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

Hiệu quả sử dụng lân đối với một số cây trồng ở Việt Nam đang thay đổi, và cũng không có nhiều nghiên cứu về nâng cao hiệu quả sử dụng lân, kể cả trên các vùng đất thâm canh cao như đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Công trình được hoàn thành tại

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS TS Hồ Quang Đức – Viện Thỏ nhưỡng Nông hóa

2 TS Bùi Huy Hiền – Tạp chí Khoa học Nông nghiệp

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp cơ sở

Họp tại Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

Vào hồi giờ….…ngày…tháng…….năm 2014

Có thể tìm hiểu luận án tại :

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lân là dinh dưỡng vô cùng quan trọng với cây trồng nhưng không phải là nguồn dinh dưỡng có thể tái tạo được, nên sử dụng lân hiệu quả có ý nghĩa vô cùng quan trọng, không những tiết kiệm nguồn tài nguyên hữu hạn mà còn giảm thiểu ảnh hưởng của sử dụng đến môi trường

Hiệu quả sử dụng lân đối với một số cây trồng ở Việt Nam đang thay đổi, và cũng không có nhiều nghiên cứu về nâng cao hiệu quả sử dụng lân, kể cả trên các vùng đất thâm canh cao như đất xám bạc màu (XBM), trong khi đất XBM chiếm một tỷ lệ lớn trong các loại đất Việt Nam và đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp

Bắc Giang là tỉnh nông nghiệp, diện tích đất sản xuất nông nghiệp khoảng 275.848 ha, trong đó có 61.294,8 ha đất XBM Vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang là vùng sản xuất nông nghiệp khá phát triển, có nhiều

cơ cấu cây trồng khác nhau và rất đặc trưng cho vùng đất XBM miền Bắc Việt Nam và cũng là vùng mà thu nhập và đời sống của người dân còn thấp, chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp

Chính vì vây, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu hiện trạng lân trong đất và biện pháp nâng cao hiệu

quả sử dụng phân lân trên đất XBM tỉnh Bắc Giang”nhằm giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất

thông qua sử dụng hợp lý phân bón là rất cần thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được hàm lượng và một số dạng lân trong đất XBM tỉnh Bắc Giang

- Xác định được ảnh hưởng của các loại hình, chế độ canh tác, cũng như quá trình thâm canh đến hàm lượng và một số dạng lân trong đất

- Đề xuất được một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trong sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang

3 Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Xây dựng được một bộ số liệu về hàm lượng và các dạng lân trên đất XBM tỉnh Bắc Giang

- Hoàn thiện cơ sở khoa học về tác động của các loại hình, chế độ canh tác, cũng như quá trình thâm canh đến sự thay đổi về hàm lượng và các dạng lân trong đất XBM, cũng như các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trong sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trong sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM, góp phần nâng cao thu nhập cho người dân và bảo vệ môi trường

4 Những đóng góp mới của luận án

Đã tiếp cận một cách khá toàn diện nghiên cứu về lân, các dạng lân trong đất XBM, từ điều tra thực địa, nghiên cứu trong phòng, thí nghiệm đồng ruộng ngắn hạn, dài hạn… từ đó xây dựng được một bộ số liệu

về hàm lượng và một số dạng lân trên đất XBM tỉnh Bắc Giang, làm rõ về tác động của một số loại hình, chế

độ canh tác, cũng như quá trình thâm canh đến sự thay đổi về hàm lượng và một số dạng lân trong đất XBM,

và đề xuất được một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trong sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang

5 Cấu trúc của luận án

2 Luận án chính có 104 trang với 33 bảng số liệu và 13 hình Luận án gồm 5 phần:

- Mở đầu (4 trang);

- Chương 1 Tổng quan tài liệu nghiên cứu (33 trang);

- Chương 2 Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu (10 trang);

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận (54 trang)

- Kết luận và kiến nghị (2 trang)

Đã tham khảo 98 tài liệu, trong đó 59 tài liệu tiếng Việt, 39 tài liệu tiếng nước ngoài

3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1 Về đất XBM

1.1.1 Khái niệm về phân loại đất XBM

Đất XBM (hay đất bạc màu) là tên do nông dân Việt Nam dùng để gọi một loại đất có thành phần cơ giới (TPCG) nhẹ, sáng màu và nghèo kiệt các chất dinh dưỡng Đất XBM có rất nhiều tên gọi khác nhau tùy thuộc hệ thống phân loại Ứng dụng hệ thống phân loại đất theo FAO-UNESCO, các nhà khoa học đất Việt Nam đã kết luận: Nhóm đất XBM Việt Nam tương ứng với nhóm đất Acrisols và được chia thành các 3 đơn

vị sau: Đất xám bạc màu điển hình - Haplic Acrisols; Đất xám có tầng loang lổ - Plinthic Acrisols; Đất xám glây - Gleyic Acrisols Năm 1976, Ban Biên tập Bản đồ Đất Việt Nam đã đưa ra được một bản chú dẫn dùng cho bản đồ đất toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000, đất XBM gồm các loại đất sau: Đất xám bạc màu trên phù sa cổ; Đất xám bạc màu glây trên phù sa cổ, và Đất xám bạc màu trên sản phẩm phong hóa của đá macma axit và

đá cát Tổng hợp Chú dẫn các bản đồ, gồm: Bản đồ đất miền Bắc Việt Nam, bản đồ đất toàn quốc, bản đồ các vùng và các tỉnh cho thấy: Ở mỗi thời kỳ, mỗi tỷ lệ bản đồ, mỗi địa phương hoặc mỗi đơn vị xây dựng bản đồ khác nhau, tên gọi của đất XBM miền Bắc là khác nhau và bao gồm 19 loại

Tuy có nhiều tên gọi khác nhau song có thể hiểu đất XBM (hay đất bạc màu) là tên thường được gọi chung cho loại đất có tầng mặt có màu bạc trắng, kết cấu rời rạc, thành phần cơ giới nhiều cát và nghèo các chất dinh dưỡng Đất XBM đúng như tên gọi của nó là loại đất “nghèo, chua, khô, chặt”, chất hữu cơ trong loại đất này đã nghèo lại có tốc độ khoáng hóa nhanh nên càng nghèo kiệt, dung tích hấp thu thấp, độ bão hòa bazơ thường nhỏ hơn 50% dẫn đến khả năng điều hòa dinh dưỡng rất hạn chế Đất lại thường xuyên bị tác động của quá trình rửa trôi xói mòn theo chiều sâu và bề mặt nên nghèo kiệt hầu hết các chất dinh dưỡng

1.1.2 Quá trình hình thành, phát triển và phân bố của đất XBM

Trên thế giới, diện tích đất bị thoái hóa, bạc màu khá lớn Tùy từng nơi mà có tên gọi khác nhau, nhưng chúng đều mang đặc điểm chung đó là đất bị thoái hóa, nghèo kiệt các chất dinh dưỡng Phần lớn diện tích của nhóm đất này phân bố ở khu vực nhiệt đới, có lượng mưa lớn và tập trung, nơi có địa hình dốc thoải

và trên nền đất đã hình thành từ lâu đời Quá trình hình thành loại đất này gắn liền với quá trình rửa trôi và thoái hóa đất

Ở Việt Nam, đất XBM được hình thành từ mẫu chất phù sa cổ và các loại đá mẹ chua như: Granit, liparit, đá cát… khi phong hóa cho loại đất có TPCG nhẹ và chua Đồng thời do nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, lượng mưa lớn, tập trung và trải qua quá trình canh tác lâu dài làm cho đất bị thoái hóa và rửa trôi mạnh, thể hiện ở sự thoái hóa nghiêm trọng về tất cả các tính chất hóa học và thành phần khoáng vật trong đất (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa - Vụ Khoa học, Công nghệ và chất lượng sản phẩm, 2001)

1.1.3 Tính chất vật lý và hóa học đất XBM

Đất XBM thuộc loại đất chua, pHKCl biến thiên 4 - 5, trung bình là 4,5 đất nghèo dinh dưỡng toàn diện, hàm lượng mùn biến thiên 0,2 - 2,6%, trung bình là 0,95%; đạm tổng số 0,08 - 0,11%, trung bình là 0,07%; lân tổng số 0,05 - 0,16 %, trung bình là 0,06; kali tổng số 0,02 - 0,4%, trung bình là 0,18%; tổng các cation trao đổi 3,75 - 5,50 lđl/100 đất, trung bình là 4,40 lđl/100 đất Độ xốp của đất thường dưới 40%; tỷ lệ sét vật lý thấp, khoảng trên dưới 13%

4

1.1.4 Các biện pháp cải tạo và sử dụng đất XBM

Các biện pháp cải tạo và sử dụng đất XBM đã được nghiên cứu và áp dụng vào thực tế là: Cày sâu dần; bón phù sa và đất đỏ; bón vôi; bón phân hữu cơ và vùi phụ phẩm nông nghiệp; bón phân cân đối; luân canh cây trồng phù hợp; và sử dụng nước tưới hợp lý

1.2 Tổng quan về lân và các dạng lân trong đất

1.2.1 Lân trong đất Việt Nam

Hàm lượng lân tổng số trong đất Việt Nam dao động khá mạnh, từ mức rất nghèo đến mức giàu về lân,

có thể xếp thành 3 nhóm i) Nhóm > 0,2% P2O5: Đất đỏ vàng và đất đen và nâu thẫm; ii) Nhóm 0,08 - 0,2%

P2O5: Đất nâu đỏ trên đá vôi, đất phù sa sông Hồng, đất mặn trung tính; iii) Nhóm < 0,08% P2O5: Tất cả các loại đất khác còn lại

Hàm lượng lân dễ tiêu trong hầu hết đất Việt Nam đều nghèo; số liệu phân tích đất theo phương pháp Oniani cho thấy hàm lượng lân dễ tiêu thường < 10 mg P2O5/100 g đất, trừ đất phù sa sông Hồng có hàm lượng lân dễ tiêu 10 - 15 mg P2O5/100 g đất, hàm lượng lân dễ tiêu của đất XBM miền Bắc Việt Nam dao động trong khoảng 16,72 - 44,88 mg P2O5/100 g đất Lân hòa tan trong dung dịch đất có nồng độ rất thấp (dưới 1 mg/lít) và tùy theo độ chua của đất mà lân trong dung dịch có thể tồn tại dưới dạng H2PO4- hoặc HPO42- Trong phần lớn các loại đất của Việt Nam, hàm lượng lân hữu cơ dao động trong khoảng 10 - 45%

so với lân tổng số tùy theo loại đất Lân khoáng trong đất có thể được chia thành 4 nhóm chính gồm: phốt phát canxi (Ca-P), phốt phát nhôm (Al-P), phốt phát sắt (Fe-P) và phốt phát không tan bị nhốt (occluded) giữa các khoáng sắt nhôm

1.2.2 Khả năng hấp thu lân của một số loại đất

Hấp thu được coi là nguyên nhân chính làm giảm lượng lân hòa tan trong dung dịch Đất có khả năng hấp thu càng cao thì khả năng cung cấp lân càng thấp, khả năng hấp thu lân của đất Việt Nam dao động khá mạnh trong khoảng 10 - 2656 mg P/kg tùy theo từng loại đất Ngoài hiện tượng hấp thu lân, kết tủa cũng là một trong những quá trình làm giảm nồng độ lân trong dung dịch đất Do phần lớn lân trong đất chua Việt Nam tồn tại dưới dạng Fe-P và sắt đóng vai trò quan trọng trong việc hấp thu lân của đất Việt Nam nên những thay đổi về lý hóa tính gây ra do quá trình ngập nước kéo theo những ảnh hưởng to lớn đến động thái lân trong đất

1.2.3 Ảnh hưởng của chế độ canh tác đến hàm lượng và dạng lân trong đất

Trên cùng một loại đất, nếu sử dụng các biện pháp canh tác khác nhau sẽ làm thay đổi đáng kể hàm lượng lân vô cơ và hàm lượng lân tổng số trong lớp đất mặt Trên đất XBM tại Bắc Giang gieo trồng 3 vụ, nếu không bón phân sẽ làm cho đất suy giảm độ phì nhiêu, nghèo hữu cơ, đạm, lân, dung tích hấp thu và các cation kiềm, kiềm thổ (K, Ca, Mg).Bón kết hợp phân khoáng với phân chuồng có tác dụng tích cực đến độ phì nhiêu đất, đặc biệt là duy trì hàm lượng lân trong đất

1.3 Tổng quan về phân lân và sử dụng phân lân

1.3.1 Vai trò của lân đối với cây trồng

Lân (P) là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng quan trọng đối với cây trồng, cây rất cần lân trong thời kỳ sinh trưởng đầu (phát triển rễ), trong giai đoạn hình thành hạt, giúp cây chống đỡ với các điều kiện bất thuận (hạn và rét) Thiếu lân, đường tích lũy có khuynh hướng tạo thành antôxian nên nhiều loại cây trồng khi

5 thiếu lân lá chuyển sang màu tím đỏ (huyết dụ ở ngô) hay đỏ Lân đóng góp vào quá trình hình thành chất béo và tổng hợp prôtêin trong cây

1.3.2 Hiện trạng sử dụng lân và các vấn đề liên quan đến sử dụng lân

Nguồn tài nguyên lân sử dụng trong tương lai cho sản xuất lương thực ngày càng trở nên khan hiếm Một số nghiên cứu gần đây dự báo rằng đến giữa thế kỷ 21 sự thiếu hụt lân sẽ là yếu tố quan trọng hàng đầu

đe dọa an ninh lương thực toàn cầu Trên thế giới, bốn quốc gia sử dụng nhiều phân lân nhất là Trung Quốc,

Ấn Độ, Mỹ, Brazin, chiếm tới 65% sản lượng lân của thế giới Trong các loại cây trồng thì cây lương thực sử dụng nhiều phân lân nhất, xấp xỉ 50%

Sử dụng lân không hiệu quả sẽ có những tác động xấu đến môi trường như hiện tượng phú dưỡng lân trong đất và nước, tích lũy cadimi (Cd) trong đất

1.3.3 Tổng quan về các dạng phân lân

Thành phần hóa học tất cả các loại phân lân đều là muối canxi của axit photphorit Căn cứ vào hóa trị gốc phốt phát, vào khả năng dễ tiêu dưới góc độ dinh dưỡng cây trồng hoặc công nghệ sản xuất có thể chia phân lân thành các nhóm khác nhau với thành phần, đặc điểm khác nhau như phân supe phốt phát đơn (supe lân đơn), phân tecmo phốt phát (lân nung chảy), bột apatit và bột phốtphorit, các loại phân lân khác

1.3.4 Nghiên cứu sử dụng phân lân ở Việt Nam

Có thể chia sử dụng phân lân trong sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam thành 3 giai đoạn:

i) giai đoạn 1960 - 1970: Nông dân không bón lân, phân lân sản xuất bị ứ đọng;

ii) giai đoạn 1970 - 1980: Giai đoạn này lượng lân được bón cho cây trồng vẫn còn rất thấp, và

iii) giai đoạn 1990 đến nay: Trong giai đoạn này nhu cầu dinh dưỡng N, P, K cao, tiêu thụ các loại phân lân gia tăng nhanh chóng

Các nghiên cứu đều cho thấy hiệu suất nông học của các dạng lân sử dụng cho một số cây trồng chính

ở Việt Nam như lúa, cà phê, đậu tương, cam đều rất cao Trên đất XBM, các kết quả nghiên cứu gần đây ở Bắc Giang cho thấy cây lúa, ngô có phản ứng cao khi bón phân đạm, kali nhưng lại có rất thấp đối với phân lân Điều này cho thấy hiện tượng tích lũy lân trong đất đã và đang diễn ra trên các vùng trồng lúa, ngô gây lãng phí phân bón, tăng chi phí sản xuất

6

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng và vật liệu nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: i) Đất XBM tỉnh Bắc Giang, và ii) Một số cây trồng/cơ cấu cây trồng chính trên đất XBM tỉnh Bắc Giang

- Vật liệu nghiên cứu: i) Một số dạng phân bón: Supe lân, lân nung chảy, apatit Lào Cai, đạm urê, phân kali clorua, và ii) Giống lúa Khang Dân 18, giống ngô CP 999

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

- Đề tài nghiên cứu được tiến hành tại vùng đất XBM chính của tỉnh Bắc Giang

- Các thí nghiệm nhà lưới được tiến hành tại Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội

- Các thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành trên đất XBM tại Trung tâm Nghiên cứu Đất và Phân bón vùng Trung du, xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang

- Đề tài được thực hiện trong thời gian 4 năm, từ năm 2010 đến năm 2014 (Thí nghiệm dài hạn được tiến hành từ năm 1998, nhưng các số liệu thu thập, phân tích phục vụ cho đề tài được lấy trong các năm 2011-2012)

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Đánh giá một số đặc điểm tự nhiên và sản xuất nông nghiệp vùng nghiên cứu

- Đánh giá đặc điểm địa chất và khí hậu vùng nghiên cứu

- Đánh giá tình hình sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Giang

2.2.2 Đặc điểm đất XBM Bắc Giang

- Phân bố và thực trạng chất lượng đất XBM Bắc Giang

- Xác định hàm lượng các dạng lân trên đất XBM Bắc Giang

- Đánh giá sự thay đổi hàm lượng lân trong đất XBM Bắc Giang

2.2.3 Ảnh hưởng của một số loại hình, chế độ canh tác, quá trình thâm canh đến hàm lượng và một số dạng lân trong đất

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ chế độ nước (khô và ẩm) đến các dạng lân trong đất XBM

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng lân bón đến khả năng hấp thụ lân của cây lúa và các dạng lân trong đất XBM

- Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng và các dạng lân bón đến năng suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân

- lúa mùa - ngô đông và các dạng lân trong đất XBM Bắc Giang

- Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình bón phân, vùi phế phụ phẩm đến năng suất cây trồng, các dạng lân trong đất trên một số cơ cấu cây trồng chính trên đất XBM Bắc Giang

2.2.4 Đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng lân trong sản xuất nông nghiệp vùng đất XBM tỉnh Bắc Giang

- Xây dựng mô hình nâng cao hiệu quả sử dụng lân trên đất XBM Bắc Giang

- Đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng lân

7

2.3 Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng

2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập tài liệu, số liệu

2.3.1.1 Thu thập số liệu thứ cấp

Thu thập các số liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, tình hình sản xuất nông nghiệp từ các cơ quan nghiên cứu và quản lý

2.3.1.2 Thu thập các số liệu sơ cấp

Điều tra 200 hộ nông dân về tình hình sử dụng phân bón, cơ cấu cây trồng trên đất XBM Bắc Giang;

và điều tra chi tiết 60 hộ nông dân vùng sản xuất chuyên lúa và chuyên rau trên đất XBM Bắc Giang;các hộ được lựa chọn ngẫu nhiên; thu thập thông tin theo mẫu phiếu in sẵn

2.3.2 Phương pháp điều tra lấy mẫu đất ngoài đồng

Các mẫu đất được lấy ở tầng đất mặt (0-20 cm) Phương pháp lấy mẫu đất ngoài đồng theo Quy phạm điều tra lập bản đồ đất tỷ lệ lớn của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (10 TCN 68-84)

2.3.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm

2.3.3.1 Thí nghiệm trong phòng (thí nghiệm chậu vại)

i) Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ nước (khô và ẩm) đến các dạng lân trong đất XBM: Thí nghiệm gồm 4 công thức nhắc lại 3 lần, mỗi công thức sử dụng các dạng lân khác nhau được tiến hành trên 02 chế độ canh tác ẩm (ngập nước hoàn toàn) và khô (độ ẩm tuyệt đối 20%)

ii) Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng lân bón đến khả năng hấp thụ lân của cây lúa và các dạng lân trong đất XBM: Thí nghiệm gồm 5 công thức sử dụng các dạng lân khác nhau, mỗi công thức nhắc lại 3 lần

2.3.3.2 Thí nghiệm đồng ruộng

i) Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng và các dạng lân bón đến năng suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân

- lúa mùa - ngô đông và các dạng lân trong đất XBM Bắc Giang: Thí nghiệm gồm 2 nhân tố (dạng và liều lượng phân lân), gồm 8 công thức, được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc ii) Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình bón phân, vùi phế phụ phẩm đến năng suất cây trồng, các dạng lân trong đất trên một số cơ cấu cây trồng chính trên đất XBM Bắc Giang: Được tiến hành trên thí nghiệm dài hạn tại Trung tâm Nghiên cứu Đất và Phân bón vùng Trung du (Lương Phong, Hiệp Hòa, Bắc Giang) từ năm 1998, gồm 3 nhân tố (cơ cấu cây trồng, các dạng phân bón, và sử dụng phế phụ phẩm cây trồng vụ trước), tổng cộng gồm 30 công thức, được bố trí theo khối ngẫu nhiên, mỗi công thức có 4 lần nhắc

2.3.3.3 Phương pháp xây dựng mô hình

Mô hình đánh giá hiệu quả phân lân trên đất xám bạc màu Bắc Giang được xây dựng trên diện tích 1,0

ha Đất ruộng của mỗi hộ gia đình được chia thành 02 ô bằng nhau với các liều lượng phân bón:i) theo nông dân; và ii) theo khuyến cáo từ kết quả nghiên cứu của đề tài

8

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Một số đặc điểm tự nhiên và sản xuất nông nghiệp vùng nghiên cứu

3.1.1 Đặc điểm địa chất và khí hậu vùng nghiên cứu

3.1.1.1 Đặc điểm địa chất vùng đất XBM Bắc Giang

Đặc điểm về địa chất quyết định quá trình hình thành và phát triển của các loại đất, các nghiên cứu về đặc điểm địa chất vùng đất XBM Bắc Giang cho thấy địa chất vùng này chủ yếu thuộc hai hệ tầng Hà Cối và Vĩnh Phúc, với một số đặc điểm như sau: (i) Hệ tầng Hà Cối (J12-Hc): có thành phần chủ yếu là cát sạn kết, bột kết; (ii) Hệ tầng Vĩnh Phúc (QII-III) và Đệ Tứ (QIV): có thành phần chủ yếu là cát, bột và sét màu xám, xám vàng loang lổ

3.1.1.2 Đặc điểm khí hậu của tỉnh Bắc Giang

+ Đặc điểm khí hậu tỉnh Bắc Giang:

Bắc Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng Đông Bắc Nhiệt độ trung bình 22 - 24oC,

độ ẩm dao động lớn, 80 - 83% Lượng mưa hàng năm đủ đáp ứng nhu cầu nước cho sản xuất và đời sống Nắng trung bình hàng năm 1.500 - 1.700 giờ, thuận lợi cho phát triển các cây trồng nhiệt đới, á nhiệt đới + Đặc điểm khí hậu huyện Hiệp Hòa:

Hiệp Hòa là địa bàn tiến hành các thí nghiệm đồng ruộng trong nghiên cứu này, là huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa vùng đồng bằng và miền núi Bắc Bộ, nhiệt độ trung bình nhiều năm là 23,3oC; nhiệt

độ trung bình tháng cao nhất (tháng 7) là 28,8oC; nhiệt độ tháng trung bình thấp nhất (tháng 1) là: 14,6oC; Biên độ nhiệt ngày và đêm trung bình 6,2oC Số giờ nắng trong ngày đạt 4,6 giờ; tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 7 và tháng 8 (163-167 giờ), lượng mưa trung bình cao nhất là tháng 8 (361,5 mm); tháng có lượng mưa trung bình thấp nhất là tháng 2, độ ẩm không khí trung bình tương đối cao, khoảng 86%, độ ẩm trung bình thấp nhất khoảng 80%

3.1.2 Tình hình sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Giang

3.1.2.1 Đặc điểm chung về sản xuất nông nghiệp của tỉnh Bắc Giang

Bắc Giang là một tỉnh trung du miền núi miền Bắc Việt Nam có tổng diện tích đất tự nhiên 384.945 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là 275.848 ha Bắc Giang có thế mạnh về trồng các loại cây công nghiệp ngắn ngày có điều kiện phát triển kinh tế lâm nghiệp, có kinh tế trang trại phát triển mạnh; đã hình thành vùng cây ăn quả tập trung lớn nhất miền Bắc

3.1.2.2 Các loại hình sử dụng đất chính trên đất XBM Bắc Giang

Trên đất XBM ở Bắc Giang có 6 loại hình sử dụng đất chính và 35 cơ cấu cây trồng chính Các loại hình sử dụng đất chính là: (i) Loại hình sử dụng đất 2 vụ lúa, (ii) Loại hình sử dụng đất lúa - màu; (iii) Loại hình sử dụng đất 2 lúa - màu; (iv) Loại hình sử dụng đất 2 màu - lúa; (v) Loại hình sử dụng đất chuyên màu

và (vi) Loại hình sử dụng đất cây ăn quả: Phân bố ở hầu hết các địa hình từ thấp đến cao

3.1.2.3 Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính

Kết quả điều tra về diện tích, năng suất và sản lượng một số cây trồng chính trên đất XBM Bắc Giang cho thấy, mặc dù đất XBM là loại đất nghèo dinh dưỡng, nhưng hầu hết cây trồng có năng suất tương đối khá, và năng suất của cây trồng đạt được như vậy chủ yếu là do thâm canh và sử dụng phân bón

9

3.1.2.4 Tình hình sử dụng phân bón

Kết quả tổng hợp, xử lý số liệu của 200 phiếu điều tra nông hộ trên địa bàn toàn tỉnh cho thấy: sử dụng phân bón cho các loại cây trồng ở các vùng đất xám bạc màu tại Bắc Giang bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố và rất khác nhau, tùy thuộc vào các loại đất, loại cây trồng, cơ cấu cây trồng, trình độ thâm canh và điều kiện kinh tế của từng hộ gia đình Các loại phân chủ yếu được dùng cho cây trồng là: phân chuồng, đạm urea, lân super, kali clorua, các loại phân tổng hợp NPK Mức đầu tư phân bón cũng rất khác nhau giữa các loại cây trồng, một số được bón ở mức rất cao như dưa chuột, bí xanh, rau, địa liền, mía… trong khi một số các cây trồng khác thì bón ở mức rất thấp như sắn, đậu

3.2 Đặc điểm đất XBM tỉnh Bắc Giang

3.2.1 Đặc điểm chung về phân loại, phân bố và thực trạng chất lượng đất XBM tỉnh Bắc Giang

- Đặc điểm chung về phân loại: Theo kết quả điều tra mới nhất về đất XBM tại tỉnh Bắc Giang (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2012), toàn tỉnh có 61.294,8 ha đất XBM, chia thành 4 loại: (i) Đất XBM có tầng sét loang lổ; (ii) Đất XBM đọng nước; (iii) Đất XBM nhiều sỏi sạn; (iv) Đất XBM điển hình

- Phân bố: Các loại đất XBM tỉnh Bắc Giang phân bố chủ yếu tại các huyện Tân Yên, Lục Nam và Hiệp Hòa

- Thực trạng chất lượng đất XBM tỉnh Bắc Giang: Đất XBM tại Bắc Giang có tầng sét loang lổ và đất XBM đọng nước có thành phần cơ giới trung bình, còn các đất XBM sỏi sạn và đất XBM điển hình có thành phần cơ giới nhẹ Đất khá chặt, dung trọng đất trung bình dao động trong khoảng 1,22 - 1,29 g/cm3

Đất chua nhẹ, pHH2O trong khoảng 5,8 - 6,1; pHKCl trong khoảng 5,0 - 5,2 Hàm lượng các bon hữu

cơ trong đất từ nghèo đến khá, trung bình là 1,26% OC Đạm tổng số ở mức nghèo đến trung bình, từ 0,07 - 0,14%, trung bình là 0,12% (đất XBM loang lổ và đất xám điển hình thường ở mức thấp) Kali tổng số và dễ tiêu khá thấp, lần lượt dao động từ 0,07 - 0,19% K2O, bình quân 0,11% K2O; và từ 3,05 - 5,22 mgK2O/100g đất, bình quân kali tổng số ở mức nghèo 4,08 mg K2O/100g đất

Tổng các cation kiềm trao đổi dao động ở mức thấp, thường nhỏ hơn 3,0 lđl/100g đất Dung tích hấp thu trao đổi cation (CEC) trong đất ở mức thấp đến trung bình, từ 8,26 - 11,30 meq/100g đất, trung bình là 9,78 meq/100g đất

3.2.2 Hàm lượng và các dạng lân trong đất XBM tỉnh Bắc Giang

3.2.2.1 Hàm lượng lân tổng số và dễ tiêu trên đất XBM Bắc Giang

Số liệu phân tích các mẫu đất XBM tại Bắc Giang cho thấy lân tổng số và dễ tiêu trong đất đã có sự khác biệt rất rõ so với các kết quả nghiên cứu trước đây (Nguyễn Vy và Trần Khải, 1978), hàm lượng lân trên đất XBM Bắc Giang hiện nay dao động từ trung bình đến giàu; hàm lượng lân tổng số từ 0,10 - 0,14%

P2O5, trung bình là 0,12% P2O5; lân dễ tiêu trong đất dao động 11,78 - 30,29 mg P2O5/100g đất, trung bình 23,11 mg P2O5/100g đất

3.2.2.2 Hàm lượng và các dạng lân trong đất XBM vùng chuyên lúa và chuyên rau tỉnh Bắc Giang

Kết quả phân tích các mẫu đất ở các vùng canh tác khác nhau trên đất XBM Bắc Giang, vùng chuyên lúa và vùng chuyên rau (Bảng 3.1) cho thấy mặc dù cùng là một loại đất theo nguồn gốc phát sinh, nhưng

10 tính chất các mẫu đất tầng mặt đã thay đổi rõ rệt dưới các chế độ canh tác khác nhau Đất trồng lúa chua hơn

so với đất trồng rau

Hàm lượng lân tổng số trên đất XBM có xu hướng tăng rõ so với trước đây Hàm lượng lân tổng số và lân dễ tiêu trong đất trồng rau cao hơn rất rõ so với đất trồng lúa (Bảng 3.1)

Bảng 3.1 Số liệu phân tích các mẫu đất XBM Bắc Giang vùng chuyên rau và chuyên lúa (trong ngoặc là độ

lệch chuẩn các mẫu phân tích, n = 15) Vùng Địa điểm pHKCl OC (%) P2O5 tổng số (%) P2O5 dễ tiêu

(mg /100g đất) Chuyên lúa Lương Phong 5,3 (0,4) 1,31 (0,27) 0,12 (0,03) 3,73 (0,70)

Bảng 3.2 Số liệu phân tích các dạng lân trong đất XBM Bắc Giang vùng chuyên rau và chuyên lúa (trong

ngoặc là độ lệch chuẩn các mẫu, n = 15)

Vùng Địa điểm Các dạng lân trong đất (mg/100 g đất)

Chuyên lúa Lương Phong 0,37 (0,24) 4,55 (1,73) 11,84 (3,29) 14,94 (3,46)

Tỷ lệ lân liên kết sắt (P-Fe) trong các mẫu đất nghiên cứu (chiếm 35-46% tổng lượng lân khoáng); còn lân liên kết nhôm và liên kết canxi, magiê có sự khác biệt khá rõ, lân liên kết nhôm chiếm khoảng 13-14% tổng lượng lân khoáng trong đất chuyên lúa và 33 -41% trong đất chuyên rau; lân liên kết canxi, magiê chiếm khoảng 14 - 17% tổng lượng lân khoáng trong đất trồng rau và 45 - 46% trong đất trồng lúa

P hoa tan P-Al P-Fe P-Ca+Mg

Hình 3.2 Tỷ lệ các dạng lân so với lân dạng khoáng trong các mẫu đất

(Số liệu được tổng hợp từ 15 mẫu đất ở mỗi địa bàn điều tra: vùng chuyên lúa gồm Lương Phong và Hương Mai; vùng

chuyên rau gồm Đông Lỗ và Quang Minh)

3.2.3 Sự thay đổi hàm lượng lân trên đất XBM Bắc Giang

Kết quả tổng hợp hàm lượng lân trong đất XBM Bắc Giang qua các thời kỳ (Hình 3.1) cho thấy hàm lượng lân trong đất tăng lên rất rõ, so với số liệu trước 1990, thì lân tổng số trong đất XBM đã tăng lên 3-4 lần Hiện tượng tích lũy lân trong đất XBM tại Bắc Giang là do: Khả năng giữ dinh dưỡng của đất tăng lên

do quá trình cải tạo tính chất vật lý của đất; do bón phân liên tục trong nhiều năm; và do sự thay đổi về hàm lượng hữu cơ trong đất

1.8

Ham luong OC Ham luong P2O5

Hình 3.1 Sự thay đổi hàm lượng lân và hữu cơ trong đất XBM Bắc Giang qua các giai đoạn

3.3 Ảnh hưởng của một số loại hình, chế độ canh tác, quá trình thâm canh đến hàm lượng và một số dạng lân trong đất XBM Bắc Giang

3.3.1 Ảnh hưởng của chế độ nước (khô và ẩm) đến các dạng lân trên đất XBM

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ nước đến khả năng chuyển hóa các dạng lân trên đất XBM được cho thấy tại 3 thời điểm lấy mẫu (sau khi trộn, sau 45 ngày và sau 90 ngày) chế độ nước (ẩm và khô) không ảnh hưởng đến hàm lượng lân tổng số trong đất XBM Hàm lượng lân dễ tiêu ở chế độ canh tác ẩm có

xu hướng cao hơn hàm lượng lân dễ tiêu của chế độ canh tác khô tại 3 thời điểm

Hàm lượng lân dễ tiêu của các công thức bón supe và tecmo có xu hướng cao hơn hàm lượng lân dễ tiêu của công thức bón apatit và đối chứng Như vậy khả năng hút lân và sử dụng lân sẽ khác nhau giữa các loại lân bón, bón apatit sẽ giảm khả năng giải phóng lân dễ tiêu, giảm khả năng hút lân của cây trồng