Nghiên cứu hiện trạng lân trong đất và biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trên đất xám bạc màu tỉnh bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN QUỐC VƯƠNG NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG LÂN TRONG ĐẤT VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG PHÂN LÂN TRÊN ĐẤT XÁM BẠC MÀU TỈNH BẮC GIANG Chuyên ngành: Khoa học đất Mã số: 62.62.01.03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC ĐẤT Tai Lieu Chat Luong Hà Nội, 09-2015 Cơng trình hồn thành VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Hồ Quang Đức – Viện Thỏ nhưỡng Nông hóa TS Bùi Huy Hiền – Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp sở Họp Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam Vào hồi .giờ….…ngày…tháng…….năm 2014 Có thể tìm hiểu luận án : - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lân dinh dưỡng vô quan trọng với trồng khơng phải nguồn dinh dưỡng tái tạo được, nên sử dụng lân hiệu có ý nghĩa vơ quan trọng, khơng tiết kiệm nguồn tài nguyên hữu hạn mà giảm thiểu ảnh hưởng sử dụng đến môi trường Hiệu sử dụng lân số trồng Việt Nam thay đổi, khơng có nhiều nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng lân, kể vùng đất thâm canh cao đất xám bạc màu (XBM), đất XBM chiếm tỷ lệ lớn loại đất Việt Nam đóng vai trị quan trọng sản xuất nơng nghiệp Bắc Giang tỉnh nơng nghiệp, diện tích đất sản xuất nơng nghiệp khoảng 275.848 ha, có 61.294,8 đất XBM Vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang vùng sản xuất nông nghiệp phát triển, có nhiều cấu trồng khác đặc trưng cho vùng đất XBM miền Bắc Việt Nam vùng mà thu nhập đời sống người dân thấp, chủ yếu dựa vào sản xuất nơng nghiệp Chính vây, việc thực đề tài “Nghiên cứu trạng lân đất biện pháp nâng cao hiệu sử dụng phân lân đất XBM tỉnh Bắc Giang”nhằm giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu sản xuất thông qua sử dụng hợp lý phân bón cần thiết Mục tiêu nghiên cứu - Xác định hàm lượng số dạng lân đất XBM tỉnh Bắc Giang - Xác định ảnh hưởng loại hình, chế độ canh tác, trình thâm canh đến hàm lượng số dạng lân đất - Đề xuất số biện pháp nâng cao hiệu sử dụng phân lân sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học - Xây dựng số liệu hàm lượng dạng lân đất XBM tỉnh Bắc Giang - Hoàn thiện sở khoa học tác động loại hình, chế độ canh tác, trình thâm canh đến thay đổi hàm lượng dạng lân đất XBM, biện pháp nâng cao hiệu sử dụng phân lân sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu đề tài góp phần nâng cao hiệu sử dụng phân lân sản xuất nơng nghiệp vùng đất XBM, góp phần nâng cao thu nhập cho người dân bảo vệ môi trường Những đóng góp luận án Đã tiếp cận cách toàn diện nghiên cứu lân, dạng lân đất XBM, từ điều tra thực địa, nghiên cứu phịng, thí nghiệm đồng ruộng ngắn hạn, dài hạn… từ xây dựng số liệu hàm lượng số dạng lân đất XBM tỉnh Bắc Giang, làm rõ tác động số loại hình, chế độ canh tác, trình thâm canh đến thay đổi hàm lượng số dạng lân đất XBM, đề xuất số biện pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng phân lân sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang Cấu trúc luận án Luận án có 104 trang với 33 bảng số liệu 13 hình Luận án gồm phần: - Mở đầu (4 trang); - Chương Tổng quan tài liệu nghiên cứu (33 trang); - Chương Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu (10 trang); - Chương Kết nghiên cứu thảo luận (54 trang) - Kết luận kiến nghị (2 trang) Đã tham khảo 98 tài liệu, 59 tài liệu tiếng Việt, 39 tài liệu tiếng nước Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Về đất XBM 1.1.1 Khái niệm phân loại đất XBM Đất XBM (hay đất bạc màu) tên nông dân Việt Nam dùng để gọi loại đất có thành phần giới (TPCG) nhẹ, sáng màu nghèo kiệt chất dinh dưỡng Đất XBM có nhiều tên gọi khác tùy thuộc hệ thống phân loại Ứng dụng hệ thống phân loại đất theo FAO-UNESCO, nhà khoa học đất Việt Nam kết luận: Nhóm đất XBM Việt Nam tương ứng với nhóm đất Acrisols chia thành đơn vị sau: Đất xám bạc màu điển hình - Haplic Acrisols; Đất xám có tầng loang lổ - Plinthic Acrisols; Đất xám glây - Gleyic Acrisols Năm 1976, Ban Biên tập Bản đồ Đất Việt Nam đưa dẫn dùng cho đồ đất toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000, đất XBM gồm loại đất sau: Đất xám bạc màu phù sa cổ; Đất xám bạc màu glây phù sa cổ, Đất xám bạc màu sản phẩm phong hóa đá macma axit đá cát Tổng hợp Chú dẫn đồ, gồm: Bản đồ đất miền Bắc Việt Nam, đồ đất toàn quốc, đồ vùng tỉnh cho thấy: Ở thời kỳ, tỷ lệ đồ, địa phương đơn vị xây dựng đồ khác nhau, tên gọi đất XBM miền Bắc khác bao gồm 19 loại Tuy có nhiều tên gọi khác song hiểu đất XBM (hay đất bạc màu) tên thường gọi chung cho loại đất có tầng mặt có màu bạc trắng, kết cấu rời rạc, thành phần giới nhiều cát nghèo chất dinh dưỡng Đất XBM tên gọi loại đất “nghèo, chua, khơ, chặt”, chất hữu loại đất nghèo lại có tốc độ khống hóa nhanh nên nghèo kiệt, dung tích hấp thu thấp, độ bão hịa bazơ thường nhỏ 50% dẫn đến khả điều hòa dinh dưỡng hạn chế Đất lại thường xuyên bị tác động q trình rửa trơi xói mịn theo chiều sâu bề mặt nên nghèo kiệt hầu hết chất dinh dưỡng 1.1.2 Quá trình hình thành, phát triển phân bố đất XBM Trên giới, diện tích đất bị thối hóa, bạc màu lớn Tùy nơi mà có tên gọi khác nhau, chúng mang đặc điểm chung đất bị thối hóa, nghèo kiệt chất dinh dưỡng Phần lớn diện tích nhóm đất phân bố khu vực nhiệt đới, có lượng mưa lớn tập trung, nơi có địa hình dốc thoải đất hình thành từ lâu đời Quá trình hình thành loại đất gắn liền với q trình rửa trơi thối hóa đất Ở Việt Nam, đất XBM hình thành từ mẫu chất phù sa cổ loại đá mẹ chua như: Granit, liparit, đá cát… phong hóa cho loại đất có TPCG nhẹ chua Đồng thời nằm vùng khí hậu nhiệt đới, lượng mưa lớn, tập trung trải qua trình canh tác lâu dài làm cho đất bị thối hóa rửa trơi mạnh, thể thối hóa nghiêm trọng tất tính chất hóa học thành phần khống vật đất (Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa - Vụ Khoa học, Công nghệ chất lượng sản phẩm, 2001) 1.1.3 Tính chất vật lý hóa học đất XBM Đất XBM thuộc loại đất chua, pHKCl biến thiên - 5, trung bình 4,5 đất nghèo dinh dưỡng toàn diện, hàm lượng mùn biến thiên 0,2 - 2,6%, trung bình 0,95%; đạm tổng số 0,08 - 0,11%, trung bình 0,07%; lân tổng số 0,05 - 0,16 %, trung bình 0,06; kali tổng số 0,02 - 0,4%, trung bình 0,18%; tổng cation trao đổi 3,75 - 5,50 lđl/100 đất, trung bình 4,40 lđl/100 đất Độ xốp đất thường 40%; tỷ lệ sét vật lý thấp, khoảng 13% 1.1.4 Các biện pháp cải tạo sử dụng đất XBM Các biện pháp cải tạo sử dụng đất XBM nghiên cứu áp dụng vào thực tế là: Cày sâu dần; bón phù sa đất đỏ; bón vơi; bón phân hữu vùi phụ phẩm nơng nghiệp; bón phân cân đối; ln canh trồng phù hợp; sử dụng nước tưới hợp lý 1.2 Tổng quan lân dạng lân đất 1.2.1 Lân đất Việt Nam Hàm lượng lân tổng số đất Việt Nam dao động mạnh, từ mức nghèo đến mức giàu lân, xếp thành nhóm i) Nhóm > 0,2% P2O5: Đất đỏ vàng đất đen nâu thẫm; ii) Nhóm 0,08 - 0,2% P2O5: Đất nâu đỏ đá vôi, đất phù sa sông Hồng, đất mặn trung tính; iii) Nhóm < 0,08% P2O5: Tất loại đất khác lại Hàm lượng lân dễ tiêu hầu hết đất Việt Nam nghèo; số liệu phân tích đất theo phương pháp Oniani cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu thường < 10 mg P2O5/100 g đất, trừ đất phù sa sơng Hồng có hàm lượng lân dễ tiêu 10 - 15 mg P2O5/100 g đất, hàm lượng lân dễ tiêu đất XBM miền Bắc Việt Nam dao động khoảng 16,72 - 44,88 mg P2O5/100 g đất Lân hòa tan dung dịch đất có nồng độ thấp (dưới mg/lít) tùy theo độ chua đất mà lân dung dịch tồn dạng H2PO4- HPO42- Trong phần lớn loại đất Việt Nam, hàm lượng lân hữu dao động khoảng 10 - 45% so với lân tổng số tùy theo loại đất Lân khống đất chia thành nhóm gồm: phốt phát canxi (Ca-P), phốt phát nhơm (Al-P), phốt phát sắt (Fe-P) phốt phát không tan bị nhốt (occluded) khống sắt nhơm 1.2.2 Khả hấp thu lân số loại đất Hấp thu coi nguyên nhân làm giảm lượng lân hịa tan dung dịch Đất có khả hấp thu cao khả cung cấp lân thấp, khả hấp thu lân đất Việt Nam dao động mạnh khoảng 10 - 2656 mg P/kg tùy theo loại đất Ngoài tượng hấp thu lân, kết tủa trình làm giảm nồng độ lân dung dịch đất Do phần lớn lân đất chua Việt Nam tồn dạng Fe-P sắt đóng vai trị quan trọng việc hấp thu lân đất Việt Nam nên thay đổi lý hóa tính gây trình ngập nước kéo theo ảnh hưởng to lớn đến động thái lân đất 1.2.3 Ảnh hưởng chế độ canh tác đến hàm lượng dạng lân đất Trên loại đất, sử dụng biện pháp canh tác khác làm thay đổi đáng kể hàm lượng lân vô hàm lượng lân tổng số lớp đất mặt Trên đất XBM Bắc Giang gieo trồng vụ, khơng bón phân làm cho đất suy giảm độ phì nhiêu, nghèo hữu cơ, đạm, lân, dung tích hấp thu cation kiềm, kiềm thổ (K, Ca, Mg).Bón kết hợp phân khống với phân chuồng có tác dụng tích cực đến độ phì nhiêu đất, đặc biệt trì hàm lượng lân đất 1.3 Tổng quan phân lân sử dụng phân lân 1.3.1 Vai trò lân trồng Lân (P) nguyên tố dinh dưỡng đa lượng quan trọng trồng, cần lân thời kỳ sinh trưởng đầu (phát triển rễ), giai đoạn hình thành hạt, giúp chống đỡ với điều kiện bất thuận (hạn rét) Thiếu lân, đường tích lũy có khuynh hướng tạo thành antơxian nên nhiều loại trồng thiếu lân chuyển sang màu tím đỏ (huyết dụ ngơ) hay đỏ Lân đóng góp vào trình hình thành chất béo tổng hợp prôtêin 1.3.2 Hiện trạng sử dụng lân vấn đề liên quan đến sử dụng lân Nguồn tài nguyên lân sử dụng tương lai cho sản xuất lương thực ngày trở nên khan Một số nghiên cứu gần dự báo đến kỷ 21 thiếu hụt lân yếu tố quan trọng hàng đầu đe dọa an ninh lương thực toàn cầu Trên giới, bốn quốc gia sử dụng nhiều phân lân Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ, Brazin, chiếm tới 65% sản lượng lân giới Trong loại trồng lương thực sử dụng nhiều phân lân nhất, xấp xỉ 50% Sử dụng lân khơng hiệu có tác động xấu đến môi trường tượng phú dưỡng lân đất nước, tích lũy cadimi (Cd) đất 1.3.3 Tổng quan dạng phân lân Thành phần hóa học tất loại phân lân muối canxi axit photphorit Căn vào hóa trị gốc phốt phát, vào khả dễ tiêu góc độ dinh dưỡng trồng công nghệ sản xuất chia phân lân thành nhóm khác với thành phần, đặc điểm khác phân supe phốt phát đơn (supe lân đơn), phân tecmo phốt phát (lân nung chảy), bột apatit bột phốtphorit, loại phân lân khác 1.3.4 Nghiên cứu sử dụng phân lân Việt Nam Có thể chia sử dụng phân lân sản xuất nông nghiệp Việt Nam thành giai đoạn: i) giai đoạn 1960 - 1970: Nông dân khơng bón lân, phân lân sản xuất bị ứ đọng; ii) giai đoạn 1970 - 1980: Giai đoạn lượng lân bón cho trồng cịn thấp, iii) giai đoạn 1990 đến nay: Trong giai đoạn nhu cầu dinh dưỡng N, P, K cao, tiêu thụ loại phân lân gia tăng nhanh chóng Các nghiên cứu cho thấy hiệu suất nông học dạng lân sử dụng cho số trồng Việt Nam lúa, cà phê, đậu tương, cam cao Trên đất XBM, kết nghiên cứu gần Bắc Giang cho thấy lúa, ngơ có phản ứng cao bón phân đạm, kali lại có thấp phân lân Điều cho thấy tượng tích lũy lân đất diễn vùng trồng lúa, ngơ gây lãng phí phân bón, tăng chi phí sản xuất Chương VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng vật liệu nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: i) Đất XBM tỉnh Bắc Giang, ii) Một số trồng/cơ cấu trồng đất XBM tỉnh Bắc Giang - Vật liệu nghiên cứu: i) Một số dạng phân bón: Supe lân, lân nung chảy, apatit Lào Cai, đạm urê, phân kali clorua, ii) Giống lúa Khang Dân 18, giống ngô CP 999 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu - Đề tài nghiên cứu tiến hành vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang - Các thí nghiệm nhà lưới tiến hành Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội - Các thí nghiệm đồng ruộng tiến hành đất XBM Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân bón vùng Trung du, xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang - Đề tài thực thời gian năm, từ năm 2010 đến năm 2014 (Thí nghiệm dài hạn tiến hành từ năm 1998, số liệu thu thập, phân tích phục vụ cho đề tài lấy năm 2011-2012) 2.2 Nội dung nghiên cứu 2.2.1 Đánh giá số đặc điểm tự nhiên sản xuất nông nghiệp vùng nghiên cứu - Đánh giá đặc điểm địa chất khí hậu vùng nghiên cứu - Đánh giá tình hình sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Giang 2.2.2 Đặc điểm đất XBM Bắc Giang - Phân bố thực trạng chất lượng đất XBM Bắc Giang - Xác định hàm lượng dạng lân đất XBM Bắc Giang - Đánh giá thay đổi hàm lượng lân đất XBM Bắc Giang 2.2.3 Ảnh hưởng số loại hình, chế độ canh tác, trình thâm canh đến hàm lượng số dạng lân đất - Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ chế độ nước (khô ẩm) đến dạng lân đất XBM - Nghiên cứu ảnh hưởng dạng lân bón đến khả hấp thụ lân lúa dạng lân đất XBM - Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô đông dạng lân đất XBM Bắc Giang - Nghiên cứu ảnh hưởng q trình bón phân, vùi phế phụ phẩm đến suất trồng, dạng lân đất số cấu trồng đất XBM Bắc Giang 2.2.4 Đề xuất số biện pháp nâng cao hiệu sử dụng lân sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang - Xây dựng mơ hình nâng cao hiệu sử dụng lân đất XBM Bắc Giang - Đề xuất số biện pháp nâng cao hiệu sử dụng lân 2.3 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng 2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu 2.3.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp Thu thập số liệu thứ cấp điều kiện tự nhiên, tình hình sản xuất nông nghiệp từ quan nghiên cứu quản lý 2.3.1.2 Thu thập số liệu sơ cấp Điều tra 200 hộ nơng dân tình hình sử dụng phân bón, cấu trồng đất XBM Bắc Giang; điều tra chi tiết 60 hộ nông dân vùng sản xuất chuyên lúa chuyên rau đất XBM Bắc Giang;các hộ lựa chọn ngẫu nhiên; thu thập thông tin theo mẫu phiếu in sẵn 2.3.2 Phương pháp điều tra lấy mẫu đất đồng Các mẫu đất lấy tầng đất mặt (0-20 cm) Phương pháp lấy mẫu đất đồng theo Quy phạm điều tra lập đồ đất tỷ lệ lớn Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (10 TCN 68-84) 2.3.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 2.3.3.1 Thí nghiệm phịng (thí nghiệm chậu vại) i) Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ nước (khô ẩm) đến dạng lân đất XBM: Thí nghiệm gồm cơng thức nhắc lại lần, công thức sử dụng dạng lân khác tiến hành 02 chế độ canh tác ẩm (ngập nước hoàn toàn) khô (độ ẩm tuyệt đối 20%) ii) Nghiên cứu ảnh hưởng dạng lân bón đến khả hấp thụ lân lúa dạng lân đất XBM: Thí nghiệm gồm cơng thức sử dụng dạng lân khác nhau, công thức nhắc lại lần 2.3.3.2 Thí nghiệm đồng ruộng i) Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô đông dạng lân đất XBM Bắc Giang: Thí nghiệm gồm nhân tố (dạng liều lượng phân lân), gồm công thức, bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ với lần nhắc ii) Nghiên cứu ảnh hưởng q trình bón phân, vùi phế phụ phẩm đến suất trồng, dạng lân đất số cấu trồng đất XBM Bắc Giang: Được tiến hành thí nghiệm dài hạn Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân bón vùng Trung du (Lương Phong, Hiệp Hòa, Bắc Giang) từ năm 1998, gồm nhân tố (cơ cấu trồng, dạng phân bón, sử dụng phế phụ phẩm trồng vụ trước), tổng cộng gồm 30 công thức, bố trí theo khối ngẫu nhiên, cơng thức có lần nhắc 2.3.3.3 Phương pháp xây dựng mơ hình Mơ hình đánh giá hiệu phân lân đất xám bạc màu Bắc Giang xây dựng diện tích 1,0 Đất ruộng hộ gia đình chia thành 02 ô với liều lượng phân bón:i) theo nơng dân; ii) theo khuyến cáo từ kết nghiên cứu đề tài 2.3.4 Phương pháp phân tích Mẫu đất mẫu phân tích tiêu theo phương pháp thơng dụng Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa (1998), Tiêu chuẩn Ngành TCVN 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính tốn số liệu xử lý phiếu điều tra; số liệu thu thập từ thí nghiệm phịng ngồi đồng xử lý phần mềm IRRISTAT 5.0 SAS 9.1 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số đặc điểm tự nhiên sản xuất nông nghiệp vùng nghiên cứu 3.1.1 Đặc điểm địa chất khí hậu vùng nghiên cứu 3.1.1.1 Đặc điểm địa chất vùng đất XBM Bắc Giang Đặc điểm địa chất định trình hình thành phát triển loại đất, nghiên cứu đặc điểm địa chất vùng đất XBM Bắc Giang cho thấy địa chất vùng chủ yếu thuộc hai hệ tầng Hà Cối Vĩnh Phúc, với số đặc điểm sau: (i) Hệ tầng Hà Cối (J12-Hc): có thành phần chủ yếu cát sạn kết, bột kết; (ii) Hệ tầng Vĩnh Phúc (QII-III) Đệ Tứ (QIV): có thành phần chủ yếu cát, bột sét màu xám, xám vàng loang lổ 3.1.1.2 Đặc điểm khí hậu tỉnh Bắc Giang + Đặc điểm khí hậu tỉnh Bắc Giang: Bắc Giang nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đơng Bắc Nhiệt độ trung bình 22 - 24oC, độ ẩm dao động lớn, 80 - 83% Lượng mưa hàng năm đủ đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất đời sống Nắng trung bình hàng năm 1.500 - 1.700 giờ, thuận lợi cho phát triển trồng nhiệt đới, nhiệt đới + Đặc điểm khí hậu huyện Hiệp Hịa: Hiệp Hịa địa bàn tiến hành thí nghiệm đồng ruộng nghiên cứu này, huyện nằm vùng chuyển tiếp vùng đồng miền núi Bắc Bộ, nhiệt độ trung bình nhiều năm 23,3oC; nhiệt độ trung bình tháng cao (tháng 7) 28,8oC; nhiệt độ tháng trung bình thấp (tháng 1) là: 14,6oC; Biên độ nhiệt ngày đêm trung bình 6,2oC Số nắng ngày đạt 4,6 giờ; tháng có số nắng cao tháng tháng (163-167 giờ), lượng mưa trung bình cao tháng (361,5 mm); tháng có lượng mưa trung bình thấp tháng 2, độ ẩm khơng khí trung bình tương đối cao, khoảng 86%, độ ẩm trung bình thấp khoảng 80% 3.1.2 Tình hình sản xuất nơng nghiệp tỉnh Bắc Giang 3.1.2.1 Đặc điểm chung sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Giang Bắc Giang tỉnh trung du miền núi miền Bắc Việt Nam có tổng diện tích đất tự nhiên 384.945 ha, diện tích đất nơng nghiệp 275.848 Bắc Giang mạnh trồng loại cơng nghiệp ngắn ngày có điều kiện phát triển kinh tế lâm nghiệp, có kinh tế trang trại phát triển mạnh; hình thành vùng ăn tập trung lớn miền Bắc 3.1.2.2 Các loại hình sử dụng đất đất XBM Bắc Giang Trên đất XBM Bắc Giang có loại hình sử dụng đất 35 cấu trồng Các loại hình sử dụng đất là: (i) Loại hình sử dụng đất vụ lúa, (ii) Loại hình sử dụng đất lúa - màu; (iii) Loại hình sử dụng đất lúa - màu; (iv) Loại hình sử dụng đất màu - lúa; (v) Loại hình sử dụng đất chuyên màu (vi) Loại hình sử dụng đất ăn quả: Phân bố hầu hết địa hình từ thấp đến cao 3.1.2.3 Diện tích, suất, sản lượng số trồng Kết điều tra diện tích, suất sản lượng số trồng đất XBM Bắc Giang cho thấy, đất XBM loại đất nghèo dinh dưỡng, hầu hết trồng có suất tương đối khá, suất trồng đạt chủ yếu thâm canh sử dụng phân bón 11 Ty le % cua cac dang lan dat 100 P hoa tan P-Al P-Fe P-Ca+Mg 80 60 40 20 Luong Phong Huong Mai Dong Lo Quang Minh Hình 3.2 Tỷ lệ dạng lân so với lân dạng khoáng mẫu đất (Số liệu tổng hợp từ 15 mẫu đất địa bàn điều tra: vùng chuyên lúa gồm Lương Phong Hương Mai; vùng chuyên rau gồm Đông Lỗ Quang Minh) 3.2.3 Sự thay đổi hàm lượng lân đất XBM Bắc Giang Kết tổng hợp hàm lượng lân đất XBM Bắc Giang qua thời kỳ (Hình 3.1) cho thấy hàm lượng lân đất tăng lên rõ, so với số liệu trước 1990, lân tổng số đất XBM tăng lên 3-4 lần Hiện tượng tích lũy lân đất XBM Bắc Giang do: Khả giữ dinh dưỡng đất tăng lên q trình cải tạo tính chất vật lý đất; bón phân liên tục nhiều năm; thay đổi hàm lượng hữu đất 1.8 1.6 Ham luong OC Ham luong P2O5 1.4 Ty le (%) 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1990 1990-2000 2012 Nam Hình 3.1 Sự thay đổi hàm lượng lân hữu đất XBM Bắc Giang qua giai đoạn 3.3 Ảnh hưởng số loại hình, chế độ canh tác, trình thâm canh đến hàm lượng số dạng lân đất XBM Bắc Giang 3.3.1 Ảnh hưởng chế độ nước (khô ẩm) đến dạng lân đất XBM Kết nghiên cứu ảnh hưởng chế độ nước đến khả chuyển hóa dạng lân đất XBM cho thấy thời điểm lấy mẫu (sau trộn, sau 45 ngày sau 90 ngày) chế độ nước (ẩm khô) không ảnh hưởng đến hàm lượng lân tổng số đất XBM Hàm lượng lân dễ tiêu chế độ canh tác ẩm có xu hướng cao hàm lượng lân dễ tiêu chế độ canh tác khô thời điểm Hàm lượng lân dễ tiêu cơng thức bón supe tecmo có xu hướng cao hàm lượng lân dễ tiêu cơng thức bón apatit đối chứng Như khả hút lân sử dụng lân khác loại lân bón, bón apatit giảm khả giải phóng lân dễ tiêu, giảm khả hút lân trồng 12 Hàm lượng lân hòa tan thời điểm (sau trộn, sau 45 ngày) có trị số tương đương nhau, nhiên thời điểm sau 90 ngày hàm lượng lân dễ tiêu tất công thức có xu hướng giảm so với thời điểm trước ngược lại xu hướng hàm lượng lân hịa tan có xu hướng cao so với thời điểm (sau trộn, sau 45 ngày) Hàm lượng lân hịa tan cơng thức bón tecmo chế độ canh tác ẩm thấp chế độ canh tác khô phân không tan nước, tan axit yếu Hàm lượng lân hòa tan đạt trị số cao cơng thức bón supe tecmo 3.3.2 Ảnh hưởng dạng lân bón đến khả hấp thụ lân lúa dạng lân đất XBM 3.3.2.1 Lúa vụ xuân Bón lân làm tăng suất lúa xuân 32 - 50% so với đối chứng (chỉ bón NK), ảnh hưởng lân suất lúa rõ Hàm lượng lân tất cơng thức giai đoạn 45 ngày có trị số cao giai đoạn thu hoạch (Bảng 3.3) Bảng 3.3 Ảnh hưởng dạng lân đến khối lượng hạt lúa khả hấp thu lúa vụ xuân 2013 Công thức Khối lượng hạt, P2O5 cây, mg/100 g chất khô g/chậu 45 ngày Sau thu hoạch NK 17,63 422,4 272,8 NK+Supe 23,20 497,2 312,4 NK+Nung chảy 24,64 435,6 299,2 NK+Supe+Nung chảy 26,38 448,8 294,8 NK+DAP 23,39 492,8 316,8 LSD (0,05) 2,83 CV (%) 6,9 Cơng thức bón kết hợp lân supe lân nung chảy cho suất cao nhất, sử dụng kết hợp hai loại phân phát huy ưu điểm hai loại phân, supe lân tan để hấp thụ thời kỳ đầu, lân nung chảy chậm tan để cung cấp dinh dưỡng cho thời kỳ sau Nếu tính khả hấp thụ lân cho lúa vụ mùa (mg P2O5/100g) thời điểm 45 ngày theo thứ tự: lân supe > DAP > kết hợp lân supe + nung chảy > lân nung chảy; thời điểm thu hoạch DAP > lân supe > lân nung chảy > kết hợp lân supe + nung chảy; vụ khả cung cấp lân lân nung chảy thấp loại lân chậm tan số loại lân dùng thí nghiệm Kết nghiên cứu khả chuyển hóa dạng phân lân thí nghiệm cho thấy: Hàm lượng lân tổng số thời điểm (0 ngày, 45 ngày 90 ngày) khơng có thay đổi nhiều Lân dễ tiêu đạt trị số cao thời điểm 45 ngày, lân dễ tiêu thời điểm ngày (khi bắt đầu thực thí nghiệm) tất cơng thức có trị số thấp tương đương so với thời điểm 90 ngày, lân liên kết sắt (PFe) tất công thức giai đoạn 90 ngày cao lúc ban đầu (0 ngày) Các dạng phân lân bón vào đất có ảnh hưởng rõ đến lượng lân hòa tan, lượng lân hòa tan đất bón lân supe cao giai đoạn đầu (0 ngày - ngày đầu tiên), giai đoạn sau (45 90 ngày) lân hòa tan đất bón DAP cao rõ, bón lân nung chảy có hàm lượng lân hịa tan đất thấp tất thời điểm 3.3.2.2 Lúa vụ mùa 13 Kết nghiên cứu ảnh hưởng dạng lân đến suất trồng khả hấp thụ lân lúa mùa cho thấy có nhiều điểm tương tự vụ lúa xuân, vụ lúa mùa, hiệu lực việc bón lân rõ, cơng thức có bón lân cho suất cao đối chứng; bón kết hợp lân supe lân nung chảy cho suất cao so với công thức khác So với vụ lúa xuân giai đoạn đầu (45 ngày) lúa mùa hấp thu lân từ 30-50% hấp thu lân cơng thức bón lân nung chảy cao so với bón lân supe Khả cung cấp lân cho lúa vụ mùa thời điểm giảm dần theo thứ tự sau: lân nung chảy > bón kết hợp lân supe nung chảy > DAP > lân supe Ở giai đoạn thu hoạch khả hấp thụ lân lại giảm dần theo loại lân bón sau: DAP > lân nung chảy > bón kết hợp lân supe nung chảy, bón lân supe Ảnh hưởng dạng lân bón đến hàm lượng dạng lân sau vụ lúa mùa trình bầy Bảng 3.4 Do lúa hút lượng phân trình canh tác nên hàm lượng lân tổng số dễ tiêu thay đổi rõ công thức đối chứng (khơng bón lân), cơng thức có sử dụng phân lân hàm lượng lân dễ tiêu thay đổi đạt giá trị cao vào ngày 45 Khác với đất bón phân lân sau vụ xuân, sau vụ mùa hàm lượng lân hịa tan đất bón lân nung chảy lại cao (Bảng 3.4) Bảng 3.4 Ảnh hưởng dạng phân lân khác đến hàm lượng lân tổng số, dễ tiêu dạng lân đất XBM vụ mùa 2013 Công thức Pts Pdt Pht % PFe PAl P Ca+Mg (mg/100 g đất) ngày NK 0,16 57,65 0,11 7,53 19,27 12,53 NK+Supe 0,15 61,67 0,48 9,43 19,97 12,77 NK+Nung chảy 0,15 65,18 0,33 9,43 20,97 12,03 NK+Supe+Nung chảy 0,17 57,40 0,08 7,03 19,63 15,57 NK+DAP 0,17 57,40 0,07 7,40 0,07 17,40 NK 0,11 47,00 0,53 9,18 14,14 15,82 NK+Supe 0,14 83,03 1,15 15,68 16,84 15,94 NK+Nung chảy 0,15 68,02 1,26 15,65 21,78 15,12 NK+Supe+Nung chảy 0,14 63,44 0,77 14,93 23,30 15,16 NK+DAP 0,14 73,74 1,32 11,95 23,99 12,70 NK 0,10 40,85 0,39 10,06 10,60 13,60 NK+Supe 0,16 70,59 2,08 17,73 21,57 16,11 NK+Nung chảy 0,15 63,88 2,02 14,85 18,76 16,03 NK+Supe+Nung chảy 0,15 62,03 1,30 18,03 21,29 13,89 NK+DAP 0,13 67,59 1,26 12,29 17,47 11,59 45 ngày 90 ngày Ghi chú: Pts lân tổng số; Pdt lân dễ tiêu; Pht lân hòa tan; PFe lân liên kết sắt; PAl lân liên kết nhôm; PCa+Mg lân liên kết canxi, magiê 14 3.3.3 Ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng cấu lúa xuân lúa mùa - ngô đông dạng lân đất XBM Bắc Giang 3.3.3.1 Ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng Kết nghiên cứu trình bày Bảng 3.5 cho thấy:Trong vụ lúa mùa 2012, bón NK phân chuồng cho suất tương đương cơng thức bón lân nung chảy supe mức lân thấp (40 kg P2O5/ha) Bón kết hợp phân chuồng với dạng lân supe nung chảy mức cao 60 80 kg P2O5/ha làm tăng suất có ý nghĩa so với cơng thức khơng bón lân Năng suất lúa vụ mùa đạt cao cơng thức bón lân supe cao mức 80 kg P2O5/ha, đạt 67,66 tạ/ha, sai khác so với cơng thức bón 60 80 kg P2O5/ha phân lân nung chảy supe lân Đối với vụ ngơ đơng, bón phân lân nung chảy supe mức 40 kg P2O5/kg cho suất cao mức có ý nghĩa thống kê so với cơng thức bón đạm, kali phân chuồng, hiệu lực việc bón lân khống cho ngơ rõ Cịn cơng thức bón lân liều lượng cao cho chiều hướng suất tương tự đối vụ lúa mùa Bảng 3.5 Ảnh hưởng dạng liều lượng phân lân khác đến suất trồng (tạ/ha) Lúa mùa Ngô đông Lúa xuân Lúa mùa Ngô đông 2012 2012 2013 2013 2013 Đối chứng 43,10 20,38 33,15 34,33 25,23 Nền 60,23 34,79 44,06 43,35 37,61 Nền + SSP mức 63,92 46,08 50,57 49,63 52,71 Nền + SSP mức 65,26 48,81 54,56 51,41 56,45 Nền + SSP mức 67,66 50,12 55,14 53,40 56,85 Nền + FMP mức 62,50 41,11 51,21 50,69 48,46 Nền + FMP mức 65,66 44,23 56,11 53,91 52,73 Nền + FMP mức 65,80 46,86 57,26 55,08 54,75 LSD (5%) 4,00 2,86 2,93 2,74 3,28 Công thức Ở năm thứ 2, bón lân với liều lượng thấp 40 kg P2O5/ha loại lân supe nung chảy làm tăng suất mức có ý nghĩa thống kê so với cơng thức bón đạm, kali phân chuồng Năng suất cơng thức bón lân (80 P2O5/ha cho lúa 120 kg P2O5/ha cho ngô) loại lân cho suất cao so với bón lân mức (40 kg P2O5/ha cho lúa 80 kg P2O5/ha cho ngơ), khơng có sai khác liều lượng bón loại phân lân Nhìn chung cho vụ thí nghiệm, cơng thức bón lân mức (60 kg P2O5/ha cho lúa 100 kg P2O5/ha cho ngơ) khơng có sai khác suất so với bón lân mức (80 kg P2O5/ha cho lúa 120 kg P2O5/ha cho ngô), hiệu lực bón lân supe lân nung chảy khơng có khác biệt rõ rệt 3.3.3.2 Ảnh hưởng liều lượng dạng lân đến khả hấp thu lân trồng Nghiên cứu khả hấp thu lân trồng tiến hành với vụ lúa mùa ngô đông năm 2013, kết thể Bảng 3.6 Kết cho thấy: Trong vụ lúa mùa bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali supe lân lúa hấp thu 47,9 - 52,2 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân từ -10,5 15 đến 0,2% Trên bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali lân nung chảy lúa hấp thu 48,3 - 52,6 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân -6,3 đến 1,3% Trong vụ ngô đơng, bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali phân lân supe ngô hấp thu 65,5 - 83,2 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân 30,1 - 34,8% Khi bón lân nung chảy ngơ hấp thu 56,1 - 71,5 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân 18,2 - 30,1% Do đó, vụ ngơ đơng liều lượng thích hợp 100 kg P2O5/ha dạng lân supe nung chảy Bảng 3.6 Lượng hấp thu lân lúa mùa ngô đông năm 2013 TT Công thức Năng suất hạt, tạ/ NSRR thân lá, tạ/ P 2O 5, kg/ha Cây lúa mùa 2013 Hiệu sử dụng phânlân, % Đối chứng 34,33 35,30 31,20 Nền 43,35 45,80 52,10 - Nền + SSP mức 49,63 52,00 47,90 -10,5 Nền + SSP mức 51,41 54,00 52,20 0,2 Nền + SSP mức 53,40 54,60 51,70 -0,5 Nền + FMP mức 50,69 53,30 52,60 1,3 Nền + FMP mức 53,91 54,90 48,30 -6,3 Nền + FMP mức 55,08 57,10 51,30 -1,0 Cây ngô đông năm 2013 Đối chứng 25,23 30,2 28,6 Nền 37,61 49,5 41,4 - Nền + SSP mức 52,71 60,8 65,5 30,1 Nền + SSP mức 56,45 63,1 71,6 30,2 Nền + SSP mức 56,85 66,6 83,2 34,8 Nền + FMP mức 48,46 57,0 56,1 18,4 Nền + FMP mức 52,73 61,7 71,5 30,1 Nền + FMP mức 54,75 63,2 63,2 18,2 Ghi chú: Nền = 10 phân chuồng + 80 kg N (với lúa), 180 kg N (với ngô) + 60 kg K2O (với lúa) 120 kg K2O (với ngô)/ha/vụ; SSP supe lân; FMP lân nung chảy; mức 1, tương ứng với bón 40-60-80 kg P2O5 (với lúa) 80-100-120 kg P2O5 (với ngô)/ha/vụ 3.3.3.3 Ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến hàm lượng dạng lân đất Trên đất XBM trồng lúa xuân - lúa mùa - ngơ đơng, bón phân lân, kể supe lân lân nung chảy liên tục vụ làm gia tăng đáng kể hàm lượng lân tổng số đất (Hình 3.3) Đối với lân đất phân lân bón nhiều tích lũy lân cao, nhiên có khác biệt rõ cơng thức (mức bón cao nhất) dạng phân lân supe lân lân nung chảy hàm lượng lân đất Nếu bón lân nung chảy tích lũy lân cao so với supe lân, điều giải thích khả giải phóng lân khác hấp thụ lân khác trồng dạng lân (Bảng 3.7) 16 Hình 3.3 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân lân đến hàm lượng lân tổng số đất (SSP-1, SSP-2, SSP-3 FMP-1, FMP-2, FMP-3 bón supe lân lân nung chảy mức khác tương ứng với 40-60-80 kg P2O5 (với lúa) 80-100-120 kg P2O5 (với ngô)/ha/vụ) Bảng 3.7 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân lân đến hàm lượng lân tổng số, dễ tiêu dạng lân đất XBM sau vụ Công thức Pdt Pht PFe PAl PCa+Mg mg/100 g đất Tính chất đất trước thí nghiệm 47,65 1,00 7,50 19,30 12,50 Đối chứng 46,65 6,00 6,00 12,00 15,00 Nền 42,32 17,00 6,00 15,00 22,00 Nền + SSP mức 51,65 1,00 9,00 15,00 21,00 Nền + SSP mức 44,32 7,00 6,00 19,00 21,00 Nền + SSP mức 48,43 7,00 8,00 21,00 19,00 Nền + FMP mức 41,65 7,00 7,00 16,00 24,00 Nền + FMP mức 48,88 6,00 8,00 16,00 25,00 Nền + FMP mức 51,43 15,00 9,00 21,00 28,00 LSD (5%) 12,76 14,04 5,58 4,70 7,86 Tính chất đất sau thí nghiệm Ghi chú: Nền = 10 phân chuồng + 80 kg N (với lúa), 180 kg N (với ngô) + 60 kg K2O (với lúa) 120 kg K2O (với ngô)/ha/vụ; SSP supe lân; FMP lân nung chảy; mức 1, tương ứng với bón 40-60-80 kg P2O5 (với lúa) 80-100120 kg P2O5 (với ngơ)/ha/vụ; Pdt lân dễ tiêu; Pht lân hịa tan; PFe lân liên kết sắt; PAl lân liên kết nhôm; PCa+Mg lân liên kết canxi magiê Bón dạng phân lân khác với liều lượng khác làm gia tăng hàm lượng lân hòa tan dạng lân liên kết PAl PCa+Mg so với trước thí nghiệm Trên liều lượng phân lân, hàm lượng lân dễ tiêu cơng thức bón nung chảy lân supe khơng có khác biệt nhiều; lân dễ tiêu cơng thức bón với liều lượng cao có chiều hướng cao hàm lượng lân cơng thức bón với liều lượng thấp (Bảng 3.7) Hàm lượng lân dễ tiêu, lân hòa tan thời điểm trước, sau tiến hành thí nghiệm cơng thức khơng có sai khác Hàm lượng lân hịa tan lân dễ tiêu có xu hướng cao mức bón cao (mức 17 3) phân lân nung chảy, điều lý giải phân lân supe dễ tiêu (hoặc tan nước) cao lân nung chảy (chỉ tan mơi trường axit yếu) trồng dễ hấp thu Vì vậy, hàm lượng lân dễ tiêu lân hịa tan cơng thức bón lân nung chảy cao (Bảng 3.7) Hàm lượng lân liên kết sắt (PFe) cơng thức khơng có sai khác liều lượng loại phân lân; cịn lân liên kết nhơm liên kết canxi, magiê có khác biệt rõ, lân liên kết nhơm có chiều hướng đạt cao cơng thức bón lân liều lượng cao (mức 3) Như vậy, đất XBM sau bón vào đất lân supe nung chảy chuyển sang dạng chủ yếu phốt phát canxi magiê, sau đến nhôm, cuối phốt phát sắt theo thứ tự PCa+Mg> PAl> PFe Như vậy, lân tồn đất biến động số lượng, phức tạp động thái có lẽ nguyên nhân dẫn đến hiệu lực lân lúa nói riêng trồng nói chung có khác biệt 3.3.4 Ảnh hưởng q trình bón phân, vùi phế phụ phẩm đến suất trồng, dạng lân đất số cấu trồng đất XBM Bắc Giang 3.3.4.1 Cơ cấu lúa xuân - đậu tương hè - lúa mùa muộn i) Năng suất trồng: Tổng hợp phân tích kết suất trồng cấu từ năm 1998 đến 2011 (14 năm) cho thấy vùi phế phụ phẩm vụ trước làm tăng mức có ý nghĩa tất trồng.Nghiên cứu ảnh hưởng cơng thức bón phân dài hạn (14 năm) đến suất trồng cấu cho thấy bón phân chuồng có ảnh hưởng rõ đến suất trồng, không vùi phế phụ phẩm vùi phế phụ phẩm, bón - 10 phân chuồng (PC) làm tăng suất 24 - 227%so với cơng thức khơng bón phân (ĐC) Cơng thức bón phân chuồng cho suất cao tương đương so với công thức bón NK Hiệu lực lân suất trồng rõ, cơng thức khơng bón lân khoáng (NK) suất thấp mức có ý nghĩa so với cơng thức có sử dụng phân lân khống Bón đầy đủ phân khống làm làm tăng suất trồng 56 - 341% so với cơng thức ĐC Cơng thức bón NPK+PC cho suất cao hai vùi phế phụ phẩm không vùi phế phụ phẩm Cùng liều lượng phân bón, suất cơng thức có vùi phụ phẩm cao có ý nghĩa so với công thức không vùi phế phụ phẩm ii) Hàm lượng dạng lân đất: Chế độ phân bón vùi phế phụ phẩm có ảnh hưởng rõ đến hàm lượng dạng lân đất XBM Bắc Giang cấu lúa xuân - đậu tương hè - lúa mùa muộn (Bảng 3.8) Số liệu Bảng 3.8 cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu (Pdt) cơng thức bón khuyết lân (NK) có chiều hướng giảm có ý nghĩa so với cơng thức có bón lân Pdt gia tăng cơng thức bón lân khơng có vùi phụ phẩm nơng nghiệp Trên có vùi phụ phẩm cơng thức bón khuyết lân, NPK NPK+PC có hàm lượng lân cố định dạng PCa+Mg có trị số thấp Cơng thức bón phân chuồng có lân dễ tiêu hịa tan cao mức có ý nghĩa so với cơng thức phân bón khác 18 Bảng 3.8 Ảnh hưởng phân bón vùi phụ phẩm đến dạng lân đất cấu lúa xuân (LX) đậu tương hè (ĐTH) - lúa mùa muộn (LMM) CT Các dạng lân (ppm) Phc Pvc Pdt* Pht PAl PFe PCa+Mg Nền không vùi phế phụ phẩm CT1 83,08 266,29 16,41 6,99 43,13 54,87 83,31 CT2 95,04 295,59 24,09 13,49 61,24 65,85 94,41 CT3 19,67 235,82 10,35 4,86 22,28 37,02 73,42 CT4 137,51 500,71 29,92 4,28 101,14 164,66 116,54 CT5 152,88 555,80 42,79 10,38 135,35 168,32 110,45 Nền vùi phế phụ phẩm CT1 104,97 234,94 17,87 2,94 47,29 79,63 92,45 CT2 103,18 274,48 21,59 4,70 67,09 92,30 95,40 CT3 91,47 190,64 12,95 1,88 26,20 42,54 0,00 CT4 56,17 427,68 35,16 6,36 89,19 120,38 0,00 CT5 43,93 519,87 43,47 11,60 121,78 126,34 0,00 LSD0.05 75,04 58,95 5,57 4,25 13,61 45,99 15,81 CV(%) 57,9 11,5 15,0 43,2 13,1 33,1 16,3 Ghi chú: Cơng thức (CT): CT1 khơng bón phân; CT2 bón phân chuồng; CT3 bón NK; CT4 bón NPK; CT5 bón NPK + phân chuồng; dạng lân Phc lân hữu cơ, Pvc lân vô cơ, Pdt lân dễ tiêu, Pht lân hòa tan, PAl lân liên kết nhôm, PFe lân liên kết sắt, PCa+Mg lân liên kết canxi magiê; đơn vị tính lân dễ tiêu (Pdt) mg/100 g đất Vùi phế phụ phẩm góp phần điều hịa dinh dưỡng khả chuyển hóa hợp chất khó tan thành dễ tan, cung cấp thêm dinh dưỡng cho trồng mà rõ chuyển hóa lân khó tiêu dễ tiêu Trên liều lượng phân bón, cơng thức có vùi phụ phẩm khả chuyển hóa hợp chất khó tan thành dễ tan, cung cấp thêm dinh dưỡng cho trồng cao có ý nghĩa so với công thức không vùi phế phụ phẩm 3.3.4.2 Cơ cấu đậu tương xuân - lúa mùa sớm - ngô đông i) Năng suất trồng: Kết tổng hợp phân tích số liệu suất 14 năm (1998 - 2011) cho thấy vùi phụ phẩm nông nghiệp trồng vụ trước cho trồng vụ sau làm tăng suất - 19% so với không vùi phế phụ phẩm cấu trồng đậu tương xuân - lúa mùa sớm - ngô đông Kết nghiên cứu ảnh hưởng cơng thức bón phân dài hạn (14 năm) đến suất trồng cấu đậu tương xuân (ĐTX) - lúa mùa sớm (LMS) - ngơ đơng (NĐ) cho thấy: Phân chuồng có ảnh hưởng rõ đến suất trồng cấu, bón phân chuồng làm tăng rõ rệt suất loại trồng, xu khác biệt suất bón phân chuồng khơng bón ngày rộng theo thời gian Ảnh hưởng phân khoáng đến suất loại trồng tương đối khác biệt, suất ngô đông chịu ảnh hưởng nhiều phân khống, bón đầy đủ NPK tăng suất lên gấp 10 lần so với đối chứng (khơng bón phân), đậu tương xuân khoảng lần lúa mùa sớm khoảng lần Hiệu lực lân khống bón rõ, cơng thức khơng bón lân khống (cơng thức NK), suất trồng cấu thấp so với cơng thức có bón P (cơng thức NPK) Giữa vùi phụ phẩm không vùi phụ phẩm, việc làm tăng suất, vùi phụ phẩm thu hẹp khoảng cách suất cơng thức phân bón ii) Hàm lượng dạng lân đất: 19 Ảnh hưởng phân bón vùi phụ phẩm nông nghiệp đến dạng lân cấu đậu tương xuân lúa mùa sớm - ngô đơng trình bày Bảng 3.9 Bảng 3.9 Ảnh hưởng phân bón vùi phụ phẩm đến dạng lân cấu đậu tương xuân - lúa mùa sớm - ngô đông CT Các dạng lân (ppm) Phc Pvc Pdt* Pht PAl PFe PCa+Mg Nền không vùi phế phụ phẩm CT1 111,24 313,18 18,10 8,48 50,77 69,35 100,12 CT2 58,04 377,64 23,64 10,05 62,64 69,36 88,26 CT3 36,60 334,27 15,19 2,72 46,42 55,46 98,27 CT4 179,07 603,86 40,62 6,73 150,88 197,78 135,46 CT5 218,59 525,32 40,96 8,38 124,09 164,05 118,64 Nền vùi phế phụ phẩm CT1 92,82 243,32 18,12 2,08 53,83 75,81 94,39 CT2 94,56 278,04 24,89 4,65 66,39 82,38 100,90 CT3 26,87 255,29 19,52 1,79 37,31 46,80 0,00 CT4 58,60 426,49 39,86 7,18 106,90 116,11 0,00 CT5 149,53 603,68 49,37 12,30 151,84 141,68 0,00 LSD0.05 87,52 141,52 15,15 3,58 47,37 61,41 30,92 CV(%) 58,5 24,5 35,8 38,1 38,1 41,3 28,8 Ghi chú: Công thức (CT): CT1 khơng bón phân; CT2 bón phân chuồng; CT3 bón NK; CT4 bón NPK; CT5 bón NPK + phân chuồng; dạng lân Phc lân hữu cơ, Pvc lân vô cơ, Pdt lân dễ tiêu, Pht lân hòa tan, PAl lân liên kết nhôm, PFe lân liên kết sắt, PCa+Mg lân liên kết canxi magiê; đơn vị tính lân dễ tiêu (Pdt) mg/100 g đất Số liệu bảng 3.9 cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu cơng thức bón khuyết lân (NK) có chiều hướng giảm có ý nghĩa so với cơng thức có bón lân Hàm lượng lân hịa tan cơng thức bón khuyết lân có trị số thấp 02 có khơng vùi phụ phẩm Cũng có xu hướng giống cấu đậu tương xuân - lúa mùa sớm - ngơ đơng có vùi phụ phẩm dạng lân cố định PCa+Mg có trị số thấp cơng thức NPK NPK+PC có vùi phụ phẩm 3.3.4.3 Cơ cấu lúa xuân - lúa mùa sớm - ngô đông i) Năng suất trồng: Phân tích ảnh hưởng vùi khơng vùi phế phụ phẩm cho thấy cấu lúa xuân - lúa mùa sớm - ngô đông vùi phụ phẩm nông nghiệp trồng vụ trước cho trồng vụ sau làm tăng suất 5-7% vụ lúa xuân lúa mùa sớm, mức khơng có ý nghĩa so với không vùi phế phụ phẩm Công thức bón phân chuồng cho suất cao có ý nghĩa so với cơng thức ĐC; cơng thức bón cân đối NPK+PC cho suất cao có ý nghĩa, đặc biệt vụ ngô đông làm tăng suất từ 1006 - 1684% so với công thức ĐC, điều chứng tỏ nhu cầu dinh dưỡng ngô đất XBM lớn Trên liều lượng phân bón, suất cơng thức có vùi phụ phẩm cao có ý nghĩa so với cơng thức không vùi phế phụ phẩm Ở chế độ canh tác không vùi phế phụ phẩm, suất trồng có khác biệt rõ cơng thức phân bón vụ (số liệu suất năm 1998); chênh lệch suất trồng cơng thức phân bón ngày rõ trình canh tác, thể mức độ sai khác suất trồng có ý nghĩa thống kê năm cuối (2011) 20 Với lúa xuân chế độ canh tác không vùi phế nhụ phẩm, suất lúa giảm dần theo công thức phân bón NPK+PC > NPK > NK > PC > ĐC, cho thấy ảnh hưởng P đến suất lúa giảm đáng kể Năng suất lúa biến động qua năm, giảm hầu hết công thức vụ xuân 2008 ảnh hưởng thời tiết Với lúa mùa chế độ canh tác không vùi phế phụ phẩm, suất có biến động lớn giai đoạn 1998-2011, tính trung bình giai đoạn suất giảm dần theo công thức sau NPK+PC > NPK > NK > PC > ĐC Đối với ngô đông chế độ không vùi phế phụ phẩm, ảnh hưởng công thức phân bón thể rõ, suất giảm dần theo cơng thức phân bón NPK+PC > NPK > NK > PC ĐC Ở chế độ canh tác có vùi phế phụ phẩm, cơng thức phân bón có ảnh hưởng rõ đến suất vụ Mức độ khác suất công thức gần tương tự chế độ không vùi phế phụ phẩm, khoảng cách chênh lệnh công thức chế độ vùi phế phụ phẩm thu hẹp hơn, đặc biệt với lúa So sánh suất lúa xuân công thức phân bón ĐC (khơng bón phân) bón đầy đủ NPK+PC chế độ không vùi phế phụ phẩm cho thấy, suất lúa trung bình 14 năm 22,28 tạ/ha 47,19 tạ/ha; chế độ vùi phế phụ phẩm suất lúa tương ứng 25,31 tạ/ha 49,97 tạ/ha ii) Hàm lượng dạng lân đất: Số liệu ảnh hưởng q trình bón phân vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến dạng lân đất XBM cấu lúa xuân - lúa mùa sớm - ngô đông cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu gia tăng cơng thức bón lân khơng vùi phế phụ phẩm, hàm lượng lân dễ tiêu có xu hướng giảm cơng thức bón khuyết lân khơng vùi phế phụ phẩm Số liệu phân tích thành phần lân đất cho thấy lân hòa tan chiếm tỷ lệ không đáng kể tổng lượng lân (khoảng 1-2%), lân liên kết sắt nhôm chiếm tỷ lệ trung bình 15-18%, lân liên kết canxi magiê chiếm khoảng 12-22%; lại chủ yếu lân dạng hữu cơ, chiếm khoảng 30-70% tổng lượng lân đất Bảng 3.10 Ảnh hưởng phân bón vùi phụ phẩm nông nghiệp đến dạng lân cấu lúa xuân CT Phc Nền không vùi phế phụ phẩm CT1 76,25 CT2 111,52 CT3 71,07 CT4 84,78 CT5 46,57 Nền vùi phế phụ phẩm CT1 79,11 CT2 57,38 CT3 45,71 CT4 42,20 CT5 35,50 LSD0.05 42,58 CV(%) 44,9 Pvc lúa mùa sớm - ngô đông Các dạng lân (ppm) Pdt* Pht PAl PFe PCa+Mg 258,09 269,53 252,23 464,39 448,43 17,09 17,05 11,20 32,53 37,75 8,55 8,35 2,84 5,19 9,79 41,60 51,37 31,23 112,37 115,13 43,58 57,55 36,87 116,27 85,27 89,82 90,64 75,83 112,51 17,48 227,76 389,16 269,66 456,42 676,53 137,68 25,4 13,37 23,21 17,37 33,82 44,92 21,61 25,9 3,46 4,79 3,80 8,28 12,95 9,37 50,0 48,30 80,33 42,71 118,74 176,81 4,96 37,3 50,20 75,81 45,38 85,44 145,27 44,61 36,5 72,59 104,41 0,00 0,00 139,67 39,56 34,3 Ghi chú: Công thức (CT): CT1 khơng bón phân; CT2 bón phân chuồng; CT3 bón NK; CT4 bón NPK; CT5 bón NPK + phân chuồng; dạng lân Phc lân hữu cơ, Pvc lân vơ cơ, Pdt lân dễ tiêu, Pht lân hịa tan, PAl lân liên kết nhôm, PFe lân liên kết sắt, PCa+Mg lân liên kết canxi magiê; đơn vị tính lân dễ tiêu (Pdt) mg/100 g đất 21 Các dạng lân đất công thức phân bón chế độ sử dụng phế phụ phẩm khác cho thấy rõ khác biệt; cơng thức có bổ sung lân khống làm tăng đáng kể lượng lân tồn dư đất, tổng lượng lân tồn dư đất cơng thức bón lân khoáng (NPK NPK+PC) cao 20-50% so với lân tồn dư công thức không bổ sung lân khoáng (ĐC, PC NK) Vùi phế phụ phẩm làm tăng đáng kể tỷ lệ lân hữu thành phần lân, tỷ lệ lân hữu tăng 10% Như tác động bón phân vùi phế phụ phẩm làm thay đổi hàm lượng lân, thành phần đặc biệt lượng lân hữu đất Kết không khác so với nhận định trước tiến hành nghiên cứu tương tự loại đất có đặc điểm tương đối khác biệt so với đất XBM Bắc Giang (Bunermann et al., 2006; Vu et al., 2010) iii) Cân lân: Kết tính tốn lân đầu vào đầu cơng thức phân bón chế độ canh tác khác (có vùi khơng vùi phế phụ phẩm) suốt trình canh tác 14 năm lý giải dư thừa lân đất XBM, tất công thức (trừ công thức ĐC cơng thức NK, hai cơng thức khơng bón lân), lượng lân đầu thấp nhiều so với lân đầu vào Nếu bón liên tục NPK+PC hàm lượng lân dư thừa lại sau 14 năm canh tác khoảng 1.700-1.900 kg P2O5/ha; bón NPK liên tục dư thừa lân 694-809 kg P2O5/ha Kết nghiên cứu cho thấy khả cung cấp lân từ đất (và lượng nhỏ từ nước tưới), cơng thức đối chứng ĐC (khơng bón bổ sung lân 14 năm), lượng lân đầu hai chế độ vùi không vùi phế phụ phẩm dao động khoảng 218-238 kg P2O5/ha Vùi phế phụ phẩm không vùi phế phụ phẩm không ảnh hưởng nhiều đến cân lân đất, lý hàm lượng lân phế phụ phẩm trồng chiếm tỷ lệ khơng lớn Ngược lại, bón phân chuồng làm gia tăng đáng kể hàm lượng lân đất, bón riêng phân chuồng, sau 14 năm hàm lượng lân dư thừa đất lên tới 800-900 kg P2O5/ha Số liệu nghiên cứu cân lân ảnh hưởng q trình bón phân vùi phế phụ phẩm (14 năm) cấu trồng lúa xuân - lúa mùa sớm - ngô đông cho thấy cần có thêm nghiên cứu tiếp rửa trơi ảnh hưởng bón dư thừa lân đến mơi trường 3.4 Đề xuất số biện pháp nâng cao hiệu sử dụng lân sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM Bắc Giang 3.4.1 Đề xuất số biện pháp nâng cao hiệu sử dụng lân Tổng hợp kết nghiên cứu đề tài, có số nhận định sau: - Trên đất XBM Bắc Giang người dân sử dụng lân với liều lượng cao, dẫn tới làm gia tăng hàm lượng lân tổng số dễ tiêu gia tăng; - Sau bón vào đất lân supe nung chảy chuyển sang dạng chủ yếu phốt phát canxi magiê, sau đến nhơm, cuối phốt phát sắt theo thứ - Hàm lượng lân dễ tiêu chế độ canh tác ẩm có xu hướng cao hàm lượng lân dễ tiêu chế độ canh tác khô thời điểm, điều lý giải độ ẩm đất cao nên q trình chuyển hóa lân đất thuận lợi, hàm lượng lân dễ tiêu đạt trị số cao chế độ canh tác khơ; - Bón lân dạng supe nung chảy khơng có khác biệt hiệu sử dụng lân; - Vùi phế phụ phẩm góp phần điều hịa dinh dưỡng khả chuyển hóa hợp chất khó tan thành dễ tan, cung cấp thêm dinh dưỡng cho trồng mà rõ chuyển hóa lân khó tiêu dễ tiêu Trên liều lượng phân bón, cơng thức có vùi phụ phẩm khả chuyển hóa hợp chất khó tan thành dễ tan, cung cấp thêm dinh dưỡng cho trồng 22 Để nâng cao hiệu sử dụng lân đất XBM, số biện pháp khuyến cáo là: i) Bón lân với liều lượng thấp cân nguyên tố N K; ii) Bố trí kiểu sử dụng đất ngập ẩm luân phiên; iii) Vùi phế phụ phẩm nông nghiệp vụ trước cho trồng vụ sau; iv) Trong cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô đông (cơ cấu trồng vùng đất XBM Bắc Giang nay) bón lân với liều lượng 60 P2O5 - P2O5 - 90 P2O5 (khơng bón lân cho lúa vụ mùa) 3.4.2 Xây dựng mơ hình nâng cao hiệu sử dụng lân đất XBM Từ kết nghiên cứu “Ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô đông dạng lân đất XBM Bắc Giang”, lựa chọn cơng thức phân bón phù hợp cho cấu trồng lúa xuân - lúa mùa - ngô đông đất XBM, với mức bón sau: - Lúa xuân: phân chuồng (hoặc phân hữu cơ) 60 P2O5 - P2O5 - 90 P2O5; - Lúa mùa: phân chuồng (hoặc phân hữu cơ) + 90 kg N + kg P2O5 + 60 kg K2O/ha/vụ; - Ngô đông: 10 phân chuồng (hoặc phân hữu cơ) + 180 kg N + 100 kg P2O5 + 120 kg K2O/ha/vụ Mơ hình đánh giá hiệu công thức lựa chọn tiến hành vụ lúa xuân lúa mùa năm 2014, Lương Phong, Hiệp Hịa, Bắc Giang Kết theo dõi mơ hình cho thấy áp dụng cơng thức phân bón khuyến cáo làm tăng suất lúa xuân lên 22% so với công thức canh tác nông dân Không làm tăng suất mà giảm đáng kể lượng phân bón sử dụng (cả N, P K) làm tăng đáng kể hiệu sản xuất Áp dụng theo khuyến cáo hecta lúa xuân lãi thêm 9,7 triệu đồng Hiệu nông học mơ hình vụ lúa mùa theo khuyến cáo vụ lúa mùa không sử dụng phân lân, dùng lượng lân tồn dư từ vụ lúa xuân, lượng phân đạm kali giảm đáng kể so với canh tác nông dân, nhiên suất lúa công thức khuyến cáo khơng giảm mà cịn tăng 5% so với canh tác nông dân Kết theo dõi, tính tốn hiệu kinh tế mơ hình nâng cao hiệu sử dụng lân vụ mùa Bắc Giang cho thấy: Áp dụng theo khuyến cáo, hecta trồng lúa mùa đất XBM lãi 30.289.000 đồng, tăng so với canh tác nông dân khoảng 6,3 triệu đồng 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1.1 Vùng đất xám bạc màu tỉnh Bắc Giang có điều kiện khí hậu phù hợp cho phát triển nhiều loại trồng; có cấu trồng phong phú (6 loại sử dụng đất 35 cấu trồng) Mặc dù canh tác loại đất nghèo kiệt, suất loại trồng tương đối so với mặt chung nước, đầu tư thâm canh mức Lượng phân bón nơng dân sử dụng mức cao so với nước; có khác biệt rõ đầu tư phân bón cấu sử dụng đất, tiểu vùng hộ nông dân 1.2 Đất xám bạc màu tỉnh Bắc Giang có diện tích khoảng 61.294,8 chia thành loại; phân bố chủ yếu huyện Tân Yên (11.491,0 ha); Lục Nam (10.037,0 ha) Hiệp Hòa (9.639,4 ha) Đất xám bạc màu tỉnh Bắc Giang có số tính chất sau: Đất chua nhẹ, hàm lượng bon hữu trung bình đến khá, đạm trung bình, kali tổng số dễ tiêu thấp, dung tích hấp thu trung bình, đặc biệt hàm lượng lân tổng số dễ tiêu mức giầu (0,10-0,14% P2O5, 11-30 mg P2O5/100 g đất) Lân dạng hịa tan dạng liên kết với nhơm mẫu đất trồng rau cao rõ rệt so với đất trồng lúa; khi, lân liên kết can xi ma giê mẫu đất lúa lại chiếm tỷ lệ cao hẳn so với đất trồng rau 1.3 Độ ẩm có ảnh hưởng rõ đến thay đổi dạng lân đất, lân dễ tiêu chế độ ẩm cao chế độ khơ Các dạng lân khác bón vào đất có ảnh hưởng rõ đến hàm lượng dạng lân tồn đất khả hấp thụ lân lúa; lân hịa tan đất bón lân supe lân DAP cao so với bón lân nung chảy; khả hút lân lúa phụ thuộc vào mùa vụ (vụ mùa hấp thu 30-50% so với vụ xuân), khả giải phóng, tồn dư loại lân bón (vụ đầu hấp thụ cao bón lân dạng supe, vụ sau lân nung chảy lại cao hơn) 1.4 Lân đất xám bạc màu tỉnh Bắc Giang lân tồn chủ yếu dạng liên kết canxi magiê (PCa+Mg) liên kết với nhôm (PAl), chiếm 60-80% tổng hàm lượng lân khoáng đất Trong vụ lúa mùa bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali supe lân lúa hấp thu từ 48-52 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân -10,5 đến 0,2% Trên bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali lân nung chảy lúa hấp thu 48-53 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân -6,3 đến 1,3%.Trong vụ ngô đơng, bón đầy đủ phân chuồng, đạm, kali phân lân supe ngô hấp thu 66-83 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân 30,1-34,8% Bón lân nung chảy ngô hấp thu 56-72 kg P2O5/ha từ đất phân lân bón vào, hiệu sử dụng phân lân 18,2-30,1% 1.5 Ảnh hưởng bón lân lâu dài suất trồng đất xám bạc màu Bắc Giang rõ, hiệu lực giảm dần tồn dư việc bón lân từ vụ trước Bổ sung lân khoáng làm tăng đáng kể lượng lân tồn dư đất, tổng lượng lân tồn dư đất cơng thức bón lân khoáng cao 20-50% so với lân tồn dư cơng thức khơng bổ sung lân khống; vùi phế phụ phẩm làm tăng đáng kể tỷ lệ lân hữu thành phần lân; tỷ lệ lân hữu tăng khoảng 10% Vùi phế phụ phẩm làm tăng suất trồng khoảng 5-10% giảm đáng kể chênh lệch suất trồng cơng thức phân bón khác Tất cơng thức phân bón (trừ cơng thức khơng bón lân), lượng lân đầu thấp nhiều so với lân đầu vào Nếu bón liên tục NPK+PC hàm lượng lân dư thừa lại sau 14 năm canh tác 24 1.700-1.900 kg P2O5/ha; bón NPK liên tục dư thừa lân 694-809 kg P2O5/ha; bón phân chuồng liên tục làm dư thừa lân 800-900 kg P2O5/ha 1.6 Để nâng cao hiệu sử dụng lân đất xám bạc màu Bắc Giang, cần: i) Bón lân với liều lượng thấp cân nguyên tố N K; ii) Bố trí kiểu sử dụng đất ngập ẩm luân phiên; iii) Vùi phế phụ phẩm nông nghiệp vụ trước cho trồng vụ sau; iv) Với cấu lúa xuân - lúa mùa - ngơ đơng (cơ cấu trồng vùng đất xám bạc màu Bắc Giang nay) bón lân với liều lượng 60 P2O5 - P2O5 - 90 P2O5 (khơng bón lân cho lúa vụ mùa) Kiến nghị 2.1 Áp dụng khuyến cáo nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất để nâng cao hiệu sử dụng lân 2.2 Cần có nghiên cứu rửa trôi lân đất xám bạc màu ảnh hưởng việc bón dư thừa lân đến mơi trường đất mơi trường nước CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TIẾN SỸ Trần Quốc Vương, Trần Minh Tiến (2013), “Đặc điểm dạng lân hai loại hình sử dụng đất chuyên lúa chuyên rau đất xám bạc màu Bắc Giang”, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn số 231, Hà Nội, trang 12-16 Trần Quốc Vương, Đào Trọng Hùng, Trần Minh Tiến, Hồ Quang Đức (2014), “Ảnh hưởng liều lượng dạng lân bón đến suất trồng dạng lân đất xám bạc màu Bắc Giang”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp số 4, Hà Nội, trang 122-128 Trần Quốc Vương, Trần Minh Tiến, Bùi Huy Hiền, (2014) “Ảnh hưởng phân bón vùi phế phụ phẩm đến suất lúa, ngô, cân lân dạng lân đất xám bạc màu Bắc Giang, Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn số 248, Hà Nội, trang 3-9