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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG NGỌC THUẬN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NƠNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HỐ TÍNH ðẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGƠ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU Chuyên ngành: ðất Dinh dưỡng trồng Mã số: 62 62 15 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học : TS TRẦN THỊ TÂM PGS.TS NGUYỄN NHƯ HÀ HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG NGỌC THUẬN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NƠNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HỐ 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 i LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan kết cơng trình nghiên cứu ñề tài (Kể kết thu ñược giai ñoạn 2003-2005) hoàn toàn trung thực, tơi trực tiếp thực Mọi giúp đỡ ñể hoàn thành luận án ñã ñược cảm ơn trích dẫn sử dụng luận án ñã ñược ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày… tháng… năm 2012 Tác giả luận án Hoàng Ngọc Thuận ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Thị Tâm PGS TS Nguyễn Như Hà ñã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi khoa học kinh phí để tơi thực tốt luận án Tôi xin chân thành cảm ơn cán giảng viên Viện ðào tạo Sau ñại học, Khoa Tài nguyên ðất Môi trường, Bộ môn Nông hóa giảng dạy giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo cán Viện Thổ nhưỡng Nơng hố, Trung tâm Nghiên cứu Phân bón Dinh dưỡng trồng, Trung tâm Nghiên cứu ðất Phân bón vùng Trung du, bà nông dân xã ðan Phượng, huyện ðan Phượng, Hà Nội ñã giúp ñỡ tạo điều kiện cho tơi thực tốt đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn vợ, con, gia đình, bố, mẹ, người ln động viên tạo sức mạnh để tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày… tháng… năm 2012 Tác giả luận văn Hoàng Ngọc Thuận iii 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 MỞ ðẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu ñề tài 3 Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn ñề tài 4 ðối tượng phạm vi nghiên cứu Những đóng góp luận án học thuật lý luận CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng ðất xám bạc màu 5 1.1.1 ðặc điểm đất phù sa sơng Hồng 1.1.2 ðặc ñiểm ñất ñất xám bạc màu 1.2 Hàm lượng dinh dưỡng phụ phẩm nông nghiệp 10 1.2.1 Các nghiên cứu nước 10 1.2.2 Các nghiên cứu nước 11 1.3 Ảnh hưởng chất hữu cơ, phụ phẩm nơng nghiệp đến ñộ phì nhiêu ñất 15 1.3.1 Các nghiên cứu nước 15 1.3.2 Các nghiên cứu nước 24 iv 1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG 29 1.4.1 Các nghiên cứu nước 29 1.4.2 Nghiên cứu nước 35 CHƯƠNG VẬT LIỆU, ðỊA ðIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 42 42 2.1.1 ðất thí nghiệm 42 2.1.2 Cây trồng thí nghiệm 42 2.1.3 Phụ phẩm nơng nghiệp 42 2.1.4 Phân bón chế phẩm vi sinh 42 2.2 ðịa ñiểm thời gian nghiên cứu 43 2.2.1 ðịa ñiểm nghiên cứu 43 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 43 Nội dung nghiên cứu 44 2.3.1 ðiều kiện khí hậu, tính chất đất, tình hình sử dụng phân bón sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp vùng nghiên cứu 44 2.3.2 Xác ñịnh khả cung cấp dinh dưỡng cho trồng phụ phẩm nông nghiệp 44 2.3.3 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến khả cung cấp N, P, K dễ tiêu ñất cho lúa, ngô 44 2.3.4 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến số lý, hóa tính ñất nghiên cứu 44 2.3.5 Ảnh hưởng phương pháp sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến suất lúa, ngô 45 2.3.6 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến khả giảm lượng phân khống hiệu kinh tế phương thức bón phân cho trồng 2.4 Phương pháp nghiên cứu 45 45 v 2.4.1 Phương pháp thu thập thơng tin điều tra 45 2.4.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 46 2.4.3 Phương pháp theo dõi trình phân giải phụ phẩm ñồng ruộng 53 2.4.4 Phương pháp làm ñất, vùi, tủ phụ phẩm ñồng ruộng 54 2.4.5 Phương pháp phân tích 55 2.4.6 Phương pháp xử lý số liệu 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 ðiều kiện khí hậu, tính chất đất đai, tình hình sử dụng phân bón sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 58 3.1.1 ðiều kiện khí hậu vùng nghiên cứu 58 3.1.2 Tính chất ñất vùng nghiên cứu 59 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 cung cấp dinh dưỡng cho trồng phụ phẩm nông nghiệp 65 3.2.1 Hàm lượng dinh dưỡng phụ phẩm trước vùi 65 3.2.2 Diễn biến trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi ñồng ruộng 67 3.3 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến khả cung cấp N, P, K dễ tiêu đất cho lúa ngơ 75 3.3.1 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu ñất giai ñoạn sau vùi 30 ngày 60 ngày 75 3.3.2 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến việc hấp thu N, P, K trồng 79 3.4 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến số lý tính, hóa tính đất nghiên cứu 82 3.4.1 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến lý tính đất nghiên cứu 83 vi 3.4.2 Ảnh hưởng vùi phụ phẩm nơng nghiệp đến hóa tính đất nghiên cứu 85 3.5 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến suất trồng 87 3.5.1 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến suất trồng đất phù sa sơng Hồng 87 3.5.2 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến suất trồng ñất xám bạc màu Bắc Giang 89 3.6 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến khả giảm lượng phân khống hiệu kinh tế phương thức bón phân cho trồng 92 3.6.1 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến khả giảm lượng phân khoáng hiệu kinh tế phương thức bón phân cho trồng đấtp phù sa sông Hồng 92 3.6.2 Ảnh hưởng sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến khả giảm lượng phân khống hiệu kinh tế phương thức bón phân cho trồng ñất xám bạc màu Bắc Giang 100 3.6.3 Ảnh hưởng phụ phẩm nông nghiệp giảm thiểu lượng phân khống đến hiệu kinh tế KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 105 109 4.1 Kết luận 109 4.2 ðỀ NGHỊ 110 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ðà CƠNG BỐ LIÊN QUAN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHỤ LỤC 129 vii BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa chữ viết tắt BMBG ðất xám bạc màu Bắc Giang CEC Dung lượng cation trao ñổi CPVS Chế phẩm vi sinh CT Công thức HC Hữu HCSH Phân hữu sinh học K2Odt Kali dễ tiêu K2Ots Kali tổng số MðTB Mật độ trung bình ND Nơng dân Ndt ðạm dễ tiêu NS Năng suất Nts ðạm tổng số OC Cacbon hữu OM Chất hữu P2O5dt Lân dễ tiêu P2O5ts Lân tổng số PC Phân chuồng PP Phụ phẩm nông nghiệp PPNN Phụ phẩm nông nghiệp PSSH ðất phù sa Sông Hồng RCBD Thiết kế theo khối ngẫu nhiên hồn chỉnh TB Trung bình TN Thí nghiệm Tr.đ Triệu ñồng viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT 1.1 Tên bảng Trang Chỉ tiêu lý, hóa tính đất phù sa sơng Hồng (lớp đất mặt 0-27 cm) 1.2 Chỉ tiêu lý, hóa tính đất xám bạc màu (lớp ñất mặt 0-16 cm) 1.3 Hàm lượng trung bình chất dinh dưỡng loại trồng nơng nghiệp (%) 12 1.4 Hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng số loại tàn dư hữu lô cà phê (% chất khơ) 14 3.1 Một số tính chất lý học đất nghiên cứu 59 3.2 Tính chất hố học đất nghiên cứu 60 3.3 Lượng phân sử dụng bón cho lúa ngơ nơng dân ñịa bàn nghiên cứu 3.4 Lượng phụ phẩm vùng nghiên cứu 62 63 3.5 Phương thức sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp nơng dân địa bàn nghiên cứu 64 3.6 Hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, Si, S phụ phẩm nơng nghiệp 3.7 đất phù sa sông Hồng 65 Hàm lượng N, P, K, Ca, Mg phụ phẩm ñất bạc màu Bắc Giang 66 3.8 Hàm lượng ñạm, lân, kali rơm rạ túi vùi thời gian vùi khác vụ lúa xn đất phù sa sơng Hồng 69 3.9 Hàm lượng ñạm, lân, kali rơm rạ túi vùi thời gian vùi khác vụ lúa mùa đất phù sa sơng Hồng 71 3.10 Hàm lượng ñạm, lân, kali rơm rạ túi vùi thời gian vùi khác vụ ngơ đơng đất phù sa sơng Hồng 72 3.11 Tỷ lệ C/N rơm, rạ thân ngô thời kỳ vùi khác ñồng ruộng 74