Tóm tắt 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

Mục ựắch: Thắ nghiệm so sánh phương pháp sử dụng phụ phẩm sau thu hoạch có kết hợp với chế phẩm vi sinh ựể tăng tốc ựộ phân giải phụ phẩm với việc chỉ bón phân khoáng NPK trên nền có bón

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

HOÀNG NGỌC THUẬN

PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HÓA TÍNH ðẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG

Công trình ñược hoàn thành tại:

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Trần Thị Tâm

2 PGS TS Nguyễn Như Hà

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Hữu Thành

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội

Phản biện 2: PGS.TS Phạm Văn Toản

Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Tử Siêm

Hội Khoa học ñất

Luận án sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận án cấp trường họp tại:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội vào hồi giờ ngày tháng năm 2012

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội

MỞ đẦU

1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

đất là tư liệu sản xuất ựặc biệt và không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp Trong ựất chất hữu cơ là một bộ phận ựặc biệt, là chỉ tiêu rất quan trọng biểu thị ựất khác mẫu chất và ựá mẹ

Sự mất chất hữu cơ trong ựất kéo theo hàng loạt các hệ quả nghiêm trọng như thoái hoá vật lý, hoá học, chế ựộ nước là nguyên nhân hàng ựầu suy giảm ựộ phì nhiêu và mất sức sản xuất của ựất Do nhiều nguyên nhân khác nhau hiện nay ở nhiều nơi nông dân không ựủ phân chuồng bón cho cây trồng Trong khi ựó, tuy rơm rạ không còn là chất ựốt chủ yếu ở nông thôn do có các nhiên liệu khác thay thế (ựiện, khắ gas, thanẦ) nhưng sau mùa gặt rơm rạ lại ựược ựốt ngay tại ruộng, việc làm này vừa làm mất ựi một lượng lớn chất hữu cơ có thể bổ sung cho ựất vừa gây ra ô nhiễm môi trường

Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của sản xuất nông nghiệp cần ựảm bảo nguồn phân hữu cơ cho cây trồng nhằm ựạt năng suất cao, ổn ựịnh, cải thiện ựộ phì nhiêu ựất, ựồng thời tăng khả năng sử dụng tiết kiệm, hiệu quả phân khoáng cũng như khắc phục

hiện tượng ựốt phụ phẩm ngoài ựồng ruộng ngày càng tăng, ựề tài ỢNghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ựến lý, hoá tắnh ựất và năng suất lúa, ngô trên ựất phù sa sông Hồng và ựất xám bạc màu Bắc GiangỘ ựã ựược tiến hành

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác ựịnh ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp (tàn thể lúa ngô) ựến

lý, hoá tắnh ựất, năng suất lúa ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cho cây trồng trên ựất phù sa sông Hồng và ựất xám bạc màu Bắc giang

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ựề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

đề tài bổ sung kết quả nghiên cứu và cơ sở khoa học về việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch (rơm rạ, thân lá ngô) bón vào ựất ảnh hưởng ựến các tắnh chất lý, hóa của ựất và năng suất lúa, ngô Cung cấp cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo nông dân sử dụng hiệu quả phụ phẩm (tàn thể ) lúa, ngô trong luân canh lúa xuân Ờ lúa mùa - ngô ựông trên ựất bạc màu Bắc Giang và ựất phù sa sông Hồng

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu xây dựng biện pháp kỹ thuật sử dụng hợp lý phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô) sau thu hoạch trong cơ cấu cây trồng lúa xuân Ờ lúa mùa - ngô giúp bà con nông dân áp dụng nhằm nâng cao năng suất lúa, ngô; giảm chi phắ; tiết kiệm phân bón hóa học; tăng thu nhập và cải thiện ựộ phì nhiêu ựất

4 đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận

Xây dựng ựược hệ thống sử dụng hợp lý các nguồn dinh dưỡng (hữu cơ và vô cơ) cho luân canh hai vụ lúa + một vụ ngô ựông trong mối quan hệ với ựất ựai, khắ hậu, trình ựộ canh tác, tập quán ựể nâng cao hiệu lực phân bón, tăng năng suất và phẩm chất nông sản, an toàn môi trường sinh thái ở trên ựất phù sa sông Hồng và ựất Xám bạc màu Trên cơ sở ựó ựề xuất các công thức bón phân hợp lý cho cây trồng phù hợp với ựiều kiện cụ thể của từng ựịa phương

Khắc phục ựược hiện tượng ựốt rơm rạ ngoài ựồng hiện nay vừa gây ô nhiễm cho môi trường vừa làm ựất chóng suy kiệt mùn và ựộ phì

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

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

1.1.1 ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng

Về tính chất lý, hóa học, ñất 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, giàu các kim loại kiềm và kiềm thổ Hàm lượng các bon hữu cơ tổng số, ñạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ñều ở mức trung bình ñến khá Do ñó phù hợp với nhiều loại cây trồng

1.1.2 ðặc ñiểm ñất ñất xám bạc màu

Về tính chất lý, hóa học, ñất xám bạc màu có ñặc ñiểm sau: phản ứng từ chua nhiều ñến ít chua (pHH2O trung bình là 4,94 và pHKCl trung bình là 4,33); hàm lượng các bon hữu cơ tổng số, ñạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ñều ở mức nghèo ñến trung bình; hàm lượng các cation trao ñổi rất thấp và Al3+ chiếm ưu thế trong tổng các cation; dung tích hấp thu biến ñộng từ thấp ñến trung bình; ñộ no bazơ thấp [40]

1.2 Nghiên cứu về hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp

1.2.1 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 ñược trả lại trực tiếp hoặc qua một thời gian ủ làm cho chúng bị phân hủy hoặc bán phân hủy, bằng cách ñó làm tăng hiệu quả sử dụng của cây trồng Lai (1997)[87] ñã cho thấy rằng lượng phụ phẩm nông nghịêp tạo ra phụ thuộc vào ñặc tính của từng loại cây trồng Ước tính 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, ñậu tương 0,8-1,0 tấn/ha, lúa mạch 2,6-3,3 tấn/ha

Theo Achim, Dobermann và T H Fairhurst, 2000 [47]: Trong thân, lá lúa ở thời kỳ chín, 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 ñược Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp K, Si, Zn cho cây trồng

Các nghiên cứu khác tại Trung Quốc, Canada cũng ñã chỉ rõ trong phụ phẩm nông nghiệp có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, có thể ñáp ứng phần nào nhu cầu của cây trồng

1.2.2 Nghiên cứu ở trong nước

Theo nhiều tài liệu [2] thì 1 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 trung vi lượng khác như Zn, Cu, B Như vậy, nếu 1 năm 2 vụ lúa với tổng năng suất bình quân 10 tấn/ha, cây lúa lấy ñi lượng dinh dưỡng tương ñương 482 kg urê 430 kg supe và 528 kg kali clorua/ha

Theo ðỗ Thị Xô (1995) [43], hàm lượng các chất dinh dưỡng chính trong 100

kg chất khô phế phụ phẩm của một số cây trồng trên ñất bạc màu 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

1.3 Nghiên cứu về ảnh hưởng của chất hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ựến ựộ phì nhiêu ựất

1.3.1 Nghiên cứu ở nước ngoài

Ở Mỹ ựã ban hành luật cấm ựốt rơm rạ trên ruộng lúa Việc quản lý rơm rạ ựược khuyến cáo cho nhiều mục ựắch sử dụng thay thế có ý nghĩa kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường Các giải pháp thay thế cho việc không ựốt rơm rạ trên ựồng ruộng như vùi rơm rạ vào ựất Vùi rơm rạ giúp duy trì N (ựạm) và C trong ựất

Lado M và cộng sự (2004)[86] cho rằng tăng hàm lượng hữu cơ trong ựất từ 2,3 ựến 3,5% sẽ làm giảm khả năng vỡ ựoàn lạp, giảm hình thành váng bề mặt dưới tác ựộng của mưa

Còn theo Gajic B., Dugalic G., Diurovic N (2006) hàm lượng hữu cơ tầng ựất mặt trên ựất canh tác giảm 2,5 lần so với ựất rừng có thảm thực vật (hơn 100 năm) và ựoàn lạp bền (ựường kắnh từ 0,25 mm ựến 10 mm) giảm 2 lần so với ựất rừng tự nhiên

Tủ phụ phẩm cây trồng và che phủ giúp cho bảo vệ bề mặt ựất vì giảm thiểu lực tác ựộng trực tiếp của hạt mưa (Duley, 1939; Moldenhauer và Kemper, 1969) do vậy cải thiện ựược ựoàn lạp của lớp ựất bề mặt

1.3.2 Nghiên cứu ở trong nước

để phục hồi ựộ phì nhiêu ựất cần phải bón một lượng phân chuồng 10-15 tấn/ha, mà phân chuồng của nước ta hiện nay không thể ựáp ứng ựược, vì vậy cần phải

sử dụng mọi nguồn hữu cơ, tàn dư cây trồng, phế phẩm công nghiệp, rơm rạ, phân xanh, cỏ rác tủ gốc, ép xanh phủ ựất (Trần Khải và Nguyễn Tử Siêm, 1995)

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần (1995) cho thấy vùi phụ phẩm của cây trồng trước cho cây trồng sau trên ựất bạc màu Bắc Giang ựã làm tăng năng suất cây trồng quy thóc 9%, ựộ ẩm ựất tăng 2,0-2,5%, ựộ xốp ựất tăng 3-5% so với công thức bón phân chuồng + phân khoáng, nhưng không vùi phụ phẩm nông nghiệp độ ẩm ựất tăng 2,0-3,5%, ựộ xốp ựất tăng 5-6% so với công thức chỉ bón phân khoáng NPK

1.4 Nghiên cứu về ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ựến năng suất cây trồng

1.4.1 Nghiên cứu ở nước ngoài

Theo Shinde (1990), vùi 2,5- 7,5 tấn ngọn lá mắa kết hợp phân vi sinh vật phân giải xelulo làm tăng năng suất mắa 3,0- 12,2 tấn/ha

đánh giá vai trò của hữu cơ và khả năng thay thế phân hoá học, Gill và cộng sự (1982) ựã chỉ ra rằng sử dụng phân chuồng với mức 12 tấn/ha kết hợp với 80 kg N cho năng suất lúa ựạt 5,4 tấn/ha, tương ựương với mức 120 kg N; như vậy với mức 12 tấn phân chuồng có thể thay thế cho 40 kg N

Trong thắ nghiệm với phế phụ phẩm lúa mỳ ựối với lúa mỳ với mức bình quân 7,3 tấn/ha, thân lá lúa mỳ cũng ựược ủ với khoảng thời gian 40, 20 và 10 ngày trước khi bón Thắ nghiệm ựược Yadvinder (2004) tiến hành với 6 công thức từ năm 1994-

1999 Kết quả ựã cho thấy rằng ở các công thức bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm lúa mỳ ủ trong thời gian 40 ngày cho năng suất 6,54 tấn/ha, ở công thức bón phân hoá học và phế phụ phẩm ủ 20 ngày cho năng suất là 6,29 tấn/ha và ở công thức

bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm ủ 10 ngày cho năng suất là 6,39 tấn/ha

1.4.2 Nghiên cứu ở trong nước

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền và Phạm Quang Hà (2005) về vai trò của vùi hữu cơ ựối với cân bằng dinh dưỡng trong hệ thống thâm canh 4 vụ/năm trên ựất bạc màu Bắc Giang ựã chỉ ra rằng: vùi 100% sản phẩm phụ của cây trồng vụ trước

cho cây trồng vụ sau ñã bù ñắp ñược lượng thiếu hụt ñáng kể ñối với tất cả các cây trồng trong hệ thống

Trần Thị Tâm và cộng sự, 2005 vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu cây trồng có lúa trên các loại ñất: bạc màu, cát biển, ñất phù

sa ñối với 2 cơ cấu trong hệ thống cây trồng có lúa: (1) Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô ñông (Bắc Giang, Hà Tây, Nghệ An) và (2) Lúa ñông xuân-Lúa xuân hè-Lúa hè thu (Khánh Hoà, Cần Thơ) ñã tăng năng suất 6-12% so với không vùi

Theo ðỗ Thị Xô và cộng sự (1995) trên ñất xám bạc màu Bắc Giang dùng 70% phụ phẩm của cây trồng vụ trước bón cho cây vụ sau ñã cải thiện ñộ phì nhiêu ñất

40-và tăng năng suất cây trồng từ 3,6 ñến 21,1% so với công thức không vùi phụ phẩm nông nghiệp

CHƯƠNG 2 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ðối tượng nghiên cứu

- Cây trồng : Giống lúa Khang Dân 18 và giống ngô lai LVN 99 ñược trồng trong cơ cấu cây trồng lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông

- Phụ phẩm nông nghiệp: tàn dư hữu cơ của cây trồng như rơm rạ, thân lá ngô

từ cây trồng vụ trước vùi cho cây vụ sau

- ðất thí nghiệm: ñất phù sa sông Hồng không ñược bồi hàng năm (Eutric Fluvisols) tại xã Hạ Mỗ, huyện ðan Phượng, Hà Nội và ñất xám bạc màu trên phù sa

cổ (Haplic Acrisols) tại xã Lương Phong, Hiệp Hoà, Bắc Giang

2 2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu

- ðiều kiện khí hậu

- Hàm lượng dinh dưỡng N, P, K, Ca, Mg, Si, S trong phụ phẩm trước khi vùi

- Diễn biến quá trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi trên ñồng ruộng (khối lượng, dinh dưỡng NPK và tỷ lệ C/N)

2.2.3 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N,

P, K dễ tiêu của ñất cho lúa, ngô

- 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 sau vùi phụ phẩm

- Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến việc hấp thu dinh dưỡng N, P, K của cây trồng

2.2.4 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý, hóa tính ñất nghiên cứu

- Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến lý tính ñất ñất nghiên cứu

- Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến hóa tính ñất nghiên cứu

2.2.5 Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô

- Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng

- Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang

2.2.6 Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng, thay thế phân chuồng, hiệu quả sử dụng phân bón và hiệu quả kinh

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập thông tin và ñiều tra

- Thu thập thông tin thứ cấp về khí hậu, thời tiết vùng nghiên cứu: số liệu 10 năm (2001-2010) tại hai trạm Khí tượng Láng, Hà Nội và Hiệp Hòa, Bắc Giang

- ðiều tra tình hình sử dụng phế phụ phẩm và phân bón theo phương pháp phỏng vấn theo phiếu ñiều tra ngẫu nhiên 200 hộ gia ñình có cơ cấu thâm canh 2 vụ lúa – 1 vụ ngô trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang

2.3.2 Phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng

2.3.2.1 Thí nghiệm chính quy

Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng (thí nghiệm thực hiện liên tục từ năm 2003 -

2005 trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang)

a Mục ñích: Thí nghiệm so sánh phương pháp sử dụng phụ phẩm vùi tươi sau

thu hoạch có kết hợp với các vật liệu khác ñể tăng tốc ñộ phân giải phụ phẩm với cách bón phân truyền thống (sử dụng phân chuồng) và cách bón tro từ ñốt phụ phẩm (hiện nay có nhiều nơi ñang áp dụng) bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô ñể từ ñó xác ñịnh phương pháp sử dụng phụ phẩm thích hợp trong sản xuất nông nghiệp

b Công thức thí nghiệm

1 NPK + Phân chuồng

2 NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi

3 NPK + Phân chuồng + PP ñốt thành tro

4 NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi + urê + vôi

5 NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi + urê + vôi + CPVS

6 NPK + PP vùi tươi + urê + vôi + Hữu cơ sinh học

Ghi chú:

- Lượng phân bón NPK, PC, PP, HCSH cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục g

- Urê bằng 0,1% tổng lượng PP tươi vùi, lượng phân này lấy từ lượng N cần bón cho cây trồng ở công thức) Vôi bột (bằng 2% tổng lượng PP tươi vùi)

- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam Số 3.2008, trang 58-62)

- Hữu cơ sinh học là phân bón hữu cơ Sông Gianh

c Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) ñược bố trí với 4 lần nhắc (24 ô TN) Diện tích

của mỗi ô TN là 30 m2 Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD)

d Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm

e Thu hoạch thí nghiệm:

- Thu hoạch thóc: thu hoạch cả ô, cân khối lượng tươi sau ñó lấy mẫu 1 kg ñể tính

tỷ lệ chất khô từ ñó tính năng suất khô của toàn ô thí nghiệm

- Thu rơm rạ (thân lá ngô): cân lượng phụ phẩm nông nghiệp tươi của từng ô sau

ñó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1 kg ñể tính khối lượng chất khô trung bình ñể tính khối lượng phụ phẩm nông nghiệp khô vùi

f Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm

Phân bón là phân ñạm urê (46% N), phân supe phốtphát (16% P2O5), phân kali clorua (60% K2O)

Lượng bón

- Lượng bón cho 1 ha cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng:

+ Lúa xuân: Phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 120 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg

K2O; thân lá ngô khô không khí bón 4,2 tấn* tương ñương 14,3 tấn tươi

+ Lúa mùa: phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 90 kg N + 60 kg P2O5+40

kg K2O; thân lá lúa quy khô bón 5,8 tấn* tương ñương 16,9 tấn tươi

+ Ngô ñông: Phân chuồng bón 10 tấn*; phân NPK bón 150 kg N + 90 kg P2O5 +

90 kg K2O; thân lá lúa quy khô bón 5,5 tấn* tương ñương 13,7 tấn tươi

*Ghi chú: khối lượng thân lá ngô, rơm rạ ñược tính trong ñiều kiện khô không khí

- Lượng bón trên 1 ha ñất bạc màu:

+ Lúa xuân: Phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 100 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg

K2O; thân lá ngô quy khô bón 5,0 tấn* tương ñương 16,5 tấn tươi

+ Lúa mùa: phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 90 kg N + 60 kg P2O5+60

kg K2O/ha; thân lá lúa quy khô bón 5,5* tấn tương ñương 15,9 tấn tươi

+ Ngô ñông: Phân chuồng bón 10 tấn; Phân NPK bón 150 kg N + 90 kg P2O5 +

90 kg K2O; thân lá lúa quy khô là 4,8 tấn* tương ñương 11,5 tấn tươi

*Ghi chú: Khối lượng thân lá ngô, rơm rạ ñược tính trong ñiều kiện khô không khí

Cách bón

+ Phân chuồng, phụ phẩm, phân lân bón lót 100%

+ Phân ñạm bón với tỷ lệ % là 30:40:30 vào các thời kỳ bón lót - giai ñoạn ñẻ nhánh- ñầu thời kỳ làm ñòng ñối với lúa, bón lót - giai ñoạn 4-5 lá - giai ñoạn 9-10 lá ñối với ngô

+ Phân kali bón với tỷ lệ % là 30:30:40 cùng thời kỳ bón với ñạm cho cả 2 loại cây lúa, ngô

g Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến lý, hóa tính ñất và năng suất cây trồng (thí

nghiệm thực hiện liên tục từ năm 2003 - 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang)

a Mục ñích: Thí nghiệm so sánh phương pháp sử dụng phụ phẩm sau thu hoạch

có kết hợp với chế phẩm vi sinh ñể tăng tốc ñộ phân giải phụ phẩm với việc chỉ bón phân khoáng NPK trên nền có bón phân chuồng và không bón phân chuồng (hiện nay

có nơi còn có phân chuồng ñể bón nhưng cũng rất nhiều nơi không còn phân chuồng

ñể bón) bằng chỉ tiêu ñánh giá là hóa lý tính ñất và năng suất lúa, ngô ñể từ ñó xác ñịnh mức ñộ ảnh hưởng phương pháp áp dụng sử dụng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh trong sản xuất nông nghiệp

- CPVS chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nơng hố (Tạp chí KHCN Nơng nghiệp Việt Nam

Số 3.2008, trang 58-62)

- Cơng thức 4 tủ trên mặt chỉ áp dụng đối với vụ ngơ cịn đối với lúa thì vẫn vùi như cơng thức 2

c Bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm được thực hiện liên tục từ năm 2006 -2008 trên đất phù sa sơng

Hồng và từ năm 2008 – 2010 trên đất bạc màu Bắc Giang

- Thí nghiệm (TN) được bố trí với 4 lần nhắc (16 ơ TN) Diện tích của mỗi ơ

TN là 60 m2 Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hồn chỉnh (RCBD) Sơ đồ

thí nghiệm xem phụ lục 1, thí nghiệm 2 Do thí nghiệm trên 2 nền cĩ bĩn phân chuồng

và khơng bĩn phân chuồng nên mỗi ơ 60 m2 lại được chia thành 2 ơ, mỗi ơ 30 m2

d chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

Hàm lượng Ntp trong đất ở giai đoạn đẻ nhánh, làm địng đối với lúa và giai đoạn 4-5 l, 9-10 lá đối với ngơ; khả năng hút N, P2O5, K2O trong cây ở thời kỳ làm địng, thu hoạch đối với lúa và giai đoạn 9-10 lá, thu hoạch đối với ngơ; phân tích lý tính, hố tính đất sau khi nghiên cứu: thành phần cơ giới, dung trọng, tỷ trọng, đồn lạp bền trong nước pH KCl, chất tổng số (%): OC, N, P2O5, K2O, P2O5 và K2O dễ tiêu (mg/100g đất, CEC, Ca2+, Mg2+ (lđl/100g đất)

Theo dõi trong từng vụ thí nghiệm các chỉ tiêu như: năng suất thực thu từng ơ thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngơ

e Cách lấy mẫu để phân tích và thu hoạch thí nghiệm

- Lấy mẫu đất: lấy mẫu ở tầng 0-20 cm, trong 1 ơ lấy mẫu ở 5 điểm theo quy tắc đường chéo, mẫu được trộn đều và lấy mẫu trung bình 0,5 kg

- Lấy mẫu cây: mẫu lúa lấy ở thời kỳ làm địng và thu hoạch; mẫu ngơ lấy ở giai đoạn 9-10 lá và thu hoạch Lấy 5 khĩm lúa (hoặc 3 cây ngơ) liên tục gần nhau

- Thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 1

f Lượng phân bĩn và cách bĩn cho thí nghiệm: như mục f thí nghiệm 1

g Sơ đồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 2

Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp đến khả năng giảm thiểu lượng phân khống (thí nghiệm được thực hiện liên tục từ năm 2003 –

2005 trên đất phù sa sơng Hồng và bạc màu Bắc Giang)

a Mục đích: Thí nghiệm so sánh giải pháp bĩn phân khống NPK ở một số mức

bĩn khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi bằng chỉ tiêu đánh giá là năng suất lúa, ngơ từ đĩ xác định giải pháp áp dụng sử dụng phân bĩn NPK hợp lý trong sản xuất nơng nghiệp

5 90% NPK so với CT1 + PC + PP vùi tươi

6 80% NPK so với CT1 + PC + PP vùi tươi

7 70% NPK so với CT1+ PC + PP vùi tươi

Ghi chú:

- PP: Phụ phẩm nơng nghiệp (rơm rạ, thân lá ngơ) Lượng phân bĩn NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ

ở được nêu ở mục f thí nghiệm 1

c Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) được bố trí với 4 lần nhắc (28 ơ TN)

Diện tích của mỗi ơ TN là 30 m2 Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên hồn chỉnh (RCBD)

d Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

- Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm

e Cách thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 2

f Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1

g Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 3

Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (thí nghiệm ñược thực hiện

liên tục từ năm 2006 -2008 trên ñất phù sa sông Hồng và từ năm 2008 – 2010 trên ñất bạc màu Bắc Giang)

a Mục ñích: Thí nghiệm so sánh giải pháp sử dụng phân khoáng NPK ở một số

mức bón khác nhau khi kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi có chế phẩm vi sinh trên nền có bón phân chuồng hay không có bón phân chuồng bằng chỉ tiêu năng suất lúa, ngô từ ñó xác ñịnh giải pháp áp dụng sử dụng phân bón hợp lý khi kết hợp với sử dụng phụ phẩm có trong sản xuất nông nghiệp

b Công thức thí nghiệm

1 NPK

2 NPK + PP vùi tươi + CPVS

3 (NPK – 50% NPK có trong PP) + PP vùi tươi+ CPVS

4 (NPK – 100% NPK có trong PP) + PP vùi tươi+ CPVS

Ghi chú:

- PP: Phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô) Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ

ở ñược nêu ở mục f thí nghiệm 1

- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam

Số 3.2008, trang 58-62)

- Các công thức ñược bố trí trên nền có phân chuồng và không có phân chuồng

c Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) ñược bố trí 4 lần nhắc (16 ô TN) Diện

tích của mỗi ô TN là 60 m2 Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) Do thí nghiệm trên 2 nền có bón phân chuồng và không bón phân chuồng nên mỗi ô 60 m2 lại ñược chia thành 2 ô, mỗi ô 30 m2

d Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối

lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô

e Cách lấy mẫu ñể phân tích và thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 2

f Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1

g Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 4

2.3.2.2 Thí nghiệm ô lớn

Thí nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (thí nghiệm ô lớn ñược thực hiện liên tục từ năm 2003 – 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và bạc màu Bắc Giang)

a Mục ñích: Thí nghiệm tính ứng dụng thực tế về giải pháp sử dụng phân bón

NPK ở một số mức bón khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô

Ghi chú:

Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục e

PP: Phụ phẩm nông nghiệp ( rơm rạ, thân lá ngô ) ñược cày vùi sau thu hoạch

c Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí không có lần nhắc lại, diện

tích 1 ô = 300 -500 m2

d Chỉ tiêu theo dõi: Thu hoạch 4 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu hoạch 4 m2 Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô; hiệu quả kinh tế

e Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1

f Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm ô lớn

2.3.2.3 Khảo nghiệm trên diện rộng

Xây dựng mô hình khảo nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm

và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (khảo nghiệm trên diện rộng thực hiện liên tục

từ năm 2006 – 2008 trên ñất phù sa sông Hồng)

a Mục ñích: Mô hình khảo nghiệm tính ứng dụng thực tế về giải pháp sử dụng

phân bón NPK ở một số mức bón khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi có chế phẩm vi sinh bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô

b Công thức thí nghiệm

1 Canh tác của nông dân

2 NPK + PC

3 NPK + PC + PP + CPVS

4 (NPK – 50% NPK có trong phụ phẩm ) + PP vùi tươi+ CPVS

5 (NPK – 100% NPK có trong phụ phẩm ) + PP vùi tươi+ CPVS

Ghi chú:

- Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục e NPK trong phụ phẩm vụ

xuân, vụ mùa, ngô ñông ñược tính từ kết quả nghiên cứu phân hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm

- PP: Phụ phẩm nông nghiệp ( rơm rạ, thân lá ngô ) ñược cày vùi sau thu hoạch PP ñược vùi tươi xuống ruộng trong quá trình làm ñất ðối với rơm rạ thì vùi thẳng xuống ruộng, thân lá ngô chặt ngắn 5 cm rồi mới ñưa xuống ruộng vùi

- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam

Số 3.2008, trang 58-62, phụ lục 1)

b Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm ñược bố trí không có lần nhắc lại

Diện tích của thí nghiệm 1 ha

c Chỉ tiêu theo dõi

Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô, hiệu quả kinh tế

d Phương pháp thu hoạch: thu hoạch 4 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu

hoạch 20 m2, cân khối lượng hạt tươi sau ñó lấy mẫu 1 kg ñể tính khối lượng chất khô trung bình từ ñó tính ñược năng suất của từng ô

e Lượng phân bón và cách bón: bón theo nông dân theo ñiều tra còn bón từ công thức 2 ñến công thức 5 như thí nghiệm 1

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

Thân lá lúa, ngô sau mỗi vụ thu hoạch (vào thời thời gian cuốc vùi phụ phẩm xuống ruộng) ñược cho vào túi lưới có chiều dài 30 và chiều rộng 30 cm Rơm rạ hay thân

lá ngô ñược cắt nhỏ thành ñoạn dài 1-2 cm Mỗi túi ñựng 100 g phụ phẩm nông nghịêp và ñược trải mỏng ra trong túi trước khi vùi xuống ruộng Mỗi công thức theo dõi ñược ñóng làm

16 túi (mỗi công thức có 4 lần nhắc, mỗi lần nhắc theo dõi ở 4 thời ñiểm lúc ñoạn ban ñầu, sau vùi 30 ngày, 60 ngày và lúc thu hoạch) Túi lưới ñược vùi sâu 15 cm, ở giữa ô thí nghiệm

Theo dõi hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, Si trong phụ phẩm trước khi vùi Theo dõi khối lượng, hàm lượng N, P, K và diến biến C/N sau vùi 30 ngày, sau vùi 60 ngày và khi thu hoạch ñối với phụ phẩm trong túi lưới vùi

2.3.4 Phương pháp vùi, tủ phụ phẩm và làm ñất trên ñồng ruộng

Phụ phẩm trên ñồng ruộng là rơm rạ và thân lá ngô Trong ñiều kiện thâm canh liên tục 3 vụ trong năm, do vậy sau vụ thu hoạch phụ phẩm ñược vùi xuống theo quá trình làm ñất (chỉ sau 1 tuần là gieo trồng vụ tiếp theo) ðối với phụ phẩm là rơm rạ thì sau thu hoạch rơm ñược rải ra ruộng cùng rạ và ñược vùi trong quá trình lồng ñất ðối với phụ phẩm là thân lá ngô ñược cắt bằng máy có ñộ dài 5 cm (giai ñoạn ñầu chua có máy thì ñược băm bằng tay) sau ñó ñược rải ra ruộng và ñược vùi trong quá trình làm ñất Quá trình làm ñất trải qua 2 lần lồng ñất , mỗi lần cánh nhau 1 tuần Vùi phụ phẩm, sử dụng chế phẩm vi sinh ngay ở lần ñầu thực hiện quá trình vùi và lượng N bằng 0,1% tổng lượng phụ phẩm tươi cần vùi từ tổng lượng N cần bón cho cây trồng

ðể quá trình lồng ñất vùi phụ phẩm ñược dễ dàng yêu cầu nước trong ruộng phải ñủ

ñộ sâu 10-20 cm, thường sau khi gặt xong là cho nước vào ñể ngâm ruộng 2-3 ngày rồi tiến hành lồng ñất

Tủ phụ phẩm chỉ thực hiện trong vụ ngô ñông Ở những công thức có tủ phụ phẩm thì rơm rạ ñược cắt tận gốc và ñưa ra ngoài Sau khi làm ñất và ñặt bầu ngô hay gieo hạt xong (ñất phù sa sông Hồng thường ñặt bầu còn ñất bạc màu Bắc Giang gieo hạt) rơm, rạ ñược tủ lên luống ngay sau ñó

2.3.5 Phương pháp phân tích

2.3.5.1 Phân tích ñất

Phương pháp phân tích ñất theo sổ tay phân tích của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Sổ tay phân tích ñất, nước, phân bón, cây trồng, 1998)[41] Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích mẫu ñất sau:

- Xác ñịnh pHH2O: ðo bằng pH meter, tỷ lệ ñất/nước là 1/5

- Xác ñịnh pH KCl: ðo bằng pH meter, tỷ lệ ñất/dịch là 1/2,5

- Xác ñịnh chất hữu cơ tổng số: Theo phương pháp Walkley-Black.

- Xác ñịnh hàm lượng nitơ tổng số: Theo phương pháp Kjeldahl, công phá mẫu

bằng H2SO4 có hỗn hợp K2SO4, CuSO4, Se xúc tác

- Xác ñịnh P 2 O 5 tổng số: Theo phương pháp so màu trên máy phổ quang kế

(spectrophotometer), công phá mẫu bằng H2SO4 + HClO4, xác ñịnh lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”

- Xác ñịnh P 2 O 5 dễ tiêu: Theo phương pháp Olsen, hòa tan các hợp chất phốt

pho trong ñất bằng dung môi NaHCO3 0,5 M (pH=8,5) với tỷ lệ ñất : dung môi = 1 :

20, xác ñịnh lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”

- Xác ñịnh K 2 O tổng số: Công phá mẫu bằng H2SO4+HClO4, xác ñịnh K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa

- Xác ñịnh K 2 O dễ tiêu: Chiết K bằng axetatamon 1M (pH =7), xác ñịnh K

trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa

- Xác ñịnh dung tích hấp thu (CEC): Theo phương pháp amon axetat pH=7

- Xác ñịnh Ca 2+ , Mg 2+ trao ñổi: Chiết Ca, Mg bằng axetatamon 1 M (pH =7), xác

ñịnh Ca2+, Mg2+trong dung dịch trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

- Xác ñịnh thành phần cơ giới: Theo phương pháp ống hút Robinson

- Xác ñịnh dung trọng ñất: Theo phương pháp dùng ống trụ bằng kim loại ñóng

thẳng xuống ñất và lấy mẫu ñất còn nguyên dạng không bị phá hủy

- Xác ñịnh tỷ trọng ñất: Theo phương pháp picnomet

d – D

- Xác ñịnh ñộ xốp: Tính toán theo công thức: P(%)= - x 100

d

* Trong đĩ: P là độ xốp tính bằng %, D là dung trọng đất, d là tỷ trọng đất

- Xác định đồn lạp bền trong nước: Theo phương pháp Savinop

- Xác định độ ẩm đất: Xác định theo cơng thức sau:

P1 – P2

A= - x 100

P2

Trong đĩ: A là độ ẩm đất tính bằng %; P1 là khối lượng đất mẫu trước khi sấy;

P2 là khối lượng đất mẫu sau khi sấy ở nhiệt độ 1050C

- Xác định NO3, NH4+: Theo phương pháp Kjeldahl Nitrat, amon được chiết bởi dung dịch KCl 1M, xác định NH4+ - N bởi MgO, sau đĩ khử NO3 – N bằng hỗn hợp Devarda Cân 20g đất tươi + 50ml KCl 1N (2%) lắc trong 1 giờ lọc qua giấy lọc

+ Xác định NH4: Lấy dung dịch cất (khoảng 10-25ml) + 0,5g MgO (dung dịch cĩ màu hồng) Bình hứng 10ml HBO3 2% (cất từ màu hồng chuyển sang màu xanh là được) Dùng H2SO4 0,02N chuẩn độ từ xanh sang màu đỏ tía nhạt

Xác định NO3 - N: Mẫu đã xác định NH4 – N Khử Nitrat bằng hỗn hợp Devarda sau đĩ tiếp tục cất theo Kjendhal

- Phân tích Ca, Mg trong cây (TCN 455 – 2001)

Cơng phá bằng axit HClO4 (70%)+ HNO3 (65%) (Tỷ lệ 1:1): Ngâm và cơng phá mẫu đến dịch trong là được ðề nguội, lên thể tích 100ml bằng nước cất Dung dịch mẫu sau được lên thể tích đem đốt trên máy Quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) bằng ngọn lửa khí Axetylen/khơng khí ở bước sĩng 422,7 nm cĩ thêm La (Ca) cịn Mg

đo tại bước sĩng 285,2nm

- Si % theo phương pháp khối lượng

Cân 2 gam mẫu đã nghiền qua rây 1mm vào chén sứ (đã cân trọng lượng) Thấm ướt mẫu bằng axit HNO3 đậm đặc (H2O2 30%) hoặc trộn vào 1-2 gam NH4NO3 Cho vào lị nung, tăng dần nhiệt độ lên tới 450-5000C trong 2-4 giờ, để nguội, lấy chén

ra thấm ướt mẫu bằng nước cất…

2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu được xử lý theo phương pháp phân tích phương sai bằng phần mềm

IRRISTAT 4.0