Phần 1: Hợp chất cao lanh (Kaolin) và một số tác dụng đối với cây trồng

CN. Nguyễn Viết Trụ

Nghiên cứu về ứng dụng kaolin đã được thực hiện từ những năm 70 trên nhiều loại cây trồng trong đó có cà phê, với việc sử dụng hợp chất này như một lớp màng bảo vệ cho cây trồng. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra là khi nung kaolin ở nhiệt độ nhất định thì sẽ tạo ra sản phẩm kaolin biến tính có tác dụng giảm thiểu tác hại của sâu bệnh hại, tăng sản lượng quả, tác động lên các phản ứng sinh lý của cây cà phê, chế phẩm Suround chính là sản phẩm của quá trình này (Glenn và Puterka, 2005).

Cây cà phê phát triển một cách ổn đinh nếu được che bóng phù hợp và tạo ra chất lượng nhân tốt. Tuy nhiên cây cà phê (đặc biệt cà phê vối) cho năng suất rất cao nếu che bóng ít hoặc không che bóng. Giải pháp trung hòa giữa che bóng và không che bóng là sử dụng hợp chất kaolin biến tính với tác dụng chính là làm giảm cường độ ánh sáng nhưng vẫn làm tăng cường độ quang hợp của cây được cho là giải pháp khá tốt và thu hút nhiều nhà khoa học quan tâm (Da Matta, 2004).

Bên cạnh đó mọt đục quả cũng là một mối đe dọa nguy hiểm, gây tổn thất nặng nề cho ngành sản xuất cà phê thế giới. Mọt xâm nhập vào hạt cà phê trong thời gian ngoài đồng và trong thời gian sơ chế sẽ gây ảnh hưởng đến cả năng suất và chất lượng cà phê nhân. Theo một số nghiên cứu thì mọt đục quả có thể gây tổn thất từ 20-30% sản lượng cà phê mỗi năm nếu chúng không được kiểm soát chặt chẽ. Tuy nhiên nếu có biện pháp kiểm soát tốt thì sự thất thoát này có thể giảm xuống còn 5% hoặc thấp hơn. Một trong những giải pháp được sử dụng là ứng dụng hợp chất kaolin để hạn chế và xua đuổi các loại mọt đục quả tấn công trên các loại cây trồng khác nhau (chế phẩm Surround WP là một trong những chế phẩm có chứa thành phần chính là kaolin biến tính). Theo kết quả nghiên cứu ứng dụng chế phẩm này tại Costa Rica đã cho thấy có hiệu quả trong việc ngăn chặn và bảo vệ quả cà phê đối với mọt đục quả. Bên cạnh đó một nghiên cứu tại Hawaii cho kết quả chế phẩm Surround WP làm tăng gấp đôi sản lượng cà phê sau hai năm phun liên tiếp (Shawn Steiman và cộng sự, 2014).

Tác dụng của kaolin trong việc ngăn ngừa mọt đục quả được cho là bởi những tác dụng như: màu trắng của chế phẩm bọc xung quanh quả sẽ làm chói mắt của các loại côn trùng này, kaolin làm thay đổi mùi vị của quả tươi sẽ đánh lạc hướng làm cho chúng không nhận ra đúng vị trí của quả để tấn công, kaolin dạng bột hòa tan này có thể hấp thu các chất bay hơi có trong quả chín, làm giảm sự hấp dẫn đối với côn trùng. Đặc biệt, côn trùng đậu vào quả được phun Kaolin, bột Kaolin này sẽ bám vào côn trùng, làm chúng bị mất nước và chết đi (Shawn Steiman và cộng sự, 2014).

Hai giả thuyết chính được đưa ra để giải thích cho sự gia tăng sản lượng hạt cà phê sau khi phun chế phẩm Surround WP (Kaolin) là: sự gia tăng hình thành hoa, đây là hiệu quả của việc lá được hỗ trợ tăng khả năng phản chiếu lại với ánh sáng trực xạ (ánh sáng mặt trời) làm tăng quang hợp lá; sự bao phủ của Kaolin lên bề mặt lá giúp giảm thiểu những tác động gây sốc về nhiệt độ và ánh sáng, đồng thời cây có thể tích lũy các hợp chất Hydrocarbon trong mùa phun đầu và những Hydrocarbon này sẽ được sử dụng để hình thành và làm tăng lượng hoa ở những vụ sau (Shawn Steiman và cộng sự, 2014).

Thử nghiệm được tiến hành tại Costa Rica cho thấy các tác động của kaolin tới một số chỉ tiêu sinh lý của cây cà phê chè Coffea arabica L. typical là khá rõ ràng (bảng 1).

Kết quả nghiên cứu này cho thấy rằng, Kaolin đã làm tăng lượng CO2 thoát ra trên diện tích và ở thời gian nhất định, kết quả này khác có ý nghĩa so với đối chứng. Bên cạnh đó còn làm giảm nhiệt độ trên bề mặt lá cà phê. Khi sử dụng liên tiếp 2 năm làm cho tỷ lệ quang hợp của cây tăng lên 71% so với đối chứng (không phun), năng suất tăng lên 2 lần so với đối chứng (Shawn R. Steiman và cộng sự, 2007).

Như vậy việc ứng dụng kaolin trong nông nghiệp nói chung và trong cà phê nói riêng cần phải được nghiên cứu thêm với các thí nghiệm rộng và sâu hơn để có thêm cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm sản xuất được các chế phẩm có chứa kaolin sử dụng trong quá trình sản xuất cà phê.

Tài liệu tham khảo

Abou-khaled, A., R. Hagan, and D. Davenport. 1970. Effects of kaolinite as a reflective antitranspirant on leaf temperature, transpiration, photosynthesis, and water use efficiency. Water Resour. Res. 6:280–289.

Da Matta, F. 2004. Ecophysiological constraints on the production of shaded and unshaded coffee: A review. Field Crops Res. 86:99–114.

Shawn R. Steiman1 and Harry C. Bittenbender (2007). Analysis of Kaolin Particle Film Use and Its Application on Coffee. Hortscience 42(7):1605–1608.

Shawn Steiman, Elsie Burbano (2014). Control of coffee berry borer và increase of coffee yields using Surround WP (kaolin). Sustainable Agriculture Research & Education (SARE). Grant and Education to Advance Innovation in Sustainable Agriculture.