Nghiên cứu tình trạng lân của đất sản xuất nông nghiệp tại huyện lương tài, tỉnh bắc ninh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN KHẮC HUY NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG LÂN CỦA ĐẤT SẢN XUẤT NƠNG NGHIỆP TẠI HUYỆN LƯƠNG TÀI, TỈNH BẮC NINH Ngành: Khoa học đất Mã số: 8.62.0103 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Hữu Thành NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Khắc Huy i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc GS.TS Nguyễn Hữu Thành tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Khoa học đất, Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán viên chức Phịng Tài ngun Mơi trường, Phịng Nông nghiệp Phát triển nông thôn, Ủy ban Nhân dân xã huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp người dân huyện Lương Tài tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày … tháng … năm 2020 Tác giả luận văn Nguyễn Khắc Huy ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ viii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN x THESIS ABSTRACT xii PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 LÂN TRONG ĐẤT VÀ VAI TRÒ CỦA LÂN ĐỐI VỚI CÂY TRỒNG 2.1.1 Vai trò lân đất trồng 2.1.2 Lân đất 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TRẠNG THÁI LÂN TRONG ĐẤT 14 2.2.1 Độ thoáng khí ảnh hưởng đến trạng thái lân đất 15 2.2.2 Phản ứng đất ảnh hưởng đến trạng thái lân đất 16 2.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÂN TRONG ĐẤT Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 17 2.3.1 Kết nghiên cứu lân đất giới 17 2.3.2 Kết nghiên cứu lân đất Việt Nam 20 PHẦN NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 26 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 26 3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 26 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26 iii 3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.5.1 Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu 26 3.5.2 Phương pháp chọn điểm lấy mẫu 27 3.5.3 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 27 3.5.4 Phương pháp tiến hành phân tích 28 3.5.5 Phương pháp tính trữ lượng lân đất 29 3.5.6 Phương pháp minh họa 29 3.5.7 Phương pháp xử lý số liệu 29 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 30 4.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 30 4.1.1 Các điều kiện tự nhiên tài nguyên đất 30 4.2 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG PHÂN BĨN CỦA HUYỆN LƯƠNG TÀI 35 4.2.1 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp 35 4.2.2 Các loại sử dụng đất sản xuất nơng nghiệp huyện Lương Tài 36 4.2.3 Tình hình sử dụng phân bón theo loại sử dụng đất 37 4.3 MỘT SỐ TÍNH CHẤT LÝ, HĨA HỌC CỦA ĐẤT NGHIÊN CỨU 39 4.3.1 Tính chất vật lý đất nghiên cứu 39 4.3.2 Tính chất hóa học đất nghiên cứu 44 4.4 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM LÂN TRONG ĐẤT NGHIÊN CỨU 49 4.4.1 Hàm lượng lân tổng số đất nghiên cứu 49 4.4.2 Hàm lượng lân tổng số vô cơ, tổng số hữu đất nghiên cứu 52 4.4.3 Lân dễ tiêu đất nghiên cứu 54 4.4.4 Thành phần dạng lân vô đất nghiên cứu 55 4.5 TRỮ LƯỢNG LÂN TỔNG SỐ, TRỮ LƯỢNG LÂN DỄ TIÊU TRONG ĐẤT NGHIÊN CỨU 61 4.6 KHẢ NĂNG HẤP PHỤ LÂN CỦA ĐẤT NGHIÊN CỨU 62 4.6.1 Khả hấp phụ lân loại sử dụng đất Chuyên lúa 62 4.6.2 Khả hấp phụ lân loại sử dụng đất Lúa - Màu 63 4.6.3 Khả hấp phụ lân loại sử dụng đất Chuyên rau màu 63 4.6.4 Khả hấp phụ lân đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 68 iv 4.7 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PHÂN LÂN VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN 70 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 5.1 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 79 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Hàm lượng lân tổng số số loại đất Liên Xô 18 Bảng 2.2 Hàm lượng lân tổng số đất lúa miền viễn đông Liên Xô 18 Bảng 2.3 Hàm lượng lân tổng số dễ tiêu số loại đất Ấn Độ 19 Bảng 2.4 Hàm lượng lân tổng số dễ tiêu đất Libyan 19 Bảng 2.5 Hàm lượng lân tổng số tầng đất mặt địa điểm khác tỷ lệ phần trăm lân tổng số dạng hữu 20 Bảng 2.6 Hàm lượng lân tổng số lớp đất mặt số đất Bắc VN 21 Bảng 2.7 Hàm lượng lân tổng số nhóm đất phù sa đất đỏ vàng huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội 22 Bảng 2.8 Hàm lượng lân tổng số, dễ tiêu đất ba vùng trồng lúa Đồng sông Cửu Long 23 Bảng 2.9 Hàm lượng lân dễ tiêu nhóm đất phù sa đất đỏ vàng huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội 24 Bảng 2.10 Hàm lượng lân dễ tiêu đất luân canh lúa trồng cạn huyện Hịa Bình, tỉnh Bạc Liêu 25 Bảng 4.1 Tài nguyên đất huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh 34 Bảng 4.2 Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Lương Tài năm 2018 36 Bảng 4.3 Các loại sử dụng đất (LUT) huyện Lương Tài 36 Bảng 4.4 Tình hình sử dụng phân bón cho số trồng địa bàn huyện Lương Tài 37 Bảng 4.5 Thành phần giới đất nghiên cứu loại sử dụng đất Chuyên lúa (tầng mặt) 40 Bảng 4.6 Thành phần giới đất nghiên cứu loại sử dụng đất Lúa - Màu loại sử dụng đất Chuyên rau màu (tầng mặt) 41 Bảng 4.7 Thành phần giới đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 42 Bảng 4.8 Dung trọng đất sản xuất nông nghiệp huyện Lương Tài 43 Bảng 4.9 Một số tính chất hóa học đất nghiên cứu (tầng mặt) 47 Bảng 4.10 Một số tính chất hóa học đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 49 Bảng 4.11 Hàm lượng lân tổng số dễ tiêu đất nghiên cứu (tầng mặt) 50 vi Bảng 4.12 Hàm lượng lân tổng số dễ tiêu đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 52 Bảng 4.13 Thành phần dạng lân vô đất nghiên cứu theo tầng mặt 59 Bảng 4.14 Thành phần dạng lân vô đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 60 Bảng 4.15 Khả hấp phụ lân đất nghiên cứu LUT Chuyên lúa LUT Lúa - Màu (tầng mặt) 65 Bảng 4.16 Khả hấp phụ lân đất nghiên cứu LUT Chuyên rau màu (tầng mặt) 67 Bảng 4.17 Khả hấp phụ lân đất nghiên cứu theo chiều sâu phẫu diện 69 vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1 Hàm lượng lân tổng số trung bình loại sử dụng đất 51 Biểu đồ 4.2 Trữ lượng lân tổng số tầng mặt (0 - 20cm) theo loại sử dụng đất 61 Biểu đồ 4.3 Trữ lượng lân dễ tiêu tầng mặt (0 - 20cm) theo loại sử dụng đất 61 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Chu trình lân đất Hình 2.2: Ảnh hưởng cacbon hữu đến hấp phụ lân lên oxit sắt 13 Hình 2.3 Ảnh hưởng pH đến trạng thái tồn dạng lân đất 17 Hình 4.1 Sơ đồ hành huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh 30 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CEC : Dung tích trao đổi cation DT : Dễ tiêu FAO : FAO - UNESCO LUT : Loại sử dụng đất OM : Hàm lượng chất hữu tổng số TD : Tự TPCG : Thành phần giới TS : Tổng số TSHC : Tổng số hữu TSVC : Tổng số vô ix PHẪU DIỆN ĐẤT LT - 13 Tên đất: Đất xám có tầng loang lổ (Plinthic Acrisols) Địa điểm: Thôn Tỉnh Ngô, xã Bình Định, Huyện Lương Tài, tỉnh Bắc Ninh Tọa độ vị trí phẫu diện: 20°59'33.6"N; 106°09'51.5"E Độ cao tuyệt đối (m): ± 4m Địa hình tồn vùng: Đồng bằng, phẳng Tiểu địa hình: Cao , độ dốc 00 -30 Thực vật tự nhiên: rau khúc, lồng vực, loại cỏ hòa thảo khác Cây trồng: Lúa Chế độ luân canh: Chuyên lúa Điều kiện tưới tiêu: Chủ động 10 Nước ngầm: Không quan sát thấy 11 Mẫu chất (Đá mẹ): Phù sa hệ thống sơng Thái Bình Hình Hình thái phẫu diện LT-13 Độ sâu (cm) - 24 24 - 47 47 - 80 80 - 110 Mô tả tầng đất - Màu nâu xám (ẩm: 5/3 2,5Y); Ẩm, Thịt trung bình; chặt; Có nhiều đốm vệt màu vàng cam; Có nhiều rễ lúa nhỏ xác rơm rạ; Chuyển lớp từ từ màu sắc - Màu nâu xám (ẩm: 5/4 2,5Y); Ẩm, chặt, dính; Thịt nặng; Có nhiều đốm vệt mầu vàng cam( chiếm khoảng 10% diện tích bề mặt); Có rễ lúa nhỏ; Chuyển lớp từ từ màu sắc - Màu xám (ẩm: 7/1 2,5Y); Ẩm; Sét; Dẻo, dính; Có nhiều đốm gỉ màu vàng cam (chiếm khoảng 20% diện tích bề mặt); Chuyển lớp từ từ màu sắc - Màu xám (ẩm: 7/1 2,5Y); Ẩm; Sét; Dẻo, dính; Có nhiều đốm gỉ màu vàng cam tối, thơ (chiếm khoảng 10% diện tích bề mặt) 85 Phụ lục 3: Thang phân cấp tiêu đánh giá hàm lượng, chất lượng tính chất lý hóa học thang phân cấp hàm lượng lân tổng số, dễ tiêu đất Phụ lục 3.1 Thang phân cấp đánh giá thành phần giới đất Thành phần giới Đánh giá Cát; Cát pha thịt; Thịt pha cát Nhẹ Thịt; Thịt pha limon; Thịt pha sét; Trung bình Thịt pha sét limon; Sét pha cát Sét; Sét pha limon Nặng Nguồn: Thông tư 60/BTNMT-15/12/2015 Phụ lục 3.2 Thang đánh giá dung trọng đất theo Katrinxki Đánh giá Dung trọng (g/cm3) < 1,0 Đất giàu chất hữu 1,0 - 1,1 Đất trồng trọt điển hình 1,2 Đất bị nén 1,3 - 1,4 Đất bị nén chặt 1,4 - 1,6 Những tầng đất bị nén chặt tầng canh tác 1,6 - 1,8 Tầng tích tụ bị nén mạnh Nguồn: Nguyễn Hữu Thành & cs, (2017) Phụ lục 3.3 Thang phân cấp đánh giá hàm lượng chất hữu đất Mức độ OM (%) Rất cao > 6,0 Cao 4,3 - 6,0 Trung bình 2,1 - 2,0 Thấp 1,0 -1,25 Rất thấp < 1,0 Nguồn: Agricultural Compendium, (1989) dẫn theo Nguyễn Hữu Thành & cs, (2017) 86 Phụ lục 3.4 Thang đánh giá độ chua đất dựa vào pHH2O Độ chua đất Rất chua pHH2O < 4,5 Chua 4,5 - 5,5 Chua 5,5 - 6,5 Trung tính 6,5 - 7,5 Kiềm yếu 7,5 - 8,0 Kiềm vừa 8,0 - 8,5 Kiềm nhiều > 8,5 Nguồn: Agricultural Compendium, (1989) dẫn theo Nguyễn Hữu Thành & cs, (2017) Phụ lục 3.5 Thang đánh phân cấp đánh giá hàm lượng lân (P2O5) tổng số đất Mức độ P2O5 % Nghèo < 0,06 Trung bình 0,06 - 0,1 Giàu > 0,1 Nguồn: Agricultural Compendium, (1989) dẫn theo Nguyễn Hữu Thành & cs, (2017) Phụ lục 3.6 Thang đánh phân cấp đánh giá hàm lượng Lân dễ tiêu (Olsen) đất Mức độ P2O5 (mg/100g đất) < 2,5 Nghèo Trung bình 2,5 - 5,0 Giàu 5,0 - 9,0 Rất giàu > 9,0 Nguồn: Agricultural Compendium, (1989) dẫn theo Nguyễn Hữu Thành & cs, (2017) Phụ lục 3.7 Thang đánh phân cấp đánh giá cation trao đổi CEC đất Đơn vị: meq/100g đất Mức độ Rất cao Cao Trung bình Thấp Rất thấp Ca2+ Mg2+ K+ Na+ CEC8,2 > 20 > 8,0 > 1,2 > 2,0 > 40 10 - 20 3,0 - 8,0 0,6 - 1,2 0,7 - 2,0 26 - 40 - 10 1,5 - 3,0 0,3 - 0,6 0,3 - 0,7 13 - 25 2-5 0,5 - 1,5 0,1 - 0,3 0,1 - 0,3 – 12