Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp đến lý, hoá tính đất và năng suất lúa, ngô trên đất phù sa sông Hồng và đất xám bạc màu Bắc Giang

Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ựến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng 45 Trang 7 2.4.1.. Ảnh hưởng của sử dụng p

HOÀNG NGỌC THUẬN

PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HOÁ TÍNH ðẤT

VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU

Chuyên ngành: ðất và Dinh dưỡng cây trồng

HOÀNG NGỌC THUẬN

PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HOÁ TÍNH ðẤT

VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan các kết quả của công trình nghiên cứu ñề tài này (Kể

cả kết quả thu ñược trong giai ñoạn 2003-2005) là hoàn toàn trung thực, do tôi trực tiếp thực hiện Mọi sự giúp ñỡ ñể hoàn thành luận án này ñã ñược cảm ơn

và các trích dẫn sử dụng trong luận án này ñã ñược ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2012

Tác giả luận án

Hoàng Ngọc Thuận

LỜI CÁM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Thị Tâm và PGS TS Nguyễn Như Hà ựã tận tình hướng dẫn, giúp ựỡ tôi cả về khoa học và kinh phắ ựể tôi thực hiện tốt luận án này

Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ và giảng viên Viện đào tạo Sau ựại học, Khoa Tài nguyên đất và Môi trường, Bộ môn Nông hóa ựã giảng dạy và giúp ựỡ tôi trong suốt thời gian học tập

Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ựạo và cán bộ của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng, Trung tâm Nghiên cứu đất và Phân bón vùng Trung du, bà con nông dân của xã đan Phượng, huyện đan Phượng, Hà Nội ựã giúp ựỡ và tạo ựiều kiện cho tôi thực hiện tốt ựề tài

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn ựối với vợ, con, gia ựình, bố, mẹ, những người luôn ựộng viên và tạo sức mạnh ựể tôi hoàn thành luận văn này

Hà Nội, ngàyẦ thángẦ năm 2012

Tác giả luận văn

Hoàng Ngọc Thuận

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

BẢNG KÝ HIỆU CHŨ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC BIỂU ðỒ xi

5 Những ñóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận 4

1 1 ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng và ðất xám bạc màu 5

1.2 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp 10

1.3 Ảnh hưởng của chất hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ñến ñộ phì

1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, ðỊA ðIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ

2.3.1 ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 44 2.3.2 Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng của

2.3.3 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu của ñất cho lúa, ngô 44 2.3.4 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý,

2.3.5 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông

2.3.6 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các

2.4.1 Phương pháp thu thập thông tin và ñiều tra 45

2.4.3 Phương pháp theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm trên ñồng

2.4.4 Phương pháp làm ñất, vùi, tủ phụ phẩm trên ñồng ruộng 54

3.1 ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất ñai, tình hình sử dụng phân bón

và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 58

3.1.3 Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu 61 3.1.4 Tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 63 3.2 Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng của phụ

3.2.1 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm trước khi vùi 65 3.2.2 Diễn biến quá trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi

3.3 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung

3.3.1 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu trong ñất ở giai ñoạn sau vùi 30 ngày và 60 ngày 75 3.3.2 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến việc hấp thu

3.4 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý tính,

3.4.1 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến lý tính ñất

3.4.2 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến hóa tính ñất

3.5 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây

3.5.1 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng

3.5.2 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang 89 3.6 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương

3.6.1 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñấtp phù sa sông

3.6.2 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñất xám bạc màu

3.6.3 Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp và sự giảm thiểu

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ LIÊN QUAN 112

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt

K2Odt Kali dễ tiêu

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT Tên bảng Trang

1.1 Chỉ tiêu lý, hóa tính của ñất phù sa sông Hồng (lớp ñất mặt 0-27 cm) 6 1.2 Chỉ tiêu lý, hóa tính ñất xám bạc màu (lớp ñất mặt 0-16 cm) 8 1.3 Hàm lượng trung bình chất dinh dưỡng trong các loại cây trồng

1.4 Hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng của một số loại tàn dư hữu cơ

3.3 Lượng phân sử dụng bón cho lúa và ngô của nông dân ở ñịa bàn

3.5 Phương thức sử dụng phụ phẩm nông nghiệp của nông dân ở ñịa

3.12 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong đất ở các giai đoạn sinh trưởng chính của cây lúa, cây ngơ trên đất phù sa sơng Hồng ở các cơng

3.16 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến dung trọng tỷ trọng,

3.17 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến đồn lạp bền trong nước của đất phù sa sơng Hồng và đất xám bạc màu Bắc Giang sau

3.18 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến một số tính chất hĩa học đất phù sa sơng Hồng và đất xám bạc màu Bắc Giang sau

3.19 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến

3.20 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến

3.21 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến năng suất cây trồng trên đất xám bạc màu Bắc Giang 90

3.22 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến

3.23 Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho lúa, ngô trên ñất PSSH 94 3.24 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến năng suất lúa, ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng 96 3.25 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cho cây trồng trên ñất PSSH 97 3.26 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô

và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên

3.27 Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho lúa, ngô trên ñất BMBG 101 3.28 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến năng suất lúa, ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất bạc màu Bắc Giang 103 3.29 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô

và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cho cây trồng trên ñất

DANH MỤC BIỂU ðỒ

STT Biểu ñồ Trang

3.1 Một số chỉ tiêu yếu tố khí tượng ño ñược tại trạm

Bắc Giang trung ương trong 10 năm (2001 – 2010) 58 3.2 Một số chỉ tiêu khí thượng ño ñược tại trạm Láng, Hà Nội

trung bình trong 10 năm (2001 – 2010) 58 3.3 Khối lượng rơm rạ và thân lá ngô phân giải sau thời gian

vùi trên ñồng ruộng ở ñất phù sa sông Hồng 67 3.4 Khối lượng rơm rạ và thân lá ngô phân giải sau thời gian

vùi trên ñồng ruộng ở ñất xám bạc màu Bắc Giang 68 3.5 Cân ñối giữa lượng dinh dưỡng từ phụ phẩm vùi và

lượng dinh dưỡng NPK của các công thức bón giảm ñi trên

ñất phù sa Sông Hồng 93 3.6 Cân ñối giữa lượng dinh dưỡng từ phụ phẩm vùi và lượng

dinh dưỡng NPK của các công thức bón giảm ñi trên ñất

bạc màu Bắc Giang 101

MỞ ðẦU

1 Tính cấp thiết của ñề tài

ðất là tư liệu sản xuất ñặc biệt và không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp Trong ñất, chất hữu cơ là một bộ phận ñặc biệt quý nhất của ñất,

là chỉ tiêu rất quan trọng của ñộ phì nhiêu, chỉ tiêu giúp phân biệt ñất với mẫu chất và ñá mẹ

Chất hữu cơ của ñất bao gồm xác hữu cơ và các sản phẩm phân giải của xác hữu cơ, trong ñó mùn là hợp chất hữu cơ phức tạp nhất và bền vững nhất của ñất Chất hữu cơ và mùn trong ñất là cơ sở ñảm bảo cho ñất có ñộ phì nhiêu nhất ñịnh Vì chất hữu cơ và mùn không chỉ ảnh hưởng ñến các tính chất lý, hóa và sinh học của ñất mà còn là kho dự trữ thức ăn cho cây khi khoáng hoá dần dần giải phóng N và các chất dinh dưỡng dễ tiêu khác và nâng cao khả năng hấp thu của ñất Sự mất chất hữu cơ trong ñất kéo theo hàng loạt các hệ quả nghiêm trọng như thoái hoá vật lý, hoá học, sinh học chế

ñộ nước, là nguyên nhân hàng ñầu suy giảm ñộ phì nhiêu và mất sức sản xuất của ñất nông nghiệp Chất hữu cơ ñất ñược coi là chỉ tiêu ñánh giá ñộ bền vững trong hệ thống quản lý nguồn tài nguyên ñất sản xuất nông nghiệp Trong ñất tự nhiên, nguồn cung cấp chất hữu cơ duy nhất là tàn tích sinh vật, bao gồm xác ñộng vật, thực vật và vi sinh vật Tàn tích sinh vật (tàn

dư hữu cơ) là phần chất hữu cơ do các sinh vật sống trong ñất và trên mặt ñất, sau khi chết ñể lại cho ñất ðối với ñất trồng trọt, ngoài xác hữu cơ còn

có một nguồn bổ sung chất hữu cơ thường xuyên là phân hữu cơ các loại Phân hữu cơ bao gồm: phân chuồng, than bùn, phân bắc, nước giải, phân gia cầm, rác ñô thị sau khi ủ, phân xanh, các phế phụ phẩm của công nghiệp thực phẩm và cả các tàn thể thực vật vùi trực tiếp vào ñất ðây là các nguồn bổ sung chất hữu cơ rất quan trọng, ñể ổn ñịnh và tăng lượng mùn cho ñất, nhất

là những nơi có trình ñộ thâm canh cao Vì vậy cùng với việc bón phân khoáng, thì bón các loại phân hữu cơ cho cây trồng là trả lại ñáng kể các chất

mà cây trồng lấy ñi từ ñất, làm giảm nhu cầu sử dụng phân hoá học trong trồng

ñã là chìa khóa quan trọng của cuộc “cách mạng xanh”: ñáp ứng nhu cầu lương thực cho con người Hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp tận dụng mọi nguồn phân hữu cơ có thể có, coi phân hữu cơ là cơ sở ñể chăm sóc cây trồng khỏe mạnh

Nhìn một cách tổng thể ở Việt Nam gần ñây, việc bón phân cho cây trồng ñã ñược chú trọng, lượng phân bón tăng cũng như tỷ lệ phân bón ñã ñược cải thiện làm cho năng suất cây trồng tăng rõ rệt Tuy nhiên, ở nhiều nơi nông dân vẫn sử dụng phân bón còn bất hợp lý, bón phân chưa ñủ về lượng và bón mất cân ñối Do nhiều nguyên nhân khác nhau hiện nay ở nhiều nơi nông dân không ñủ phân chuồng bón cho cây trồng Trong khi ñó, tuy rơm rạ không còn là chất ñốt chủ yếu ở nông thôn do có các nhiên liệu khác thay thế (ñiện, gas, than…) nhưng sau mùa gặt rơm rạ lại ñược ñốt ngay tại ruộng Việc làm này vừa làm mất chất hữu cơ có thể bổ sung cho ñất vừa gây ô nhiễm môi trường ðây là ñiều mà hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp không cho phép, nhưng lại ñang có nguy cơ tăng lên ở nông thôn Việt Nam hiện nay (Hoàng Thiết, 2011)[111] Việc ñốt rơm rạ gia tăng trong những năm do nông dân cần giải phóng ñồng ruộng cho vụ tiếp theo Ở Mỹ ñã ban hành luật cấm ñốt rơm rạ trên ruộng lúa Giải pháp thay thế cho việc không ñốt rơm rạ trên ñồng ruộng là vùi rơm rạ vào ñất (Nguyễn Công Thành, 2011)[110]

ðất phù sa sông Hồng có diện tích khoảng 600 nghìn ha và ñất xám bạc màu trên phù sa cổ có diện tích khoảng 1,4 triệu ha là ñất lý tưởng ñể trồng

nhiều loại cây như: lúa, ngô, ñậu ñỗ lạc, khoai ðây là vùng có vị trí ñịa lí và ñiều kiện tự nhiên thuận lợi, tài nguyên thiên nhiên phong phú và ña dạng, dân cư ñông ñúc, nguồn lao ñộng dồi dào, mặt bằng dân trí cao Một trong những vùng ñóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của ñất nước và ñặc biệt trong phân công lao ñộng của cả nước ðất canh tác

ít, dân ñông nên phải ñẩy mạnh thâm canh Song nếu thâm canh không ñi ñôi với việc hoàn lại ñầy ñủ các chất dinh dưỡng sẽ làm cho ñất ñai ở một số nơi

càng tăng, ñề tài ”Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông

nghiệp ñến lý, hoá tính ñất và năng suất lúa, ngô trên ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc Giang“ ñã ñược tiến hành

2 Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài

Xác ñịnh ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp (tàn thể lúa ngô) ñến lý, hoá tính ñất, năng suất lúa, ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc Giang

3 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của ñề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

ðề tài bổ sung kết quả nghiên cứu và cung cấp cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo nông dân vùi trả cho ñất tàn thể lúa, ngô sau thu hoạch trong luân canh lúa xuân – lúa mùa - ngô ñông trên ñất bạc màu Bắc Giang và ñất phù sa sông Hồng

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu xây dựng biện pháp kỹ thuật vùi trả cho đất rơm rạ, thân lá ngơ sau thu hoạch trong cơ cấu cây trồng lúa xuân – lúa mùa - ngơ giúp bà con nơng dân nâng cao năng suất lúa, ngơ; giảm chi phí sản xuất; tiết kiệm phân bĩn hĩa học; tăng thu nhập và cải thiện độ phì nhiêu đất, giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường do đốt phụ phẩm sau thu hoạch

4 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

Trong cơ cấu luân canh cây trồng lúa xuân - lúa mùa - ngơ đơng trên đất phù sa sơng Hồng khơng được bồi ở ðan Phượng, Hà Nội và đất xám bạc màu ở Hiệp Hịa, Bắc Giang, khối lượng phụ phẩm nơng nghiệp sau khi thu hoạch từng vụ rất lớn nhưng chưa được sử dụng trả lại cho đất ðề tài đã tập trung nghiên cứu tác động của giải pháp vùi rơm, rạ, thân lá ngơ của cây trồng

vụ trước cho cây trồng vụ sau đến: hàm lượng dinh dưỡng N, P, K dễ tiêu trong từng vụ; chỉ tiêu lý tính đất (dung trọng, tỷ trọng, độ xốp, thành phần cơ giới, đồn lạp bền trong nước) và hĩa tính đất (OC, N tổng số, P2O5 tổng số và

dễ tiêu, K2O tổng số và dễ tiêu, CEC, Ca, Mg); năng suất lúa, ngơ

5 Những đĩng gĩp mới của luận án về học thuật và lý luận

Vận dụng nguyên lý quản lý dinh dưỡng cây trồng Sử dụng hợp lý các nguồn dinh dưỡng (hữu cơ và vơ cơ) cho luân canh hai vụ lúa + một vụ ngơ đơng Xác định được hàm lượng dinh dưỡng chính trong phụ phẩm nơng nghiệp (tàn thể lúa ngơ), quá trình phân giải (C/N) của phụ phẩm và ảnh hưởng của việc sử dụng nĩ đến khả năng hút dinh dưỡng (N, P, K) của cây trồng, cũng như ảnh hưởng đến lý, hố tính đất, năng suất lúa, khả năng giảm thiểu lượng phân khống để nâng cao hiệu lực phân bĩn, tăng năng suất, an tồn mơi trường sinh thái ở trên đất phù sa sơng Hồng và đất xám bạc màu

ðề xuất hệ thống biện pháp sử dụng hợp lý các nguồn dinh dưỡng cho cây trồng Khắc phục được hiện tượng đốt rơm rạ ngồi đồng hiện nay vừa gây ơ nhiễm cho mơi trường vừa làm đất chĩng suy kiệt mùn và độ phì

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1 1 đặc ựiểm ựất phù sa sông Hồng và đất xám bạc màu

1.1.1 đặc ựiểm ựất phù sa sông Hồng

1.1.1.1 đặc ựiểm hình thành và phân bố ựất phù sa sông Hồng

Quá trình hình thành ựất phù sa thực chất là quá trình lắng ựọng phù sa của hệ thống sông Việt Nam có ba dải ựất phù sa lớn là phù sa sông Hồng, phù sa sông Cửu Long và phù sa các sông miền trung đặc tắnh ựất phù sa gắn chặt với các vùng ựất ở thượng nguồn, các ựá mẹ hình thành ựất ở ựây quyết ựịnh rất lớn ựến tắnh chất hoá học của phù sa mỗi con sông để chống lại lũ lụt hàng năm, từ lâu nhân dân ta ựã ựắp một hệ thống ựê chạy dọc sông Sau khi ựắp ựê toàn bộ vùng không ựược bồi ựắp phù sa trên toàn bộ bề mặt ựồng bằng mang tắnh chất ựược bồi ựắp dở dang

đất phù sa hệ thống sông Hồng phân bố tập trung ở vùng ựồng bằng Bắc Bộ như Phú Thọ, Vĩnh phúc, Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nam, Nam định, Thái Bình, Hải PhòngẦVùng ựất này nằm gọn trong châu thổ Bắc Bộ kẹp giữa hai dãy núi Tây Bắc và đông Bắc, phắa ựông mở ra biển, phắa Nam ngăn cách với ựồng bằng Thanh Hóa bởi một dãy ựồi núi thấp Ở thượng nguồn sông Hồng có ựộ dốc lớn, lòng sông sâu, ắt có sự bồi ựắp ven sông (trừ hệ thống các sông nhánh nhỏ), về phắa trung lưu ựã có sự bồi ựắp

rộng dần ra và toả rộng ở hạ lưu (Hội Khoa học đất Việt Nam, 1996)[18]

Do thủy chế thất thường, năm lũ lớn, năm lũ nhỏ nên ựất phù sa sông Hồng thường có biến ựộng lớn về mặt hình thành cơ giới theo chiều sâu đất phù sa sông Hồng có diện tắch khoảng 600 nghìn ha, tập trung chủ yếu ở các tỉnh ựồng bằng Bắc Bộ như Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Hải Phòng, Hà Nam, Nam định, Thái Bình, Ninh Bình (Viện Thổ nhưỡng Nông Hóa, 2001)[39]

1.1.1.2 Tính chất lý, hóa ñặc trưng của ñất phù sa

ðất phù sa sông Hồng có nhiều ñắc tính ưu việt, ñã ñược các nhà khoa học tổng kết Chỉ tiêu lý hóa tính ñất phù sa sông Hồng ñược Viện Thổ nhưỡng Nông hóa ñưa ra năm 2001 như là một ví dụ (bảng 1.1)

Bảng 1.1 Chỉ tiêu lý, hóa tính của ñất phù sa sông Hồng (lớp ñất mặt 0-27 cm)

Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001 (phẫu diện VN 03) [39]

ðất phù sa sông Hồng có thành phần cơ giới dao ñộng chủ yếu từ thịt nhẹ ñến thịt trung bình, có phản ứng trung tính (pHKCl trung bình là 7,1), ñộ

no bazơ cao (BS% > 70), giàu các kim loại kiềm và kiềm thổ Hàm lượng các

bon hữu cơ tổng số khá (OC%: 1,68), ựạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ựều ở mức trung bình ựến khá Do ựó phù hợp với nhiều loại cây trồng

1.1.2 đặc ựiểm ựất ựất xám bạc màu

1.1.2.1 đặc ựiểm hình thành và phân bố ựất ựất xám bạc màu

Theo quan ựiểm phát sinh học thì ựất xám bạc màu ựược xếp trong nhóm ựất xám (Cao Liêm, 1976)[21] Khi ứng dụng phân loại ựất theo FAO- UNESCO, các nhà khoa học ựất Việt Nam ựã kết luận nhóm ựất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam tương ứng nhóm ựất chắnh là Acrisols và ựược chia ra các ựơn vị ựất như sau: đất xám bạc màu ựiển hình - Haplic Acrisols, ựất xám có tầng loang lổ - Plinthic Acrisols và ựất xám glây - Gleyic Acrisols

Nhóm ựất xám bạc màu ở nước ta phân bố chủ yếu ở đông Nam bộ, Tây Nguyên và Trung du Bắc bộ với tổng diện tắch khoảng 3,1 triệu ha, gồm 3

ựơn vị ựất sau: đất xám bạc màu trên phù sa cổ có diện tắch 1,4 triệu ha, tập

trung chủ yếu ở miền đông Nam bộ và một số tỉnh miền Bắc như: Vĩnh Phúc,

Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên,Ầ ; ựất xám bạc màu glây trên phù sa cổ

có diện tắch khoảng 400 nghìn ha với chế ựộ canh tác ựiển hình là một vụ lúa - một vụ màu (khoai lang, ựậu, lạc, thuốc lá,Ầ) tập trung ở miền Bắc và Tây Ninh, đồng Nai,Ầ ; ựất xám bạc màu trên sản phẩm phong hóa của ựá macma axit và ựá cát phân bố chủ yếu ở một số tỉnh miền Trung (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)[39]

Ở miền Bắc ựất xám bạc màu có diện tắch khoảng 260.000 ha phân bố thành vùng và dải lớn như sau: dải phắa Bắc lớn nhất chạy từ Vĩnh Yên kéo sang Thái Nguyên về phắa Bắc Hà Nội; Dải từ Hải Dương tới Quảng Ninh bị chia cắt thành từng vùng nhỏ; dải phắa Tây và Tây Nam ựồng bằng Bắc bộ kéo dài từ Phú Thọ qua Hà Tây (cũ) ựến Nam định; ở Bắc Trung bộ có dải rìa phắa Tây Thanh Hóa, Tây Nghệ An, Tây Hà Tĩnh kéo vào Thừa Thiên - Huế Diện tắch ựất xám bạc màu của vùng Bắc bộ tập trung chủ yếu ở các tỉnh: Bắc Giang (54.000 ha), Vĩnh Phúc (37.000 ha), Phú Thọ (2.500 ha), Hải Dương

(7.500 ha), Quảng Ninh (6.000 ha), T.P Hà Nội (36.000 ha), Bắc Ninh (13.500 ha) và Thái Nguyên (10.000 ha) Ở vùng Bắc Trung bộ ñất xám bạc màu phân bố chủ yếu ở các tỉnh: Nghệ An (29.000 ha), Thanh Hóa (26.300 ha),

Hà Tĩnh (25.700 ha), Quảng Bình (7.000 ha) và Thừa Thiên - Huế (6.000 ha) (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 1979)[37]

1.1.2.2 Tính chất lý, hóa ñặc trưng của ñất xám bạc màu

ðất xám bạc màu thường phân bố ở ñịa hình cao, thành phần cơ giới nhẹ thuận lợi cho quá trình khoáng hóa và rửa trôi Một số tích chất lý, hóa tính của ñất xám bạc màu trên phù sa cổ ñã ñược các nhà khoa học Viện Thổ nhưỡng Nông hóa ñưa ra năm 2001 như sau:

Bảng 1.2 Chỉ tiêu lý, hóa tính ñất xám bạc màu (lớp ñất mặt 0-16 cm)

đất xám bạc màu có ựặc ựiểm sau: phản ứng từ chua nhiều ựến ắt chua (pHH2O trung bình là 4,94 và pHKCl trung bình là 4,33); hàm lượng các bon hữu cơ tổng số, ựạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ựều ở mức nghèo ựến trung bình; dung tắch hấp thu thường biến ựộng từ thấp ựến trung bình; ựộ no bazơ thấp

đất xám bạc màu sự rửa trôi ựã làm giảm dần các nguyên tố kiềm và kiềm thổ, giảm khả năng hấp thu các chất dinh dưỡng, giảm hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng ựa lượng, trung lượng như: phot pho, kali, canxi, magiê, lưu huỳnh,Ầ và các nguyên tố vi lượng cũng giảm dần Sự suy thoái theo hướng này kéo theo hàng loạt các chỉ tiêu khác cũng xấu ựi như ựộ chua tăng, ựộ no bazơ giảm, CEC giảm, nhưng ngược lại hàm lượng nhôm và sắt di ựộng ngày càng tăng và gây ựộc cho cây trồng điển hình cho sự suy thoái theo hướng này ựược thể hiện trên hàng triệu ha ựất xám bạc màu (Lê Xuân đắnh, 2000)[8]

Quá trình thoái hóa về thành phần khoáng sét của ựất là một trong những nguyên nhân chi phối các tắnh chất lý, hóa học và khả năng duy trì ựộ phì của ựất Sự phá hủy và biến ựổi khoáng sét trong các tầng ựất ở loại hình 2 lúa và

2 lúa - 1 màu là do quá trình oxy hóa khử ựược lặp ựi lặp lại trong ựất, kết hợp với sự rửa trôi theo chiều sâu là nguyên nhân tắch lũy vật chất ở các tầng ựất bên dưới và mất sét ở tầng mặt Quá trình phá hủy sét diễn ra rất mạnh mẽ ở loại hình sử dụng ựất 2 lúa - 1 màu làm cho các thành phần khoáng sét ở ựây rất thấp và thay vào ựó thành phần quartz lại hoàn toàn chiếm ưu thế độ phì tiềm tàng của ựất còn liên quan chặt chẽ tới quá trình biến ựổi thành phần các khoáng vật trong ựất Tỷ lệ kaolinit và quartz trong các tầng của phẫu diện ựất xám bạc màu ảnh hưởng rất lớn ựến khả năng hấp phụ dinh dưỡng thấp của loại ựất này đối với ựất xám bạc màu việc cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng ựòi hỏi phải ựược ựáp ứng thường xuyên; lượng phân bón nên chia

một cách thắch hợp theo yêu cầu phát triển của từng giai ựoạn của cây trồng mới có thể hạn chế ựược sự thất thoát do sự rửa trôi trong ựất (đỗ Nguyên Hải và cộng sự, 2005)[12]

1.2 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp

1.2.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Ở các nước có nền nông nghiệp phát triển như Canada và Mỹ, sản phẩm hữu cơ sau khi thu hoạch thông thường ựược trả lại trực tiếp hoặc qua một thời gian ủ làm cho chúng bị phân hủy hoặc bán phân hủy, bằng cách ựó làm tăng hiệu quả sử dụng của cây trồng Lai R (1997)[82] ựã cho thấy rằng lượng phụ phẩm nông nghiệp tạo ra phụ thuộc vào ựặc tắnh của từng loại cây trồng Ước tắnh về lượng phụ phẩm nông nghịêp cho thấy lúa có thể cho từ 3,5-4,5 tấn/ha, ngô khoảng 2,7-3,2 tấn/ha, ựậu tương 0,8-1,0 tấn/ha, lúa mạch 2,6-3,3 tấn/ha

Trong thân, lá lúa ở thời kỳ chắn, có chứa 40% tổng lượng N, 80-85% tổng lượng K, 30-35% tổng lượng P và 40-50% tổng lượng S mà cây lúa hút ựược Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp K, Si cho cây trồng (Achim Dobermann và T H Fairhurst, 2000)[46]

Tại tỉnh Quảng đông, Trung Quốc tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghịêp như một dạng phân bón hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp ựã tăng dần Kết quả ựiều tra cho thấy rằng khoảng 77% nông dân sử dụng 60% sản phẩm phụ của cây trồng vụ trước cho các cây trồng vụ sau, 18% hộ nông dân

sử dụng 90% sản phẩm phụ cho cây trồng vụ sau Kết quả phân tắch hàm lượng các chất dinh dưỡng trong sản phẩm phụ của cây trồng cũng cho thấy nếu sử dụng toàn bộ sản phẩm phụ của lúa mỳ, có thể cung cấp ựược 9% N, 16% P2O5 và 69% K2O cho các cây trồng vụ sau Zhen L và cộng sự, 2005)[109]

Rơm rạ sau thu hoạch là nguồn hữu cơ quan trọng cho các cây trồng trong cơ cấu luân canh Với sự bổ sung thêm ñạm, rơm có thể ñược dùng trên tất cả các loại ñất Chất hữu cơ trong rơm rạ chiếm khoảng 85% Trong 50 tạ rơm có từ 20-35,8 kg N, 5-7 kg P2O5, 60-90 kg K2O, 10-15 kg CaO, 4-6 kg MgO, 5-6 kg S và các nguyên tố vi lượng: 28 g B, 15g Cu, 150 g Mn, 2 g Mo,

200 g Zn, 0,5 g Co… Lượng các nguyên tố hoá học tối quan trọng trong rơm

rạ (trừ ñạm) có khả năng ñảm bảo gần như ñầy ñủ nhu cầu dinh dưỡng của cây ñể ñảm bảo thu ñược trên 20 tạ hạt/ha (Chan K Y và cộng sự, 2003)[56]

Xác bã các cây lương thực như lúa và bắp là những nguồn kali rất quý

vì chúng chứa khoảng 80% tổng số kali cây lấy ñi Vì vậy nếu các loại xác bã thực vật này ñược hoàn lại cho ñất ñã canh tác thì chúng sẽ cung cấp một lượng kali ñáng kể cho các cây trồng vụ sau Ngược lại, nếu chúng bị lấy ñi cùng với hạt thì nguồn kali trong ñất sẽ bị cạn kiệt nhanh chóng ðiều này cũng xảy ra tương tự với các cây trồng khác như cọ dầu và ca cao Lá của cây

cọ dầu ñược tỉa ñi hàng năm chứa một lượng kali tương ñương với 72 kg

K2O/ha Vỏ hạt ca cao có hàm lượng kali rất cao và nếu như tất cả vỏ này ñược bón trở lại cho ñất thì nhu cầu kali cần bón có thể giảm tới 86% (Công Doãn Sắt và cộng sự, 1995)[28]

1.2.2 Các nghiên cứu ở trong nước

Một tấn thóc kèm theo cả rơm rạ lấy ñi 22,2 kg N, 7,1 kg P2O5, 31,6 kg

K2O, 3,94 kg CaO, 4,0 kg MgO, 0,94 kg S, 51,7 kg Si và nhiều nguyên tố vi lượng khác như Zn, Cu, B Như vậy, nếu 1 năm 2 vụ lúa với tổng năng suất bình quân 10 tấn/ha, thì cây lúa lấy ñi lượng dinh dưỡng tương ñương 482 kg urê, 430 kg supe lân và 528 kg kali clorua/ha (Nguyễn Văn Bộ và cộng sự, 1999)[2] Còn Nguyễn Vi (1994)[35] cho rằng rơm rạ lấy ñi từ ñất một lượng lớn kali, bình quân khoảng 150 kg kali nguyên chất mỗi năm Thêm cây vụ ñông, lượng kali mất ñi trên 1 ha là 200 kg Vì hạt thóc chỉ chứa từ 5-7 kg kali

trong 1 tấn nên nếu trả lại rơm rạ cho ñất thì gần như “kho báu kali” vẫn còn nguyên Nếu ta ñem làm việc khác thì lượng kali mất quả là không nhỏ Việc vùi rơm rạ ñể trả lại kali cho ñất còn quan trọng ở chỗ trả lại silic cho ñất vì ta biết lượng silic mà rơm rạ lấy ñi gấp 8 lần lượng kali

Nghiên cứu hàm lượng các chất dinh dưỡng chính trong 100 kg chất khô phế phụ phẩm của một số cây trồng trên ñất bạc màu, ðỗ Thị Xô và cộng

sự (1995)[42] ñã ñưa ra kết quả như sau: trong rơm rạ có 0,53 kg N, 0,35 kg

P2O5 và 1,3 kg K2O; trong thân lá ngô có 0,78 kg N, 0,29 kg P2O5 và 1,25 kg

K2O; trong thân lá lạc có 1,61 kg N, 0,55 kg P2O5 và 2,3 kg K2O; trong thân

lá ñậu tương có 1,03 kg N, 0,27 kg P2O5 và 1,42 kg K2O; trong thân lá khoai lang có 0,51 kg N, 0,31 kg P2O5 và 1,7 kg K2O

Kết quả nghiên cứu của Lê Văn Căn (1975)[3] cho thấy hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các loại phụ phẩm nông nghiệp tính trên một ñơn vị cây trồng phụ thuộc vào từng loại cây trồng (bảng 1.3)

Bảng 1.3 Hàm lượng trung bình chất dinh dưỡng trong các loại cây trồng

nông nghiệp (%)

Cây trồng Bộ phận N Tro P2O5 K2O CaO MgO

Lúa Rơm rạ 0,40 14,0 0,20 2,10 0,12 0,40 Ngô Thân lá 0,80 4,40 0,30 1,60 0,50 0,25 Khoai tây Thân Lá 0,30 2,49 0,16 0,85 0,80 0,20 ðậu Hà Lan Thân lá 1,40 3,90 0,35 0,50 1,82 0,27

Cỏ Thân lá 0,70 7,50 0,70 1,80 0,90 0,40

Nguồn: Lê Văn Căn (1975)[3]

Kết quả nghiên cứu của Vũ Hữu Yêm (1982)[44] về khả năng sử dụng thân lá dứa làm phân bón ñã cho kết luận: nếu chúng ta sử dụng thân lá dứa làm phân bón thì ta ñã trả lại cho mỗi ha ñất ñược 112-285 kg N, 32,5-59 kg

P2O5 và 203-358 kg K2O

Trên cây mắa trồng trên vùng ựồi Lam Sơn, Thanh Hoá cho thấy: hàm lượng các chất dinh dưỡng của phụ phẩm nông nghiệp không chỉ thay ựổi theo chủng loại cây trồng mà ngay cả ựối với một loại cây trồng cụ thể; ở các giai ựoạn thu hoạch khác nhau thì khả năng tắch luỹ các chất dinh dưỡng cũng khác nhau Ở cây ép và ngọn trồng có hàm lượng N=0,28%, P2O5=0,09%,

K20=0,63%, CaO=0,03%, MgO=0,05% chất khô Ở lá mắa khô thu gom trong

vụ có hàm lượng N= 0,39%, P2O5=0,05%, K20=0,52%, CaO=0,27%, MgO=0,25% chất khô Ở lá mắa cuối vụ có hàm lượng N= 0,67%,

P2O5=0,19%, K20=1,43%, CaO=0,32%, MgO=0,33% chất khô (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005)[40] Sau mỗi vụ thu hoạch, nếu vùi trả lại ngọn lá mắa thì tuỳ theo giống và năng suất mắa, có thể trả lại cho ựất một lượng ngọn,

lá mắa bằng 30-40% năng suất mắa cây Mỗi ha ựã trả lại cho ựất ựược 121,79 kg N, 10,6-13,9 kg P2O5 và 47,68-64,48 kg K2O đó là chưa tắnh ựến các nguyên tố trung và vi lượng khác Ngoài ra còn phải kể ựến tác dụng cải tạo và nâng cao ựộ phì nhiêu của ựất trên cơ sở cải thiện chế ựộ mùn, hạn chế quá trình rửa trôi sét và cải thiện các ựặc tắnh lý, hoá học của ựất điều này ựặc biệt có ý nghĩa ựối với vùng ựất ựồi xấu, khô hạn (Trần Công Hạnh, Vũ Hữu Yêm, 1999)[13] Còn nghiên cứu của Hoàng Ngọc Thuận và cộng sự (2011)[34] cho thấy khi vùi 1 ha phụ phẩm ngọn lá mắa trả lại cho ựất tương ựương sử dụng một lượng phân bón ựạm là (N) 66-98 kg, lân (P2O5) 11-14

83-kg, kali (K2O) 63-89 kg

Lê Hồng Lịch, Trình Công Tư (2005)[20], khi nghiên cứu ở nguồn tàn

dư hữu cơ tại chỗ của vườn cà phê kinh doanh bao gồm: cành lá cây che bóng, chắn gió rong tỉa và rụng hàng năm; cành lá cà phê vô hiệu (lá tự rụng

và do tạo hình); cỏ và cây hoang dại trên bờ, trong lô cà phê cho thấy sinh khối hữu cơ có thể làm phân bón ựược trên các lô cà phê và hàm lượng dinh dưỡng của loại phân này ở đắc Lắc là rất lớn Bình quân hàng năm lượng tàn

dư hữu cơ trên lô cà phê ựạt hơn 25 tấn/ha ựối với ựất hình thảnh trên ựá bazan và hơn 20 tấn/ha ựối với ựất hình thành trên ựá granit Khối lượng này gấp 1,2-1,5 lần so với tổng sinh khối rơm, rạ tươi của 1 ha ruộng lúa nước (16-17 tấn rơm rạ/ha/năm) Việc tạo hình cà phê (2-3 lần trong năm): cắt bỏ cành lá vô hiệu, tạo bộ tán gọn, thoáng ựể tập trung dinh dưỡng và ánh sáng cho cành hữu hiệu cũng thu ựược một khối lượng hữu cơ 8 - 9 tấn/ha Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng của một số loại tàn dư hữu cơ trên lô cà phê

như sau (bảng 1.4):

Bảng 1.4 Hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng của một số loại tàn dư hữu cơ

trên lô cà phê (% chất khô)

Nguồn: Lê Hồng Lịch, Trình Công Tư, 2005 [20]

Như vậy tận dụng nguồn tàn dư hữu cơ sẵn có trên lô ựể bón cho cà phê

là một trong những giải pháp khả thi nhất, nhằm tiết kiệm chi phắ và cải thiện

ựộ phì nhiêu của ựất

Kết quả nghiên cứu của Tạ Văn Sơn (1996)[29] về nhu cầu dinh dưỡng khoáng của một số cây trồng cạn (Ngô trồng trên ựất phù sa sông Hồng ở Châu Giang, Hải Hưng; còn các cây khác trồng trên ựất bạc màu ở đông Anh, Hà Nội) cho thấy hàm lượng dinh dưỡng trong phế phụ phẩm ựược tắnh trong 1 tạ chất khô như sau: thân lá lạc chứa 0,95 kg N, 0,14 kg

P2O5, 1,03 kg K2O; thân lá ựỗ tương chứa 0,65 kg N, 0,14 kg P2O5, 0,68 kg

K2O; thân lá ngô chứa 0,47 kg N, 0,13 kg P2O5, 0,42 kg K2O; thân lá khoai tây chứa 0,74 kg N, 0,12 kg P2O5, 0,66 kg K2O; thân lá khoai lang chứa 0,61 kg N, 0,12 kg P2O5, 0,45 kg K2O

Phụ phẩm cây trồng là nguồn phân hữu cơ rất quan trọng và chủ yếu là

từ phụ phẩm của bốn loại cây trồng như: lúa, ngô, ñậu tương, lạc ñược bón vào ñất nhằm tăng cường ñộ phì của ñất Nếu tận dụng hết, có thể bón khoảng 2,6 - 2,7 tấn cho một ha sau thu hoạch, tương ñương với 14 kg N, 7 kg P2O5,

34 kg K2O Phân chuồng và phế phụ phẩm có thể ñảm bảo 20 - 30% nhu cầu

về ñạm, lân và 60 - 70% nhu cầu về kali của các loại cây trồng (Nguyễn Văn Bộ

và cộng sự, 1999)[2]

1.3 Ảnh hưởng của chất hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ñến ñộ phì nhiêu ñất

1.3.1 Các nghiên cứu ở nước ngoài

Chất hữu cơ trong ñất gồm tất cả các hợp chất hữu cơ trong ñất và thuộc phần thể rắn của ñất như: tế bào ñộng, thực vật ở các giai ñoạn phân hủy khác nhau và trong sinh khối của vi sinh vật sống (rễ, dịch vi sinh vật, ở dạng dễ và khó phân hủy) Các hợp chất hữu cơ ñất tồn tại ở nhiều dạng hợp chất các bon và chúng ñược chia thành 3 loại dựa theo thời gian và mức ñộ chuyển hóa: a) Dạng hoạt tính, dễ phân hủy ñược kết hợp với sinh khối của vi sinh vật và dễ phân hủy từ lá, rễ cây trồng có thời gian chuyển hóa ngắn (từ vài tuần cho ñến hàng năm); b) các chất chậm phân hủy (thường thường thời gian chuyển hóa từ 10 ñến 100 năm); c) giai ñoạn trơ (thường là các hợp chất humic cao phân tử, hay thành phần khoáng vật) thời gian chuyển hóa hàng nghìn năm (Trumbore S E., 1997)[105]

Trong các tính chất hóa học, hàm lượng hữu cơ trong ñất ñược coi như

chỉ thị về “ñộ phì của ñất” bởi các chất hữu cơ tầng mặt ñóng vai trò cần thiết

ñể kiểm soát xói mòn, tốc ñộ thấm và bảo vệ các chất dinh dưỡng của ñất

(Franzluebbers A J., 2002)[62] Guerra A (1994)[71] khi sử dụng phương pháp mưa nhân tạo để xác định tốc độ thấm, dịng chảy bề mặt và lượng đất mất trên đất thịt pha cát với các hàm lượng OM khác nhau đã đưa ra kết luận: chất hữu cơ trong đất đĩng vai trị quan trọng với độ bền của đồn lạp và khả năng chống lại xĩi mịn Hàm lượng OM trong đất dưới 3% thì đồn lạp kém bền và nguy cơ bị xĩi mịn cao

Adekalu K O và cộng sự (2006)[48] cho rằng chất hữu cơ là thành phần cũng như vật chất trung chuyển cần thiết và chi phối nhiều đặc tính lý, hĩa và sinh học đất ðặc biệt, nĩ cĩ vai trị quan trọng đối với kết cấu và đồn lạp đất do: tạo thuận lợi cho tính thấm; cung cấp mơi trường sống đa dạng cho

vi sinh vật; cung cấp đủ oxy cho rễ cây và vi sinh vật đất; hạn chế xĩi mịn Chất hữu cơ cĩ khả năng giữ nước tốt hơn phần khống của đất Chất hữu cơ làm giảm khả năng hình thành lớp váng trên mặt đất Trong khi đĩ, Franzluebbers A J và cộng sự (2000)[66] xác nhận rằng chất hữu cơ cĩ tác động trực tiếp tới dung trọng đất vì tỷ trọng của các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn

so với tỷ trọng của khống đất Thêm vào đĩ các chất hữu cơ thường làm tăng đồn lạp đất và tạo ra mao dẫn ổn định thơng qua hoạt động của sinh vật đất

Le Bissonnais Y (1996)[86] cho rằng giảm hữu cơ trong đất xuống dưới 1,5

- 2 % sẽ làm giảm đồn lạp bền cũng như sự thấm nước của đất

ðộ bền của đồn lạp hầu như liên quan chặt hơn với tỷ lệ hữu cơ so với hàm lượng các bon tổng số trong đất Khi tăng hàm lượng hữu cơ trong đất từ 2,3 đến 3,5% sẽ làm giảm khả năng vỡ đồn lạp, giảm hình thành váng bề mặt dưới tác động của mưa Tốc độ thấm bão hịa trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ cao sẽ cao hơn so với đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp; nguyên nhân là do trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp thì đồn lạp vỡ nhiều hơn, do vậy liên tiếp hình thành các lớp vỏ mới trên lớp vỏ cũ Sự sắp xếp lại các hạt đất bị tách ra và phân tán ở các lớp sẽ rất khác nhau nếu cĩ hàm lượng hữu cơ khác nhau Tĩm

lại, lớp vỏ hình thành sẽ dày hơn, chặt hơn trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp Nếu đất canh tác cĩ hàm lượng hữu cơ cao thì cĩ rất nhiều ưu việt bởi vì sẽ duy trì được kết cấu đồn lạp lớn trong mùa mưa và duy trì được tốc độ thấm cao Ngược lại, trên đất cĩ hàm lượng hữu cơ thấp thì hiệu quả canh tác chỉ thể hiện trong thời gian ngắn vì hầu hết các đồn lạp lớn bị phá vỡ làm đất mất kết cấu và dễ phân tán khi gặp những giọt mưa đầu mùa (Lado M và cộng sự, 2004)[81]

ðồn lạp đất chịu sự chi phối của nhiều cơ chế khác nhau ở các loại đất khác nhau Mức độ và sự ổn định của đồn lạp thường tăng tỷ lệ thuận với các bon hữu cơ trong đất, diện tích bề mặt của sét và CEC Trên những đất cĩ hàm lượng các bon hữu cơ và hàm lượng sét thấp, đồn lạp cĩ thể chịu tác động của các cation, trong khi đĩ vai trị của các cation đối với đồn lạp đất là rất nhỏ so với các bon hữu cơ và sét Trên đất Oxisols và Ultisols phức chất

Al - humus và tinh thể thạch anh đồn lạp cao hơn khi các hợp chất đĩ bảo vệ các bon hữu cơ khỏi sự phân hủy của vi sinh vật Trên đất Aridisols độ bền đồn lạp cao bởi liên kết với CaCO3 (Boix – Fayos C và cộng sự, 2001)[54] Theo Dimoyiannis D J và cộng sự (1998)[61] thì CEC thường liên quan đến

sự bền hĩa của đồn lạp Sự tăng cường hình thành đồn lạp là do tác động của cầu nối cation phức, tại đĩ lực đẩy giữa các điện tích trái dấu của các hạt sét hay các bon hữu cơ giảm ðồn lạp chứa các cation Ca2+, Al3+ và Fe3+ cĩ thể giảm sự trương nở đất (Tisdall J M., 1996)[104]

Sự khống hĩa các dạng hữu cơ trong đất phụ thuộc vào việc thay đổi hình thức sản xuất, kỹ thuật canh tác, sự thay đổi các sinh vật làm thay đổi sinh khối, số lượng và chất lượng hợp chất hữu cơ; đặc biệt quá trình khống hố lại biến động lớn theo khơng gian và thời gian (Schewendenmann L và cộng sự, 2007)[99] Cịn Gajic B và cộng sự (2006)[67] cho rằng, hàm lượng hữu cơ tầng đất mặt trên đất canh tác giảm 2,5 lần và đồn lạp bền (đường

kính từ 0,25 mm đến 10 mm) giảm 2 lần so với đất rừng tự nhiên cĩ thảm thực vật (trên 100 năm tuổi)

Ở vùng á nhiệt đới, chặt phá rừng và chuyển sang trồng cỏ dẫn đến mất đáng kể các bon hữu cơ của đất (Brown S và cộng sự, 1994)[55] Tuy vậy, ở vùng nhiệt đới việc trồng cỏ cĩ thể duy trì, thậm chí làm tăng được hữu cơ, đặc biệt khi trồng các loại cỏ cĩ hàm lượng sinh khối dưới đất lớn (Feil B J

và cộng sự, 1995)[63] Trong khi đĩ, Murty D và cộng sự (2002)[94] lại cho rằng khơng cĩ khuynh hướng thay đổi về hàm lượng các bon hữu cơ trong đất khi chuyển từ đất rừng sang đất đồng cỏ ở vùng khí hậu nhiệt đới Harden C

P (2003)[75] chỉ ra rằng các biện pháp kỹ thuật canh tác cĩ thể làm thay đổi chế độ ẩm và nhiệt như: biện pháp làm đất, chế độ tưới, trồng cây che phủ; đây là yếu tố chủ yếu tác động đến các đặc tính nước của đất, xĩi mịn, độ chặt; thay đổi cấu trúc mao dẫn ảnh hưởng đến tốc độ thấm của đất

Trong nền nơng nghiệp cổ truyền của các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam phân hữu cơ khơng chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà cịn đĩng vai trị quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính lý, hố học của đất thơng qua vai trị của vật chất hữu cơ (Koorevarr P và cơng sự, 1983)[80] Việc bổ sung phân ủ cho đất sẽ cải thiện kết cấu và giảm dung trọng của đất Các vật liệu ủ cĩ thể làm tăng đồn lạp lớn và độ bền đồn lạp ở vùng rễ Tính chất đất và điều kiện mơi trường quyết định sự tác động của phân ủ tới hàm lượng đồn lạp đất; khi khơ hạn cĩ thể hạn chế hiệu quả của phân ủ tới đồn lạp đất (De Leon - Gonzalez F và cộng sự, 2000)[58] Hiệu quả của việc bĩn phân ủ tới kết cấu đất chủ yếu thể hiện ở đồn lạp đất, mặc dù chỉ tồn tại trong thời gian nhất định (Debosz K và cộng sự, 2002)[59] Rekhe R S và cộng sự (2000)[98] sau thời gian nghiên cứu 13 năm đã chỉ ra rằng kết hợp phân hĩa học

và phụ phẩm lúa mì cho lúa nước ở mức N:P:K 120:60:30 kg/ha với 3 tấn phụ

phẩm đã làm cho tính chất hĩa học đất thay đổi, hàm lượng C% tăng gấp 2 lần, lân dễ tiêu trong đất tăng gấp 7 lần so với cơng thức khơng bĩn phụ phẩm

Ảnh hưởng tổng hợp đặc điểm hĩa lý của phân bĩn đến đồn lạp đất là rất khác nhau Bĩn phân thơng thường cải thiện đồn lạp đất (Haynes R J và Naid R., 1998)[76] Mặc dù trong một số trường hợp, bĩn phân hố học cĩ thể làm giảm lượng các bon hữu cơ của đất, giảm đồn lạp của đất, giảm quần thể vi sinh vật so với bĩn phân chuồng Song, việc bĩn phân hĩa học thường cải thiện kết cấu của đất so với khơng bĩn (Munkholm I J và cộng sự, 2002)[93] Hiệu quả chính của việc cải thiện quản lý dinh dưỡng là làm tăng năng suất cây trồng, các bon hữu cơ và hoạt động của vi sinh vật (Haynes R

J và Naid R., 1998)[76] Sử dụng phân bĩn làm tăng hàm lượng các bon hữu

cơ, tăng đồn lạp đất và độ bền đồn lạp trong nước (Subbian P và cộng sự, 2000)[102] Phân bĩn cịn cĩ tác dụng cải thiện chất lượng và số lượng phụ phẩm, nhưng khơng thực sự làm tăng sự tích lũy các bon hữu cơ trong đất (Halvorson A D và cộng sự, 2002)[73]

Bĩn phân chuồng cải thiện kết cấu và đồn lạp bền trong nước, làm tăng đồn lạp cĩ kích thước lớn và khả năng chống lại sự trương nở, nhưng cĩ thể làm giảm độ bền của đồn lạp để chống lại sự hịa tan và phân tán (Whalen J K và Chang C., 2002)[106] Việc tăng sự tích trữ các bon hữu cơ trong đất dẫn đến làm tăng hoạt tính sinh học đất, điều này dần dần làm tăng

độ xốp và giảm dung trọng đất (Kay B D., 1998)[78] ðất được bổ sung phân chuồng sẽ cĩ mật độ giun đất cao hơn (Hanse S và Engelstad F., 1999)[74] ðất khơng được bĩn phân chuồng thường chứa ít các bon hữu cơ, sinh khối của vi sinh vật; dung trọng cao hơn so với đất được bổ sung phân chuồng, đồn lạp của đất bị cứng khi khơ và mềm khi ẩm (Munkholm L J và cộng sự, 2002)[93] Ngược lại, nếu đất bổ sung phân chuồng thì đồn lạp đất cứng hơn khi khơ, điều này liên quan tới hàm lượng của cấp hạt sét dễ phân tán; khi ẩm

phụ thuộc vào sự khác nhau về mức độ và số lượng các chất hữu cơ liên kết ðồn lạp lớn và vi đồn lạp trên đất được bĩn phân chuồng cĩ hàm lượng hydratcacbon cao hơn so với trên đất được bổ sung phân khống (Debosz K

và cộng sự, 2002)[59] Việc bĩn phân chuồng làm tăng nồng độ các ion bởi vì làm tăng mức độ phân tán và giảm độ bền của đồn lạp Bĩn phân chuồng làm tăng nồng độ Na+, K+, Mg2+ (Haynes R J và Naid R., 1998)[76] Bĩn phân chuồng làm tăng sự phân tán của các đại đồn lạp lớn, ảnh hưởng đến pH

và lân dễ tiêu trong đất (Whalen J K và cộng sự, 2002) [106]

Việc bổ sung phân ủ cho đất sẽ cải thiện kết cấu và giảm dung trọng của đất Các vật liệu ủ cĩ thể làm tăng đồn lạp lớn và độ bền đồn lạp ở vùng

rễ Tính chất đất và điều kiện mơi trường quyết định sự tác động của phân ủ tới hàm lượng đồn lạp đất; khi khơ hạn cĩ thể hạn chế hiệu quả của phân ủ tới đồn lạp đất (De Leon – Gonzalez F và cộng sự, 2000)[58] Hiệu quả của việc bĩn phân ủ tới kết cấu đất chủ yếu thể hiện ở đồn lạp đất mặc dù chỉ tồn tại trong thời gian nhất định (Debosz K và cộng sự, 2002)[59]

Tác giả Bhogal A và cộng sự (2001)[53] xác nhận rằng bĩn bổ sung phân hữu cơ trong thời gian từ 7 - 23 năm đã làm thay đổi đáng kể các tính chất của đất như: độ xốp, dung trọng, kết cấu đất, khả năng giữ nước và cung cấp dinh dưỡng, làm tăng năng suất cây trồng, tăng hiệu quả kinh tế, giảm lượng đất mất do xĩi mịn và lắng cặn chảy tràn (tăng độ xốp và tốc độ thấm của đất)

Adams J B (1966)[47] cho rằng che phủ rơm rạ làm tăng đáng kể tốc

độ thấm trên đất dốc Bernett A P và cộng sự (1967)[52] quan sát thấy, khi đất được che phủ bằng rơm rạ thì dịng chảy bề mặt giảm 17% và lượng đất mất 3,4 tấn/ha, trong khi đất khơng được phủ các chỉ số này là 38% và 20,2 tấn/ha Lattanzi A R và cộng sự (1974)[84] cho rằng: lượng đất mất do xĩi mịn giảm 40% khi bề mặt được tủ 6 tấn thân lúa mì/ha và giảm tới 80% khi

tủ 9,2 tấn/ha Mc.Calla T và cộng sự (1963)[90] cho biết đất được che phủ

bằng rơm rạ đã làm tăng tốc độ thấm so với đất phủ bằng hỗn hợp các chất hữu cơ Theo Mannering J V và Meyer L D (1961)[88] khi phủ bằng thân cây ngơ được chặt ngắn thì đã giảm được một nửa lượng đất mất Meyer L D

và cộng sự (1970)[91] cũng cho rằng: khi phủ 0,5 tấn phụ phẩm rơm rạ/ha thì

cĩ thể giảm được 1/3 lượng đất mất so với khơng được che phủ, nếu che phủ

5 tấn phụ phẩm rơm rạ cĩ thể giảm được tới 95% lượng đất mất Kết quả nghiên cứu của Khan M L và cộng sự (1988)[79] chỉ rõ che phủ bằng thân rơm rạ tốt hơn so với trồng cây che phủ Lal R (1979)[83] cho rằng trên đất cày che phủ đất 4 - 6 tấn rơm rạ sẽ cho hiệu quả cao để giảm dịng chảy bề mặt và lượng đất mất ở độ dốc từ 1 - 15%; cịn nếu khơng làm đất thì cĩ thể ngăn chặn được dịng chảy bề mặt và lượng đất mất tương đương với mức che phủ 4 - 6 tấn phụ phẩm/ha

Tăng cường che phủ cho bề mặt đất đã làm giảm xĩi mịn, giảm bốc hơi, bảo vệ sự tác động trực tiếp của hạt mưa và tăng độ bền của đồn lạp (Layton J B và cộng sự, 1993)[85] Che phủ cho đất làm tăng sự tích lũy các bon hữu cơ cho đất (Sharma P K và Acharya C L., 2000)[101], làm thay đổi chế độ nhiệt, độ ẩm của đất và tác động đến động vật đất Trả lại phụ phẩm cho đất cải thiện cấu trúc đất (Martens D A., 2000)[89] Các hoạt động làm đất quá kỹ đã làm giảm chất hữu cơ, giảm kết cấu và dẫn đến tăng xĩi mịn đất (Tisdall J M và Oades J M., 1982; Kay B D., 1998)[103],[78] Việc che phủ đất rất cĩ lợi đối với những vùng nhiệt đới cĩ cường độ mưa lớn và trên đất dốc do giảm được dịng chảy bề mặt và lượng đất mất (Adekalu K O và cộng

sự, 2006) [48]

Duley F L (1939)[62]; Moldenhauer W C và Kemper W D (1969)[92] cho rằng tủ phụ phẩm cây trồng và che phủ đất giúp bảo vệ bề mặt đất vì giảm thiểu lực tác động trực tiếp của hạt mưa do vậy cải thiện được đồn lạp của lớp đất mặt Tương tự như vậy, Ghawi I và Battikhi A (1986) [69] cho

thấy dùng phụ phẩm để che phủ đất là biện pháp giữ nước hiệu quả bởi vì giảm nhẹ chảy tràn bề mặt và tăng tốc độ thấm nước vào đất làm giảm sự việc mất nước ở vùng rễ cây trồng, giảm sự hình thành váng và xĩi mịn do lực tác động của hạt mưa

ðồn lạp đất biến động mạnh dưới các loại cây trồng, do việc luân canh

và trồng cây che phủ (Jarecki M và Lal R., 2003)[77] Mức độ tác động của cây trồng đối với đồn lạp đất cịn phụ thuộc vào hợp phần hĩa học của cây trồng (Martens D S., 2000)[89]; cấu trúc và độ bền rễ cây trồng làm thay đổi tính chất hĩa sinh của đất Áp dụng hình thức làm đất thơng thường cĩ hiệu quả trong thời gian nhất định (Chan K.Y và Heenan D P., 2003)[56] Trên một số loại đất, việc luân canh khơng ảnh hưởng đến độ bền của đồn lạp (Filho C C và cộng sự, 2002)[64] ðất được trồng cây che phủ làm tăng hàm lượng hữu cơ cho đất, giảm xĩi mịn, tăng CEC, tăng độ bền của đồn lạp, tăng tốc độ thấm, tái tạo dinh dưỡng cây trồng Trả lại phụ phẩm từ cây trồng che phủ cĩ thể làm tăng sinh khối của vi sinh vật, sự hơ hấp, khống hĩa N và làm thay đổi quần thể vi sinh vật đất (Schutter M E và Dick R P., 2002)[100]

Ở Mỹ đã ban hành luật cấm đốt rơm rạ trên ruộng lúa Việc quản lý rơm rạ được khuyến cáo cho nhiều mục đích sử dụng cĩ ý nghĩa kinh tế - xã hội và bảo vệ mơi trường Một trong các giải pháp thay thế cho việc khơng đốt rơm rạ trên đồng ruộng là vùi rơm rạ vào đất Vùi rơm rạ giúp duy trì N (đạm) và C và S trong đất Việc vùi phụ phẩm rơm rạ cĩ ưu điểm là làm cho đất cĩ nhiều N hơn từ vật chất hữu cơ trong đất Lượng N thêm vào sẽ được giữ lại trong đất và vật chất hữu cơ trong đất trở thành nguồn quan trọng cung cấp N cho vụ lúa tiếp theo Vì thế, vùi rơm rạ vào đất cĩ thể trở thành lợi ích bền vững lâu dài về nguồn cung cấp N (Hồng Thiết, 2011)[111]

Khi nghiên cứu dài hạn về ảnh hưởng của việc sử dụng nguồn phụ phẩm nơng nghiệp trên đất phiến thạch sét ở Brazil, Diekow J J và cộng sự,

(2005)[60] cho thấy sau 17 năm trong công thức luân canh: cây phân ngô-ựậu xanh-ngô với sử dụng tối ựa nguồn hữu cơ từ thân lá ngô và cây họ ựậu ựã làm tăng hàm lượng các bon trong tầng ựất mặt (0-17,5 cm) 24% và ựạm tổng số tăng 15% và hàm lượng kali dễ tiêu cũng tăng 5% so với ựối chứng ựộc canh hai vụ ngô

xanh-Tại Ấn độ, sau 13 năm nghiên cứu liên tục Rekhe R S và cộng sự (2000)[98] cũng chỉ ra rằng kết hợp phân hoá học và tàn thể thực vật lúa mỳ cho lúa nước ở mức N:P:K (120:60:30) và 6 tấn phân chuồng và 3 tấn phụ phẩm ựã làm cho tắnh chất hoá học ựất thay ựổi Sau 13 năm nghiên cứu, hàm lượng các bon (C%) là 0,41% và lân dễ tiêu 14 mg/kg trong khi ựó ở công thức ựối chứng không bón phân hàm lượng các bon (C%) là 0,2% và lân là 2,2 mg/kg và ở công thức bón phân hoá học ở mức N:P:K (120:60:30) hàm lượng các bon (C%) là 0,37% và lân dễ tiêu là 1,1 mg/kg Như vậy thắ nghiệm này ựã cho thấy rất rõ về hiệu quả của các loại tàn thể thực vật ựối với hàm lượng các chất dinh dưỡng trong ựất Tuy nhiên cũng cần có các nghiên cứu dài hạn ựể ựánh giá một cách khách quan hơn

đánh giá về cân bằng dinh dưỡng trong ựất lúa do ảnh hưởng của việc

sử dụng rơm rạ Anthony W G và cộng sự (2003)[50] cho thấy, bón rơm rạ vào ựất làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng, cân bằng các bon (OC) 348 kg/ha lớn hơn so với không bón gốc rạ là 322 kg/ha đối với ựạm khi bón rơm

rạ cũng làm tăng hàm lượng ựạm trong ựất, cân bằng ựạm là 60 kg N/ha, cao hơn so với không bón là 51 kg N/ha đối với lân và kali trong ựất ựã có cân bằng dương khi sử dụng nguồn phụ phẩm P: 23,1 kg/ha và kali là 11,7 kg/ha, trong khi ựó không bón phụ phẩm thì cân bằng của P là 19,2 kg/ha và kali là - 33,5 kg/ha

Vùi ngọn lá mắa có khả năng làm tăng khả năng hút dinh dưỡng của cây mắa, tăng khả năng giữ nước của ựất, hạn chế cỏ dại và nâng cao ựộ phì nhiêu

của ñất (Mann, 1989)[87] Kết quả nghiên cứu của Prasal S R và cộng sự (1988)[97] cho thấy: tủ lá tiết kiệm 30% lượng nước cần tưới và làm tăng năng suất mía 10%, tăng năng suất ñường 9% so với không tủ lá Tương tư nghiên cứu Hagihara H H (1975)[72], vùi ngọn lá mía có tác dụng kích thích mía sinh trưởng, mặc dù hàm lượng ñạm trong ñất và trong lá thời kỳ ñầu giảm

so với không vùi

Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của phụ phẩm ñến năng suất lúa mỳ Gangwar K S và cộng sự (2005)[68] ñã ñánh giá ảnh hưởng của cách sử dụng ñến hàm lượng các chất dinh dưỡng trong ñất Sau 3 năm nghiên cứu việc vùi phụ phẩm với lượng 5 tấn/ha ñã làm cho hàm lượng các bon (OC) thay ñổi từ 5,2 g/kg ñến 5,5 g/kg ñất Hàm lượng lân dễ tiêu cũng có chiều hướng thay ñổi tích cực từ 33,45 kg/ha ñến 38,79 kg/ha, ñồng thời hàm lượng

K cũng thay ñổi từ 154,9 kg/ha lên 158,83 kg/ha Khi ñốt phế phụ phẩm thì hàm lượng hữu cơ hầu như không thay ñổi sau 3 năm, 5,1 g/kg-5,2 g/kg Nếu

so sánh ảnh hưởng của các phương pháp sử dụng nguồn phế phụ phẩm lúa mỳ thì vùi phụ phẩm cho hàm lượng các bon trong ñất cao hơn phương pháp ñốt Tuy nhiên ñốt phụ phẩm lại cho hàm lượng K dễ tiêu trong ñất cao hơn 2,0- 2,5 kg/ha, ñối với hàm lượng lân dễ tiêu thì không có sự sai khác giữa hai phương pháp vùi và ñốt Không chỉ cải thiện về hóa tính mà tính chất vật lý của ñất cũng thay ñổi, dung trọng ñất cũng ñược cải thiện (1,58 tấn/m3) trong khi ñó công thức ñốt phế phụ phẩm (1,61 tấn/m3), ngoài ra ñặc tính thấm của ñất cũng ñược cải thiện

1.3.2 Các nghiên cứu ở trong nước

Do chế ñộ canh tác không hợp lý, do rừng bị mất, nên nhiều diện tích ñất canh tác bị suy thoái, hàm lượng hữu cơ trong ñất bị suy giảm Mất chất hữu cơ trong ñất kéo theo hàng loạt suy thoái về vật lý ñất, chế ñộ nước, lượng và chất của dung tích hấp thu, mức ñộ dễ tiêu của các nguyên tố dinh

dưỡng ðể phục hồi độ phì nhiêu đất cần phải bĩn một lượng phân chuồng 10-15 tấn/ha, mà phân chuồng của nước ta hiện nay khơng thể đáp ứng được,

vì vậy cần phải sử dụng mọi nguồn hữu cơ, tàn dư cây trồng, phế phẩm cơng nghiệp, rơm rạ, phân xanh, cỏ rác tủ gốc, ép xanh phủ đất (Trần Khải và Nguyễn

Tử Siêm, 1995)[19]

Trên đất xám bạc màu tại Bắc Giang gieo trồng 3 vụ, nếu khơng bĩn phân sẽ càng làm cho đất suy giảm độ phì nhiêu, nghèo hữu cơ, đạm, dung tích hấp thu và các cation kiềm, kiềm thổ (K, Ca, Mg) Trên 3 cơ cấu cây trồng, gồm: lúa xuân - đậu tương hè - lúa mùa muộn, đậu tương xuân - lúa mùa sớm - ngơ đơng và lúa xuân - lúa mùa sớm - ngơ đơng nếu chỉ bĩn phân khống (NPK) thì một số đặc tính đất bị biến đổi theo chiều hướng xấu như đất trở nên chặt cứng hơn, sức chứa ẩm thấp và khả năng tạo đồn lạp kém, đất trở nên chua hơn, hữu cơ đất bị suy giảm, dung tích hấp thu thấp Bĩn kết hợp phân khống với phân chuồng cĩ tác dụng tích cực đến độ phì nhiêu đất, tạo điều kiện cho cây trồng phát triển và cho năng suất cao Chất hữu cơ cĩ vai trị quan trọng đối với độ phì nhiêu của đất, cĩ tương quan nghịch chặt chẽ giữa cacbon hữu cơ tổng số và dung trọng đất (r = - 0,73), cĩ tương quan thuận giữa cacbon hữu cơ tổng số và hàm lượng K dễ tiêu của đất (r = 0,63), tương quan thuận giữa các bon hữu cơ tổng số và dung tích hấp thu (r = 0,67) (Hồng Thị Minh, 2009)[25]

Lê Duy Mì và cộng sự (1979, 1991)[23],[24] cho rằng phân hữu cơ đĩng vai trị rất quan trọng trong việc nâng cao hàm lượng mùn của đất xám bạc màu và cải thiện các tính chất lý học như: tăng độ xốp, giảm dung trọng, tăng dung tích hấp thu và tăng khả năng giữ NH4+ từ phân hĩa học Các dạng phân hữu cơ được dùng phổ biến là phân chuồng, phân xanh và phụ phẩm nơng nghiệp

Khi nghiên cứu bón phân ảnh hưởng ñến chất ñất, Phạm Cường (1973)[4] 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/100 g ở công thức chỉ bón NPK xuống còn 0,63 mg/100 g ở công thức bón phân chuồng; không những thế hàm lượng ñạm tổng số, mùn ñều tăng lên một cách

rõ rệt

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần (1995)[5] cho thấy vùi phụ phẩm của cây trồng trước cho cây trồng sau trên ñất bạc màu Bắc Giang ñã làm tăng năng suất cây trồng quy thóc 9%, ñộ ẩm ñất tăng 2,0-2,5%, ñộ xốp ñất tăng 3-5% so với công thức bón phân chuồng + phân khoáng nhưng không vùi phụ phẩm nông nghiệp ðộ ẩm ñất tăng 2,0-3,5%, ñộ xốp ñất tăng 5-6% so với công thức chỉ bón phân khoáng NPK Nguyễn Thị Dần và Thái Phiên (1999)[6] xác nhận rằng khi dùng phụ phẩm cây trồng vụ trước bón cho

vụ sau trên ñất bạc màu trong cơ cấu cây trồng 2 màu – 1 lúa (lạc xuân, lúa mùa sớm, khoai lang ñông) sau 7 vụ thí nghiệm với tổng lượng phụ phẩm vùi vào ñất là 88 tấn chất tươi/ha, tổng sản lượng quy thóc ở các công thức ñược vùi phế phụ phẩm tăng 2-25 tạ thóc/ha Tính chất ñất cũng ñược cải thiện Hàm lượng hữu cơ trong ñất tăng 0,1 – 0,2 % ở tầng canh tác 0-15 cm, trị số dung trọng giảm, ñộ xốp trung bình tăng 3-5%, sức chứa ẩm ñồng ruộng tăng 2,1- 3,5% so với công thức không vùi phế phẩm

Nghiên cứu của Trần Thị Tâm và cộng sự (2005)[32] cho thấy 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)

Việc sử dụng xác bã thực vật sau khi thu hoạch có ảnh hưởng ñến nhu cầu kali trong các hệ thống canh tác khác nhau Việc dùng xác bã hoa màu

làm chất đốt, vật liệu xây dựng, làm thức ăn gia súc, hoặc dùng làm nguyên liệu trong cơng nghiệp, v.v… sẽ làm tăng lượng kali bị mất đi trên vùng đất được canh tác Mặt khác, nếu xác bã thực vật được hồn lại cho đất thì lượng kali bị lấy đi và nhu cầu bĩn kali sẽ giảm thấp (Cơng Dỗn Sắt và cộng sự, 1995)[27]: Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền và cộng sự (2005)[15] cũng đã chỉ ra rằng vùi sản phẩm phụ của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau đã

bù đắp được lượng thiếu hụt dinh dưỡng cây trồng lấy đi từ đất ðặc biệt đối với kali đã giảm thiếu hụt đáng kể đối với tất cả cây trồng trong hệ thống ðối với cây mía, các vùng trồng mía lớn thường được quy hoạch chủ yếu ở đất đồi và luơn gắn chặt với cơng nghiệp chế biến đường Vận dụng quan điểm hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp trong việc nghiên cứu xây dựng chế độ phân bĩn cho mía nhằm tận dụng khơng chỉ tàn dư cây trồng trong sản xuất nơng nghiệp mà cịn tận dụng các phế phụ phẩm của cơng nghiệp chế biến đường làm phân bĩn cho mía, nhằm đảm bảo phát triển bền vững các vùng chuyên canh mía đồi của ta hiện nay Vì vậy, khi tính tốn việc thực hiện quản lý dinh dưỡng tổng hợp cho sản xuất mía, Phan Liêu (1995)[22], trên cơ sở quan tâm đến cân bằng dinh dưỡng cho mía trên từng loại đất cụ thể cho thấy cần phải tính lượng dinh dưỡng thu lại được từ tro bã mía và bùn thải từ nhà máy đường

Vùi trả lại ngọn, lá mía sau thu hoạch liên tiếp trong một chu kỳ mía cĩ tác dụng hạn chế quá trình rửa trơi sét, tăng hàm lượng chất hữu cơ, giảm nhơm di động, tăng pHKCl và cải thiện được một số đặc tính nước quan trọng của đất, gĩp phần cải tạo, bảo vệ và nâng cao dần khả năng sản xuất của đất,

ổn định được địa bàn trồng mía ngay trong điều kiện đất đồi xấu và khan hiếm nguồn phân chuồng (Trần Cơng Hạnh, 1999)[14] Vùi trả lại ngọn lá mía liên tục trong 3 năm trên đất trồng mía Hà Trung, Thanh Hĩa đã làm tăng hàm lượng hữu cơ, lân dễ tiêu, kali dễ tiêu, CEC, độ xốp đất và đồn lạp bền