nghiên cứu thực trạng và biện pháp kỹ thuật duy trì, nâng cao độ phì nhiêu đất đỏ vàng trồng mía tại thọ xuân, thanh hóa

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng và dinh dưỡng ñất .... Nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN

-* -

DƯƠNG VĂN VINH

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT DUY TRÌ, NÂNG CAO ðỘ PHÌ NHIÊU ðẤT ðỎ VÀNG TRỒNG MÍA TẠI THỌ XUÂN, THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI, 2014

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VN VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VN

-* -

DƯƠNG VĂN VINH

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT DUY TRÌ, NÂNG CAO ðỘ PHÌ NHIÊU ðẤT ðỎ VÀNG TRỒNG MÍA TẠI THỌ XUÂN, THANH HÓA

Chuyên ngành: Khoa học ñất

Mã số: 60.62.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Phạm Ngọc Tuấn

HÀ NỘI, 2014

LêI CaM §OAN

LêI CaM §OAN

D−¬ng V¨n Vinh

LờI CảM ƠNLờI CảM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Phạ

Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Phạm Ngọc Tuấn, người đã tận tình chỉ bảo, hướng m Ngọc Tuấn, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn để tôi có thể thực hiện tốt Luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy, Ban Đào tạo Sau đại học Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam cùng các thầy cô giáo đã trực tiếp gi

thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập.ảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, cùng tập thể các cán bộ nghiên cứu đã đóng góp cho tôi những ý kiến quý báu tro

những ý kiến quý báu trong thời gian học tập và thực hiện đề tài.ng thời gian học tập và thực hiện đề tài.ng thời gian học tập và thực hiện đề tài

Dương Văn Vinh

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ðẦU i

1 Tính cấp thiết của ñề tài 1

2 Mục ñích và yêu cầu 2

2.1 Mục ñích 2

2.2 Yêu cầu 2

3 Ý nghĩa của ñề tài 2

3.1 ðối với lĩnh vực KH&CN có liên quan 2

3.2 ðối với nơi ứng dụng kết quả nghiên cứu 2

3.3 ðối với kinh tế - xã hội và môi trường 3

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4.1 ðối tượng nghiên cứu 3

4.2 Phạm vi nghiên cứu 3

5 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 3

5.1 ðịa ñiểm nghiên cứu 3

5.2 Thời gian nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI 4 1.1 ðỘ PHÌ NHIÊU ðẤT VÀ CÁC YẾU TỐ HẠN CHẾ CHÍNH 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngoài 4

1.1.1.1 ðộ phì nhiêu ñất và các yếu tố hạn chế chính 4

1.1.1.2 Biện pháp kỹ thuật nâng cao ñộ phì ñất và khắc phục YTHC 6

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 8

1.1.2.1 ðộ phì nhiêu ñất và các yếu tố hạn chế chính 8

1.1.2.2 Biện pháp kỹ thuật nâng cao ñộ phì nhiêu ñất và khắc phục YTHC 12

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÍA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 13

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 13

1.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng và dinh dưỡng ñất 13

1.2.1.2 Nghiên cứu phân bón vô cơ cho mía 15

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 17

1.2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng và dinh dưỡng ñất 17

1.2.2.2 Nghiên cứu về phân bón vô cơ cho cây mía 20

1.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT MÍA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 21

1.3.1 Tình hình sản xuất mía ñường trên thế giới 21

1.3.2 Tình hình sản xuất mía ñường ở Việt Nam 23

1.4 YÊU CẦU SINH THÁI VÀ DINH DƯỠNG CỦA CÂY MÍA ðƯỜNG 26

1.4.1 Yêu cầu về ñiều kiện sinh thái ñối với cây mía 26

1.4.2 Yêu cầu về ñất và dinh dưỡng với cây mía ñường 28

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 34

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.3.1 Phương pháp ñiều tra 34

2.3.1.1 Thu thập thông tin 35

2.3.1.2 Phương pháp lấy mẫu ñất 35

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu ngoài ñồng ruộng 35

2.3.2.1 Phương pháp xử lý ngọn lá mía 35

2.3.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 36

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu trong phòng 38

2.3.3.1 Phương pháp phân tích ñất 38

2.3.3.2.Phương pháp xác ñịnh YTHC ñộ phì nhiêu ñất 39

2.3.3.3 Phương pháp phân tích chất lượng mía 39

2.3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 40

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41

3.1 ðIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT MÍA TẠI HUYỆN THỌ XUÂN, THANH HÓA 41

3.1.1 ðiều kiện tự nhiên 41

3.1.1.1 Vị trí ñịa lý 41

3.1.1.2 ðịa hình, thuỷ văn, sông ngòi 41

3.1.1.3 Khí hậu, thời tiết 43

3.1.1.4 Tài nguyên thiên nhiên 45

3.1.2 ðặc ñiểm kinh tế, xã hội huyện Thọ Xuân 49

3.1.2.1 ðặc ñiểm kinh tế 49

3.1.2.2 ðặc ñiểm xã hội 51

3.1.3 Hiện trạng sản xuất mía của huyện Thọ Xuân, Thanh Hóa 56

3.1.3.1 Diện tích, năng suất, sản lượng và chất lượng mía của huyện Thọ Xuân, Thanh Hóa 56

3.1.3.2 Thực trạng kỹ thuật canh tác mía nguyên liệu 61

3.2 XÁC ðỊNH ðỘ PHÌ NHIÊU VÀ MỘT SỐ YẾU TỐ HẠN CHẾ CHÍNH NĂNG SUẤT, CHẤT LƯỢNG MÍA TRÊN ðẤT ðỎ VÀNG TRỒNG MÍA TẠI HUYỆN THỌ XUÂN, THANH HÓA 66

3.3 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BỔ SUNG CHẤT HỮU CƠ CHO ðẤT ðỎ VÀNG TRỒNG MÍA TẠI HUYỆN THỌ XUÂN, THANH HÓA 70

3.3.1 Kết quả thí nghiệm 1 - Bổ sung chất hữu cơ vào ñất 70

3.3.1.1 Ảnh hưởng của phụ phẩm hữu cơ và phân hữu cơ sinh học ñến một số chỉ tiêu sinh trưởng phát triển của mía 70

3.3.1.2 Ảnh hưởng của phụ phẩm hữu cơ và phân hữu cơ sinh học ñến các yếu tố cấu thành năng suất mía 72

3.3.1.3 Ảnh hưởng của phụ phẩm hữu cơ và phân hữu cơ sinh học ñến năng suất chất lượng mía 76

3.3.2 Kết quả thí nghiệm 2 - Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật ñể xử lý phụ phẩm hữu cơ vùi lại ruộng 82

3.3.2.1 Ảnh hưởng của việc xử lý ngọn lá mía vùi tại ruộng bằng chế phẩm vi sinh ñến một số chỉ tiêu sinh trưởng phát, triển của mía 82

3.3.2.2 Ảnh hưởng của việc xử lý ngọn lá mía vùi tại ruộng bằng chế phẩm vi sinh ñến các yếu tố cấu thành năng suất mía 84

3.3.2.3 Ảnh hưởng của việc xử lý ngọn lá mía vùi tại ruộng bằng chế phẩm vi sinh và bón phân hữu cơ ñến năng suất, chất lượng mía 87

3.3.2.4 Ảnh hưởng của việc xử lý chất hữu cơ vùi tại ruộng bằng chế phẩm vi

sinh và bón phân hữu cơ ñến dinh dưỡng ñất sau thí nghiệm 90

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 93

1 Kết luận 93

2 ðề nghị 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KH&CN Khoa học và công nghệ

PTNT Phát triển nông thôn

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của liên hiệp quốc

DANH MỤC BẢNG

1.2 Thang ựánh giá ựộ phì nhiêu ựất ở Việt Nam 9 1.3 Diện tắch, năng suất, sản lượng trên thế giới từ năm 2002-2013 22 1.4 Diện tắch, năng suất, sản lượng mắa của Việt Nam từ năm 2002-2013 24

3.1 Diện tắch, năng suất và sản lượng mắa huyện Thọ Xuân từ năm

3.2 Chữ ựường mắa bình quân của vụ ép năm 2012-2013 và 2013-2014 60 3.3 Thực trạng kỹ thuật canh tác mắa tại huyện Thọ Xuân 61 3.4 đánh giá hiệu quả sản xuất mắa nguyên liệu trên ựất ựỏ vàng tại

3.5 Chất lượng ựất ựỏ vàng trồng mắa tại huyện Thọ xuân, Thanh Hóa 66

3.6 Các YTHC chắnh ựất ựỏ vàng trồng mắa tại huyện Thọ Xuân, Thanh

3.7 Khả năng sinh trưởng, phát triển của mắa trong thắ nghiệm 71 3.8 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết vụ mắa tơ 73 3.9 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết vụ mắa gốc 74 3.10 Năng suất chất lượng mắa ở các công thức trong thắ nghiệm 77 3.11 Hiệu quả kinh tế của mắa ở các công thức thắ nghiệm 1 (vụ mắa gốc 1) 79 3.12 Kết quả phân tắch ựất trước và sau thắ nghiệm 81 3.13 Khả năng sinh trưởng, phát triển của mắa trong thắ nghiệm 83 3.14 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết vụ mắa tơ 84 3.15 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lý thuyết vụ mắa gốc 86 3.16 Năng suất và chất lượng mắa ở các công thức thắ nghiệm 88 3.17 Hiệu quả kinh tế của mắa ở các công thức thắ nghiệm 2 (vụ mắa gốc 1) 89 3.18 Kết quả phân tắch ựất trước và sau thắ nghiệm 91

DANH MỤC HÌNH

3.1 Quang cảnh ñốt ngọn lá mía trên mặt ñồng sau thu hoạch 63

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

Mía (Saccharum officinarum L.) là cây trồng nhiệt ñới có nguồn gốc từ Tân

Ghinê và Ấn ðộ Mía là cây công nghiệp dài ngày, cây nguyên liệu quan trọng nhất ñối với ngành mía ñường Mía là cây C4, có cường ñộ quang hợp mạnh (cường ñộ quang hợp của mía mạnh hơn cường ñộ quang hợp trung bình của các cây trồng khác 150-200%) [5] Hàm lượng ñường trong mía dao ñộng 11-16%, tùy thuộc vào giống và ñiều kiện trồng, chăm sóc và ñiều kiện ñất ñai, v.v…

Thọ Xuân là một huyện miền núi phía Tây của tỉnh Thanh Hóa, có diện tích

tự nhiên 29.588,50 ha, với 20.899 ha là ñất nông nghiệp, trong ñó có 2.545 ha [2] ñất trồng mía Cây mía ñược du nhập vào huyện Thọ Xuân từ lâu, tập trung trồng nhiều ở các xã như: Thọ Lâm, Xuân Phú, Xuân Châu, Xuân Thiên Trong những năm gần ñây sự phát triển của cây mía gắn bó chặt chẽ với Công ty Cổ phần mía ñường Lam Sơn Cây mía ñang là loại cây chủ lực góp phần nâng cao ñời sống, xóa ñói, giảm nghèo, tiến tới làm giàu của người dân ñịa phương

Cũng như các vùng trồng mía khác trong tỉnh, mía tại Thọ Xuân ñược trồng trên nhiều loại ñất, trong ñó có nhóm ñất ñiển hình chiếm diện tích lớn của huyện ñược dùng ñể trồng mía là ñất ñỏ vàng trên ñá sét và biến chất (Fs) ñược phân bố tại các xã như Thọ Lâm, Xuân Phú, TT Sao Vàng… Tại các vùng này, cây mía ñược ñánh giá là cây trồng chủ lực trong vùng trồng mía nguyên liệu của nhà máy mía ñường Lam Sơn Với hình thức trồng mía ñộc canh trong thời gian dài, ñến vài chục năm, thì thực trạng ñộ phì nhiêu ñất là vấn ñề cấp bách cần ñược nghiên cứu một cách nghiêm túc ñể có những biện pháp bảo vệ và sử dụng ñất một cách có hiệu quả

Xuất phát từ thực tiễn ñó tôi thực hiện ñề tài “Nghiên cứu thực trạng và biện pháp kỹ thuật duy trì, nâng cao ñộ phì nhiêu ñất ñỏ vàng trồng mía tại Thọ Xuân, Thanh Hóa”

2.2 Yêu cầu

Xác ñịnh ñược thực trạng ñộ phì nhiêu ñất trồng mía và yếu tố hạn chế chính ảnh hưởng ñến năng suất, chất lượng mía nguyên liệu và một số biện pháp kỹ thuật tổng hợp nhằm duy trì, nâng cao ñộ phì nhiêu của ñất, góp phần tăng năng suất, chất lượng mía

3 Ý nghĩa của ñề tài

3.1 ðối với lĩnh vực KH&CN có liên quan

+ ðối với lĩnh vực khoa học nông nghiệp: Kết quả của ñề tài là cơ sở ñể ñề xuất

các biện pháp kỹ thuật canh tác cây trồng trên nguyên tắc khai thác và sử dụng ñất ñai hợp lý, bảo ñảm cho một nền nông nghiệp ổn ñịnh và bền vững

+ ðối với lĩnh vực khoa học mía ñường: Bổ sung thêm cơ sở dữ liệu về thực trạng ñộ phì nhiêu ñất trồng mía, góp phần xây dựng chiến lược quy hoạch và phát triển mía ñường ở Thanh Hóa, giúp nông dân khai thác và sử dụng ñất trồng mía có hiệu quả

3.2 ðối với nơi ứng dụng kết quả nghiên cứu

+ Giúp các lãnh ñạo hoạch ñịnh chính sách và cán bộ ñịa phương nắm ñược hiện trạng ñộ phì nhiêu, có căn cứ ñể ñề xuất và áp dụng các biện pháp kỹ thuật phù hợp vừa ñể nâng cao hiệu quả sản xuất, vừa bảo ñảm hệ sinh thái bền vững

+ Vận dụng kết quả nghiên cứu ñể sử dụng tài nguyên ñất hợp lý

+ Góp phần tăng năng suất mía trên 10% và tăng chữ ñường khoảng 10% so với canh tác truyền thống

3.3 ðối với kinh tế - xã hội và môi trường

+ Tăng thu nhập cho người nông dân và mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội

+ Tận dụng nguồn phế phụ phẩm cây mía trả lại cho ñất các chất dinh dưỡng

ñã lấy ñi;

+ Giảm thiểu nguồn phế thải gây ô nhiễm môi trường;

+ Bổ sung nguồn phân bón cho ñất trồng mía;

+ Tiết kiệm chi phí ñầu tư phân bón;

+ Tạo thêm công ăn việc làm cho người lao ñộng

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 ðối tượng nghiên cứu

Cây mía giống Việt ðường 55

ðất ñỏ vàng trên ñá sét và biến chất (Fs)

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Trong khuân khổ của ñề tài, các nội dung nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu biện pháp kỹ thuật bổ sung chất hữu cơ cho ñất nhằm cải tạo ñất và tăng năng suất, chất lượng mía trên ñất ñỏ vàng trên ñá sét và biến chất (Fs) tại huyện Thọ Xuân, Thanh Hóa

5 ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu

5.1 ðịa ñiểm nghiên cứu

Huyện Thọ Xuân, tỉnh Thanh Hóa

5.2 Thời gian nghiên cứu

Năm 2012-2014

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ðỀ TÀI

Bảng 1.1 Thang ñánh giá ñộ phì nhiêu ñất

Rất cao > 40 6,5-7,2 80-100 > 3,5 > 0,30 > 320 > 50 Cao 25-40 6,0-6,5 60-80 2,5-3,5 0,23-0,30 240-320 15-30 Trung

bình 13-25 5,5-6,0 40-60 1,3-2,5 0,13-0,23 160-240 7,5-15 Thấp 6-13 5,0-5,5 20-40 0,6-1,3 0,05-0,13 80-120 3-7,5 Rất thấp < 6 < 5,0 < 20 < 0,6 < 0,05 < 80 < 3 YTHC ñộ phì nhiêu xuất hiện khi ñất bị thoái hóa và thoái hóa ñất có ảnh hưởng nghiêm trọng tới sản lượng nông nghiệp Trên phạm vi toàn cầu, thoái hóa ñất ñã làm giảm trên 5% sản lượng nông nghiệp hàng năm (Crosson và Anderson, 1995) [40] Có rất nhiều nguyên nhân gây suy thoái ñất, như: xói mòn ñất do nước, gió, suy thoái hóa học ñất, suy thoái vật lý và sinh học ñất Xói mòn ñất do nước chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: kết cấu, ñộ dốc, lượng mưa, cường ñộ mưa,

tốc ñộ chảy tràn… và ñây là một trong những nguyên nhân chính gây suy thoái ñất

ở vùng ñồi núi; xói mòn do gió thổi mạnh làm các vật liệu ñất bị bay ñi từ nơi này ñến nơi khác làm mất lớp ñất mặt, nhất là các hạt kết có kích thước nhỏ

YTHC ñộ phì nhiêu ñất cũng có thể do bản chất của ñất Sau khi phân tích ñất của 13 nước châu Á, (FAO, 1993) nhận ñịnh rằng hầu hết các loại ñất trồng trọt

ở châu Á ñều nghèo dinh dưỡng, kể cả ña, trung và vi lượng Ở Trung Quốc, phần lớn các loại ñất, nhất là ở phía Nam Trường Giang, thiếu N, P, K, S và Zn Có tới 73% ñất thiếu P ðất khu vực phía Nam Dương Tử Giang thiếu kali nghiêm trọng Rất nhiều cây trồng, trong ñó có lúa có phản ứng thiếu hụt với các nguyên tố trung

và vi lượng Liu Chang Qun (1993) (dt Phạm Ngọc Tuấn, 2012) [28] phát hiện 1/3 ñất trồng ở Trung Quốc thiếu S và hầu hết các loại ñất thiếu B, Mn, Zn và Mo Ở

Ấn ðộ, hầu hết các loại ñất thiếu N, P, Zn, K và S Ở Inñônêxia, hầu hết các loại ñất thiếu P, K và S Có 40% ñất chua thiếu P, 33% ñất trồng lúa ở Java thiếu S, sự thiếu

S hầu như rộng khắp (Ismunadji, 1993) [28] Tuy nhiên, theo nhiều nghiên cứu, ñối với các cây trồng, trong ñó có cây mía, ñạm (N) vẫn là YTHC dinh dưỡng chính tới năng suất (Cassman và cs, 1996; De Datta và cs, 1988) [39] [41]

Chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc cải thiện kết cấu ñất, dẫn ñến hạn chế xói mòn, tăng khả năng ngấm và giữ nước (Lal, 1986; Lavelle, 1988), tăng khả năng ñệm của ñất (Swift và cs, 1984), việc sụt giảm hàm lượng chất hữu cơ trong ñất là kết quả của việc quản lý ñất, ñặc biệt là việc lấy ñi quá mức các tàn dư cây trồng và xáo trộn ñất (Nye và Greenland, 1960; Ayanaba và cs, 1976) Tóm lại, một trong những nguyên nhân chính dẫn ñến thoái hoá ñất trồng trọt là kết quả của việc giảm tỷ lệ chất hữu cơ trong ñất [28]

Sử dụng phân bón cũng là một trong những nguyên nhân gây ra suy thoái ñất nếu chúng ta sử dụng phân bón không hợp lý: quá thừa, thiếu, không cân ñối Hiện nay, sử dụng phân bón trên thế giới rất biến ñộng, có nơi chỉ bón 10-15 kg (N + P2O5 + K2O)/ha như ở châu Phi song lại cũng có nơi bón tới 200 kg (N + P2O5 + K2O)/ha như ở các nước Tây Âu và một số nước châu Á Một số nước sử dụng lượng phân

bón khá lớn so với bình quân của thế giới, như Hàn Quốc bón 466 kg, Trung Quốc bón 303 kg, Malaixia bón 198 kg (N + P2O5 + K2O)/ha [27]

1.1.1.2 Biện pháp kỹ thuật nâng cao ñộ phì ñất và khắc phục YTHC

Phủ ñất là một biện pháp chống xói mòn cho ñất, ñồng thời cũng là một phương pháp tăng năng suất mùa màng cây nông nghiệp, có thể dùng phân hữu cơ mục, rơm rạ, lá mục, phân bùn…làm phủ ñất Lớp che ñược tạo ra từ những chất ấy, bảo vệ cho ñất khỏi những hạt mưa ñập trực tiếp vào, hạn chế sự vẩn ñục của các hạt ñất và như vậy nó ñã giữ cho ñất khỏi bị bùn hóa Do có ñộ nhám cao mà chất phủ ñã giữ dòng chảy bề mặt lại Ngoài ra, chất phủ giảm mức mất mát của ñộ ẩm qua bốc hơi, kìm hãm cỏ dại mọc, tăng những quá trình sinh vật ở trong ñất [18]

Phủ ñất rất có tác dụng ñối với những dốc phức tạp, nơi mà các biện pháp khác khó tiến hành Có thể phủ cả những ñất ñã ñược gieo ở những giai ñoạn mà ñất còn chưa ñược cây bảo vệ (mùa thu và mùa ñông) cũng như những vùng trồng màu

và ươm cây ăn quả [18]

Có nhiều nghiên cứu biện pháp che phủ ñất cho kết quả tốt như: bằng thảm thực vật sống là cây họ ñậu, bằng ni lông Biện pháp vùi ngọn, lá mía có tác dụng làm tăng khả năng hút dinh dưỡng của cây mía, tăng khả năng ngấm nước và giữ nước của ñất, hạn chế cỏ dại, nâng cao ñộ phì nhiêu ñất (Mann, 1989; Yadav, 1986) [44] [52] Nghiên cứu của Rasal và cs (1989) cho thấy: tủ lá mía tiết kiệm ñược 30% lượng nước cần tưới và làm tăng năng suất mía 10%, năng suất ñường 9% so với không tủ lá (dt Trần Công Hạnh, 1999) [8]

Theo Doberman và Fairurst (2000) [28] vùi phụ phẩm cây trồng với lượng

5 tấn/ha ñã làm cho hàm lượng các bon hữu cơ tổng số trong ñất tăng 5,0-5,5 g/kg ñất; hàm lượng lân dễ tiêu tăng 30-40 kg/ha và kali dễ tiêu tăng 150-160 kg/ha Theo Dierlf, Fairhurst và Mutert (2001) [27], khi thêm chất hữu cơ vào ñất ñã làm giảm ñộ ñộc của nhôm, do bón 1 tấn chất hữu cơ tươi tương ñương với hiệu quả của 100 kg vôi Các nhà khoa học Trung Quốc ñã áp dụng tổng hợp các biện pháp như: bón sét, bùn ao kết hợp với phân chuồng, phân xanh; tưới nước hợp lý; thực hiện chế ñộ bón phân sâu theo lớp và áp dụng chế ñộ làm ñất

phù hợp ñể cải tạo ñất Ở Nhật Bản dựa vào ñặc ñiểm ñất bạc màu thiếu sắt, nên người ta thường dùng ñất ñỏ, giàu sắt hơn ñể bón và thấy hiệu quả cũng rất tốt

ðể hạn chế quá trình thoái hoá ñất và phục hồi ñất thoái hóa, trên thế giới ñã

có nhiều nghiên cứu và ñưa ra những biện pháp như: sinh học, hóa học, canh tác,… Trong ñó biện pháp hóa học là rất quan trọng Phân hóa học cung cấp cho cây trồng những chất dinh dưỡng cần thiết mà ñất không ñủ khả năng ñáp ứng, ñồng thời góp phần vào việc duy trì ñộ phì nhiêu ñất trong quá trình canh tác Do vậy, một chế ñộ cung cấp dinh dưỡng hợp lý cho cây trồng trên ñất bị thoái hóa sẽ vừa làm tăng năng suất vừa duy trì và cải thiện tính chất ñất

Bón kết hợp các loại phân vô cơ với phân chuồng có ảnh hưởng rất rõ ñến năng suất cây trồng Bón hữu cơ trong thời gian dài sẽ cải thiện hàm lượng OC tổng

số trong ñất một cách ñáng kể (Nayak và cs, 2008) [29] Bón kết hợp phân NPK với phân chuồng còn làm gia tăng hoạt ñộng của vi sinh vật và làm tăng khả năng huy ñộng lân dễ tiêu cung cấp cho cây trồng Bón phân xanh và vùi phụ phẩm cây trồng vào ñất ñều làm tăng năng suất cây trồng và cân bằng dinh dưỡng trong ñất (Chang Hoon Lee và cs, 2004) [27]

Sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng là kết quả của nhiều yếu tố như: xói mòn, thoái hóa ñất, quá trình phèn hóa, mặn hóa Do vậy, việc xác ñịnh mối tương quan giữa tính chất ñất và năng suất, chất lượng là cơ sở ñể duy trì, nâng cao ñộ phì nhiêu ñất và quản lý dinh dưỡng tổng hợp ñối với cây trồng Johnson, R M., Richard Jr.,

E P (2005) [43] khi nghiên cứu cây mía trên vùng ñất nhiễm mặn cho rằng có mối quan hệ tương quan có ý nghĩa thống kê giữa tính chất ñất và năng suất, chất lượng mía như: hàm lượng ñường, hàm lượng sucrose và ñộ pol có mối tương quan với hàm lượng P trong ñất với hệ số tương quan lần lượt là (r = -0,24, -0,24, -0,31) và với hàm lượng mùn (OM) trong ñất với hệ số tương quan lần lượt là (r = 0,31, 0,33, 0,34) Hàm lượng sơ thô có mối tương quan với hàm lượng K trong ñất với hệ số tương quan (r = -0,21) và hàm lượng Ca (r = -0,18) Tỷ lệ Ca/Mg có mối tương quan khá cao với năng suất ñường, sucrose, brix, pol và hàm lượng sơ thô, với hệ số tương quan tương ứng lần lượt là (r = -0,25, -0,32, -0,30, -0,41, -0,25) Hàm lượng

S trong ựất cũng có mối tương quan khá cao với các chỉ tiêu chất lượng mắa như sucrose, brix, pol với các hệ số tương quan tương ứng lần lượt là (r = -0,43, -0,44, -0,42) Tuy nhiên tác giả cũng cho rằng tương quan giữa tắnh chất ựất và năng suất, chất lượng mắa ựường giữa các vùng khác nhau là khác nhau, nó phụ thuộc vào loại ựất và tuổi mắa

Dinh dưỡng N quan trọng nhất ựối với sinh trưởng của mắa vì nó nằm trong nhiều cấu trúc chức năng và bộ phận của cây trồng, sau ựó mới ựến P Sự hiện diện của K trong thân lá mắa thấp nhưng K cũng có vai trò giúp tăng năng suất rất lớn, ựặc biệt là chất lượng mắa Nhiều nghiên cứu ựã ựi ựến kết luận cây mắa cần rất nhiều N và

K (Roger, 1968) Nghiên cứu của Viện IPNI Quảng đông, Trung Quốc (2009) cho thấy nếu bón N: P: K ở mức 450: 135: 300 kg/ha thì năng suất mắa tăng 47,2% ựối với N; 16,5% ựối với K và 11,4% ựối với P (dẫn theo Phan Toàn Nam và cs, 2010) [16]

Kali là yếu tố dinh dưỡng có ảnh hưởng ựến năng suất mắa không nhiều, nhưng lại có ý nghĩa làm tăng hàm lượng ựường trong cây Khi nghiên cứu ựáp ứng của K ựối với cây mắa ở Guatemala, Ovidio Perez và Mario Melgar (2000) nhận ựịnh: khi bón K ở nhiều mức ựộ 0-40-80-120-160-200-240 kg/ha thì năng suất mắa không tăng nhiều (khoảng 10-20 tấn/ha), nhưng lại tăng có ý nghĩa hàm lượng ựường trong cây Nguyên nhân, do K có ảnh hưởng ựến hàm lượng các enzym invertaza, amylaza và ereptaza; ion H+, ựộ axit và ựường tổng, ựường sucrose trong thân, lá, rễ của mắa (Constance Endicott Hartt, 1934) (dẫn theo Phan Toàn Nam và

Bảng 1.2 Thang ñánh giá ñộ phì nhiêu ñất ở Việt Nam

> 0,2% là giàu ñạm P2O5 tổng số < 0,06% là nghèo lân, từ 0,06-0,10 là trung bình

và > 0,10% là giàu lân K2O tổng số < 1% là nghèo kali, từ 1-2% là trung bình và > 2% là giàu kali Hàm lượng muối trong ñất: < 0,3% là ñất không mặn; 0,3-0,6% ñất mặn ít; 0,6-1,0% ñất mặn trung bình; 1,0-2,0% ñất mặn; 2,0-3,0% ñất rất mặn; và > 3,0% là ñất solonchac,… (Hội Khoa học ðất Việt Nam, 2000) [12]

YTHC ñộ phì nhiêu ñất biến ñộng trong mối quan hệ với từng loại cây trồng

và thay ñổi liên tục theo thời gian Khi xác ñịnh các YTHC dinh dưỡng ñối với năng suất cây trồng, Liebig (1843) phát biểu như sau: “Năng suất cây trồng phụ thuộc vào nguyên tố phân bón có tỷ lệ thấp nhất so với yêu cầu của cây trồng” (dt Nguyễn Văn Bộ, 2012) [1] Theo ñịnh luật này, các yếu tố có tỷ lệ thấp nhất so với yêu cầu của cây trồng (yếu tố tối thiểu) cứ luân phiên nhau xuất hiện, ñịnh luật của Liebig có thể mở rộng thành ñịnh luật về YTHC như sau: “ðất thiếu hay thừa một nguyên tố dinh dưỡng dễ tiêu (nào ñó) so với yêu cầu của cây cũng ñều làm giảm hiệu quả của các nguyên tố khác và do ñó làm giảm năng suất của cây” (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005) [31]

Theo phân loại của Ban Biên tập Bản ñồ ðất Việt Nam (1976) thì nước ta có 14 nhóm với 33 loại ñất Diện tích lớn nhất là ñất ñỏ vàng feralit với trên 17,6 triệu ha (chiếm 53% diện tích tự nhiên), tiếp sau là ñất phù sa 3,4 triệu ha (10%), ñất mùn vàng

ñỏ trên núi 3,2 triệu ha (9%), ñất xám bạc mầu 2 triệu ha (6%), ñất phèn 1,8 triệu ha (5%), ñất mặn xấp xỉ 1 triệu ha (3%), ñất cát khoảng 0,6 triệu ha (2%), các loại ñất còn

lại chiếm diện tích không ñáng kể Hầu hết các loại ñất của nước ta xét ở ñiều kiện phát sinh và hình thành ñất (bản chất ñất) ñều là các loại ñất “có vấn ñề”

Quá trình hình thành ñất nhiệt ñới ở miền Bắc Việt Nam ñã tạo ra loại ñất feralit vùng ñồi núi có những tính chất rất ñặc trưng như chua, nhiều hyñroxyt sắt nhôm, khoáng sét chủ yếu là caolinit, ñất có khả năng trao ñổi cation thấp,… Những tính chất này hình thành chủ yếu là do ñá mẹ (nghèo kiềm), ñặc ñiểm thời tiết khí hậu (nóng, ẩm) làm tăng nhanh quá trình phong hóa, làm cho quá trình khoáng hóa nhanh hơn mùn hóa dẫn ñến tỷ lệ mùn trong ñất thường thấp, chưa kể sự thống trị của quá trình fulvat hóa so với humat hóa Mưa nhiều với cường ñộ cao dẫn ñến xói mòn, rửa trôi tầng ñất mặt, mất ñi các cation Nguyễn Tử Siêm & Thái Phiên (1998) [19] ñã ñưa ra các biểu hiện về sự thoái hóa ñất ñồi núi như sau: xói mòn và rửa trôi; giảm khả năng trao ñổi hấp phụ và ñộ no bazơ; tăng ñộ chua; tăng hàm lượng sắt nhôm di ñộng và khả năng cố ñịnh lân; suy giảm cấu trúc ñất; tăng ñộ chặt; giảm khả năng thấm nước và giữ ẩm của ñất; và ô nhiễm ñất

Với ñất ñồng bằng, nhiễm mặn do nước biển tràn hoặc do nhiễm mặn nước ngầm, nhiễm phèn do ñất hình thành trên nền các vật liệu sinh phèn, là những nguyên nhân hình thành các YTHC ñối với sản xuất nông nghiệp Vũ Cao Thái (1990, 1995) (cho rằng các YTHC của ñất mặn là hàm lượng tổng số muối tan cao, còn với ñất phèn

là ñộ chua, các ñộc tố như SO42-, Fe3+, Al3+ và Cl- và hàm lượng lân tổng số, lân dễ tiêu thấp, khả năng cố ñịnh lân lớn Các YTHC chính ñối với sản xuất nông nghiệp vùng ðBSCL là: ngộ ñộc phèn (phèn nhôm và phèn sắt) thường xuất hiện ở vùng ðồng Tháp Mười và Bán ñảo Cà Mau, do mực nước thủy cấp rất thấp, ñất bị khô nứt

nẻ (có chỗ sâu tới trên 1 m) ñã tạo ñiều kiện cho không khí lọt vào ñể oxy hóa tầng sinh phèn nên pH thường rất thấp vào cuối mùa khô; và ngộ ñộc mặn, thường xuất hiện ở Bán ñảo Cà Mau và vùng ven biển (dt Phạm Ngọc Tuấn, 2011) [27]

YTHC trong ñất phèn là pH thấp và các hợp chất của Fe, Al ñã gây tình trạng

cố ñịnh P khi ñược bón vào nếu không có biện pháp cải thiện pH Do ñó hiệu quả của P vẫn không cao Nghiên cứu của Phan Toàn Nam và Ngô Ngọc Hưng (2010) [16] ñối với cây mía trên ñất phèn nặng lại Hậu Giang (pHH2O = 3-4) cho thấy với

mức bón P là 125 kg/ha thì năng suất mắa chỉ tăng ựược 10-14 tấn/ha (7,7-11,5%), trong khi với mức bón N là 300 kg/ha thì tăng ựược 39-48 tấn/ha (38,6-53,9%) K làm tăng năng suất không nhiều, với mức bón 200 kg/ha chỉ tăng ựược 6-10 tấn/ha (4,5-7,3%) , nhưng có vai trò quyết ựịnh ựến chất lượng mắa vì làm tăng ựộ brix của nước ép

Lê Duy Mỳ (1990) cho rằng yếu tố hạn chế ựối với sản xuất nông nghiệp của ựất xám bạc màu là thành phần cơ giới nhẹ, dễ bị rửa trôi chất dinh dưỡng, hàm lượng chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng khác ựều nghèo, khả năng trao ựổi cation thấp,Ầ ựặc biệt là hàm lượng kali rất thấp, kém thua các loại ựất phù sa khác 6-7 lần (dt Phạm Ngọc Tuấn, 2011) [27] Nhóm ựất xám còn có hạn chế là dung tắch hấp thu thấp, ựộ no bazơ thấp, hàm lượng lân, nhất là lân dễ tiêu ở mức rất nghèo (Hồ Quang đức, 2012) [7]

đối với ựất cát ven biển, Phan Liêu (1981) [15] cho rằng YTHC của ựất là ựất nghèo mùn, nghèo hơn cả ựất bạc màu, chất phì dễ tiêu của ựất cát biển rất nghèo, lân thường là ỘvệtỢ, kali thay ựổi 5-17,5 mg/100g ựất, dung tắch hấp phụ của ựất thấp, nếu không phải là những trường hợp ựặc biệt thì trị số T thường dao ựộng

trong khoảng 3 ựến 5 me/100g ựất

Việt Nam là một trong những quốc gia chịu thiệt hại nhất của biến ựổi khắ hậu do nước biển dâng Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới (WB), nước ta với bờ biển dài và hai vùng ựồng bằng lớn, khi mực nước biển dâng cao 0,2-0,6 m,

sẽ có 100.000-200.000 ha ựất bị ngập và làm thu hẹp diện tắch ựất sản xuất nông nghiệp Nếu nước biển dâng lên 1 m sẽ làm ngập khoảng 0,3 ựến 0,5 triệu ha tại ựồng bằng sông Hồng và những năm lũ lớn khoảng 90% diện tắch của ựồng bằng sông Cửu Long bị ngập 4-5 tháng, vào mùa khô khoảng trên 70% diện tắch bị xâm nhập mặn với nồng ựộ lớn hơn 4 g/l Ước tắnh Việt Nam sẽ mất ựi khoảng 2 triệu ha ựất trồng lúa trong tổng số 4 triệu ha hiện nay (dt đào Xuân Học, 2009) [11] Bên cạnh nước biển dâng, biến ựổi khắ hậu còn kéo theo hiện tượng khô hạn, nhiệt ựộ tăng caoẦ sẽ dẫn ựến hiện tượng bốc mặn, bốc phèn, làm tăng diện tắch ựất mặn và diện tắch ựất phèn hoạt ựộng Do ựặc ựiểm ựịa hình của nước ta rất phức tạp, tác

ñộng trực tiếp tới ảnh hưởng của chế ñộ gió mùa, ñây là nguyên nhân gây ra sự phân bố không ñều về tài nguyên nước theo thời gian và không gian Mùa khô lượng nước chỉ chiếm 25- 30% nên gây ra tình trạng thiếu nước nghiêm trọng cho sản xuất và sinh hoạt, trong khi ñó lượng nước mùa mưa chiếm 70-75% [34] Như vậy, biến ñổi khí hậu là nguyên nhân gây ra nhiều YTHC cho sản xuất nông nghiệp

ở nước ta

1.1.2.2 Biện pháp kỹ thuật nâng cao ñộ phì nhiêu ñất và khắc phục YTHC

Khắc phục YTHC ñộ phì nhiêu phải căn cứ tùy vào loại ñất và các YTHC của ñất ðộ chua là YTHC của hầu hêt các loại ñất (chỉ riêng ở vùng ñồi núi, ñất chua chiếm hơn 70% diện tích tự nhiên toàn quốc với pHKCl khoảng 4-5,5) Theo Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1998) [19], quá trình chua hóa luôn gắn với hệ quả

là thoái hóa ñất như mất chất hữu cơ, cố ñịnh lân, thiếu bão hòa kiềm, giảm khả năng hấp thu phân bón, rửa trôi, xói mòn, khô chặt và khắc phục hệ quả này hiệu quả hơn cả là áp dụng các biện pháp phối hợp giữ ñất ñơn giản với biện pháp sinh học, bón ñồng bộ phân hữu cơ với phân hóa học tối thiểu

ðối với ñất bạc màu, có nhiều biện pháp kỹ thuật ñược ñưa ra như nâng cao khả năng trao ñổi cation bằng phân bón, thay ñổi thành phần cơ giới bằng cách bổ sung sét, cày sâu không lật, tưới nước phù sa, tăng hàm lượng hữu cơ trong ñất bằng bón phân hữu cơ, vùi phụ phẩm,… Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần

và cs (1995) [4] trên ñất bạc màu Bắc Giang vùi phụ phẩm của cây trồng trước cho cây trồng sau ñã làm ñộ ẩm ñất tăng 2,0-2,5%, ñộ xốp ñất tăng 3-5% so với so với công thức bón phân chuồng + phân khoáng, nhưng không vùi phụ phẩm nông nghiệp và làm tăng ñộ ẩm ñất 2,0-3,5%, ñộ xốp tăng 5-6% so với công thức chỉ bón phân khoáng NPK Cũng trên ñất bạc màu Bắc Giang, theo kết quả nghiên cứu của Ngô Xuân Hiền và Trần Thị Thu Trang (2005) [9] trong 8 năm, từ năm 1998 ñến năm 2005, thì việc vùi lại 50-60% rơm rạ và thân lá ngô, 100% thân lá ñậu tương cho cây trồng mỗi vụ tăng năng suất 3-11% Như vậy ñối với ñất bạc màu, là ñất nghèo dinh dưỡng, thì hiệu quả của phụ phẩm nông nghiệp cao hơn ở các ñất khác

Do vậy trên ñất bạc màu nhất thiết nên cải thiện chất hữu cơ ñất thông qua con

ñường trả lại phụ phẩm nông nghiệp

ðối với ñất ñồi núi bị thoái hoá, che phủ ñất là biện pháp hữu hiệu ñể chống xói mòn, rửa trôi, bảo vệ ñất khỏi bốc hơi nước do nhiệt và gió, tăng ñộ ẩm, chất hữu cơ, ñộ xốp, kết cấu ñất, góp phần tăng năng suất và hiệu quả sản xuất Nghiên cứu của Phạm Khắc Thanh từ năm 2008 ñến năm 2010 [25] cho thấy: trong ñiều kiện có tưới và không tưới trên ñất ñồi thoái hoá (haplic acrisol) khi trồng che phủ ñất bằng ngọn, lá mía có tác dụng kích thích mía nảy mầm, ñẻ nhánh, vươn cao, tăng năng suất mía ñạt 25,2% và 23,3% và hiệu quả sản xuất tăng 50,2% và 45,7% tương ứng

ðối với ñất mặn và ñất phèn, có khá nhiều các biện pháp kỹ thuật ñược ñưa

ra ñể khắc phục các yếu tố hạn chế như: Biện pháp thủy lợi, xây dựng kênh mương, tận dụng nguồn nước phù sa ñể rửa mặn, rửa phèn và ém phèn; bón vôi và phân lân trên ñất phèn; lựa chọn cây trồng, cơ cấu luân canh thích hợp Bón phân hữu cơ có tác dụng tăng khả năng ñệm của ñất và khắc phục các yếu tố ñộc hại Fe, Al, Mn, Na trong ñất phèn, ñất mặn (Phạm Tiến Hoàng, 2006) [10]

Sử dụng phân bón cho ñất phèn và ñất mặn: có thể bón lót phân lân nung chảy ñể thúc ñẩy quá trình khử nhanh hơn, giảm bớt ñộc tố trong ñất,…ñể hạn chế

ñộ ñộc của ñất phèn có thể dùng vôi ñể khử chua cho ñất với mức 250-400 kg CaO/ha (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1995); bón lân cân ñối với ñạm theo tỷ lệ P/N

là 0,75/1,0 cho hiệu quả kinh tế cao nhất

1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MÍA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng và dinh dưỡng ñất

Nghiên cứu về bón phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp là mục tiêu hàng ñầu trong các nghiên cứu về biện pháp canh tác mía ở nhiều nơi trên thế giới ñể hướng tới canh tác bền vững Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của phân hữu cơ

và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng ñã ñược nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới dưới nhiều hình thức khác nhau

Phương pháp vùi phụ phẩm mía làm một lớp che phủ trên luống sau ñó vùi vào ñất khi vun gốc mía có tác dụng làm tăng khả năng hút dinh dưỡng của mía, tăng khả năng giữ nước của ñất, hạn chế cỏ dại và nâng cao ñộ phì nhiêu ñất (Mann, 1989) [44]

Ở Philippin người ta sử dụng ngọn lá mía ñể chế biến phân hữu cơ bón cho mía bằng cách dùng khoảng 12 tấn phụ phẩm cắt nhỏ thành từng ñoạn 7-10 cm, bổ sung thêm 10 kg urê ñể ñiều chỉnh tỷ lệ C/N xuống gần 30, thêm 2800 lít nước ñể ñưa ñộ ẩm lên 50-60% Nhiệt ñộ trong suốt quá trình ủ ñược giữ cho không vượt quá 70oC Khi kiểm tra thấy tỷ lệ này giảm xuống còn khoảng 10-15, quá trình ủ kết thúc Sử dụng khoảng 2,5 tấn/ha loại phân này bón trộn vào ñất có tác dụng làm tăng năng suất, chất lượng mía (Abrigo, 1989) [37]

Theo Mann (1989) [44], phương pháp vùi phụ phẩm mía làm một lớp che phủ trên luống sau ñó vùi vào ñất khi vun gốc mía có tác dụng làm tăng khả năng hút dinh dưỡng của mía, tăng khả năng giữ nước của ñất, hạn chế cỏ dại và nâng cao ñộ phì nhiêu ñất

Trong hệ thống trồng trọt ở một số vùng nhiệt ñới, tàn dư cây trồng thường rất

ít hoặc không ñược trả lại cho ñất ðiều này dẫn ñến việc giảm chất hữu cơ của ñất dẫn ñến năng suất cây trồng giảm Thực tế sản xuất của nông dân ở một số nước phát triển cho thấy: bằng cách bón một lượng lớn tàn dư hữu cơ, tránh ñốt tàn dư trong quá trình vệ sinh ñồng ruộng, ñồng thời kết hợp với một số biện pháp kỹ thuật như che phủ và áp dụng phương pháp canh tác tối thiểu có thể khắc phục ñược tình trạng sụt giảm thường xuyên về năng suất và hiệu quả sản xuất trồng trọt của nông dân Trong nền nông nghiệp cổ truyền của các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam và các nước châu Á, phân hữu cơ không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng với hàm lượng vốn có của nó mà còn ñóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất cây trồng và các ñặc tính lý, hoá học của ñất thông qua vai trò của vật chất hữu cơ Ngày nay, mặc dù phân hoá học ñược coi là yếu tố quan trọng ñể tăng năng suất cây trồng, nên xu hướng sử dụng phân hoá học ngày càng tăng Tuy

vậy, phân hữu cơ vẫn ñóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp ở các nước nhiệt ñới cũng như là ở các nước phát triển

Hàm lượng kali trong ñất có thể thay ñổi tuỳ theo chế ñộ sử dụng phân bón

và ñặc ñiểm của các loại ñất Thông thường ñối với các loại ñất có dung tích hấp thu thấp, kali thường bị rửa trôi mạnh (Askegaard và cs, 2000) [38] Do vậy, vùi các sản phẩm phụ cây trồng không chỉ bổ sung trực tiếp các chất dinh dưỡng mà còn cải thiện tính ñệm của ñất, dung tích hấp thu và hạn chế liều lượng kali bị rửa trôi Trong những năm gần ñây ở nhiều nước trên thế giới phân hữu cơ ñược xem

là một ứng dụng không thể thiếu ñược ñể ứng dụng các dạng phân bón Ở Mỹ ñã phổ biến rộng rãi một phương pháp gọi là phương pháp “nông học hữu cơ” Nhiều nhà khoa học cho rằng ñộ phì nhiêu thực chất của ñất ñược ñảm bảo không phải bằng các chất dinh dưỡng khoáng (NPK và các nguyên tố vi lượng) chứa trong nó,

mà là bằng những tàn dư (xác) chất hữu cơ, bằng bản chất và phẩm chất của nó Bởi vậy, trong hoạt ñộng thực tế người ta quan tâm nhiều tới lượng chất hữu cơ có trong ñất, ñến sự bổ sung dự trữ của nó

Ngọn lá mía sau khi thu hoạch là sản phẩm phụ tất yếu của quá trình sản xuất mía và ñó là nguồn hữu cơ mà cây mía có thể trả lại cho ñất Có nhiều phương pháp

xử lý ngọn lá mía khác nhau tùy thuộc vào tập quán, kỹ thuật canh tác, khả năng ứng dụng cơ giới hóa của từng cơ sở, từng ñịa phương ở các vùng trồng mía khác nhau trên thế giới Phương pháp ñốt có khả năng diệt trừ mầm mống sâu bệnh và làm tăng nhiệt ñộ ñất Nhiệt ñộ ñất thúc ñẩy việc hút thức ăn và quá trình tái sinh của mía gốc Mía gốc tái sinh sớm, nhanh và mạnh, tỷ lệ tái sinh cao là hai yếu tố cơ bản ñầu tiên ñảm bảo cho việc phấn ñấu ñạt năng suất cao

1.2.1.2 Nghiên cứu phân bón vô cơ cho mía

Vấn ñề dinh dưỡng khoáng và kỹ thuật bón phân cho mía ñã ñược rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước ñi sâu nghiên cứu và ñã có nhiều kết quả phong phú Nhưng những kết quả ñó chỉ thống nhất với nhau về nguyên lý, nguyên tắc, phương hướng chung còn ñi vào các nội dung cụ thể, chi tiết như ñịnh lượng, dạng phân, số lần bón, tỷ lệ bón thay ñổi tùy theo vùng nghiên cứu

Theo Mohan Naidu và cs (1987) [45] lượng bón phân N, P, K giới thiệu cho các vùng trồng mía chính ở Ấn ðộ thay ñổi theo vùng, ñất và giống Ở Maharastra lượng bón N cao nhất (400-500 kg N) ñủ ñể ñáp ứng nhu cầu sinh trưởng nhanh của cây mía, ñồng thời khai thác và tận dụng tốt các ñiều kiện khí hậu thuận lợi và khả năng tưới nước Ở Bhar với trình ñộ thâm canh thấp không có tưới, lượng N bón ñược xem là thấp nhất với 90 kg N Trên ñất phù sa ở Uttar Pradesh mức bón 200

kg N: 100 kg P2O5: 150 kg K2O ñạt năng suất mía và ñường cao nhất Bón 50 kg

K2O ở các mức bón N và P khác nhau gây tình trạng thiếu kali ở vụ gốc tiếp theo Ngược lại, trên ñất Entisol khô hạn ít có ñiều kiện tưới nước bón 120-140 kg K2O

có tác dụng làm tăng năng suất khá rõ Hiệu lực của kali ñược phát huy khi tưới nước, bón tăng ñạm và áp dụng biện pháp tủ lá

Kết quả nghiên cứu nhu cầu kali của mía trên ñất phù sa vùng ñồng bằng Darsanna, cho thấy năng suất ñường ñạt cao nhất khi bón 70 kg K2O ñối với mía tơ

và mía gốc 1 Tỷ lệ kali trong lá lớn hơn 1,55% ñược coi là ñất có khả năng cung cấp K2O dễ tiêu ñủ ñể ñảm bảo mía ñạt năng suất cao

Ở Cu Ba thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của N, P, K bón phối hợp và riêng biệt: (0-150 kg N); (0-115 kg P2O5); trên ñất feralitic vàng có kết von ñá ong ở Hanvana cho thấy: Không có sự khác biệt về năng suất mía giữa các lượng bón và các kiểu phối hợp N, P, K khác nhau Tuy nhiên, năng suất có xu hướng tăng khi bón K (Paneque và cs, 1981) [46]

Trên ñất ñỏ vàng với tỷ lệ bón 2: 1: 2,5 ở các mức bón N(0-175 kg N),

P(0-70 kg P2O5), K(0-150 kg K2O) thì lượng bón 75 kg N: 30 kg P2O5: 75 kg K2O là thích hợp nhất ñối với mía tơ và mía gốc 1; mía gốc 2 bón 125 N: 50 P2O5: 125 K2O (Paneque và cs, 1981) [46]

Theo Saroha và cs (1979) [48] bón S có tác dụng nâng cao năng suất mía, song chỉ cần bón 50 kg S/ha ở dạng supe phốt phát là ñủ Hàm lượng S trong lá phản ánh khá trung thành tình hình S trong ñất

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất, chất lượng cây trồng và dinh dưỡng ñất

Nông nghiệp hữu cơ ñã và ñang ñược nhiều nhà khoa học quan tâm trong những năm gần ñây, chất hữu cơ là một nhân tố quan trọng quyết ñịnh năng suất, chất lượng cây trồng và ñộ phì nhiêu ñất, ñồng thời có ý nghĩa quyết ñịnh trong mục tiêu canh tác nông nghiệp theo hướng bền vững

ðất ñồi của nước ta thường nghèo và chua, nghèo chất hữu cơ Trong quá trình thâm canh phân hữu cơ ñối với cây trồng trên vùng ñồi rất ñược coi trọng Vùng ñồi lại thường là những vùng dân cư thưa thớt, chăn nuôi kém phát triển Nông dân lại tập trung bón phân hữu cơ cho cây lương thực nên khó ñủ phân hữu

cơ bón cho các cây công nghiệp trên vùng ñồi Trong khi ñó sau khi thu hoạch thường ñể lại một khối lượng tàn dư rất lớn, mía trung bình từ 25-30 tấn/ha (Lê Hồng Lịch, Trình Công Tư, 2005) [13] Việc ñốt bỏ sau khi thu hoạch có thu ñược một số chất tro và có thể loại bỏ ñược việc lan truyền bệnh Song trong trường hợp bình thường, việc ñốt bỏ này lại lãng phí một lượng lớn chất hữu cơ, ñạm và lưu huỳnh

Một số nghiên cứu gần ñây tập trung vào nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật canh tác tổng hợp như trồng xen, che phủ, sử dụng phân hữu cơ sinh học nhằm ñạt năng suất cao, chất lượng tốt ñồng thời hạn chế suy thoái ñất ñai Một số nghiên cứu ñiển hình về kỹ thuật canh tác về mía như sau: Theo Hồ Quang ðức (2011) [6] năng suất và chất lượng mía có mối quan hệ chặt chẽ với tính chất ñất Trên ñất phù

sa năng suất mía tương quan với các chỉ tiêu N, P2O5dt, K2Odt, pH ñất và trên ñất xám năng suất mía tương quan với N, trên ñất ñen năng suất tương quan với N,

P2O5dt, K2Odt, TBZ và CEC Chất lượng mía có mối quan hệ khá chặt với thành phần cấp hạt sét, hàm lượng lân tổng số, lân dễ tiêu, kali Trên các loại ñất khác nhau chất lượng mía tương quan với các chỉ tiêu dinh dưỡng ñất khác nhau Trên ñất xám hầu hết các chỉ tiêu ñánh giá chất lượng mía tương quan ở mức có ý nghĩa thống kê với P2O5dt, K2Odt và CEC

ðối với cây mía, các vùng trồng mía lớn thường ñược quy hoạch chủ yếu ở ñất ñồi và luôn gắn chặt với công nghiệp chế biến ñường Vận dụng quan ñiểm hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp trong việc nghiên cứu xây dựng chế ñộ phân bón cho mía nhằm tận dụng không chỉ tàn dư cây trồng trong sản xuất nông nghiệp

mà còn tận dụng các phế phụ phẩm của công nghiệp chế biến ñường làm phân bón cho mía, nhằm ñảm bảo phát triển bền vững các vùng chuyên canh mía ñồi của nước ta hiện nay Vì vậy, khi tính toán việc thực hiện quản lý dinh dưỡng tổng hợp cho sản xuất mía, Phan Liêu (1998) [14] trên cơ sở quan tâm ñến cân bằng dinh dưỡng cho mía trên từng loại ñất cụ thể thấy cần phải tính lượng dinh dưỡng thu lại ñược từ tro bã mía và bùn thải từ nhà máy ñường

Theo Lê Song Dự, Nguyễn Thị Quý Mùi (1997) [5] quy trình kỹ thuật bón phân cho mía ñược khuyến cáo hiện nay như sau: 15-20 tấn phân chuồng/ha (mía tơ); 10-15 tấn phân chuồng/ha (mía gốc) và 120-160 kg N, 60-80 kg P2O5, 120-160

kg K2O/ha

Theo kết quả nghiên cứu của Trần Công Hạnh (1999) [8] về hiệu quả của việc vùi ngọn lá mía làm phân hữu cơ cho mía vùng ñồi cho thấy, sau khi vùi 30 tấn ngọn lá mía tiết kiệm ñược 220 kg urê, 72 kg supe lân, 104 kg KCl sau khi trừ chi phí số tiền tiết kiệm ñược so với công thức bón toàn phân hoá học là 876.000 ñồng/ha Ngoài ra bội thu sản lượng mía quy về mía tiêu chuẩn (10 CCS) là 49,73 tấn/ha/vụ Năng suất mía tăng 8 tấn/ha/vụ, năng suất ñường tăng 1,64 tấn/ha/vụ so với bón ñơn thuần chỉ có NPK theo tổng lượng chất dinh dưỡng là ngang nhau Theo Trần Thị Tâm (2005) [24] vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu cây trồng có lúa trên các loại ñất: bạc màu, cát biển, ñất phù sa ñối với 2 cơ cấu trong hệ thống cây trồng có lúa: (1) Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô ñông (Bắc Giang, Hà Tây, Nghệ An) và (2) Lúa ñông xuân-Lúa xuân hè-Lúa

hè thu (Khánh Hoà, Cần Thơ) ñã tăng năng suất 6-12% so với không vùi Vùi phụ phẩm có thể thay thế lượng phân chuồng cần bón cho cây trồng trong cơ cấu có lúa; giảm ñược 20% lượng phân ñạm, lân và 30% lượng phân kali mà năng suất vẫn

không giảm so với không vùi Hiệu quả kinh tế tương ñương với bón ñầy ñủ phân chuồng và phân khoáng NPK

Theo ðỗ Thị Xô và cs (1995) [32], trên ñất bạc màu Bắc Giang dùng 70% phụ phẩm của cây trồng vụ trước bón cho cây vụ sau ñã cải thiện ñộ phì nhiêu ñất và tăng năng suất cây trồng từ 3,6-21,1% so với công thức không vùi phụ phẩm nông nghiệp, dùng phụ phẩm tươi bón cho cây trồng cho hiệu quả cao hơn bón phụ phẩm qua quá trình ủ Bón phụ phẩm nông nghiệp cho cây trồng có thể giảm bớt ñược lượng phân khoáng bằng lượng dinh dưỡng chứa trong phụ phẩm nông nghịêp

40-mà năng suất vẫn không giảm

Theo Nguyễn Văn Sức (1996) [22] vùi phụ phẩm hữu cơ của cây trồng vụ trước làm phân bón cho cây trồng vụ sau trên ñất bạc màu làm tăng hoạt tính sinh học ñất, ñưa năng suất cây trồng tăng 12,1%, 14,1%, 8,2% tương ứng với các cây lạc, ngô, lúa

Khi bón phân hữu cơ vào trong ñất sẽ cải thiện chế ñộ mùn trong ñất do làm tăng lượng keo của ñất Làm tăng khả năng hấp thụ và giữ các dung dịch của ñất từ các nguồn phân bón vào ñất và cung cấp dần dần dinh dưỡng cho cây trồng Ngoài

ra bón phân hữu cơ còn có tác dụng ñiều hoà dung dịch trong ñất, chuyển hoá lân khó tan thành dễ tan cho cây trồng (sự phân giải hữu cơ tạo ra axit hữu cơ) Vi sinh vật ñất sẽ phát triển nhanh do vi sinh vật sử dụng phân làm nguồn thức ăn Cải thiện ñược tính chất vật lý ñất: ñộ xốp tăng, khả năng giữ ẩm và thấm nước cao hơn hạn chế ñược sự rửa trôi và xói mòn của ñất (Phạm Tiến Hoàng (2006) [10]

Theo Trần Thị Tâm (2005) [24], vùi phụ phẩm ñã cải thiện ñộ phì nhiêu ñất (hàm lượng chất hữu cơ, ñạm, lân và kali dễ tiêu, dung tích hấp thu, thành phần cơ giới, ñộ xốp, ñộ ẩm, vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phân giải xenlulô, vi sinh vật phân giải lân và vi sinh vật cố ñịnh ñạm)

Kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Nhung (2006) [17] về ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến các dạng kali trong ñất và năng suất cây trồng trên ñất phù sa không ñược bồi ở ðan Phượng, Hà Tây ñã cho thấy: vùi phụ phẩm nông nghiệp của cây trồng vụ trước cho vụ sau làm cho hàm lượng kali hoà tan trong nước, kali trao ñổi, kali hữu hiệu chậm ở trong ñất ñều tăng hơn có ý nghĩa so với

công thức không vùi phụ phẩm, riêng kali tổng số tăng nhưng không có ý nghĩa Kali hoà tan và kali trao ñổi ở giai ñoạn làm ñòng của lúa và 10 lá của ngô ñều cao hơn giai ñoạn thu hoạch Vùi phụ phẩm nông nghiệp và giảm 10-40% lượng kali cần bón vẫn cho hàm lượng kali hoà tan và kali trao ñổi cao hơn so với công thức không vùi

Theo tài liệu dịch của Phạm Cường (1973) [3] về ảnh hưởng của chất ñất, ñã

có kết luận như sau: sau khi bón phân chuồng pHKCl tăng một cách có ý nghĩa, hàm lượng nhôm di ñộng giảm rõ rệt từ 4,14 mg/100g ñất ở công thức bón toàn NPK còn 0,63 mg/100g ñất ở công thức bón phân chuồng, không những thế hàm lượng ñạm tổng số, mùn ñều tăng lên một cách rõ rệt

Vùi trả lại ngọn, lá mía sau thu hoạch liên tiếp trong một chu kỳ mía có tác dụng hạn chế quá trình rửa trôi sét, tăng hàm lượng chất hữu cơ, giảm nhôm di ñộng, tăng pHKCl và cải thiện ñược một số ñặc tính nước quan trọng của ñất, góp phần cải tạo, bảo vệ và nâng cao dần khả năng sản xuất của ñất, ổn ñịnh ñược ñịa bàn trồng mía ngay trong ñiều kiện ñất ñồi xấu và khan hiếm nguồn phân chuồng (Trần Công Hạnh, 1999) [8]

Kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy: sử dụng phân hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ñã làm tăng năng suất cây trồng, cải tạo và duy trì ñộ phì nhiêu của ñất Các kết quả cũng khẳng ñịnh, vùi phụ phẩm nông nghiệp có tác dụng tốt cho cây trồng hơn là ñốt phụ phẩm nông nghiệp và ñể ñảm bảo sản xuất nông nghiệp bền vững, tăng năng suất cây trồng và duy trì ñộ phì nhiêu ñất rất cần thiết phải sử dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ

1.2.2.2 Nghiên cứu về phân bón vô cơ cho cây mía

Theo Trần Văn Sỏi (1988) [20] lượng phân bón cho mía thay ñổi tuỳ theo từng loại ñất và mục tiêu năng suất cần ñạt ñược Nhìn chung một vụ mía cần bón 15-20 tấn phân hữu cơ; N, P, K bón theo tỷ lệ 2:1:1 hoặc 2:1:1,5 với lượng N làm chuẩn từ (100-200 kg N) Phân ñạm có thể bón 1 lần (bón lót khi trồng), bón 2 hoặc

3 lần tuỳ ñiều kiện khí hậu, ñất ñai, trình ñộ canh tác và ñảm bảo kết thúc trước thu hoạch 6 tháng Phân lân ñược tập trung bón 1 lần khi trồng hoặc xử lý gốc Phân kali có thể bón 1 hoặc 2 lần (giống như bón phân ñạm)

Theo Phạm Ngọc Tuấn và cs (2014) [30], ựể nâng cao năng suất mắa nguyên liệu dự kiến ựạt từ 70-80 tấn/ha và chữ ựường ựạt trên 10%, có thể tăng lượng phân bón trên loại ựất ựỏ vàng và nâu ựỏ như sau: 200-250 kg N, 100-125 kg P2O5, 200-

250 kg K2O cho 1ha

Xét về khối lượng chất dinh dưỡng sử dụng qua các thời kỳ thì trong thời kỳ nảy mầm, mắa sử dụng chất dinh dưỡng ắt nhất; thời kỳ vươn lóng mắa sử dụng dinh dưỡng nhiều nhất; thời kỳ thành thục (tắch luỹ ựường), mắa sử dụng chất dinh dưỡng

ắt hơn thời kỳ làm lóng nhưng cao hơn thời kỳ nảy mầm, ựặc biệt trong thời kỳ này quá thừa hoặc quá thiếu ựạm ựều có hại Thừa ựạm sẽ ảnh hưởng xấu ựến chất lượng, thiếu ựạm sẽ ảnh hưởng xấu ựến năng suất, khả năng tái sinh và chất lượng mầm của vụ mắa gốc tiếp theo

Theo Lê Văn Sự (2011) [21], sử dụng hợp lý chế phẩm phân hữu cơ humate làm tăng năng suất và chất lượng mắa Năng suất mắa ở công thức sử dụng K-humat tăng 21% so với công thức không sử dụng K-humate, hàm lượng ựường ở công thức có sử dụng K-humat 13,46% còn công thức không sử dụng K-humat chỉ ựạt 12,37%, như vậy hàm lượng ựường trong mắa tăng 9%

K-Về phân vi lượng, kết quả nghiên cứu của Phạm đức Tráng và cs (1995) [26]

ở miền đông Nam bộ cho thấy trên loại ựất xám chua, nghèo mùn, nghèo dinh dưỡng, sau khi phá rừng trồng mắa 3, 6, 9 năm, hàm lượng các nguyên tố ựa lượng biến ựộng không nhiều, một số tắnh chất ựất ựược cải thiện như ựộ pH, hàm lượng mùn, cation trao ựổi Riêng hàm lượng các nguyên tố vi lượng là thay ựổi lớn và có

xu hướng giảm dần theo thời gian Việc giảm các nguyên tố vi lượng trong ựất dẫn ựến làm giảm năng suất mắa

1.3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT MÍA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

1.3.1 Tình hình sản xuất mắa ựường trên thế giới

Diện tắch trồng: Theo thống kê của FAO (2013) [42], giai ựoạn từ năm 2002 ựến 2013 diện tắch trồng mắa trung bình trên thế giới là 22,8 triệu ha, trong giai ựoạn này diện tắch mắa trên thế giới có xu hướng tăng (30,5%) Tuy nhiên, diện tắch trồng mắa của thế giới tăng tập trung chủ yếu ở giai ựoạn từ năm 2006-2013 còn giai ựoạn từ năm 2002-2006 diện tắch mắa toàn cầu khá ổn ựịnh

Năng suất mía trung bình trên thế giới trong những năm từ 2002 ñến 2013 là 69,5 tấn/ha, nhìn chung năng suất mía trên toàn cầu luôn có xu hướng tăng từ năm

2002 ñến năm 2013 nhưng mức tăng về năng suất mía thế giới còn thấp, trong giai ñoạn 2002-2013 năm năng suất mía chỉ tăng 7,6% Tuy nhiên, sản lượng mía của thế giới từ năm 2002-2013 tăng khá cao với mức tăng là 40,6% (từ 1334,7 ñến 1877,1 triệu tấn)

Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng trên thế giới từ năm 2002-2013

Năm 2013, năng suất mía giữa các quốc gia có sự chênh lệch khá lớn, quốc gia có năng suất mía bình quân lớn nhất và cao hơn năng suất mía bình quân của thế

giới trên 80% là Peru ñạt 133,7 tấn/ha Trong khi ñó, năng suất mía bình quân của Nigeria chỉ ñạt 19,6 tấn/ha bằng 27,7% năng suất mía bình quân của thế giới

1.3.2 Tình hình sản xuất mía ñường ở Việt Nam

Cây mía và nghề làm mật, ñường ở Việt Nam ñã có từ xa xưa, nhưng nghành công nghiệp mía ñường mới ñược bắt ñầu từ thế kỷ thứ XX ðến năm 1994, cả nước mới có 9 nhà máy sản xuất ñường, với tổng công suất gần 11.000 tấn mía/ngày và 2 nhà máy ñường tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị và công nghệ lạc hậu Hàng năm phải nhập khẩu từ 300.000 ñến 500.000 tấn ñường Năm 1995, với chủ chương “ðầu tư chiều sâu, mở rộng các nhà máy ñường hiện có, xây dựng một số nhà máy có quy mô vừa và nhỏ ở những vùng nguyên liệu nhỏ Ở những vùng nguyên liệu tập trung lớn, xây dựng các nhà máy có thiết bị công nghệ tiên tiến hiện ñại, kể cả liên doanh với nước ngoài, sản lượng ñường năm 2000 ñạt khoảng 1 triệu tấn Chương trình mía ñường ñược chọn là chương trình khởi ñầu ñể tiến hành công nghiệp hóa, hiện ñại hóa nông nghiệp nông thôn, xoá ñói, giảm nghèo, giải quyết việc làm cho lao ñộng nông nghiệp Ngành mía ñường ñược giao “không phải là ngành kinh tế vì mục ñích lợi nhuận tối ña mà là ngành kinh tế xã hội” [23]

Thực hiện “Chương trình quốc gia 1 triệu tấn ñường” ngành mía ñường Việt Nam tuy còn non trẻ, chỉ sau 5 năm (1995-2000) ñã có bước tiến ñột phát ðầu tư mở rộng công suất 9 nhà máy cũ, xây dựng mới 33 nhà máy, tổng số nhà máy ñường của

cả nước là 44, tổng công suất là 81.500 tấn (so với năm 1994 tăng thêm 33 nhà máy và trên 760.000 tấn công suất), và ñến năm 2000 ñã ñạt mục tiêu 1 triệu tấn ñường Về cơ bản ñã ñáp ứng ñược nhu cầu ñường tiêu dùng trong nước, chấm dứt ñược tình trạng hàng năm Nhà nước phải bỏ ra hàng trăm triệu USD ñể nhập khẩu ñường ðặc biệt công nghiệp mía ñường hầu hết các nhà máy ñường mới ñều ñược xây dựng tại các vùng nông thôn, vùng trung du, miền núi, vùng dân tộc ít người, vùng ñất nghèo khó khăn, vùng sâu, vùng xa và ñược phân bổ khắp cả 3 miền (Miền Nam: 14 nhà máy, miền Trung và Tây Nguyên: 15 nhà máy, và miền Bắc: 13 nhà máy) [23]

Trong những năm gần ñây, ngành mía ñường Việt Nam có nhiều thăng trầm, bởi nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan Việc giá cả bấp bênh dẫn ñến sự quan tâm ñầu tư và phát triển vùng nguyên liệu của người dân chưa thực sự ñược chú trọng,

bên cạnh ựó ngành mắa ựường Việt Nam chịu tác ựộng rủi ro rất lớn bởi thời tiết, hạn hán, bão lũ các vùng nguyên liệu phần lớn nằm ở các vùng trung du và miền núi, nông thôn vốn là những vùng khó khăn, chưa ựược ựầu tư các công trình thủy lợi, giao thôngẦ mặt khác ngành mắa ựường Việt Nam cũng bị tác ựộng lớn bởi quan hệ cung cầu và giá ựường trên thế giới

Bảng 1.4 Diện tắch, năng suất, sản lượng mắa của Việt Nam từ năm 2002-2013

Nguồn: Tổng cục Thống kê Việt Nam [36]

Theo thống kê của FAO (2013) [42], Việt Nam là quốc gia có diện tắch mắa ựứng thứ 16, sản lượng ựứng thứ 15 nhưng năng suất chỉ ựứng thứ 47 trên thế giới

Ở châu Á, diện tắch và sản lượng mắa của Việt Nam ựứng thứ 7, nhưng năng suất bình quân ựứng thứ 8 So với khu vực đông Nam Á, năng suất mắa hiện nay của Việt Nam ựứng thứ 4 sau Thái Lan, Philippin và Myanma Năng suất mắa của Việt Nam chỉ bằng 50% năng suất mắa của Peru (nước có năng suất mắa cao nhất thế giới) nhưng chỉ thấp hơn 8,8% so với năng suất mắa bình quân của thế giới

- Diện tắch trồng: Theo Tổng cục thống kê quốc gia, diện tắch trồng mắa trung bình của cả nước trong giai ựoạn từ năm 2002 ựến 2013 có xu hướng giảm từ 320.000 ha xuống 309.400 ha Tuy nhiên, giai ựoạn từ năm 2008 ựến năm 2013 diện tắch trồng mắa của cả nước có xu hướng tăng 10%

- Năng suất: Trong giai ựoạn từ năm 2002 ựến 2013, năng suất mắa bình quân của cả nước ựạt 58,7 tấn/ha, thấp hơn năng suất mắa bình quân của thế giới trong cùng giai ựoạn là 17,1% Trong ựó, vùng có năng suất mắa lớn nhất cả nước là vùng Tây Nam bộ, năng suất mắa bình quân ựạt 80,9 tấn/ha Tỉnh có năng suất mắa bình quân cao nhất năm 2013 là tỉnh Sóc Trăng ựạt 108,1 tấn/ha, tiếp theo là Trà Vinh 106,9 tấn/ha, Hậu Giang 85,3 tấn/ha

- Sản lượng: Mặc dù, diện tắch mắa giảm nhưng tổng sản lượng mắa của cả nước trong giai ựoạn từ năm 2002 ựến 2013 vẫn tăng ựáng kể, từ 17.120,3 nghìn tấn ựến 20014 nghìn tấn, nguyên nhân năng suất mắa bình quân tăng Tuy nhiên, với sản lượng mắa toàn quốc trên chỉ ựáp ứng ựược 61,2% tổng công suất của các nhà máy (theo Hiệp hội Mắa ựường Việt Nam)

Theo quy hoạch phát triển vùng mắa nguyên liệu và theo Tổng cục Thống kê năm 2013, nước ta có bốn vùng trồng mắa trọng ựiểm là Bắc Trung bộ với diện tắch 64,8 nghìn ha, Nam Trung bộ và Tây Nguyên với diện tắch 112,2 nghìn ha, đông Nam bộ 36,9 nghìn ha và Tây Nam bộ 59,2 nghìn ha Trong bốn vùng trồng mắa trọng ựiểm của cả nước, vùng Nam Trung bộ và Tây Nguyên là vùng có diện tắch mắa lớn nhất với diện tắch 112,2 nghìn ha, Tây Nam bộ là vùng có năng suất mắa cao nhất cả nước với năng suất bình quân ựạt 84,6 tấn/ha Giữa các tỉnh trong cả nước, Thanh Hóa là tỉnh có diện tắch trồng mắa lớn nhất của cả nước, diện tắch trồng mắa năm 2013 ựạt 36,5 nghìn ha và năng suất ựạt 58,6 tấn/ha Mặc dù, Sóc Trăng là tỉnh có diện tắch mắa thuộc nhóm các tỉnh có diện tắch mắa trung bình so với cả nước nhưng năng suất mắa bình quân của tỉnh ựạt 108,1 tấn/ha cao nhất và cao hơn rất nhiều so với năng suất bình quân của các tỉnh

1.4 YÊU CẦU SINH THÁI VÀ DINH DƯỠNG CỦA CÂY MÍA đƯỜNG

1.4.1 Yêu cầu về ựiều kiện sinh thái ựối với cây mắa

Cây mắa, về mặt thực vật học thuộc chi Andropogonae của họ Gramineae, bộ Glumiflorae, lớp Monocotyledoneae, phân ngành Angiospermae, ngành Embryophyta siphonogama Chi phụ là Sacharae và loài là Saccharum Cây mắa

ựường ựầu tiên ựược trồng ở vùng đông Nam Châu Á và vùng đông Ấn khoảng những năm 327 trước Công nguyên Ngày nay cây mắa ựường ựược trồng tại các vùng nhiệt ựới và á nhiệt ựới, phân bố trong khoảng từ 36,7 vĩ ựộ Bắc ựến 31,0 vĩ

ựộ Nam [54] Cây mắa là nguồn lực nông nghiệp tự nhiên, tái sinh vì nó cung cấp ựường bên cạnh dầu sinh học, sợi, phân bón và vô số các thứ phẩm và ựồng phẩm với sự bền vững sinh thái cao Dịch mắa ựược dùng ựể sản xuất ựường trắng, ựường nâu (Khandsari), ựường thô (Gur) và ethanol Phụ phẩm chắnh của công nghiệp ựường là bã mắa và mật

Năng suất và chất lượng mắa chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi ựiều kiện thời tiết ở từng thời kỳ sinh trưởng Trong quá trình nẩy mầm, gồm cả hoạt ựộng sống và sự ựâm chồi tiếp theo của chồi sinh dưỡng, chịu ảnh hưởng của ựộ ẩm ựất, nhiệt ựộ ựất

và ựộ thoáng khắẦ

a, Nhiệt ựộ

Mắa là loại cây nhiệt ựới nên ựòi hỏi ựiều kiện nhiệt ựộ cao Nhiệt ựộ bình quân thắch hợp cho sự sinh trưởng của cây mắa là 15-26oC Giống mắa nhiệt ựới sinh trưởng chậm khi nhiệt ựộ dưới 21oC và ngừng sinh trưởng khi nhiệt ựộ 13oC và dưới 5oC thì cây sẽ chết Những giống mắa á nhiệt ựới tuy chịu rét tốt hơn nhưng nhiệt ựộ thắch hợp cũng giống như mắa nhiệt ựới [35] [54]

Nhiệt ựộ tối thắch cho sự mọc mầm là khoảng 28-30oC Mắa nảy mầm kém ở nhiệt ựộ dưới 15oC và trên 40oC Sự dao ựộng biên ựộ giữa ngày và ựêm ảnh hưởng tới tỉ lệ ựường trong mắa Giới hạn nhiệt ựộ thắch hợp cho thời kì mắa chắn từ 15-

20oC Vì vậy tỉ lệ ựường trong mắa thường ựạt ở mức cao nhất cho các vùng có khắ hậu lục ựịa và vùng cao Nhiệt ựộ xung quanh 30oC ựược coi là tối thắch cho sự ra chồi rễ Nhiệt ựộ dưới 20oC làm chậm lại quá trình ra chồi rễ [54]

và ñộ dài chiếu sáng Thiếu ánh sáng cây hút phân kém do vậy phân ñạm, lân, kali chỉ hiệu quả khi có ánh sáng ñầy ñủ Vì vậy, ở vùng nhiệt ñới và á nhiệt ñới mía vươn cao mạnh nhất khi bắt ñầu vào mùa hè có ñộ dài ngày tăng lên Chính vì vậy,

nó là nhân tố quan trọng quyết ñịnh năng suất và sản lượng mía [35] [54]

Ánh sáng nhiều, bầu trời ñêm lạnh và sáng và ban ngày ấm (nghĩa là sự biến ñộng nhiệt ñộ ngày và ñêm lớn) và thời tiết khô thúc ñẩy mạnh quá trình chín

c, ðộ ẩm

Mía là cây cần nhiều nước nhưng lại sợ úng nước Mía có thể phát triển tốt ở những vùng có lượng mưa từ 1.500 mm/năm Giai ñoạn sinh trưởng mía yêu cầu lượng mưa 100-170 mm/tháng Khi chín cần khô ráo, mía thu hoạch sau một thời gian khô ráo khoảng 2 tháng sẽ cho tỉ lệ ñường cao Bởi vậy các nước nằm trong vùng khô hạn nhưng vẫn trồng mía tốt còn những nơi mưa nhiều và phân bố ñều trong năm thì việc trồng mía không hiệu quả [35] [54]

Pha quan trọng nhất quyết ñịnh năng suất mía là khi sự hình thành và kéo dài gióng mía bắt ñầu ðộ ẩm ức chế sự kéo dài gióng Tưới nhỏ giọt, bón phân và các ñiều kiện khí hậu nắng ấm và ẩm là tốt hơn cho mía kéo dài thân Nhiệt ñộ trong khoảng 30oC và ñộ ẩm trong khoảng 80% là thích hợp nhất trong thời kỳ này

d, Gió bão

Gió bão làm cây gẫy, ñổ dẫn ñến làm giảm năng suất, giảm phẩm chất của cây Chính vì vậy gió cũng là dấu hiệu quan trọng trong công tác dự báo lên kế hoạch và chế biến làm sao tốn ít chi phí mà giá trị sản xuất cũng như phẩm chất của mía nguyên liệu vẫn cao

e, ðộ cao ñịa hình

ðộ cao có liên quan ñến cường ñộ chiếu sáng cũng như mức chênh lệch nhiệt

ñộ giữa ngày và ñêm, do ñó ảnh hưởng ñến khả năng tích lũy ñường trong mía, ñiều

ñó ảnh hưởng ñến hoạt ñộng của các khâu trong qui trình chế biến Giới hạn về ñộ cao cho cây mía sinh trưởng và phát triển ở vùng xích ñạo là 1.600 m, ở vùng nhiệt ñới là 700-800 m [35]

Những vùng ñất bằng không vượt quá 15oC, cơ giới vận tải tương ñối thuận lợi ñều có thể bố trí trồng mía Ngoài ra người ta có thể canh tác mía ở cả những vùng gò ñồi có ñộ dốc không lớn lắm ở vùng trung du miền núi Tuy nhiên ở những ñịa bàn này cần bố trí các rãnh mía theo các ñường ñồng mức ñể tránh xói mòn ñất Ngành trồng mía chỉ có thể cho hiệu quả kinh tế cao khi hình thành những vùng chuyên canh có qui mô lớn

1.4.2 Yêu cầu về ñất và dinh dưỡng với cây mía ñường

a, Yêu cầu về ñất

Mía là loại cây công nghiệp khỏe, dễ tính, không kén ñất, vì vậy không yêu cầu bất kỳ dạng ñặc biệt nào của ñất, nó có thể phát triển tốt trên các dạng ñất khác nhau từ ñất cát ñến ñất thịt pha sét và sét nặng ðất thịt, tầng ñất sâu, khả năng tiêu thoát tốt, dung trọng 1,1-1,2 g/cm3 (1,3-1,4 cm3 trong ñất cát), ñộ xốp chung với sự cân bằng thích hợp của các kích cỡ cao hơn 50%, mực nước ngầm dưới 1,5-2 m từ bề mặt ñất và khả năng trữ nước từ 15% trở lên là thích hợp nhất với mía [54]

ðất xốp và có cấu trúc tốt tạo ñiều kiện tốt cho sự nảy mầm của mía

Mía có thể sinh trưởng và phát triển trên các loại ñất với pH 5,0-8,5 nhưng pH ñất thích hợp là 6,5 Do ñó, bón vôi là yêu cầu khi pH ñất dưới 5 hoặc bón thạch cao nếu pH cao hơn 8,5 Kiểm tra ñất trước khi trồng là khâu cần thiết ñể xác ñịnh lượng

bổ sung tối thích các dinh dưỡng ña lượng, ñiều chỉnh ñộ chua của ñất [54]

b, Yêu cầu về dinh dưỡng

Theo Mohan Naidu và cs (1987) [45] chất dinh dưỡng của cây trồng là những nguyên tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của cây Có khoảng 90 nguyên tố ñã ñược tìm thấy trong cơ thể thực vật, trong ñó có khoảng 16 nguyên tố

là cần thiết cho cây mía Một nguyên tố ñược coi là cần thiết khi nó thỏa mãn 3 tiêu chuẩn như: Việc thiếu nguyên tố dinh dưỡng ñó làm cho cây khó hoàn thành chu kỳ sống của mình; Triệu chứng thiếu yếu tố dinh dưỡng ñó chỉ có thể khắc phục ñược bằng cách cung cấp chính nguyên tố ñó; Các nguyên tố khác không thể thay thế ñược và nguyên tố ñó phải liên quan trực tiếp ñến dinh dưỡng của cây

Giống như các loại cây trồng khác, mía cũng yêu cầu các nguyên tố dinh dưỡng với số lượng và tỷ lệ thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển Trong trường hợp thiếu dinh dưỡng, cây thường xuất hiện các biểu hiện thiếu dinh dưỡng Ngược lại, trong những ñiều kiện nhất ñịnh, dư thừa các nguyên tố dinh dưỡng có thể gây ngộ ñộc và cây thường biểu hiện triệu chứng bị ngộ ñộc Trong cả 2 trường hợp ñều gây ra những hậu quả xấu, ảnh hưởng ñến quá trình sinh trưởng, năng suất

và chất lượng mía ñường Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây mía thì

sự cung cấp ñầy ñủ các nguyên tố dinh dưỡng như: ñạm (N), lân (P), kali (K), canxi (Ca), magiê (Mg), lưu huỳnh (S), sắt (Fe), ñồng (Cu), bo (B) là rất cần thiết trong các quá trình tạo ra năng suất và tích trữ ñường

Lượng chất dinh dưỡng do cây lấy ñi sau một vụ mía có sự biến ñộng lớn giữa các vùng trồng mía khác nhau trên thế giới, ñến mức khó có thể ñưa ra một số liệu trung bình Nhân tố có ảnh hưởng lớn nhất ñến sự biến ñộng này là năng suất thu hoạch Thông thường, ñể tính lượng các chất dinh dưỡng cây lấy ñi của ñất, người ta căn cứ vào hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong các bộ phận của cây tính theo một ñơn vị sản phẩm

Lượng các chất dinh dưỡng có trong các bộ phận trên mặt ñất của cây tính theo 1 tấn mía nguyên liệu cũng có sự biến ñộng lớn giữa các vùng khác nhau Giữa các chất dinh dưỡng khác nhau cũng khác nhau

* ðạm:

ðạm có vai trò hết sức quan trọng ñối với quá trình sinh trưởng, năng suất, chất lượng mía ñường, ñồng thời N cũng chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng số chi phí ñầu tư phân bón cho mía