(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu biện pháp cải thiện độ chua trong đất trồng cam cao phong, hòa bình​

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Mạnh Hùng NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ CHUA TRONG ĐẤT TRỒNG CAM CAO PHONG, HỊA BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2020 download by : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phạm Mạnh Hùng NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP CẢI THIỆN ĐỘ CHUA TRONG ĐẤT TRỒNG CAM CAO PHONG, HỊA BÌNH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Trần Thị Tuyết Thu Hà Nội - 2020 download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, học viên xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Tài nguyên Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên giảng dạy, bảo tạo điều kiện cho học viên suốt trình học tập hoàn thiện luận văn thạc sĩ Đặc biệt hướng dẫn tận tình, chu đáo đóng góp quý báu chuyên môn khoa học kỹ làm việc TS Trần Thị Tuyết Thu cán giảng dạy Bộ môn Tài nguyên Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Đồng thời, học viên xin trân trọng cảm ơn đề tài QG.16.19 tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ toàn kinh phí q trình thực địa, khảo sát, vấn điều tra xác định tính chất đất, thực thí nghiệm cải tạo độ chua đất trồng cam Cao Phong, tỉnh Hòa Bình Cuối học viên xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè, người động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện vật chất tinh thần cho học viên suốt thời gian học tập làm luận văn Học viên xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ quý báu đó! Hà Nội, tháng 04 năm 2020 Học viên Phạm Mạnh Hùng download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC Trang DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan độ chua đất 1.1.1 Khái niệm độ chua phân loại độ chua 1.1.3 Ảnh hưởng độ chua đến chất lượng đất suất trồng 1.2 Tổng quan cam đất trồng cam 1.2.1 Đặc điểm sinh thái hình thái cam 1.2.2 Nhu cầu dinh dưỡng cam 1.2.3 Vấn đề suy thoái đất trồng cam Việt Nam 12 1.3 Một số biện pháp cải thiện độ chua đất .14 1.3.1 Cải thiện độ chua đất thơng qua bón vơi 14 1.3.2 Biochar giúp cải thiện tính chất đất 18 Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 24 2.2 Nội dung nghiên cứu 24 2.3 Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu thông tin .24 2.3.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa lấy mẫu nghiên cứu 24 2.3.3 Phương pháp phòng thí nghiệm 25 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu, tính tốn 29 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Hiện trạng chất lượng đất trồng cam Cao Phong .30 3.1.1 Độ chua hàm lượng chất hữu đất trồng cam Cao Phong năm 2015-2016 30 3.1.2 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu đất Cao Phong năm 2015 - 2016 .33 3.1.3 Hàm lượng Ca, Mg trao đổi đất Cao Phong năm 2015-2016 .34 i download by : skknchat@gmail.com 3.2 Ảnh hưởng vôi, chất cải tạo đất Ca(OH)2 đến đất thí nghiệm 35 3.2.1 Ảnh hưởng vơi, chất cải tạo Ca(OH)2 đất đến pH đất 35 3.2.2 Ảnh hưởng vôi, chất cải tạo đất Ca(OH)2 đến phốt pho, kali dễ tiêu 36 3.2.3 Ảnh hưởng vôi, chất cải tạo đất Ca(OH)2 đến Feox, Alox 38 3.2.4 Ảnh hưởng vôi, chất cải tạo đất Ca(OH)2 đến Ca, Mg trao đổi 39 3.3 Ảnh hưởng biochar đến độ chua đất thí nghiệm 40 3.3.1 Tính chất biochar từ canh cam cành cam tỉa 40 3.3.2 Biochar thay đổi pH đất thí nghiệm .46 3.3.3 Ảnh hưởng biochar đến P, K dễ tiêu .48 3.3.4 Tác động biochar đến hàm lượng Fe Al hydroxit .49 3.3.5 Biochar hàm lượng Ca2+, Mg2+ 51 3.4 Kết mô hình tổng hợp biện pháp cải tạo độ chua đất trồng cam 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .57 ii download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BCC Biochar cành cam BCL Biochar cành cam tỉa CEC Dung tích trao đổi cation CTTN Cơng thức thí nghiệm FAO Tổ chức lương thực Thế giới KLN Kim loại nặng SOM (OM) Chất hữu đất iii download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các q trình giải phóng thu H+ hệ thống tự nhiên Bảng 1.2 Lượng dinh dưỡng bón cho cam thời kỳ kinh doanh (kg/ha) 10 Bảng 1.3 Lượng vơi cần bón tính theo pHKCl theo loại đất .11 Bảng 1.4 Tác động việc bón vơi đến chất dinh dưỡng (đa lượng, vi lượng) kim loại nặng đất .16 Bảng 2.1 Chất lượng đất thí nghiệm 25 Bảng 2.2 Chất lượng vôi chất cải tạo đất 26 Bảng 2.3 Thí nghiệm ảnh hưởng vật liệu vôi đến độ chua đất 27 Bảng 2.4 Thí nghiệm ảnh hưởng biochar đến độ chua 28 Bảng 2.5 Phương pháp xác định tiêu đất, vật liệu biochar 29 Bảng 3.1 Một số tiêu chất lượng đất trồng cam Cao Phong 30 Bảng 3.2 Mức sử dụng phân bón năm 2015 Cao Phong 32 Bảng 3.3 Một số tính chất biochar nhiệt độ khác 40 Bảng 3.4 Tỷ lệ thành phần hóa học bề mặt biochar BCL BCC 46 Bảng 3.5 Các vườn áp dụng tổng hợp biện pháp cải tạo chất lượng đất 54 iv download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Phân bố đất axit tồn cầu .7 Hình 1.2 Các tác động bón vơi đất, trồng đa dạng sinh học với theo thời gian hệ sinh thái nông nghiệp 16 Hình 1.3 Biến đổi tính chất biochar với nhiệt độ nhiệt phân tăng 19 Hình 1.4 Cải thiện tính chất bề mặt biochar phương pháp khác 20 Hình 1.5 Các ảnh hưởng biochar đến tính chất đất 21 Hình 2.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu vườn áp dụng mơ hình tổng hợp .25 Hình 3.1 Độ chua chất hữu đất trồng cam Cao Phong 2015 - 2016 31 Hình 3.2 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu đất Cao Phong 2015-2016 33 Hình 3.3 Hàm lượng Ca, Mg trao đổi đất Cao Phong năm 2015 - 2016 34 Hình 3.4 Sự thay đổi pH sử dụng vật liệu vôi khác 35 Hình 3.5 Hàm lượng P, K dễ tiêu có bổ sung vật liệu vơi khác .37 Hình 3.6 Ảnh hưởng vật liệu vơi đến Feox, Alox đất thí nghiệm 38 Hình 3.7 Ảnh hưởng vật liệu vơi đến Ca, Mg trao đổi đất 39 Hình 3.8 Kết ảnh hưởng trình nhiệt phân đến pH biochar 41 Hình 3.9 Kết độ ẩm độ tro biochar 42 Hình 3.10 Kết hàm lượng P tổng số K tổng số biochar 43 Hình 3.11 Kết tác động nhiệt độ tới số CCE mẫu biochar 44 Hình 3.12 Cấu trúc bề mặt biochar BCL BCC 45 Hình 3.13 Kết ảnh hưởng biochar đến pH đất 47 Hình 3.14 Kết ảnh hưởng lượng loại biochar đến P, K dễ tiêu 48 Hình 3.15 Kết ảnh hưởng lượng loại biochar đến Feox Alox .50 Hình 3.16 Kết ảnh hưởng biochar đến Ca Mg trao đổi 51 Hình 3.17 Giá trị pH OM sau năm áp dụng biện pháp cải tạo độ chua .54 Hình 3.18 Hàm lượng Ca2+, Mg2+ sau năm áp dụng biện pháp cải tạo độ chua .55 v download by : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU Cây cam trồng chủ lực phát triển kinh tế huyện Cao Phong, tỉnh Hịa Bình Năm 2017, diện tích đất trồng cam toàn huyện 3.015 ha, gấp 5,4 lần năm 2010 1,7 lần năm 2014 Vùng trồng cam Cao Phong, Hịa Bình nhận dẫn địa lý “Cam Cao Phong” năm 2014 góp phần thúc đẩy trình tiêu thụ sản xuất cam Đất trồng cam Cao Phong chủ yếu đất Ferralit đỏ vàng hình thành điều kiện khí hậu nhiệt đới, địa hình dốc thoải nên sẵn có thuộc tính tự nhiên mang tính axit bị rửa trơi kim loại kiềm, kiềm thổ tích lũy lại nhiều sắt nhơm Trong điều kiện nông nghiệp thâm canh cao, sử dụng nhiều phân khoáng làm cho đất ngày bị axit hóa mạnh Theo Trần Thị Tuyết Thu (2016), phản ứng đất Cao Phong mức chua đến chua vừa (pHKCl 4,13-5,10), cho nhân tố giới hạn quan trọng nhu cầu dinh dưỡng sinh thái cam Do cần phải có biện pháp cải tạo độ chua cách hiệu để giảm tác động bất lợi đến q trình thối hóa đất Đến có nhiều hộ gia đình cấp giấy chứng nhận sản xuất theo tiêu chuẩn VietGAP phần lớn sản xuất theo mơ hình truyền thống axit hóa đất trở thành vấn đề quan ngại làm tăng mạnh nguy cân dinh dưỡng suy thoái độ phì đất Trong nơng nghiệp hữu cơ, việc quản lý đất đai xem yếu tố quan trọng giúp trì suất chất lượng sản phẩm Việc quản lý đất đai dựa vào phân hủy tự nhiên vật chất hữu cơ, sử dụng kỹ thuật ủ phân xanh, phân compost, để thay chất dinh dưỡng lấy từ đất vụ trước, sử dụng loạt phương pháp để cải thiện độ phì đất Trong số trường hợp pH cần phải điều chỉnh Thay đổi pH tự nhiên phương pháp dùng vôi đôlomit… cho phép canh tác hữu Như vậy, cải thiện độ chua đất đươc phép sử dụng canh tác hữu để đảm bảo điều kiện thích hợp cho trồng nói chung cam nói riêng phát triển Biochar vật liệu phù hợp với canh tác hữu nghiên cứu rộng rãi nơng nghiệp, có giá trị tiềm nông nghiệp để cải thiện tính chất đất việc giảm mối nguy axit hóa đất đất chua tự nhiên (Zhongmin Dai, 2017) Tuy nhiên, tác dụng cải thiện biochar vôi đất axit vùng trồng cam chế liên quan chưa đánh giá đầy đủ Trên sở giả thiết đề tài “Nghiên cứu biện pháp cải thiện độ chua đất trồng cam huyện Cao Phong, tỉnh Hịa Bình” đặt nhằm cung download by : skknchat@gmail.com cấp sở liệu chứng khoa học để luận giải ảnh hưởng số biện pháp cải thiện độ chua đất tiềm tận dụng lại sinh khối cành cam đốn tỉa để sản xuất ứng dụng biochar cải thiện độ phì đất trồng cam Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá trạng axit hóa đất vùng trồng cam nghiên cứu Nghiên cứu biện pháp hiệu cải tạo độ chua đất việc sử dụng liều lượng vơi biochar thích hợp Đánh giá kết tổng hợp biện pháp cải tạo độ chua đất nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Nghiên cứu lượng vật liệu vôi cần sử dụng để cải tạo độ chua đất nói chung vùng trồng cam Cao Phong nói riêng Tiềm sản xuất sử dụng biochar từ phụ phẩm cam (cành cam) góp phần vào tiến tới trình canh tác cam hữu download by : skknchat@gmail.com ... hiệu cải thiện độ chua đất thí nghiệm; 3) Nghiên cứu chế tạo biochar từ tàn dư cam đến hiệu cải thiện độ chua đất thí nghiệm; 4) Đánh giá mơ hình tổng hợp cải thiện độ chua đất vùng trồng cam Cao. .. đất vùng trồng cam nghiên cứu Nghiên cứu biện pháp hiệu cải tạo độ chua đất việc sử dụng liều lượng vơi biochar thích hợp Đánh giá kết tổng hợp biện pháp cải tạo độ chua đất nghiên cứu Ý nghĩa khoa... trồng cam Cao Phong cần có biện pháp cải tạo độ chua cách hiệu để trì khoảng thích hợp cho cam phát triển 1.3 Một số biện pháp cải thiện độ chua đất 1.3.1 Cải thiện độ chua đất thơng qua bón vơi 1.3.1.1