cây chè ph i ch u nhi u r i ro do nh

h ng b t l i c a th i ti t, thiên tai và ngày càng có nhi u sâu b nh N ng su t

ch t l ng chè gi m vì đ t đai ngƠy càng suy thoái do thi u n c, thi u các ch t dinh d ng c n thi t Vi c gia t ng s d ng phân bón hóa h c, thu c tr sâu, tr

d ch h i lƠm tích l y nhi u ch t đ c h i trong s n ph m chè

Vi t Nam có đi u ki n khí h u nhi t đ i m nên quá trình xói mòn, r a trôi, khoáng hóa ch t h u c di n ra khá m nh, làm gi m kh n ng hình thƠnh vƠ tích

l y các h p ch t h u c trong đ t Ch t h u c đ c coi là ph n có vai trò quan

tr ng đ c bi t c a đ t, là ngu n cung c p n ng l ng vƠ các bon c ng nh các ch t dinh d ng c n thi t cho h sinh v t đ t, là y u t chìa khoá đ th c hi n m i ch c

n ng c a đ t Vì v y ch t h u c đ c ví nh van b o hi m cho tính an toàn c a

h sinh thái đ t nh nh ng vai trò tích c c trong c i thi n các tính ch t lý, hóa, sinh h c Các nghiên c u đư ch ra r ng m t h sinh thái có kh n ng duy trì s n

xu t b n v ng khi hƠm l ng ch t h u c trong đ t l n h n 4%, còn n u nh h n 1% thì h sinh thái đó đang trong tình tr ng báo đ ng vƠ khi nh h n 0,4% thì đ t

có nguy c m t ch c n ng s n xu t Vi c m t ch t h u c trong đ t d n theo các

h qu là cân b ng c a h sinh thái b phá v [50, 72]

Tuy nhiên, khi ng i dân tr ng chè h u nh không s d ng phân bón h u

c cho cơy chè Ngu n h u c b sung cho đ t ch y u là cành lá chè đ n và lá r i

r ng hƠng n m Thông th ng cƠnh lá chè đ n đ c che ph trên m t đ t trong

đi u ki n nóng m m a nhi u vƠ đ t d c nên ph n l n chúng b khoáng hóa, r a trôi sau khi b phân h y do v y ph n hoàn tr cho đ t là r t ít ơy c ng lƠ lỦ do

gi i thích t i sao hƠm l ng ch t h u c trong đ t luôn b suy gi m lƠm đ t nhanh chóng tr nên suy thoái N u không có bi n pháp h p lỦ lƠm t ng ch t h u c thì

đ t s có nguy c lƠm gi m n ng su t và ch t l ng chè theo th i gian canh tác

Nâng cao ch t h u c đ c xem là y u t c b n đ duy trì và c i thi n đ phì nhiêu c a đ t tr ng chè vùng đ i núi Tuy nhiên hi n nay v n ch a có các nghiên c u chuyên sâu v v n đ này Nh ng nghiên c u hi n nay ch t p trung vào nh h ng c a phơn khoáng đ n s thay đ i n ng su t, ch t l ng l ng s n

ph m mƠ ít quan tơm đ n v n đ qu n lý ch t h u c c a đ t

2 M căđíchănghiênăc u c a lu n án

- Xác đ nh nh h ng c a m t s bi n pháp s d ng các v t li u h u c khác nhau (vùi phân h u c vi sinh, vùi l c d i, che t l c d i, vùi t gu t, che t t

gu t, che t cƠnh lá chè đ n có b sung ch ph m vi sinh, vùi l c d i k t h p v i

t i phun) đ n s tích l y ch t h u c trong đ t tr ng chè Phú H , t nh Phú Th

- xu t bi n pháp nơng cao hƠm l ng và c i thi n ch t l ng ch t h u

c trong đ t tr ng chè Phú H , t nh Phú Th

3.ăụăngh aăkhoaăh c và th c ti n c a lu n án

- ụăngh aăkhoaăh c:

Xây d ng c s lý lu n v m i quan h gi a các ngu n cung c p ch t h u

c đ n thành ph n và ch t l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè Phú H , t nh Phú Th Góp ph n vào lý lu n v s phân h y vƠ tích l y ch t h u c trong đ t

đ i núi phía B c nói riêng và đ t Vi t Nam nói chung

ph n khép kín chu trình v t ch t trong n n nông nghi p h u c b n v ng

- Nghiên c u đư đánh giá đ c hi u qu c a vi c s d ng các s n ph m h u

c t i ch đ nâng cao kh n ng tích l y ch t h u c trong đ t tr ng chè Phú H ,

t nh Phú Th Trong đó, c ng đã ch rõ đ c nh h ng c a vi c áp d ng các bi n pháp b sung v t li u h u c (che t , vùi l c d i và t gu t), che t cƠnh lá chè đ n

k t h p v i b sung ch ph m vi sinh đ n s tích l y ch t h u c và c i thi n m t

s tính ch t c b n c a đ t

- ư ch ra đ c nh ng nh h ng b t l i c a vi c b sung ch ph m vi sinh vào v t li u che t cƠnh lá chè đ n đ n s tích l y ch t h u c trong đ t và

nh ng thay đ i trong tính ch t đ t thí nghi m

- ư ch ra đ c đi u ki n đ m đ t dao đ ng vào kho ng 30% cho th y hƠm l ng và ch t l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè đ c c i thi n rõ

CH NGă1.ăT NG QUAN TÀI LI U

1.1 T ng quan v cây chè

1.1.1 Ngu n g c, phân b và vai trò c a cây chè

Cây chè (Camellia sinensis (L.) O Kuntze), thu c h Chè (Theaceae), là cơy công nghi p nhi t đ i vƠ c n nhi t đ i Nhi u nghiên c u tr c đơy cho r ng cây chè có ngu n g c t vùng cao nguyên Vân Nam (Trung Qu c) và vùng Assam ( n ), n i có đi u ki n khí h u m t quanh n m [20, 39] Hi n nay chè đư

đ c tr ng khá r ng trong nh ng đi u ki n t nhiên khác nhau, t 30° v đ Nam

đ n 45° v đ B c Nh ng thành t u khoa h c c a các nhà ch n gi ng cây tr ng Liên Xô (c ), Trung Qu c, Nh t B n, ầ đư t o ra nhi u gi ng chè m i có kh

n ng thích ng v i các đi u ki n khí h u khác nhau, có tri n v ng cho phát tri n ngành chè trên th gi i [23]

Chè lƠ m t trong nh ng lo i đ u ng có giá tr dinh d ng vƠ d c li u cao, đ c s d ng ph bi n nhi u qu c gia trên th gi i Trong chè ch a kho ng vƠi tr m ch t hóa h c h u c , ch t khoáng và các nguyên t vi l ng c n thi t cho

tr ng đ i núi tr c Cơy chè còn lƠ cơy xoá đói gi m nghèo t o công n vi c lƠm vƠ

n đ nh đ i s ng cho hƠng ch c v n h gia đình Các gi ng chè đ c tr ng ch

y u n c ta hi n nay lƠ chè Trung du tr ng h t chi m 36%, LDP1 chi m 13%, LDP2 chi m 14%, Shan chi m 12%, PH1 chi m 10% vƠ còn l i lƠ các gi ng chè khác [20, 39, 48, 121]

1.1.2 m hình thái và sinh thái c a cây chè

1.1.2.1 c đi m hình thái c a cây chè

Chè là lo i cơy lơu n m, có thơn th ng tròn, phân nhánh liên t c thành h

th ng cành và ch i Tùy theo chi u cao, đ to nh c a thơn vƠ cƠnh ng i ta chia chè thành 3 d ng: cây b i, cây g , cây g v a Hoa chè b t đ u hình thành trên cây

2 - 3 n m tu i, hoa l ng tính, tràng có 5 - 9 cánh màu tr ng hay ph t h ng Qu chè lo i nang có 3 - 4 h t, d ng hình tròn, tam giác ho c vuông, tùy theo s h t bên trong V qu non có màu xanh, khi chín chuy n thành màu nâu và n t ra

Lá chè có màu t xanh đ n vàng, hình d ng khác nhau: thuôn, m i mác, ô van, tr ng gà, g n tròn T ng di n tích lá cơy chè có t ng quan thu n, ch t v i

t ng sinh kh i chè, sinh kh i thân cành B lá càng phát tri n thì cây càng hoàn thi n vƠ cho n ng su t cao

Búp chè lƠ giai đo n non c a m t cƠnh chè, c ng chính lƠ đ i t ng thu hái

c a ng i tr ng chè Búp chè g m có tôm (ph n lá non trên đ nh ch a xòe) vƠ 2

ho c 3 lá non Búp chè ho t đ ng sinh tr ng theo m t quy lu t nh t đ nh và hình thƠnh nên các đ t sinh tr ng theo th t th i gian, n u đ t nhiên thì m t n m

có 4 - 5 đ t sinh tr ng [20, 23, 39]

1.1.2.2 c đi m c a h r cây chè

R chè là b ph n gi cho cây th ng đ ng đ hút n c và các ch t dinh

d ng t đ t lên cây R chè bao g m r tr (r c c), r hút và r d n R hút là các r có đ ng kính < 1 mm, có màu vàng ngà R d n là các r có đ ng kính >

1 mm, đ c chia thƠnh 5 nhóm tính theo đ ng kính r , trong đó nhóm 1 t 1 - 2

mm, nhóm 2 t 2 - 3 mm, nhóm 3 t 3 - 4 mm, nhóm 4 t 4 - 5 mm, nhóm 5 t > 5

mm R d n th ng có màu nâu ho c nơu đ

i v i cây chè sinh tr ng t h t thì ngay t lúc b t đ u ra r đư phơn bi t

rõ r c c v i các lo i r khác Còn đ i v i cây chè nhân gi ng vô tính ho c giâm cành thì lúc cây con có b r ki u chùm, khi cơy sinh tr ng phát tri n lơu n m thì

bi u hi n r c c s r t rõ T ng sinh kh i b r chè th ng có m i t ng quan thu n v i đ ng kính thân chè và s phát tri n c a b lá, đ ng kính tán cây chè

S phát tri n và phân b c a b r c a cây chè ph thu c vào gi ng chè,

tu i chè, ch đ bón phân vƠ đ c đi m đi u ki n môi tr ng đ t Theo Lê ình

Giang (1997) - đ c trích b i oƠn Hùng Ti n vƠ V n Ng c (1998), khi nghiên c u s phân b b r theo chi u sâu c a các cây chè tr ng b ng giâm cành

th i đi m 8 tu i cho th y gi ng PH1 n sơu 130 cm, gi ng TRI777, 1A và TH3

n sâu 120 cm Các gi ng chè đ u có kh i l ng b r phân b t p trung đ sâu

0 - 40 cm (chi m kho ng 83 - 87%), sau đó gi m nhanh đ i v i r d n, còn r hút

gi m ch m h n Kho ng 60% t ng r hút t p trung ch y u t ng đ t m t (0 - 20 cm) S phân b r chè theo chi u ngang tuân theo quy lu t gi m d n t v trí g c chè ra 2 phía hàng chè [48] Theo Lê V n c - c ng đ c trích b i oƠn Hùng

Ti n vƠ V n Ng c (1998), khi bón cơn đ i phơn khoáng N, P, K lƠm t ng t ng

s lá chè, sinh kh i cây chè và sinh kh i r hút Ng c l i khi bón đ n l phân lân, kali ho c bón ph i h p phơn lơn vƠ kali đư không lƠm t ng, th m chí còn làm gi m

h p thu NH4+ nhi u h n 2 đ n 3,4 l n so v i NO3- Hình thái r và s phát tri n

c a h r cây chè c ng có s khác nhau r t rõ gi a các giá tr pH vùng r pH =

5 cây chè trong thí nghi m b sung NH4+, 50% NH4+ và 50% NO3- phát tri n t t,

t ng chi u dài r d n và phát tri n nhi u r hút màu tr ng h n so v i cây trong thí nghi m ch b sung NO3- Ng c l i, pH = 6 s phát tri n c a cây chè b kìm hãm, các r hút có màu nâu pH = 4 s phát tri n c a r chè c ng gi m m nh, sinh kh i cây chè gi m rõ nh t t i m c pH này thí nghi m b sung NO3- [70]

Vi c phát tri n sinh kh i r chè d i m t đ t còn góp m t ph n đ c bi t quan tr ng đ i v i s lƠm giƠu C trong đ t tr ng chè Theo Willson và Clifford (1992), các đ t v n chè mi n B c n có thành ph n c gi i t cát nh

đ n sét n ng, nhi t đ t i thích cho sinh tr ng c a cây chè là 19 - 220C, có đi u

ki n ch m sóc t t thì nh ng cơy chè tr ng thành có chi u dài r th ng l n h n

15 m Khi đó, cây chè s thích nghi t t trong đi u ki n khô h n vƠ t ng c ng t i

đa kh n ng huy đ ng các ch t dinh d ng các t ng đ t sơu, đ ng th i còn t ng

kh n ng th m n c c a đ t trong mùa m a [114]

1.1.2.3 Yêu c u sinh thái c a cây chè

- Nhi tăđ : Cây chè sinh tr ng, phát tri n t t trong kho ng nhi t đ t 18 -

25oC Các gi ng chè khác nhau có đi u ki n thích nghi v nhi t đ khác nhau,

Vi t Nam gi ng chè Shan có kh n ng thích nghi v i đi u ki n nhi t đ th p t t

h n so v i chè Trung du

- Ánh sáng: Cây chè v n là lo i cây r ng, m c trong đi u ki n râm mát, m

t c a vùng khí h u nhi t đ i và c n nhi t đ i gió mùa V nhu c u ánh sáng, chè

là cây trung tính, giai đo n cơy non thì a bóng rơm, khi l n lên cơy a sáng Ánh sáng tán x vùng núi cao có tác d ng t t đ n ch t l ng chè S ng mù nhi u, m t, nhi t đ th p thu n l i cho s n xu t chè có ch t l ng cao

n , Sri Lanka, ông Phi đ u tr ng cây che bóng cho chè nh ng vùng

th p, n ng nóng Khi tr ng các cơy che bóng trên đ i chè n làm gi m 30% ánh sáng vƠ t ng 34% n ng su t chè [89] Vi t Nam, ng i dơn th ng s d ng các t p đoƠn cơy b đ u lƠm cơy che bóng cho chè, đáng chú Ủ có cơy mu ng đen Tây Nguyên, cây tràm lá nh n các t nh phía B c [8, 35]

- L ngăm a: L ng m a trung bình thích h p cho cơy chè sinh tr ng t

1.500 - 2.000 mm/n m vƠ đ m không khí là 80 - 85% các vùng tr ng chè Vi t Nam, l ng m a luôn t l thu n v i n ng su t chè, trung bình m i tháng c t ng

100 mm thì s n l ng chè t ng 10% [39]

- M căn c ng m: Vì chè không ch u đ c đi u ki n ng p n c lâu nên

m c n c ng m ph i th p h n 1 m, n i có m c n c ng m cao chè d b ch t [20, 23, 39]

d ng, cho n ng su t cao b n v ng Trên t ng đ t m ng (0,4 - 0,6m) cây chè có

n ng su t th p, chóng tàn

- K t c uăđ t: t có k t c u d ng viên, h t, t i x p thì th m, gi và tiêu

thoát n c t t, t o đi u ki n thu n l i cho b r và vi sinh v t đ t phát tri n

- Thành ph năc ăgi i: t th t pha cát đ n th t n ng đ u phù h p cho cây

chè sinh tr ng Lo i đ t này có ch đ n c vƠ không khí đi u hòa, thu n l i cho

b r cây chè phát tri n vƠ các quá trình sinh hóa trong đ t

- măđ t: m đ t có Ủ ngh a đ c bi t quan tr ng đ i v i n ng su t và

ch t l ng chè, vì búp non có t i 75 - 80% lƠ n c i v i vùng tr ng chè Phú

H , đ m cây héo c a đ t Feralit vƠng đ phát tri n trên đá nai th ng ≤ 16%, còn đ t phát tri n trên mica kho ng 17,7 - 18,5% Khi đ t tr ng chè thi u m, cơy chè th ng b hi n t ng vàng r ng lá, b r kém phát tri n, n ng su t chè

th ng gi m đ n 50% ho c cây có th b ch t

- chua c aăđ t: chua c a đ t là m t trong nh ng ch tiêu quan tr ng

có nh h ng quy t đ nh đ n s phát tri n c a cây chè Cây chè có th phát tri n

đ c trong đi u ki n đ t axit, pHKCl = 3 - 6, trong đó pH = 5 đ c coi là thu n l i

nh t cho s phát tri n vƠ đ m b o vi c cung c p dinh d ng t i u t đ t đi u

ki n pH < 3 th ng gây nhi u nh h ng b t l i đ i v i s phát tri n c a cây chè,

do quá trình nitrit hóa x y ra m nh gây nh h ng đ n vi c cung c p nit Bên

- HƠmăl ng ch t h uăc : Ch t h u c trong đ t tr ng chè đóng vai trò

quan tr ng trong vi c cung c p n ng l ng, các bon và các ch t dinh d ng N, P,

K, Ca, Mg, S, Fe, Al, Cu, Zn, Mo, Bo,ầ giúp nâng cao kh n ng đ m, gi n c,

đ m b o đ m cho cây và khu h sinh v t sinh tr ng phát tri n, đ ng th i làm

t ng CEC vƠ gi m kh n ng c đ nh lân c a đ t Do đó, hƠm l ng ch t h u c luôn t l thu n v i n ng su t, ch t l ng chè Theo m t s nghiên c u, đ chè có

n ng su t, ch t l ng cao thì hƠm l ng ch t h u c trong đ t ph i l n h n 2% [89, 106, 113]

- Nhu c u các ch tădinhăd ng khoáng: t cƠng có đ các nguyên t

c n cho cơy thì n ng su t, ch t l ng chè càng cao Ngu n cung c p các ch t dinh

d ng khoáng cho cây chè ph thu c vƠo đá m hình thƠnh đ t, l ng và lo i phân bón s d ng và ngu n ch t h u c b sung cho đ t

Nit lƠ nguyên t hóa h c quan tr ng b c nh t đ i v i s phát tri n c a cây chè Trong đi u ki n đ t giƠu nit t ng s và d tiêu s đ m b o t t cho các quá trình t ng h p các axit amin, protein, lƠm t ng s n l ng chè HƠm l ng N trong

s n ph m chè có t ng quan thu n v i l ng nit s n có trong đ t Theo Jianyun Ruan và c ng s (2007) thì trong cùng m t đi u ki n canh tác và gi ng chè nh nhau, cây chè có th h p thu NH4+ m nh h n r t nhi u so v i NO3-, đ ng th i cho

n ng su t và ph m ch t t t h n [70]

M c dù sau nit , kali đ c coi là nguyên t dinh d ng quan tr ng th hai

đ i v i cơy chè nh ng h u h t các đ t tr ng chè vùng nhi t đ i đ u có hàm

l ng K m c r t nghèo đ n nghèo Bên c nh đó, K luôn b c đ nh ch t trong

m ng l i tinh th khoáng sét, luôn gây nên hi n t ng thi u kali cho cây

Thi u h t dinh d ng ph t pho luôn đ c coi là m i quan tơm hƠng đ u các đ t tr ng chè Theo Lin và c ng s (1991), có kho ng trên 70% di n tích đ t

tr ng chè trên th gi i b thi u ph t pho M t trong nh ng nguyên nhân ch y u là

do ph t pho luôn b c đ nh ch t b i Fe, Al trong đi u ki n đ t axit có pH < 5, nghèo ch t h u c [75] Nghiên c u c a Nguy n T Siêm (1992) cho bi t, khi hƠm l ng ch t h u c trong đ t gi m 1% thì kh n ng c đ nh lơn trong đ t có

th t ng lên 50 - 500 ppm đ t Vì v y vi c c i thi n pH và ch t h u c trong đ t

tr ng chè đ c coi là gi i pháp h u hi u đ c i thi n s thi u h t ph t pho

Nhu c u dinh dinh c a cơy chè đ i v i các nguyên t trung l ng và vi

l ng c ng đ c đ c bi t quan tâm Theo Ogunmoyela và c ng s (1994), gi i

h n đánh giá s thi u h t m t s nguyên t dinh d ng vi l ng nh h ng đ n s phát tri n c a cơy chè đ c nêu c th khi hƠm l ng d tiêu c a Cu ≤ 0,2 ppm,

Mn ≤ 1,0 ppm, Fe ≤ 2,5 ppm vƠ Zn ≤ 0,5 ppm [85]

Bên c nh đó, khi đ t tr ng chè b ô nhi m các kim lo i n ng đ c h i th ng gây nh h ng tr c ti p ho c gián ti p đ n kh n ng t ng h p c a các enzim, protein hô h p, đ ng th i còn tích l y chúng trong lá chè, lƠm gi m ch t l ng chè

th ng ph m và t o m i nguy ti m n cho ng i tiêu dùng

i v i vùng đ i núi Vi t Nam c n có đi u ki n đ t đ đ m b o cho s phát tri n thu n l i c a cơy chè, nơng cao n ng su t và ch t l ng s n ph m c ng nh duy trì h th ng canh tác chè b n v ng thì đ dày t ng đ t sâu t i thi u kho ng 60

- 100 cm, pH = 4,0 - 5,5 vƠ hƠm l ng ch t h u c ph i l n h n 2% [5]

1.1.4 Thành ph n hóa h c c a chè

n nay các nghiên c u đư phát hi n trong cây chè có kho ng vƠi tr m

ch t khác nhau Thành ph n c a búp chè t i kho ng 73 - 81% lƠ n c, t ng ch t khô 19 - 27%; ng c l i trong chè thành ph m các ch t khô 92 - 96% và 4 - 8%

n c T ng các ch t hòa tan trong n c c a búp chè kho ng 41 - 58%; axit h u c 1,02%; t ng polyphenol 15,48 - 31,32; các ch t khoáng hòa tan 3,25 - 4,3%, cafein 1,61 - 3,5%, amino axit t h n 3 đ n 4% (B ng 1.1); ngoài ra còn có các h p ch t

th m bay h i, t o màu, mùi 0,01 - 0,02% Thành ph n và t l các h p ch t trong chè là y u t c b n đ đánh giá ch t l ng chè [11, 20, 39, 122, 123]

13 Di p l c t vƠ các s c t 0,66 - 0,86 0,22 - 0,31

14 T ng ch t khoáng hòa tan 3,25 - 4,3 3,2 - 4,2

15 T ng các ch t khoáng không hòa tan 0,85 3,25 1 - 2

16 Các h p ch t phenol hòa tan 14 - 26 7,5 - 15

17 Các h p ch t phenol không hòa tan 1,48 - 5,32 7,48 - 9,5

Ghi chú: (-) Không có s li u Ngu n: Diemukatze (1981) [11]

Tanin, m t h p ch t quan tr ng trong cơy chè, có trong các c quan t phôi

c a h t đ n m m đ nh, đ c bi t r t giàu trong lá non phát tri n nhanh S t ng h p tanin luôn t l ngh ch v i s t ng hƠm l ng nit trong đ t, do nit lƠm t ng protein trong lá chè S hình thƠnh vƠ tích l y tanin trong cơy chè có đ c tính polyphenol, trong đó đ c bi t quan tr ng là cafein - m t h p ch t không b n, d

bi n đ i d i nh h ng c a ánh sáng, nhi t đ và oxi không khí

Các ch t ch u s bi n đ i v ch t vƠ l ng rõ nh t trong quá trình ch bi n chè là di p l c, axit ascobic, protein, tanin và cafein Cafein d bi n đ i trong lá chè vƠ có hƠm l ng cao lá chè non còn khi lá chè giƠ thì hƠm l ng gi m

xu ng ơy lƠ nh ng ch tiêu quan tr ng đ đánh giá s bi n đ i ch t l ng chè

HƠm l ng xenlulo, hemixenlulo vƠ linhin trong cơy chè lƠ khá cao, t ng

d n theo tu i c a lá và thân Tuy nhiên, các ch t h p ch t cafein, xenlulo và hemixenlulo, pectin, các amino axit c ng nh các nguyên t khoáng r t ít b bi n

đ i t chè t i sang chè thƠnh ph m

Trong cây chè có t i 30 nguyên t dinh d ng quan tr ng liên quan tr c

ti p đ n sinh tr ng và phát tri n, trong đó quan tr ng nh t là N, P, K Thành ph n dinh d ng khoáng t p trung nhi u trong lá chè lƠ K, Mg, Ca, Al vƠ Mn th ng

đ c tính b ng g/kg (ho c %), trong khi Fe, Al, Cr, Co, Cu, Zn, Mo, Bo có hàm

l ng ít h n vƠ th ng đ c tính b ng ppm [23] HƠm l ng t ng s c a các nguyên t trong lá chè ph thu c vào m t s nhân t nh gi ng chè, tu i c a lá chè, đi u ki n đ t, l ng m a, đ a hình, ầ[5, 11, 15, 20, 23, 39]

N, P, K th ng chi m t l cao nh t trong lá chè và m c đ tích l y gi m

d n t lá chè non sang lá chè giƠ Theo Ranganathan vƠ Natesan (1985) đ c trích

b i Michael Yemane Bekhit (2006), nit lƠ nguyên t dinh d ng quan tr ng nh t

đ i v i cơy chè, th ng chi m t 4 - 5%, ti p đ n là kali và ph t pho th ng chi m kho ng 2% và 0,5% tr ng l ng khô c a búp chè thu ho ch [81] Theo Chu Xuơn Ái (1992), hƠm l ng N, P, K trong lá chè gi m d n t búp chè đ n lá chè non sang lá chè già K t qu nghiên c u đư ch ra hƠm l ng nit t ng s dao đ ng trong búp chè (2,68 - 3,78%) > lá ch a c p III (2,42 - 3,55%) > lá ch a c p I (1,39

- 2,24%), hƠm l ng P2O5 dao đ ng trong búp chè (0,43 - 0,95%) > lá ch a c p III (0,52 - 0,65%) > lá ch a c p I (0,23 - 0,43%) vƠ hƠm l ng K2O dao đ ng trong búp chè (1,46 - 2,0%) > lá ch a c p III (1,10 - 1,38%) > lá ch a c p I (0,67 - 0,86%) [1]

Các nguyên t dinh d ng khoáng có vai trò khác nhau và phân b nh ng

v trí quan tr ng c a các c quan chuyên hóa tham gia vƠo quá trình t ng h p di p

l c và các h p ch t hóa h c c a cây chè T l phân b thành ph n khoáng gi a lá chè non và lá chè già có s khác nhau r t l n (B ng 1.2)

B ngă1.2.ăHƠmăl ng m t s nguyên t hóa h c trong lá chè

n v : ppm

Non 381 ± 80 3560 ± 364 3 ± 1,0 2916 ± 1214 1716 ± 108 113 ± 40 Già 6866 ± 645 18784 ± 2674 277 ± 21 15239 ± 2552 2596 ± 343 1340 ± 189

Ngu n: Carr và c ng s (2003) [55] Chè là m t trong s ít loài th c v t có kh n ng tích l y nhi u Al, trong lá chè có th ch a trên 1.000 ppm Al Nhôm có nhi u trong t bào bi u bì c a lá chè non và lá chè già, trong thành t bào nhi u h n trong không bƠo c a t bào bi u bì HƠm l ng Al trong không bào c a t bào di p l c không có s thay đ i gi a lá chè non và lá chè già Vai trò sinh lý c a Al trong chè ch a đ c bi t rõ, do Al

ch y u có v trí bên ngoài t bào ch t vƠ không đóng vai trò quan tr ng đ i v i quá trình trao đ i ch t trong lá chè Bên c nh đó, Al tích l y t p trung thành t bào có th đ c liên k t ch t h n nên ít b hòa tan trong n c chè [55]

Canxi có hƠm l ng l n h n nhôm trong lá chè, t p trung ch y u thành

t bƠo vƠ c ng có th d ng k t tinh trong các t bào mô x p K vƠ Mg đ c phân

b đ u trong toàn b lá chè Kali t p trung nhi u trong lá chè non, còn Ca, Mg

t ng d n theo tu i c a lá chè T l Ca/Al gi m t 6,7 trong lá chè non xu ng 1,8 trong lá chè già K t qu này cho th y v i m c t ng d n hƠm l ng Al trong lá chè

đư gi m s hút thu canxi M t khác do Ca là nguyên t linh đ ng có kh n ng tái phân b l i trong cây chè [55]

Nhóm nguyên t vi l ng Mn, Cu, Fe, Zn, B, Co đóng vai trò quy t đ nh các quá trình sinh lý, sinh hóa trong cây chè, có nh h ng đ n n ng su t và ch t

l ng chè Các nghiên c u đư ch ra r ng, hƠm l ng các nguyên t vi l ng tích

l y trong thơn, cƠnh, lá chè có s khác nhau theo tu i và ph thu c vào ngu n g c

gi ng chè, đi u ki n đ a lý và tính ch t đ t [11, 13, 39, 54, 61, 73]

Theo Michael Yemane Bekhit (2006), hƠm l ng Mn trong lá chè đ c

tr ng trong các v n chè n th ng dao đ ng trong kho ng 350 - 900 ppm HƠm l ng Cu trong lá chè đ c tr ng n và M th ng dao đ ng t 1,6 - 35,0 ppm và 4,4 - 17,3 ppm [81] Trong khi đó, Street Renée và c ng s (2006) đư phân tích 30 m u chè nh p kh u t các qu c gia khác nhau vào c ng hòa Séc,

đ c tr ng ch y u trên đ t Alisols vƠ Acrisols có hƠm l ng các nguyên t vi

l ng thay đ i theo th t : Mn > Fe > Zn > Cu HƠm l ng Mn t ng s trong lá chè có giá tr l n nh t trong s các nguyên t vi l ng, dao đ ng 511 - 2.220 ppm;

Fe 103 - 523 ppm; Zn 21,5 - 82,2 ppm và Cu 9,0 - 65,1 ppm Trong đó, m u chè

nh p kh u t Vi t Nam có hƠm l ng Mn 943 ppm, Fe 233 ppm, Zn 40,3 ppm và

Cu 21,4 ppm HƠm l ng các nguyên t vi l ng trong n c có quan h t l thu n v i hƠm l ng t ng s trong lá chè, t ng ng là 30 ± 16% Cu; 26 ± 10% Zn; 18 ± 10% Mn vƠ 1,5 ± 0,8% Fe, khi đó l ng Mn đ c hòa tan t n c chè

u ng dao đ ng 91,98 - 399,6 ppm [98] Theo Ranganathan và Natesan (1990)

đ c trích b i Michael Yemane Bekhit (2006), nhóm các nguyên t khoáng ki m

và ki m th đ c chi t trong n c chè m c cao nh t chi m > 55%, m c trung bình (30 - 55%) là Mn, Co, Zn, Cd và m c th p (< 30%) là Cr, Cu, Fe [81]

Bên c nh đó, hƠm l ng các kim lo i n ng trong s n ph m chè đ c tr ng Trung Qu c đ u m c cao, trong đó Ni 2,46 - 8,90 ppm, Pb 0,03 - 14,84 ppm,

Co 2,35 ppm, Cd 0,37 ppm Theo Marbaniang và c ng s (2011), hƠm l ng kim

lo i n ng trong lá chè đ c tr ng Meghalaya, n c ng m c cao, trong đó

Cr 0,4 ppm, Ni 1,7 ppm, Cd 0,4 ppm [78] Nh v y n u đ t tr ng chè b ô nhi m các kim lo i n ng d n đ n s hi n di n các đ c ch t này trong lá chè s d n đ n

nh ng r i ro nh t đ nh đ i v i s c kh e ng i tiêu dùng

Nói chung, thành ph n hóa h c c a cây chè gi vai trò quan tr ng trong

ho t đ ng s ng c a cây và nh h ng đ n quá trình ch bi n chè thành ph m c ng

nh nh ng ng d ng trong đáp ng nhu c u đ i s ng c a con ng i

1.2 Tình hình s n xu t, tiêu th chè trên th gi i và Vi t Nam

Inđonêsia vƠ Vi t Nam, ầ Trong đó, Trung Qu c, n , Sri Lanka, Kenya và Inđonêsia chi m 77% s n l ng chè c a th gi i và 80% t ng l ng chè xu t kh u trên toàn c u vùng nhi t đ i Chơu Phi, chè đ c tr ng nhi u Kenya, Malawi, Rwanda, Tanzania, Uganda cùng m t s qu c gia khác thu c khu v c Nam M , Liên Xô (c ), Th Nh K , Iran

Di n tích và s n l ng chè trên th gi i đư t ng m nh trong hai th p k g n đơy Riêng t n m 2001 đ n 2010 t ng t 2.727,42 nghìn ha lên 3.691,89 nghìn ha (t ng 3,42%) Các qu c gia có di n tích tr ng chè l n nh t th gi i là Trung Qu c (45%), n (21%), Sri Lanka (7%), Kenya (5%) và Vi t Nam (3%) [77, 119]

Trong giai đo n 2006 - 2010, s n l ng chè trên th gi i có xu h ng t ng

m nh N m 2010, đ t 4.120,3 nghìn t n, t ng 4,2% so v i n m 2009 Trong đó, hai n c xu t kh u chè đen l n nh t lƠ Kenya t ng 26,7% vƠ Sri Lanka t ng 13,8% Trung Qu c đ c xem lƠ n c s n xu t chè l n nh t (1.355,6 nghìn t n

n m 2010), chi m 32,9% t ng s n l ng chè th gi i, ti p đó đ n n (23,5%), Kenya (9,8%), Sri Lanka (8,0%) (B ng 1.3) c tính s b n m 2011 s gia t ng

s n l ng chè th gi i kho ng 1,8% vƠ đ t 4,2 tri u t n [77, 119]

B ng 1.3 S năl ng chè c a m t s n c trên th gi i (2006 - 2010)

n v : 1.000 t n

Th gi i 3.599,9 3.844,3 3.914,8 3.953,1 4.120,3 Trung Qu c 1.028,1 1.165,5 1.257,9 1.344,4 1.355,6

Các qu c gia có nhu c u nh p kh u chè ch y u lƠ các n c Châu Âu, Nga,

M , Canađa, Nh t B n, Chơu i D ng T l nh p kh u chè t ng trung bình t

n m 2001 đ n n m 2010 lƠ 2,18% N m 2010, t ng m c tiêu th chè t ng 5,6%

đ t trên 4 tri u t n Nguyên nhân là do s t ng tr ng nhanh chóng theo m c thu

nh p đ u ng i, đ c bi t là Trung Qu c (m c tiêu th chè t ng 8,2% n m 2009

vƠ 1,4% n m 2010 đ t 1,06 tri u t n) n c tiêu th chè l n nh t trên th gi i

V i s gia t ng dơn s trên toàn c u thì nhu c u s n xu t và tiêu t chè trên

th gi i s không ng ng t ng Theo d báo, s n l ng chè t n m 2011 đ n 2021

t ng trung bình hƠng n m 7,2% chè xanh vƠ 1,87% đ i v i chè đen xu t kh u t ng 5,8% chè xanh và 1,5% chè đen, tiêu th chè đen t ng 1,8% [77, 119]

xu t kh u chè trong 11 tháng n m 2012 đ t 136.000 t n (t ng 12,4%), tr giá 205 tri u USD, t ng 11,5% so v i cùng k n m 2011 Tuy nhiên, giá xu t kh u chè bình quơn ch t ng nh (0,2%), giá bình quơn 10 tháng n m 2012 lƠ 1.524 USD/t n

so v i m c 1.521 USD/t n cùng k n m 2011

Th tr ng nh p kh u chè l n nh t c a Vi t Nam lƠ Pakistan Trong 10 tháng đ u n m 2012, xu t kh u chè sang Pakistan đ t 19.273 t n, t ng 34,5% Kh

n ng gia t ng kim ng ch xu t kh u chè còn r t l n, nh t lƠ trong b i c nh kinh t

th gi i suy thoái, ng i tiêu dùng có xu h ng chuy n t các lo i đ u ng cao

c p sang chè Tuy nhiên, xu t kh u chè còn nhi u h n ch , kim ng ch t ng ch

y u v n d a vƠo t ng kh i l ng do chè không có th ng hi u nên giá tr th p

Hi n t i, t ng công su t ch bi n đ t g n 1,5 tri u t n chè búp t i/n m,

đ ng th 5 th gi i v i 450 c s ch bi n chè có quy mô t 1 t n chè búp

t i/ngƠy tr lên Theo m c tiêu ngƠnh chè đ t ra đ n n m 2015, ch bi n chè búp

khô đ t 260.000 t n, xu t kh u 200.000 t n (tr giá 440 tri u USD), nơng giá xu t

kh u lên ngang b ng giá bình quơn c a th gi i (2.200 USD/t n)

Trong su t hai th p k t 1991 - 2010, Vi t Nam luôn đ ng th 5 v di n tích tr ng chè trên th gi i (chi m 3%) T ng di n tích đ t tr ng chè t ng d n qua các n m, n m 2011 lƠ 133.000 ha, t ng 2,39% so v i n m 2010 K ho ch phát tri n c a ngƠnh chè đ n n m 2020 lƠ 135.000 ha Trong s 34 t nh tr ng vƠ ch

bi n chè có 5 t nh tr ng v i di n tích trên 10 ngƠn ha lƠ Lơm ng, Thái Nguyên,

HƠ Giang, Yên Bái, Phú Th , t ng ng v i di n tích: 26.212,0 ha; 15.151,0 ha; 14.240,0 ha; 11.173,0 ha và 10.9075,5 ha [77, 119, 124]

1.3.ă t tr ngăchèăvƠănguyênănhơnăgơyăsuyăthoáiăđ t tr ng chè trên th gi i và

Vi t Nam

1.3.1 t tr ng chè và nguyên nhân gây suy thoái t tr ng chè trên th gi i

Cây chè có l ch s t n t i lơu đ i nh ng ch đ c t p trung nghiên c u t

đ u th k XX cho đ n nay Cây chè phân b ch y u vùng khí h u nhi t đ i và

c n nhi t đ i, trên r t nhi u lo i đ t khác nhau, nh ng ch y u lƠ đ t xám (Acrisols); đ t đ (Feralsols); đ t đá b t (Andosols) và m t ph n đ t tích nhôm (Alisols), đ t Podzôn r a trôi (Podzoluvisols) Hi n nay, các vùng đ t tr ng chè trên th gi i đ u đang ph i đ i m t v i s suy thoái đ t do canh tác b t h p lý Quá trình nƠy cƠng có xu h ng gia t ng vƠ di n bi n ph c t p do tác đ ng c a

bi n đ i khí h u toàn c u Ph n l n đ t tr ng chè thâm canh cao m t s qu c gia

đ u b thoái hóa do suy gi m hƠm l ng ch t h u c , CEC th p, gi m kh n ng

th m và gi n c, suy gi m đa d ng sinh h c, axit hóa, xói mòn và r a trôi các

ch t dinh d ng đ ng th i t ng tích l y nhôm vƠ các kim lo i n ng đ c h i nh

h ng x u đ n ch t l ng s n ph m chè [8, 39, 51, 52, 54, 69, 75, 89]

Trung Qu c là n i có di n tích đ t tr ng chè l n nh t toàn c u, chi m kho ng 1,64 tri u ha Chè đ c tr ng ch y u trên đ t xám (Acrisols), đ t hình thành vùng khí h u bán khô h n đ n khí h u m (Alfisols), đ t đ (Ferrasols) phát tri n trên các lo i đá m phi n sét, g nai, mica, granit v i đ chua trung bình

pH = 4,5 - 6,5, đ d c trung bình < 300

Theo Chen Zongmao (1994), ph n l n đ t

tr ng chè Trung Qu c đ u có đ phì th p, r t nghèo dinh d ng, ch y u do b xói mòn r a trôi [57] T k t qu phân tích 200 m u đ t tr ng chè thu c các lo i đ t khác nhau, Wu Xun and Ruan Jianyun (1994) đư ch ra hàm l ng kali đ u m c

r t nghèo đ n nghèo, dao đ ng 15,3 - 1031 ppm, kho ng 59,05% m u đ t có hàm

l ng kali nh h n 80 ppm, 72,66% đ t tr ng chè có hƠm l ng Mg < 40 ppm,

trong đó th p nh t lƠ 1,25 ppm, 69% có hƠm l ng l u hu nh < 80 ppm [116] Bên c nh v n đ suy thoái dinh d ng, ô nhi m kim lo i n ng trong đ t tr ng chè Trung Qu c c ng đư tr nên ph bi n Theo k t qu đánh giá ch t l ng môi

tr ng đ t nông nghi p c a Cheng Jie-liang (2007) t i t nh Chi t Giang (Trung

Qu c), nghiên c u 136 m u đ t tr ng chè đ u có hƠm l ng các kim lo i n ng Cd,

Cr, Pb, Hg, Cu, Zn, Ni, As m c cao so v i tiêu chu n cho phép, trong đó đáng

k nh t là Cd và As [58] Theo Deng Hua (2012), hƠm l ng kim lo i n ng trong

đ t tr ng chè t nh Qu ng Châu (Trung Qu c) m c r t cao, Zn g p 1,4 l n, Pb

g p 1,6 - 1,8 l n, Mn g p 1,8 - 2,6 l n tiêu chu n cho phép, riêng Al vƠ Cd v t xa tiêu chu n cho phép Nguyên nhân do ngu n n c t i, s d ng nhi u phân khoáng và thu c tr sâu hóa h c [60] Thêm vƠo đó, quá trình axit hóa đ t tr ng chè ngày càng tr nên ph bi n Theo Wang Hui và c ng s (2010), các v n chè mi n ông Trung Qu c đ t có giá tr pH gi m trung bình 1,37; 1,62 và 1,85

đ n v sau 13, 34 vƠ 54 n m tr ng chè đư lƠm t ng m nh hƠm l ng Al3+ và gi m CEC, gây thi u h t các nguyên t dinh d ng ph t pho, Mo, Ca, Mg, d n đ n

vƠ đ t phù sa, th ng xuyên ph i đ i m t v i tình tr ng khô h n trong mùa khô t tháng 11 n m tr c đ n tháng 3 n m sau Theo Panda và c ng s (2003), đ t tr ng chè Tezpur và Siliguri thu c mi n B c n có đ chua trung bình 5,2 và 4,7, hƠm l ng các bon h u c 1,2%, vƠ 2,1%, dung tr ng c a đ t tr ng chè Tezpur

là 1,7 g/cm3, m c r t cao [89] Theo Tanmoy Karak và c ng s (2011), hàm

l ng m t s kim lo i n ng trong đ t tr ng chè Assam, n dao đ ng t m c trung bình th p đ n cao Trong đó, As 1,27 - 2,54 ppm, Cd 0,15 - 2,12 ppm, Cr 0,25 - 28,52 ppm, Pb 8,96 - 58,94 ppm, Mn 13,65 - 66,32 ppm, Ni 20,13 - 51,42 ppm, Zn 123,2 - 412,2 ppm [103]

t tr ng chè Inđônêsia ch y u là các lo i đ t đ vƠ đ t xám có ngu n

g c tro núi l a, đ cao 800 - 1300 m so v i m c n c bi n Chè đ c tr ng t p trung mi n Tơy đ o Java và mi n ông B c và Nam Sumatra Theo Astika (1994), các lo i đ t tr ng chè Inđônêsia có t ng đ t sơu, hƠm l ng ch t h u c

và các ch t dinh d ng khác m c trung bình đ n cao, ph n ng đ t chua v a, pH 5,5 - 5,8, lƠ đi u ki n t t cho s phát tri n c a cây chè

Chè Sri Lanka đ c tr ng t p trung mi n Trung, mi n Tây và tây B c trên 3 nhóm đ t chính: đ t đ (Oxisols), đ t xám (Ultisols), đ t phèn ti m tàng (Inceptisols) đ cao 600 đ n 1200 m Nhóm đ t Ultisols chi m di n tích l n

nh t Ph n l n các đ t tr ng chè Sri Lanka lƠ các đ t nghèo dinh d ng, ph n

gi m 30 - 80 kg/ha/tháng t đ c duy trì đ m, c i thi n hƠm l ng ch t h u

c s gi m thi u tác đ ng b t l i c a th i ti t khô h n vƠ gia t ng nhi t đ K t qu nghiên c u cho th y n u hƠm l ng ch t h u c đ t t ng 1% thì s n l ng chè

t ng trung bình 400 - 500 kg/ha/n m Nh ng vùng chè khô h n đ c t i cho s n

l ng t ng thêm kho ng 50 - 100% [113]

Chè các qu c gia thu c Liên Xô (c ) đ c tr ng trên đ t xám (Ultisols)

vƠ đ t p t zôn (Podzols) HƠm l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè ph thu c ngu n g c hình thành, phân b đ a lỦ, đ c đi m đ a ch t và l ch s canh tác t

tr ng chè đơy có hƠm l ng ch t h u c khá cao 3 - 5%, th m chí đ n 7% Còn phía B c Th Nh K giáp bi n en v n duy trì đ c hƠm l ng ch t h u c

t ng đ t m t trên 4% sau 60 n m khai thác đ t r ng Chè Nh t B n đ c tr ng

ch y u trên đ t sét n ng vƠ đ t đ có ngu n g c t tro núi l a [8]

1.3.2 t tr ng chè và c q ì s t tr ng chè Vi t Nam

1.3.2.1 Tình hình chung v đ t tr ng chè Vi t Nam

Vi t Nam, chè th ng đ c tr ng nh ng vùng có l ng m a trung bình t 1200 mm/n m tr lên, đ m không khí kho ng 80% và trên h u h t các

lo i đ t có đ cao trên 20 m so v i m c n c bi n, m c n c ng m sơu d i 1m,

đ d c không quá 300, t ng đ t dày trên 50 cm Tính ch t chung c a đ t tr ng chè

Vi t Nam là có ph n ng axit t chua đ n chua nh , pHKCl = 4 - 6, hƠm l ng ch t

h u c kho ng 1 - 2%, nghèo lơn, kali, canxi, magiê vƠ có hƠm l ng s t, nhôm cao t có thành ph n c gi i n ng, ch y u do đ c hình thƠnh trên các đá m giàu sét, c u trúc kém, ít t i x p [28, 29, 30, 39, 48, 62]

Hi n cơy chè đ c tr ng t p trung 6 vùng chính là Tây B c và mi n núi phía B c, Vi t B c - Hoàng Liên S n, trung du B c B , B c Trung B , Tây Nguyên, duyên h i mi n Trung Nh ng vùng tr ng chè l n ch y u trên các đ t xám (Acrisols) phát tri n trên phi n th ch sét, g nai vƠ mica, sa th ch, phù sa c

vƠ đ t đ (Feralsols) phát tri n trên bazan Cây chè tr ng trên đ t xám phát tri n trên phi n th ch sét chi m 60 - 75% di n tích, có đi u ki n th nh ng phù h p

v i yêu c u sinh tr ng và phát tri n [48]

M t trong nh ng y u t đ phì đ t đ c đ c bi t quan tâm nghiên c u là hƠm l ng ch t h u c Ch t h u c t ng s c a các lo i đ t chính Vi t Nam

th ng r t nghèo các vùng đ t cát vƠ đ t xám b c mƠu, đ n trung bình khá các

đ t feralit đ vƠng, vƠng đ trên núi cao và r t giàu nhóm đ t mùn alit trên núi [19, 36, 41, 42, 43] Theo Ph m Quang Hà (2010), trong các lo i đ t canh tác nông nghi p chính c a Vi t Nam, hƠm l ng ch t h u c cao nh t trong đ t phèn, trung bình 3,8%; ti p đ n lƠ đ t feralit 2,22%; đ t phù sa 1,99%; đ t m n 1,72%; đ t xám 1,08% và th p nh t lƠ đ t cát 0,68% [68]

L ng ch t h u c t p trung nhi u l p đ t m t (0 - 20 cm), càng xu ng sâu càng gi m t đ vƠng vƠ nơu vƠng vùng đ i núi có hƠm l ng ch t h u c

l p đ t m t thu c lo i khá, nh ng gi m nhanh theo đ sơu t đ nâu có hàm

l ng ch t h u c gi m d n theo ph u di n do đ t t i x p t b c màu có hàm

l ng ch t h u c nghèo đ n r t nghèo trên b m t và gi m nhanh theo đ sơu a

s các lo i đ t Vi t Nam đ u có t l axit humic/axit fulvic < 1 nên ch t l ng

ch t h u c kém, cƠng xu ng sâu thì t l axit fulvic cƠng t ng, ch ng t axit fulvic có kh n ng di đ ng m nh h n axit humic [19, 36, 41, 42, 43]

Nhìn chung đ t tr ng chè Vi t Nam có hƠm l ng ch t h u c m c

th p vƠ dao đ ng r ng t r t nghèo đ n trung bình (th ng < 2%) Nh ng vùng

tr ng chè có đi u ki n khí h u thu n l i cho s tích l y ch t h u c vƠ ít b xói mòn r a trôi thì hƠm l ng ch t h u c m c khá [4, 8, 29, 39, 35]

HƠm l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè có s khác nhau r t rõ gi a các nhóm đ t khác nhau Theo Bùi Th Ng c Dung (2012), hƠm l ng ch t h u c (OM) trong đ t tr ng chè Lơm ng m c r t nghèo đ n nghèo và trung bình Trong đó, đ t xám trên phù sa c 1,4 - 1,6%, đ t xám trên m c ma axit 1,0 - 1,6%,

đ t đen 2,5 - 3,0%, đ t đ vàng 0,87 - 5,55%, đ t đ nâu trên bazan 2,4 - 3,5%, đ t nơu đ trên bazan 3,0 - 3,2% [8]

Cho đ n nay, t i các vùng đ t tr ng chè có đ u t thơm canh cao nh Phú

H (Phú Th ), Tơn C ng (Thái Nguyên) vƠ Lơm ng có th c hi n bi n pháp che ph lơu n m thì đ t đ u có hƠm l ng ch t h u c m c trung bình khá đ n

r t giƠu i v i nh ng v n chè quy mô h gia đình Yên Bái và Phú Th có

m c đ u t th p thì hƠm l ng ch t h u c đ t đ u m c nghèo đ n trung bình Theo Tr n Th Tuy t Thu (2012), hƠm l ng ch t h u c trong 3 mô hình thâm canh cao, trung bình và th p vùng tr ng chè Tơn C ng, Thái Nguyên lƠ 4,13%, 3,63% vƠ 2,76% HƠm l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè Kh i Xuân, Phú

Th có m c đ u t trung bình dao đ ng t 1,8% đ n 2,81% [4, 35, 46, 47, 48]

Nhìn chung, s tích l y hƠm l ng ch t h u c trong đ t tr ng chè Vi t Nam ph thu c ch y u vào ho t đ ng qu n lỦ đ u vào cung c p phân bón và ngu n ch t h u c cho đ t n nay, ngƠnh chè đư ban hƠnh quy trình h ng d n

th c hành s n xu t nông nghi p t t cho chè búp t i (tiêu chu n Vi tGAP) và có nhi u gi i pháp đ ti n t i n n s n xu t chè b n v ng, nơng cao n ng su t ch t

l ng chè, gi m thi u nh ng r i ro gây h i t i môi tr ng và s c kh e con ng i,

đư đ c bi t quan tơm đ n v n đ s d ng h p lý và b n v ng tƠi nguyên đ t tr ng chè Tuy nhiên, ch a có nhi u nghiên c u t ng h p v qu n lỦ các bon trong đánh giá ch t l ng đ t tr ng chè và phân tích sâu nh ng nh h ng b t l i c a vi c

ng d ng m t s ch ph m sinh h c, phân h u c sinh h c đang đ c áp d ng th nghi m đ nơng cao n ng su t chè c ng nh nh h ng c a m t s bi n pháp canh tác đ n kh n ng tích l y ch t h u c đ t - y u t vô cùng quan tr ng giúp duy trì

s c s n xu t b n v ng c a đ t tr ng chè

1.3.2.2 Các quá trình ch y u gây suy thoái đ t tr ng chè Vi t Nam

 Quá trình xói mòn, r a trôi và m t cân b ng ch t dinh d ng

Thành ph n hóa h c c a các nguyên t trong đ t vƠ đá m có liên quan ch t

ch v i nhau giai đo n đ u c a quá trình hình thƠnh đ t Nh ng các giai đo n sau c a quá trình phát tri n đ t l i ch u s chi ph i m nh b i các quá trình lý, hóa, sinh h c vƠ đi u ki n môi tr ng c ng nh l ch s ho t đ ng qu n lỦ đ t c bi t, hƠm l ng các ch t dinh d ng khoáng trong đ t canh tác ch u nh h ng t t t c các y u t đ u vào c a h th ng canh tác và quá trình m t đi theo n ng su t thu

ho ch, ho c đi vƠo các thƠnh ph n môi tr ng khác

Nói chung, các vùng đ t tr ng chè thâm canh cao Vi t Nam đ u có l ch

s canh tác liên t c kéo dài t h n n a th k qua Bên c nh các ch t dinh d ng

b l y đi kh i đ t b ng s n ph m thu ho ch thì m t ph n l n các ch t dinh d ng

b m t b i quá trình xói mòn, r a trôi c bi t là th i gian 10 n m đ u khi cây chè đang giai đo n ki n thi t c b n lƠ giai đo n đ t có th b m t do xói mòn nhi u nh t L ng dinh d ng m t đi do xói mòn ch y u là ch t h u c , nit ,

ph t pho, kali và các nguyên t vi l ng HƠm l ng các nguyên t dinh d ng b

m t có th x p theo th t nh sau: C > N > K > Ca > Mg > P [19, 28, 39, 49] Theo Li và Ding (1992), xói mòn đ t tr ng chè gây m t 188 kg ch t dinh d ng khoáng và 1.687 kg ch t h u c /ha/n m Phơn khoáng vƠ phơn h u c đ c b sung vƠo đ duy trì cân b ng dinh d ng vƠ hƠm l ng ch t h u c trong đ t [73] Còn theo H Quang c (1994), nh ng v n chè 10 tu i không đ c che ph

b o v đ t có l ng đ t b m t do xói mòn trung bình 32 t n/ha/n m [62]

Quá trình suy thoái đ t tr ng chè còn do vi c s d ng phân khoáng không

h p lý d n đ n làm m t cơn đ i ch t dinh d ng cung c p cho cây chè S d ng quá nhi u phơn nit vƠ ph t phát đ t ng n ng su t chè đư thúc đ y s d ng và làm nghèo ki t các nguyên t dinh d ng khác, đ c bi t là nguyên t vi l ng trong

đ t Bên c nh đó, còn thúc đ y quá trình axit hóa đ t, lƠm t ng hƠm l ng Al3+

,

Fe3+ vƠ tích l y các kim lo i n ng Cd, As, Pb trong đ t Kh n ng đ i kháng c a các nguyên t hóa h c th ng là nguyên nhân gây m t cân b ng dinh d ng và tích t đ c ch t vào s n ph m chè Khi đ t tr ng chè ch a nhi u Fe3+ s làm gi m

kh n ng hút thu Mn, nhi u As s gây thi u h t ph t pho trong cơy vƠ t ng tích l y

As, khi đ t nhi u Cd và Pb s làm gi m kh n ng hút thu Ca, Mg vƠ K

 Quá trình axit hóa đ t

Quá trình axit hóa đ t tr ng chè do nhi u nguyên nhơn khác nhau, trong đó

có c quá trình t nhiên và nhân sinh S có m t c a ion H+trong đ t đ c sinh ra

t các quá trình ch y u do s phân h y các v t ch t h u c vƠ khoáng ch t khác

t o thành axit h u c vƠ m t ph n đáng k do Al3+ có kh n ng th y phân t o ra

H+ Bên c nh đó, nguyên nhơn gơy chua đ t còn do quá trình r a trôi các kim lo i

ki m, ki m th , tích l y t ng đ i s t và nhôm, x y ra m nh trong đi u ki n đ t

d c vƠ m a nhi u Vi c s d ng phân khoáng không h p lỦ, đ c bi t lƠ phơn nit

vƠ phơn lơn c ng lƠ nguyên nhơn khác góp ph n lƠm chua hóa đ t [19, 39, 41, 43]

Theo Dogo và c ng s (1994), khi s d ng quá nhi u phân khoáng trong

m t th i gian dài liên t c lƠm cho đ t b axit hóa L ng ion H+ đ c b sung vào

đ t trung bình t 0,2 - 2 kg/ha/n m K t qu nghiên c u 10 n m (1963 - 1973) v

nh h ng c a bón phân khoáng N, P, K đ n tính ch t đ t tr ng chè t i Phú H cho th y hƠm l ng ion H+

và Al3+đư t ng r t rõ l p đ t m t (0 - 40 cm) [37]

Ph n ng c a đ t theo h ng axit hóa s tác đ ng tr c ti p ho c gián ti p đ n kh

n ng cung c p ch t dinh d ng d tiêu cho cây chè và khu h sinh v t, t đó tác

đ ng đ n ch c n ng s n xu t sinh kh i thông qua các c ch đi u ch nh dinh

d ng, kh n ng chuy n hóa ch t h u c vƠ vô c c a đ t

M c dù chè là lo i cây tr ng thích h p v i đi u ki n đ t chua, n i có hƠm

l ng nhôm linh đ ng cao nh ng khi đ t m c chua đ n r t chua (pH < 4,0), các nguyên t kim lo i n ng trong đ t đ u m c hòa tan c c đ i gơy đ c h i cho cây

M t nh h ng quan tr ng c a pH đ n kh n ng cung c p phôt pho d tiêu cho cây chè do s liên k t c a ion PO43- v i Al3+ và Fe3+ t o thành các mu i khó hòa tan trong đ t c bi t, đ t đ i núi Vi t Nam, khi đ chua c a đ t gi m xu ng 1

đ n v thì kh n ng hòa tan Al3+t ng lên 4 l n Do v y, đ t tr ng chè nhi u khi hƠm l ng P t ng s cao nh ng cơy d b thi u dinh d ng ph t pho [23, 42, 43]

Khi đ chua c a đ t t ng lên ngh a lƠ n ng đ ion H+ trong dung dch đ t

t ng lên có th d n đ n nh ng thay đ i đáng k các quá trình sinh h c nh y c m trong h sinh thái đ t X khu n và vi khu n phát tri n t t đi u ki n đ t có ph n

ng axit nh đ n h i ki m, n m thích nghi đ c v i s thay đ i pH r ng ( m c axit đ n ki m) nên nh ng đ t chua s thúc đ y s phát tri n c a h n m, trong đó

có nhi u loài n m là nguyên nhân gây b nh đ i v i cơy chè ng th i, khi đ t b axit hóa s gây gi m đa d ng sinh h c và t o các m i r i ro nh t đ nh, có th làm

ch m quá trình khoáng hóa các bon, nit , phôt pho, l u hu nh [9, 11, 19, 20, 23,

39, 46, 102, 108, 115]

Do cây chè không thích h p v i đ t có hƠm l ng canxi cao nên gi i pháp bón vôi đ gi m thi u đ chua c a đ t không đ c khuy n khích nh ng vùng đ t

tr ng chè Các bi n pháp b o v đ t b ng cách b sung phân h u c vƠ s d ng

v t li u che t đ t (c d i, cơy phơn xanh, cƠnh lá chè đ n, v t li u polyme, ầ)

đ u giúp gi m m nh đ chua c a đ t do s t ng tích l y ch t h u c vƠ gi i phóng các ch t dinh d ng khoáng nhóm kim lo i ki m và ki m th nên lƠm t ng kh

h u c đ bù vƠo l ng b m t thì đ t s tr nên thoái hóa ho c thoái hóa nghiêm

tr ng sau chu k khai thác cây chè t 30 đ n 40 n m [20, 29, 35, 39, 48, 49]

Theo Nguy n V n T o (1998) - đ c trích b i oƠn Hùng Ti n vƠ V n

Ng c (1998), giai đo n hƠm l ng ch t h u c trong đ t gi m m nh nh t là khi cây chè th i k ki n thi t c b n, đ t không đ c che ph và l i m i b xáo tr n lƠm t ng quá trình khoáng hóa, xói mòn, r a trôi đư lƠm gi m đáng k hƠm l ng

ch t h u c trong đ t Các nghiên c u Phú H , Hà B c vƠ HoƠng Liên S n sau 7

n m tr ng chè đư làm gi m hƠm l ng ch t h u c trong đ t hƠng n m lƠ 0,74%, sau 11 n m gi m trung bình 0,73%/n m Nguyên nhơn lƠ do ch t h u c trong đ t

tr ng chè có xu h ng tích l y l i khi cơy chè b c vƠo giai đo n s n xu t kinh doanh, do t ng l ng tƠn d r i r ng vƠ cơy chè đư phát tri n khép tán trên 40 - 50% nên b m t đ t đi vƠo n đ nh làm gi m tác đ ng c a xói mòn, r a trôi [48]

Theo ng V n Minh (2005), t i các vùng đ t r ng đ c chuy n đ i sang

tr ng chè nông tr ng Sông C u, ng H , Thái Nguyên, hƠm l ng ch t h u

c trong t ng đ t m t gi m nhanh sau 10 n m đ u, sau đó n đ nh nh ng m c

th p HƠm l ng ch t h u c trong đ t gi m m nh đư nh h ng nhi u đ n các tính ch t lý hóa, th hi n rõ nh t là s t ng dung tr ng, gi m CEC, gi m kh n ng

gi m vƠ đ b n c u trúc đ t [29]

Vì chè là cây tr ng lơu n m, có giá tr kinh t cao, v i chu k khai thác t

30 đ n 40 n m, nên vi c lƠm t ng ch t h u c trong đ t có Ủ ngh a đ c bi t quan

tr ng trong b o v ch t l ng đ t, đ m b o n đ nh các ch c n ng c a đ t Theo Arshad và Martin (2002), đ t có kh n ng duy trì s n xu t b n v ng khi hàm

l ng ch t h u c trong đ t > 4% [50] Còn theo Wijeratne và c ng s (2000), khi hƠm l ng ch t h u c c a đ t t ng 1% thì s n l ng chè t ng kho ng 400 - 500 kg/ha/n m [113] Theo Nguy n T Siêm (2001), khi hƠm l ng ch t h u c gi m 1% thì lƠm t ng kh n ng c đ nh lân c a đ t lên 500 - 1.000 ppm [43]

1.4 Ch t h uăc ăvƠăquáătrìnhăchuy năhóaăchúngătrongăđ t

1.4.1 Khái ni m và vai trò c a ch t h t

1.4.1.1 Khái ni m, ngu n g c ch t h u c trong đ t

Ch t h u c trong đ t bao g m: (i) các tƠn d đ ng th c v t các giai đo n phân h y và các s n ph m h u c phơn h y khác nhau; (ii) các vi sinh v t s ng, các đ ng v t c nh c ng nh các r cây nh trong đ t; (iii) các ch t h u c đ c

vi sinh v t tái t ng h p Các ch t h u c tái t ng h p có tính ch t đ c bi t th ng

đ c g i là ch t mùn đ t (humic substances) [100]

Ch t h u c trong đ t có ngu n g c ch y u t tƠn d đ ng th c v t và m t

ph n nh t sinh kh i vi sinh v t Trong đó, ngu n đ c b sung t tƠn d th c

v t chi m kho ng 4/5 t ng s ch t h u c , trung bình 1,0 - 15,3 t n/ha/n m, riêng sinh kh i r th c v t đ sâu 0 - 30 cm là 4,4 - 15,8 t n/ha/n m Theo các nghiên

c u ch có kho ng 10 - 20% t ng l ng tƠn d đ c chuy n hóa hình thành ch t

h u c đi n hình trong đ t [102] c bi t nh ng vùng đ t khô c n nhi t đ i, h

kh i C tích l y trong th c v t r ng vƠ đ t nông nghi p vùng nhi t đ i là cao nh t

nh ng l ng C tích l y trong đ t nhi t đ i ch m c trung bình Nguyên nhân ch

y u là do nh h ng c a đi u ki n khí h u nhi t đ i, ho t đ ng sinh h c đ t di n

ra m nh k t h p v i s n đ nh liên k t gi a các ph n t ch t h u c v i khoáng sét kaolinit vùng nhi t đ i y u h n so v i các khoáng khác HƠm l ng C trung bình trong nhóm đ t đ vùng nhi t đ i (Feralsols) là 5,7 kg C/m2

đ sâu 0-30cm

và 10,7 kg C/m2 đ sâu t 0 - 100cm [83]

Theo Shiyu Li và c ng s (2011), t ng l ng các bon d tr trong các v n chè Trung Qu c là 316,2 tri u t n Trong đó, sinh kh i th c v t chi m 26,3% (83,3 tri u t n C), l p tƠn d r i r ng chi m 2,5% (8,0 tri u t n C) vƠ trong đ t (

đ sâu 0 - 100 cm) chi m 71,2% (225,0 tri u t n C, bao g m: mi n tây 32,2%,

mi n nam 17,7% và mi n đông 46,1%) T ng l ng các bon trong t ng đ t m t 0 -

20 cm các v n chè mi n Tây Trung Qu c là 39,9 t n/ha, mi n nam là 39,4

t n/ha và mi n đông lƠ 46,2 t n/ha [97] Còn theo Kamau và c ng s (2008), d

tr các bon trong đ t tr ng chè (đ sâu 0 - 20 cm) Kenya dao đ ng t 43 đ n 72

t n/ha [71]

1.4.1.2 Vai trò và l i ích c a ch t h u c trong đ t

Ch t h u c lƠ h p ph n quan tr ng c a đ t, đ c coi lƠ ch th đ phân bi t

đ t khác v i m u ch t; là kho d tr các ch t dinh d ng đ ng th i là ngu n n ng

l ng đ m b o cho các ho t đ ng s ng c a các sinh v t trong đ t; lƠ chìa khóa trong b o v s c kh e đ t vƠ duy trì ch c n ng s n xu t c a đ t; lƠ kh i ngu n c a vòng ti u tu n hoàn sinh h c, đ c bi t là giúp tu n hoàn và khép kín chu trình các bon trong t nhiên Có th nói ch t h u c có liên quan ch t ch , quy t đ nh h u

h t đ n các tính ch t lý, hóa, sinh h c và duy trì tính n đ nh c a h sinh thái đ t

HƠm l ng, ch t l ng, tính ch t c a ch t h u c trong đ t có vai trò quy t

đ nh đ n quá trình hình thành và tính ch t c b n c a đ t N ng su t cây tr ng có liên quan tr c ti p v i hƠm l ng ch t h u c vƠ các ch t dinh d ng đ c ph c

h i nh ho t đ ng c a vi sinh v t đ t HƠng n m, kho ng 50 - 80% N có th đ c cung c p t ch t h u c c a đ t và g n 100% N trong các h sinh thái t nhiên,

t ng đ ng 11 - 300 kg N/ha/v thu ho ch [72]

Bên c nh l i ích cung c p các ch t dinh d ng cho th c v t, ch t h u c còn có vai trò gi , đi u hòa n c và nhi t đ trong đ t Vi c c i thi n c u trúc đ t thông qua vai trò c a ch t h u c có th nâng cao kh n ng th m l c, gi m xói mòn và r a trôi đ t th t pha sét, khi hƠm l ng ch t h u c trong t ng đ t m t (0 - 15 cm) t ng 1 - 2% thì kh n ng d tr n c là 37,5 - 75m3/ha/n m [72] Kho ng 20 - 80% CEC c a đ t là do vai trò c a ch t h u c , vì v y khi t ng ch t

h u c s t ng CEC c tính n u t ng 1 g C/kg đ t s t ng 4,3 mmol/kg CEC

h u hi u trong các đ t có ít khoáng sét [83, 98] c bi t, ch t h u c có vai trò tiên quy t đ i v i s duy trì vƠ nơng cao CEC trong đ t nhi t đ i, c t ng 1% ch t

h u c đ t s t ng CEC lên 3 lđl đ t đ i núi Vi t Nam sau 15 n m khai hoang

có CEC gi m t 28 xu ng 13 lđl/100 g đ t do s suy gi m c a ch t h u c có trong đ t (Nguy n T Siêm, 37, 43, 44)

nói v vai trò quan tr ng c a ch t h u c trong đ t, đ c bi t là trong

cu c cách m ng s n xu t nông nghi p b n v ng, Kimle và c ng s (2007) đư vi t:

ắCh t h u c đ t là m t trong nh ng ph n tài nguyên qu c gia quan tr ng c a

chúng ta, nó c n ph i đ c đ a vào v trí thích h p trong chính sách b o v ” [72]

1.4.2 Thành ph n ch t h t

1.4.2.1 Các ch t mùn không đi n hình c a đ t (non humic substances)

Các ch t mùn không không đi n hình trong đ t bao g m các ch t h u c thông th ng là s n ph m phân gi i t xác đ ng th c v t nh amino axit, protein, hyđratcacbon, lipit vƠ các axit h u c khác (B ng 1.4) Nhóm này có thành ph n

và t l ch t h u c không n đ nh, ph thu c vào s khác nhau gi a thành ph n

và tính ch t c a các tƠn d th c v t c ng nh nh ng đi u ki n hình thành và tích

l y ch t h u c S n ph m phân gi i th ng là quá trình oxi hóa tri t đ thành CO2

vƠ n c ho c có th hình thành nên các h p ch t trung gian nh các lo i axit h u

c , axit amin, r u, phenol, quinol, ầ

đ t HƠm l ng c a các polysacarit trong tƠn d t ng theo tu i c a th c v t và có

s khác nhau gi a các loài th c v t HƠm l ng xenlulo và hemixenlulo có th chi m 10 - 60% trong các th c v t thân th o Xenlulo th ng chi m 15% kh i

l ng khô c a cơy non nh ng có th lên đ n trên 50% trong thân cây g , r m r và

lá giƠ Xenlulo c ng lƠ thƠnh ph n quan tr ng trong thành t bào c a c a m t s loài t o, n m HƠm l ng linhin trong cơy non th ng nh d i 5%, cơy tr ng thành kho ng 15% và cây g già có th chi m 35% ch t khô [99, 102]

Các hyđratcacbon chi m kho ng 10 - 25% t ng các bon h u c c a đ t, có ngu n g c chính t th c v t và vi sinh v t N u nh quá trình phơn h y không b

gi i h n b i đi u ki n môi tr ng (hƠm l ng n c trong đ t, đ chua, s có m t các ch t đ c h i, ầ), vƠ s h p ph b i các ph n t khoáng sét thì h u h t các hyđratcacbon đ u b phân h y nhanh K t qu c a quá trình phân h y các hyđratcacbon th ng t o thƠnh các đ ng đ n [83, 99, 102]

1.4.2.2 Ch t mùn đi n hình c a đ t (humic substances)

Ch t mùn đi n hình c a đ t là nh ng h p ch t h u c cao phơn t đ c

tr ng, chúng t n t i t ng đ i n đ nh trong đ t ph thu c vƠo đi u ki n t nhiên

và l ch s qu n lý s d ng đ t S hình thành ch t mùn t các tƠn d lƠ m t quá trình ph c t p v i các ph n ng hóa sinh h c khác nhau nh s xúc tác t ng h p

c a ph c h các enzym ho c các ph n ng hóa h c thông th ng, sau đó nh ng

s n ph m trung gian nƠy đ c trùng h p đ t o thành Ch t l ng c a tƠn d h u

c , thƠnh ph n, s l ng vi sinh v t đ t vƠ đi u ki n đ t đóng vai trò vô cùng quan

tr ng đ i v i s hình thƠnh vƠ tích l y ch t mùn c a đ t [9, 99, 100, 102]

Ch t h u c đi n hình c a đ t đ c chia thành 2 nhóm: Các bitum, humin

vƠ các axit mùn Trong đó các axit mùn lƠ thƠnh ph n quan tr ng đ c bi t c a ch t

h u c đ t, đ c t p trung nghiên c u sâu r ng D a vào các tính ch t đ c tr ng khác nhau nh đ phân tán, kh n ng ng ng t , m c đ polime hóa, thành ph n và tính ch t quang h c, đ c bi t là kh n ng hòa tan trong các dung môi khác nhau

ng i ta chia axit mùn thành các lo i khác nhau Các axit mùn ch y u là humic

và fulvic Axit humic có màu t i (t nơu đ n đen) có kh n ng hòa tan trong dung

d ch ki m loưng nh ng không hòa tan trong dung d ch axit loãng Còn axit fulvic

có màu vàng sáng, có kh n ng hòa tan trong c dung d ch ki m và axit V thành

ph n các nguyên t hóa h c, axit humic có t l C/N cao h n nh ng hƠm l ng O,

H th p h n so v i axit fulvic (B ng 1.5)