Nghiên cứu tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong đất xám bạc màu huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang

Nghiên cứu tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong đất xám bạc màu huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang

PHẦN I

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Chất hữu cơ có một vai trò rất quan trọng đối với đất đai và cây trồng,

đó là chỉ tiêu biểu thị đất khác với đá và mẫu chất hình thành đất, biểu thị độphì nhiêu đất, sự màu mỡ của đất và có nhiều tính chất lý hóa tốt cho sự sinhtrưởng và phát triển của cây trồng Đất giàu hữu cơ và giàu mùn thì có khảnăng trao đổi, hấp thu cao, làm cho đất tăng khả năng giữ nước và các chấtdinh dưỡng, có tính đệm cao, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxi hóa – khửxảy ra bình thường, không gây thiệt hại cho cây trồng

Sự mất hữu cơ trong đất kéo theo hàng loạt các hệ quả nghiêm trọngnhư thoái hóa vật lý, chế độ nước, lượng và chất của dung tích hấp thu, mức

độ dễ tiêu của các nguyên tố dinh dưỡng Đó là những nguyên nhân hàng đầulàm giảm độ phì nhiêu và mất sức sản xuất của đất

Đất xám bạc màu là một trong những loại đất có nhiều đặc tính xấukhông thuận lợi cho canh tác, ở Việt Nam đất xám bạc màu có diện tích1.791.021ha, phân bố chủ yếu ở Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, trung du Bắc

Bộ, nhóm đất này phổ biến ở vùng đồi núi, ngoài ra còn gặp ở vùng giáp ranhgiữa đồi núi với đồng bằng và vùng phù sa cũ

Huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang là một huyện thuộc vùng bán sơnđịa, có diện tích tự nhiên 246,06 km2 Huyện nằm ở phía tây tỉnh Bắc Giang,phía bắc giáp huyện Hữu Lũng - Lạng Sơn, phía tây là huyện Tân Yên, YênThế, phía nam là thành phố Bắc Giang và huyện Yên Dũng, phía đông giáp

xã Bảo Sơn, Thanh Lâm, Phương Sơn của huyện Lục Nam Đây là một vùng

có đất đai đa dạng, trong đó đất xám bạc màu chiếm diện tích chủ yếu vàphân bố ở tất cả các xã trong huyện Theo kết quả nghiên cứu của viện Quy

huyện chiếm hơn 60% diện tích đất nông nghiệp và phân bố rải rác ở hầu hếtcác xã trong huyện

Đất xám bạc màu có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo sét, nghèo chất hữu

cơ, dự trữ dinh dưỡng kém, khả năng trao đổi cation thấp, giữ nước kém, rửatrôi mạnh, đất xám bạc màu có tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ rất nhanh nênkhả năng cải tạo đất bằng vật liệu hữu bị hạn chế Đất xám thường gặp ở cácđịa hình có độ dốc vùa phải, thích ứng cao với nhiều loại cây trồng, dễ canhtác, dễ cơ giới hóa vì đất nhẹ, có tầng đế cày cứng, chế độ nước và không khítốt, dễ thoát nước Các nguyên tố dinh dưỡng trong đất xám hầu hết từ thấpđến rất thấp vì hàm lượng chất hữu cơ nhìn chung thấp, hơn nữa thành phần

cơ giới nhẹ, bị rửa trôi mạnh cũng là nguyên nhân làm cho dinh dưỡng càngthấp hơn sau quá trình canh tác Để đưa ra hướng cải tạo đất bạc màu tốt nhấtvới các vật liệu hữu cơ sẵn có trên địa bàn huyện chúng tôi tiến hành thực

hiện đề tài:“Nghiên cứu tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong đất xám bạc

màu huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang”

1.2 Mục đích và yêu cầu

1.2.1 Mục đích

Xác định tốc độ phân hủy của một số loại tàn dư thực vật trong đất xámdưới tác động của một số yếu tố canh tác từ đó đề xuất các biện pháp nângcao hàm lượng và chất lượng chất hữu cơ và mùn trong đất

1.2.2 Yêu cầu

- Xác định tốc độ phân hủy của các loại tàn dư thực vật

- Xác định được tỷ lệ phân hủy của các loại tàn dư thực vật

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Các nghiên cứu về tính chất cơ bản của đất xám bạc màu ở Việt Nam 2.1.1 Tính chất lý học

- Theo Trần Văn Chính (2006) và Hội Khoa Học Đất (2000) Đất xámbạc màu có thành phần cơ giới nhẹ, Kết cấu kém hoặc không có kết cấu, dễ

bị chặt bí, rất nghèo các chất dinh dưỡng và thường bị khô hạn [3]

Kết quả nghiên cứu một số phẫu diện đất xám bạc màu đặc trưng phân

bố ở các vùng khác nhau ở Việt Nam Đỗ Nguyên Hải và Kazuhico Egashira,

đã xác định thành phần cấp hạt, phân bố của chúng trong các phẫu diện chothấy Trong tầng mặt hàm lượng sét đều thấp (2,2-8,6%) trừ trường hợp hìnhthành trên phù sa cổ thì hàm lượng sét đạt 10,1% do được kế thừa lượng sétcao hơn từ nền phù sa bồi đắp ban đầu [4]

Trong đất xám bạc màu trên phù sa cổ có tỉ lệ cấp hạt cát trung bình vàmịn từ 40-50%, cấp hạt sét 21-27% và có sự gia tăng hàm lượng sét theochiều sâu phẫu diện Đất xám bạc màu trên granit có tỉ lệ cấp hạt thô ở tầngmặt cao (83-86%) [8], [12] Tuy nhiên theo chiều sâu phẫu diện, tỉ lệ cấp hạtthô giảm dần Độ bền đoàn lạp của đất xám bạc màu rất thấp và có sự khácbiệt giữa các loại hình canh tác [9].Về thành phần khoáng sét, Kaolinit làkhoáng sét chiếm vai trò chủ đạo trong nhóm đất xám bạc màu Trong đấtxám bạc màu glây còn có Vermiculit và Ilit, nhưng số lượng không đáng kể.Với Kaolinit là chủ yếu, khả năng hấp thụ trao đổi cation của đất xám bạcmàu rất kém [13]

- Đất xám bạc màu có cấu trúc kém, dễ bị dí chặt nên dung trọng củađất tầng mặt khá lớn và biến động rộng, từ 1,44 g/cm3 ở đất rừng đến 1,53g/cm3 ở đất trồng cao su [9] Theo Trần Văn Chính đất có dung trọng 1,30-

1,50 g/cm3, tỷ trọng 2,56-2,70 g/cm3, độ xốp 43-45%, sức chứa ẩm đồngruộng 27,0-31,0%, độ ẩm cây héo 5-7% [3]

- Khả năng giữ nước trong đất xám bạc màu bị ảnh hưởng bởi thảmthực vật, ở những nơi còn có rừng hoặc trồng những cây có khả năng che phủtốt thì khả năng giữ ẩm cao hơn so với những vùng trồng cây công nghiệpngắn ngày Nước hữu hiệu 22-24%, độ thấm nước đất mặt 68mm/giờ, lớp đấtsâu 25mm/giờ [3] Cùng với khả năng trao đổi cation hàm lượng mùn và sét ởtầng mặt thấp làm cho khả năng giữ nước, giữ phân kém nên đất xám bạc màuthường bị suy kiệt dinh dưỡng trong quá trình canh tác Mùn làm có tác dụnglàm tăng khả năng giữ nước, đồng thời tăng tính thấm nước của đất, hạn chếnước chảy trên bề mặt, làm giảm quá trình rửa trôi xói mòn đất [1]

- Chế độ nhiệt trong đất xám bạc màu: Trong đất xám bạc màu mùn lànhân tố điều hòa nhiệt độ, tránh được sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ của đấtảnh hưởng cho cây [1]

2.1.2 Tính chất hóa học

Một số tính chất hóa học của đất xám bạc màu được thể hiện trongbảng 2.1

- Đất xám bạc màu có phản ứng chua vừa đến rất chua (pHKCl phổ biến

từ 3,0-4,0), nghèo cation kiềm trao đổi (Ca2+, Mg2+ < 2 meq/100g đất), độ nobazơ và dung tích hấp thu thấp, đất xám bạc màu Đông Nam Bộ có pH thấp(pHH20 từ 4,5-5,0; pHKCl =4,0) [6]

- Tổng số cation trao đổi trong khoảng 3,8-8,9 lđl/100g đất, ở mức rấtthấp CEC trong thành phần sét tuy có cao hơn, song cũng chỉ dưới 16lđl/100g đất sét [6]

- Hàm lượng mùn đất mặt từ nghèo đến rất nghèo (0,50-1,50%), mứcphân giải chất hữu cơ mạnh (C/N < 10)

- Các chất dinh dưỡng các hàm lượng N, P, K tổng số và dễ tiêu đều rấtnghèo (N: 0,03-0,09%; P2O5: 0,03-0,05%; K2O: 0,01-0,21%) Đất xám bạc

màu phát triển trên granit rất nghèo dinh dưỡng, trong khi đất xám bạc màu ởcác địa hình thấp, ít bị rửa trôi và có quá trình tích lũy mùn thì hàm lượngmùn và đạm tầng mặt cao hơn Các chất dinh dưỡng tổng số và dễ tiêu đềugiảm theo chiều sâu phẫu diện [6]

Bảng 2.1: Tính chất hóa học của một số loại đất xám bạc màu

Nguồn: Nguyễn Xuân Trường

2.2 Chất hữu cơ trong đất xám bạc màu

2.2.1 Chất hữu cơ trong đất trong đất xám bạc màu

Chất hữu cơ là một bộ phận cấu thành đất, là nguyên liệu để tạo nên độphì nhiêu của đất, là phần quý giá nhất của đất, là kho dự trữ dinh dưỡng chocây trồng Số lượng, thành phần và tính chất của chất hữu cơ có ảnh hưởng

lớn đến quá trình hình thành đất và các tính chất lý, hóa, sinh học xảy ra trongđất.[1] Theo Michael Pidwirny trường đại học Okanagan, đất bao gồm 4thành phần cơ bản: Khoáng vật, nước, không khí, chất hữu cơ Trong đó,khoáng vật chiếm khoảng 45%, nước chiếm khoảng 25%, không khí 25%, vàchất hữu cơ 5% Chất hữu cơ của đất bao gồm: Mùn (80%), rễ cây (10%),sinh vật sống (10%) [18]

Những nghiên cứu về mùn đất trong thế kỉ XIX đã bắt đầu có hệ thống

cả về tính chất, cấu tạo cũng như vai trò của chúng đối với dinh dưỡng câytrồng và độ phì nhiêu đất Shoreya và các đồng nghiệp (1908-1911) đã nghiêncứu các hợp chất mùn như chất béo, axít hữu cơ, hydrat cacbon, hợp chất hữu

cơ chứa N, P…[18], Ode (1922) đã hệ thống hóa hợp chất mùn thành 4 nhóm

2.2.2 Nguần gốc chất hữu cơ trong đất xám bạc màu

Chất hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ tàn tích sinh vật, bao gồm xácthực vật, động vật và vi sinh vật đất (trong đó xác thực vật chiếm tới 4/5 tổng

số chất hữu cơ của đất) và từ các sản phẩm phân giải và tổng hợp được của visinh vật [3]

Đối với đất trồng trọt thì chất hữu cơ trong đất còn do con người bổsung vào đất các nguồn hữu cơ khác như phân chuồng, phân bắc, phân xanh,phân rác, bùn ao, [1], [3]

2.2.2 Vai trò của chất hữu cơ và mùn trong đất

Chất hữu cơ và mùn có vai trò rất quan trọng trong quá tình tạo thànhđất, hình thành phẫu diện đất, khả năng hấp phụ của đất và tạo ra cấu trúc đất

[3] U.Springer (1953) đã chứng minh vai trò quan trọng của hợp chất hữu cơ– khoáng đối với sự hình thành đất.

Chất hữu cơ của đất là một trong bốn hợp phần cơ bản của đất: Phầnkhoáng, phần chất hữu cơ, phần không khí đất và dung dịch đất Chất hữu cơkhông có sẵn trong khoáng vật và đá mẹ mà nó được hình thành với quá trìnhhình thành đất Nguần cung cấp chất hữu cơ cho đất và trên bề mặt là xácđộng, thực vật, chúng tạo ra hơn 80% tổng lượng chất hữu cơ trong đất

Các đất có thành phần cơ giới nhẹ: Đất cát thì khả năng trao đổi cation

có thể từ 66-96% do mùn Do tính chất hấp phụ và trao đổi cation lớn củamùn mà tính đệm của đất lớn

Mechlic (1960) đã nghiên cứu 20 loại đất khác nhau của vùng nhiệtđới, ở các đất nghèo cát, nghèo sét thì CEC phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượngmùn như đất đen chiếm tới 60% Các loại đất phù sa như đất trồng lúa có hàmlượng sét cao (>35%) khoáng sét chủ yếu là montmorilonite hoặc Illit thìCEC được quyết định bằng khoáng sét chiếm tới 85% giá trị [18]

Pagel (1962) đã nghiên cứu 60 mẫu đất Việt Nam cho thấy phần lớnđất có sản phẩm feralit như đất phù sa chua có sản phẩm feralit, nhóm đất đồinúi có quá trình feralit và keo sét chủ yếu là kaolinit thì dung tích hấp thuthấp và phụ thuộc chủ yếu vào chất hữu cơ Chất mùn có vai trò quan trọngtrong sự hình thành cấu trúc và duy trì độ bền cấu trúc đất Chất mùn kết gắnphân tử cơ học lại với nhau tạo thành các đoàn lạp có độ bền với xói mòn vàcác ngoại lực khác tác động vào đất

Hàm lượng chất hữu cơ và độ bền cấu trúc đất có liên quan chặt chẽvới nhau Hàng năm bổ sung xác hữu cơ thực vật đã duy trì có hiệu quả độbền cấu trúc, ở đất không cacbonnat chứa hàm lượng mùn thấp hơn 3,4% thìcấu trúc đất bị suy giảm nhiều hơn so với đất chứa 4,3% mùn có cấu trức bền

Đất chua nhiều Al trao đổi độc hại đối với cây trồng, chất mùn làm

Qua quá trình phản đạm hóa, rửa trôi và bốc hơi, cây trồng chỉ sử dụngđược 30-40% đạm dẽ tiêu Một trong những biện pháp sử dụng được N là sửdụng phụ phẩm hữu cơ vùi vào trong đất Vùi rơm rạ vào đất đã thúc đẩy vikhuẩn và tảo cố định đạm và do vậy đã làm giàu đạm hữu cơ cho đất, từ đótăng năng suất cây trồng [14].

Trong đất lúa ngay cả khi bón phân thì 50-80% N là từ chất hữu cơ đất(Broadbent, 1974) Tàn dư cây trồng có ý nghĩa lớn trong việc trả lại dinhdưỡng cho đất, chẳng hạn rơm rạ chứa khoảng 0,6% N, 0.1% P, 1.5% K, 5%

Si, 1% S và 40%C Khối lượng rơm rạ khoảng 3 đến 10 tấn/ha là một nguầndinh dưỡng đáng kể

2.3 Những nghiên cứu về sử dụng vật liệu hữu cơ trong đất xám bạc màu

ở Việt Nam

2.3.1 Sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp

Trong điều kiện nhiệt đới ẩm của nước ta tốc độ khoáng hoá hữu cơtrong đất xám bạc màu rất cao, nếu không có biện pháp bổ sung phân hữu cơcho đất thì độ phì nhiêu của đất sẽ giảm sút rất nhanh Theo Nguyễn Vy

(1998) các chất hữu cơ bón vào đất Việt Nam phân giải nhanh, bình quân 9 tháng đến 1 năm gần như đã phân giãi hết Theo Nguyễn Văn Sức (1995), khi

đưa vật liệu hữu cơ vào đất thì hoạt động sinh khối đều tăng so với đối chứng,điều đó chứng tỏ chất hữu cơ rất cần thiết cho hoạt động vi sinh vật (VSV),

đó là nguyên nhân chủ yếu để VSV góp phần làm tăng độ phì nhiêu của đấtthông qua việc khoáng hoá và mùn hoá chất hữu cơ trong đất [35]

Khi vùi các tàn dư thực vật vào đất, kết hợp với phân vô cơ thường làm

sự phân hủy chất hữu cơ nhanh hơn nhờ hoạt động của vi sinh vật được tạothuận lợi [24] Theo bà Đoàn Thị Chải cho rằng một trong những biện phápđơn giản nhất để bón phân cho đất là “ăn miếng, trả miếng” thông qua biệnpháp xử lý phân hữu cơ trong nông nghiệp Nghĩa là, sau khi thu hoạch cây

trồng nào thì dành phần thân, lá, thậm chí cả bộ rễ của cây đưa vào ủ thànhphân hữu cơ để bón trả ruộng, thay vì đốt rơm vừa làm ô nhiễm môi trườngvừa lãng phí tài nguyên rơm rạ bà con nên sớm dập rơm rạ ngập chìm dướinước để rơm rạ nhanh chóng phân hủy, thành nguồn phân hữu cơ tại chỗ phục

vụ cho sản xuất Khi rơm đốt cháy thành tro có nhiều kali nhưng một số chất

bị đốt cháy hết, nhất là mùn không còn nữa dẫn đến khi bón tro bếp không đạtđược yêu cầu về sự tơi xốp cho đất

Kết quả một số công trình nghiên cứu cho thấy khi bón 1 tấn phân hữu

cơ làm bội thu ở đất phù sa sông Hồng 80 – 120 kg thóc, ở đất bạc màu 40 –

60 kg thóc, ở đất phù sa đồng bằng sông Cửu Long 90 – 120 kg thóc Một sốthí nghiệm cho thấy bón 6 – 9 tấn phân xanh/ha hoặc vùi 9 – 10 tấn thân lácây họ đậu trên 1 ha có thể thay thế được 60 – 90 N kg/ha Vùi thân lá lạc,rơm rạ, thân lá ngô của cây vụ trước cho cây vụ sau làm tăng 0,3 tấn lạc xuân,0,6 tấn thóc, 0,4 tấn ngô hạt/ha Theo Viện Nông hóa – Thổ nhưỡng Kết quảvùi rơm rạ (Miền Bắc gọi là cày vặn rạ) hay vùi các loại cây phân xanh đãđược các nhà Nông hóa nghiên cứu trên nhiều loại đất ở Miền Bắc từ trướcngày giải phóng Miền nam Kết quả nghiên cứu đã khuyến cáo rằng, vùi rơm

rạ tươi hay phân xanh trên đất màu thì không gây độc cho cây Nhưng trênđất ngập nước liên tục mà thời gian vùi ngắn thì rất dễ gây ngộ độc chocây[24], [33]

Theo Vũ Tiến Khang và công sự (2005) và Nguyễn Thành Hối (2008)cũng một lần nữa chứng minh rằng nếu vùi rơm rạ tươi trong đất ngập nướcliên tục, do điều kiện yếm khí nên tiến trình phân giải diễn ra rất chậm Vùiđến 90 ngày mà vẫn còn 37% số rơm rạ chưa được phân giải Trong thực tế

tỷ lệ 63% số rơm rạ được gọi là đã phân giải cũng chỉ ở trong giai đoạn bánphân giải (thí nghiệm trong chậu) và khoảng 17-20% (thí nghiệm ngoàiđồng) Trong lúc đó nếu vùi rơm rạ tươi trong vụ Hè thu tốc độ phân hủy

nhanh hơn trong vụ đông, ở ruộng ngập nước, làm lúa Hè Thu, tốc độ phânhủy diễn ra khá nhanh

Các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong

cơ cấu cây trồng có lúa nhằm nâng cao độ phì nhiêu đất, giảm sử dụng phânkhoáng khi mà giá phân bón ngày càng tăng Các nghiên cứu được tiến hànhtrên các loại đất: bạc màu, cát biển, đất phù sa [PS sông Hồng, sông Dinh(Khánh Hoà), sông Cửu Long (trên nền phèn-tại Cần Thơ)] đối với 2 cơ cấutrong hệ thống cây trồng có lúa: (1) Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô đông (BắcGiang, Hà Tây, Nghệ An) và (2) Lúa đông xuân-Lúa xuân hè-Lúa hè thu(Khánh Hoà, Cần Thơ) Vùi phụ phẩm nông nghiệp đã cải thiện độ phìnhiêu đất (hàm lượng chất hữu cơ, đạm, lân và kali dễ tiêu, dung tích hấpthu, thành phần cơ giới, độ xốp, độ ẩm, vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phângiải xenlulô, vi sinh vật phân giải lân và vi sinh vật cố định đạm), đã tăngnăng suất 6-12% so với không vùi [36] Vùi phụ phẩm nông nghiệp có thểthay thế lượng phân chuồng cần bón cho cây trồng trong cơ cấu có lúa; giảmđược 20% lượng phân đạm, lân và 30% lượng phân kali mà năng suất vẫnkhông giảm so với không vùi phụ phẩm, nếu vùi rơm rạ cho lúa thì cũngcần bón thêm 20 kg vôi + 1 kg urê /1 tấn rơm rạ tươi khi gặt Vùi kỹ sau 20-

25 ngày có thể cấy Vùi rơm rạ cho ngô đông cần thêm chế phẩm vi sinh vật+20 kg vôi + 1 kg urê / 1 tấn rơm rạ tươi khi gặt [35], [36]

2.3.2 Sử dụng các loại cây phân xanh cải tạo đất xám bạc màu

Trong hệ thống canh tác bảo vệ đất truyền thống, ngoài việc sử dụngcác biện pháp công trình như mương, bờ, ruộng bậc thang thì các biện phápsinh học luân được áp dụng Phổ biến nhất là cây bờ lô, hàng rào xanh, tậndụng rơm rạ, lá xanh cỏ rác để phủ đất làm tốt ruộng, việc trồng cây họ đậutrồng xen canh gối vụ với cây lương thực rất phổ biến ở nhiều vùng, như

trồng ngô, sắn, lúa nương xen các loại cây đậu đỗ, vừa thu hạt vừa dùng tàn

dư thân lá làm vật liệu phủ đất giữ ẩm và bón phân [36]

Trong những năm 1926-1927 Nguyễn Công Tiễu đã có những nghiêncứu khám phá tác dụng của cây bèo dâu ở đồng bằng và báo cáo tại hội nghịchâu Á Yorjakarta (1927), cũng trong thời gian này, nhà nông học phápChauvin đã thu thập và thử nghiệm tại Pleicu một tập đoàn phân xanh gồm 62giống bản địa và nhập nội từ Jakarta Kết quả đã chọn được 12 giống phânxanh thích hợp để làm cây tiên phong cải tạo đất, đó là: Đậu triều, đậu lông,đậu bướm, lục lạc mũi mác, muồng lá tròn, muồng lá dài, hàn the, tràm, trinh

nữ, cốt khí và một số giống có triển vọng khác như tràm bò, đậu nho nhe [7]

Cây phân xanh dễ trồng, phát triển nhanh và mạnh Ngoài việc được sửdụng làm phân bón cho cây trồng, các loài cây phân xanh còn được dùng đểlàm cây phủ đất, cây che bóng, cây giữ đất chống xói mòn, cây cải tạo đất,nâng cao độ phì nhiêu của đất [7]

Theo Viện khoa học kĩ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, Lạcdại dại (Arachis pintoi) là một loài cây họ đậu không leo mà chỉ bò lan trênmặt đất, có sức chống chịu sâu bệnh tốt và có thể sinh trưởng, phát triển trênđất nghèo dinh dưỡng; chịu che bóng tốt Lạc dại là một loài cây che phủ đất

và diệt cỏ dại tuyệt vời Nó được trồng trong các vườn cây ăn quả để cảithiện, bảo vệ độ phì của đất, còn được dùng để che phủ đất trồng ngô và lúanương [23]

Các loài cây phân xanh được trồng nhiều nơi ở nước ta là: muồng, điềnthanh, đậu nho nhe, keo dậu, cỏ stylô, trinh nữ không gai, …

Phân tích năng suất và thành phần dinh dưỡng trong một số loài cây họđậu được dùng làm phân xanh thu được kết quả ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Năng suất và dinh dưỡng một số cây phân xanh chính ở

Việt Nam Tên Việt Nam Tên khoa học Năng suất

khô (tấn/ha)

% chất khô

Muồng lá nhọn Cassia tora 15,5 2,20 0,34 0,58 Muồng chàm Cassia occidentalis 14,7 4,50 0,25 1,87

Muồng lá tròn Crotalaria striata 15,6 2,70 0,30 1,26 Muồng sợi Crotalaria juncea 15,0 2,65 0,27 1,00 Muồng dùi đục Crotalaria urasamooensis 18,8 3,65 0,66 1,54

Cỏ lào Eupatorium odoratum 10,5 2,30 0,65 3,20

Trinh nữ có gai Mimosa sp 11,4 2,47 0,82 0,96

Đậu răng ngựa Phaseolus calcaratus 7,8 5,25 0,44 0,75 Điền thanh Seobania canabina 15,8 2,88 0,54 1,40 Điền thanh hạt tròn Sesbania paludoza 13,6 2,55 0,60 0,96

Quì dại Thitonia diversifolia 35,0 3,10 0,50 4,50

Cỏ stylo Stylosanthes gracillis 16,2 3,22 0,51 0,68 Đậu hồng đào Vigna sinensis 12,8 3,05 0,56 0,72

Nguồn: Nguyễn Tử Siêm, 1997

Cây phân xanh có khả năng thích nghi lớn, nhưng không phải loài câynào ở đâu trồng cũng được Năng suất chất xanh và khả năng phát triển củacác loài cây có thể thay đổi tuỳ theo chân đất và điều kiện cụ thể ở từng nơi

Có loài thích hợp ở ruộng lúa, có loài thích hợp ở các chân đất đồi, có loàithích hợp ở các chân đất cát, có loài thích hợp ở các tỉnh Nam Bộ, có loàithích hợp ở các tỉnh miền núi phía Bắc Vì vậy, cần lựa chọn các loài thíchhợp với điều kiện của địa phương để trồng mới thu được kết quả tốt Câyphân xanh cũng thường chỉ phát huy tác dụng trong những cơ cấu nhất địnhvới các loài cây trồng, vì vậy cần lựa chọn những cơ cấu cây trồng hợp lý vớithành phần cây phân xanh phù hợp để trồng xen, trồng gối hoặc luân canh

Điều tra ở các tỉnh phía Bắc và Tây Nguyên cho thấy trong số rất nhiều cây

đã thử nghiệm, chỉ có một số cây thích hợp đang được nông dân sử dụng.Những ưu điểm quan trọng của cây phân xanh là: đa mục đích, tốc độ nhângiống nhanh, dễ thu hoạch, tỷ lệ nảy mầm cao, dễ bố trí vào cơ cấu cây trồngchính [7]

PHẦN III ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm

Khu thí nghiệm khoa Tài nguyên và Môi trường, Trâu Quỳ, Gia Lâm,

Hà Nội

3.2 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: đất xám bạc màu ở huyện Lạng Giang , tỉnh BắcGiang

- Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi không gian: đất xám bạc màu huyện Lạng Giang, tỉnh BắcGiang

Phạm vi thời gian: Tháng 04/2011 đến tháng 04/2012

Thực hiện tại trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Xác định các yếu tố tự nhiên có liên quan đến tốc độ phân hủy củamột số tàn dư thực vật trong đất xám bạc màu (tính chất đất, thời tiết) tại các

cơ quan chức năng

- Đặt các thí nghiệm về tốc độ phân hủy chất hữu cơ được vùi trong đấtxám bạc màu ở quy mô chậu vại với các vật liệu hữu cơ là dây lạc (Arachishypogaeal), cúc dại Thái Lan (Wedelia trilobata) và rơm (Oryza satival) tronghai điều kiện ruộng cạn và ruộng nước

- Phân tích định kỳ 30-60 ngày một lần lượng hữu cơ còn lại sau khivùi phụ phẩm cho đến khi tàn tích hoàn toàn bị phân hủy

- Phân tích đất trước và sau thí nghiệm với các chỉ tiêu (OC, N% tổng

số, pH, TPCG, W%)

- Phân tích hàm lượng các nguyên tố hóa học trong rơm, dây lạc, cúcdại Thái Lan với các chỉ tiêu (OC%, N%, P205%, K20%)

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Điều tra thu thập tài liệu liên

quan đến điều kiện khí hậu, thời tiết, đất đai tại các cơ quan chức năng

3.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm

- Thí nghiệm tiến hành trong chậu với 3 lần nhắc lại

- Lượng đất cho vào chậu là 10kg, chậu có kích thước 50cm, đường kính30cm

- Đối với đất ruộng nước để nước ngập 5cm

- Với đất ruộng cạn để độ ẩm đất dao động trong khoảng 14-20% Nếuđất quá khô thì phải tưới nước để đảm bảo độ ẩm cho đất

Hình 3.1: Hình ảnh thí nghiệm

Hình 3.2: Chậu thí nghiệm của đất ruộng nước (a) và đất ruộng cạn(b) 3.4.3 Tiến hành thí nghiệm

- Thí nghiệm 1 : Với đất ruộng nước

CT1 (ĐC): Bón vùi rơm rạ (5 tấn/ha)

CT2: ĐC + vôi

CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật

CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật + vôi

- Thí nghiệm 2: Với đất ruộng nước

CT1 (ĐC): Bón vùi dây lạc (5 tấn/ha)

CT2: ĐC + vôi

CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật

CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật + vôi

- Thí nghiệm 3: Với đất ruộng cạn

CT1 (ĐC): Bón vùi rơm rạ (5 tấn/ha)

CT2: ĐC + vôi

CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật

CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật + vôi

- Thí nghiệm 4: Với đất ruộng cạn

CT1 (ĐC): Bón vùi dây lạc (5 tấn/ha)

CT2: ĐC + vôi

CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật

CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật + vôi

- Thí nghiệm 5: Với đất ruộng cạn

CT1 (ĐC): Cúc dại Thái Lan (5 tấn quy khô/ha)

- Đối với thí nghiệm vùi lạc và cúc dại Thái Lan chỉ tiến hành trong vụ

hè, riêng cúc dại Thái Lan chỉ tiến hành thí nghiệm trên đất ruộng cạn vì cúcdại Thái Lan là loại cây phát triển rất mạnh trên đất ẩm

- Lượng tàn dư cho vào là 5 tấn/ha quy khô (15,5g/chậu)

- Lượng vôi cho vào là 1 tấn khô/ha (1g/chậu)

- Vi sinh vật sử dụng chế phẩm Bacillus subtilis có nồng độ 109g/CFUlượng cho vào là 1.100 lít/ha (10ml chế phẩm/chậu)

- Các tàn dư thực vật được cắt nhỏ, cho vào túi vải màn, vùi xuống lớpđất sâu khoảng 5cm

- Định kỳ 30-60 ngày lấy túi vải màn lên rửa sạch đất, đem sấy khôchất hữu cơ còn lại, cân để xác định khối lượng bị phân hủy

3.4.5 Phương pháp phân tích

Phân tích đất

- Phương pháp Phân tích OC theo phương pháp Walkey – Black

- Phân tích đạm tổng số (N%) sử dụng phương pháp Kjeldha – phá hủychất hữu cơ chứa nitơ bằng H2SO4 đậm đặc với xúc tác là K2SO4, CuSO4 vàbột Se, nitơ trong dung dịch công phá được định lượng bằng chưng cất

- Phân tích thành phần cơ giới TPCG theo phương pháp Pipet

- Xác định độ ẩm (W%) theo phương pháp sấy

- pHH2O: Đo pH trực tiếp tron g dung dịch huyền phù với tỷ lệ đất: nướccất là 1: 5 bằng máy đo pH

- pHKCl: Đo pH trực tiếp trong dung dịch huyền phù với tỷ lệ đất:KCl là1:5 bằng máy đo pH

Phân tích tàn dư thực vật

- Xác định OC% theo phương pháp Wallkley - Black

- Xác định đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl

- Lân tổng số bằng phương pháp so màu

- Kali tổng số bằng phương pháp quang kế ngọn lửa

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Điều kiện Khí hậu trong thời gian thí nghiệm

Đều kiện thời tiết, khí hậu trong thời gian làm thí nghiệm được trìnhbày ở hình 4.1 và hình 4.2

Qua theo dõi về số liệu khí tượng cho thấy điều kiện khí hậu, thời tiết ởtrường ĐH Nông nghiệp Hà Nội, Trâu Quỳ - Gia Lâm - Hà Nội cũng giốngnhư hầu hết các tỉnh miền Bắc Việt Nam Nhiệt độ lạnh nhất vào tháng 1, sau

đó tăng dần vào các tháng tiếp theo và đạt đến đỉnh điểm cao nhất là tháng6,7, từ tháng 9 trở đi nhiệt độ bắt đầu giảm dần Lượng mưa cũng có quy luậttương tự

Hình 4.2: Lượng mưa trung bình tháng năm 2011

Điều kiện khí hậu, thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm từ tháng 4đến tháng 10 nhiệt độ tương đối cao, nhiệt độ thấp dưới 200C rất ít xảy ra, bắtđầu từ tháng 4 nhiệt độ tăng và đạt đến đỉnh điểm vào tháng 6, 7, từ tháng 9nhiệt độ giảm dần Trong thời gian này lượng mưa không đồng đều nhưngcũng không quá thấp, tháng 5,6,7,9 là những tháng có lượng mưa tương đốinhiều, đặc biệt là lượng mưa trong tháng 5 (275,5mm) và tháng 7 (268mm)

Vì vậy, điều kiện thời tiết trong thời gian làm thí nghiệm tương đối ấm áp,lượng mưa tương đối nhiều, đây là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạtđộng mạnh hơn giúp cho tốc độ phân hủy tàn dư thực vật diễn ra nhanh hơn

Thời gian làm thí nghiệm từ tháng 11 đến tháng 4, nền nhiệt độ tươngđối thấp, tháng 1 có nhiệt độ thấp nhất nhiệt độ trung bình chỉ nằm trongkhoảng 15-200C, lương mưa trong các tháng này rất ít chỉ nằm trong khoảng7,5-10,5mm Như vậy, điều kiện thời tiết trong thời làm thí tương đối lạnh,lượng mưa không nhiều, với điều kiện như vậy thì sự hoạt động của vi sinh

vật yếu, đây cũng là yếu tố làm cho tốc độ phân hủy tàn dư diễn ra chậm hơn.

Đất ruộng cạn 15,5 0,96 0,06 5,5 4,8 8,68 29,04 62,28 Đất ruộng nước 20,1 1,19 0,08 5,0 4,1 13,06 27,01 59,93

Đất nghiên cứu có TPCG là thịt pha cát, tỷ lệ sét thấp đối đất cạn là8,68%, đối với đất lúa là 13,06%, pH thấp (pHKCl= 4,1 – 4,8, pHH20= 5,0-5,5).Hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất thấp ( từ 0,96-1,19%), N tổng số thấp (từ0,06-0,08%)

Như vậy, có thể đánh giá chung là đất xám bạc màu ở huyện LạngGiang có độ phì nhiêu ở mức thấp với những hạn chế cơ bản cho sản xuấtnông nghiệp: TPCG nhẹ, đất chua, hàm lượng hữu cơ, N tổng số ở mức thấp

4.3 Hàm lượng các nguyên tố N, P, K, OC trong phụ phẩm trước khi vùi

Kết quả phân tích hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng trong các loạitàn dư thực vật trước khi vùi vào đất được thể hiện qua bảng 4.2

Bảng 4.2: Thành phần hóa học của rơm, dây lạc, cúc dại Thái Lan

Loại phụ phẩm OC(%) Hàm lượng dinh dưỡng tổng số (%)

Phân tích hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng trong phụ phẩm rơm,dây lạc, cúc dại Thái Lan trước khi vùi vào đất cho thấy hàm lượng cácnguyên tố trong các loại tàn dư tương đối cao Đối với rơm hàm lượng OC%

là 44,8, N% là 1,02,P205% là 0,45, K20% là 2,56 Đối với dây lạc hàm lượngOC% là 48,4, hàm lượng N cao hơn P205 và K20, N% là 2,80, P205% là 0,82,

K20 là 1,35% Đối với tàn dư là cúc dại Thái Lan hàm lượng OC% là 47,6,hàm lượng N cao hơn P205 và K20, N% là 1,25, P205% là 0,62, K20 là 0,88.Nhu vậy, OC%, N%, P205% và K20% trong các loại tàn dư là tương đối cao

4.4 Kết quả phân tích tốc độ phân hủy tàn dư thực vật

4.4.1 Tốc độ phân hủy tàn đư thực vật trong điều kiện ruộng nước

Kết quả nghiên cứu tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong điều kiệnruộng nước được thể hiện ở bảng 4.3

Bảng 4.3: Tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong điều kiện ruộng nước

Đơn vị tính: % bị phân hủy

và dây lạc sau đó tới CT3, CT2 và thấp nhất là công thức đối chứng CT1

Trong vụ hè ở thời gian 180 ngày tốc độ phân hủy của các tàn dư thựcvật ở các công thức gần như là hoàn toàn, sau 150 ngày vùi thì tỷ tàn dư bị