Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và than sinh học đến năng suất cây trồng và một số tích chất của đất xám bạc màu huyện hiệp hòa, tỉnh bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT XÁM BẠC MÀU HUYỆN HIỆP HỊA, TỈNH BẮC GIANG LUẬN ÁN TIẾN SỸ NƠNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT XÁM BẠC MÀU HUYỆN HIỆP HÒA, TỈNH BẮC GIANG Chuyên ngành: Khoa học đất Mã số: 9620103 LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Đức Toàn TS Lars S Jensen HÀ NỘI - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Nghiên cứu sinh xin cam đoan kết cơng trình nghiên cứu đề tài giai đoạn 2010 - 2014 hoàn toàn trung thực, nghiên cứu sinh trực tiếp thực với giúp đỡ đồng nghiệp Sự giúp tận tình đồng nghiệp để hồn thành luận án cảm ơn trích dẫn sử dụng luận án ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Duy Phương ii LỜI CÁM ƠN Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn TS Trần Đức Toàn TS Lars Stoumann Jensen tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nghiên cứu sinh khoa học phương pháp luận, xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Chí Cương, điều phối viên dự án Việt Nam, TS Sven G Sommer giám đốc dự án SUSANE hỗ trợ tồn kinh phí để nghiên cứu sinh thực thành công luận án Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn cán giảng viên Ban Đào tạo Sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam giảng dạy giúp đỡ nghiên cứu sinh suốt thời gian học tập làm luận án Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn lãnh đạo cán Viện Thổ nhưỡng Nơng hố, cán Bộ mơn Sử dụng đất, môn Dinh dưỡng Cây trồng, Viện Chăn Nuôi quốc gia, cán dự án SUSANE, Trung tâm Nghiên cứu Đất Phân bón vùng Trung du, hộ nông dân xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang giúp đỡ tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh thực hoàn thành đề tài nghiên cứu Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn vợ, con, gia đình, bố, mẹ, người động viên tạo sức mạnh để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Duy Phương Nguyễn Duy Phương iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH x MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3 Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài 4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Những đóng góp luận án học thuật lý luận CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Các kết nghiên cứu nước 1.1.1 Ảnh hưởng phân hữu độ phì đất 1.1.2 Ảnh hưởng phân hữu đến suất trồng 12 1.1.3 Vai trò than sinh học đến suất trồng cải thiện tính chất đất 15 1.2 Các kết nghiên cứu nước 20 1.2.1 Ảnh hưởng phân hữu độ phì đất 20 1.2.2 Ảnh hưởng phân hữu đến suất trồng 28 1.2.3 Vai trò than sinh học đến suất trồng cải thiện tính chất đất 34 1.3 Đặc điểm tính chất đất xám bạc màu 37 CHƯƠNG VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 43 2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 44 2.3 Nội dung nghiên cứu 44 iv 2.3.1 Nghiên cứu điều kiện khí hậu, tính chất đất bạc màu tình hình sử dụng 44 phân bón vùng nghiên cứu 2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng TSH đến suất trồng đất bạc màu 44 2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất 44 trồng đất bạc màu 2.3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng PHC suất trồng 45 cấu lúa xuân, lúa mùa ngô đông đất bạc màu 2.3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp tồn dư PHC đến tính chất đất 45 suất trồng cấu lúa xuân, lúa mùa, ngô đông đất bạc màu 2.3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng PHC đến khả giảm phân khoáng đến 45 suất trồng hiệu kinh tế đất bạc màu 2.3.7 Kết thực nghiệm ảnh hưởng PHC phối trộn với 15% TSH 45 đất bạc màu 2.4 Phương pháp nghiên cứu 46 2.4.1 Phương pháp thu thập thông tin điều tra 46 2.4.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 46 2.4.3 Phương pháp phân tích 56 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu điều kiện khí hậu, tính chất đất bạc màu tình hình sử dụng 59 phân bón vùng nghiên cứu 3.1.1 Đặc điểm khí hậu vùng nghiên cứu 59 3.1.2 Đặc điểm đất bạc màu vùng nghiên cứu 60 3.1.3 Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu 62 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng TSH đến suất trồng đất bạc màu 66 3.2.1 Ảnh hưởng TSH đến suất lúa xuân 66 3.2.2 Ảnh hưởng TSH đến suất lúa mùa 67 3.2.3 Ảnh hưởng TSH đến suất ngô đông 69 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất 71 trồng đất bạc màu v 3.3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất lúa xuân 72 3.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất lúa mùa 73 3.3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất ngô đông 74 3.3.4 Hiệu kinh tế TSH phối trộn với PHC bón cho trồng cấu 76 lúa xuân - lúa mùa - ngô đông 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng PHC suất trồng 78 cấu lúa xuân lúa mùa ngô đông đất bạc màu 3.4.1 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất lúa xuân 78 3.4.2 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất lúa mùa 79 3.4.3 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất ngô đông 80 3.4.4 So sánh hiệu PHC phối trộn với TSH PHC ủ theo phương pháp 82 truyền thống 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp tồn dư PHC đến tính chất đất 85 suất trồng cấu lúa xuân, lúa mùa, ngô đông đất bạc màu 3.5.1 Ảnh hưởng PHC đến hàm lượng chất dinh dưỡng N, P, K dễ tiêu đất hàm lượng N, P, K 85 3.5.2 Ảnh hưởng trực tiếp PHC đến suất trồng 91 3.5.3 Ảnh hưởng tồn dư PHC đến suất trồng 95 3.5.4 Ảnh hưởng cộng dồn PHC đến suất trồng 108 3.5.5 Ảnh hưởng PHC đến tính chất đất sau thí nghiệm 110 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng PHC đến khả giảm phân khoáng đến 117 suất trồng hiệu kinh tế đất bạc màu 3.6.1 Ảnh hưởng giảm phân khoáng đến suất trồng 117 3.6.2 Hiệu kinh tế TSH phối trộn với PHC giảm thiểu phân khoáng 119 3.7 Kết thực nghiệm ảnh hưởng PHC phối trộn với 15% TSH 120 đất bạc màu 3.7.1 Mơ hình thực nghiệm PHC phối trộn với TSH vụ lúa mùa 2014 3.7.2 Hiệu kinh tế cơng thức phân bón khác mơ hình thực 121 nghiệm lúa mùa năm 2014 120 vi 3.7.3 Mơ hình thực nghiệm PHC phối trộn với TSH ngô đông năm 2014 3.7.4 Hiệu kinh tế mơ hình thực nghiệm đồng ruộng ngô 124 123 đông năm 2014 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận 126 Đề nghị 127 DANH MỤC BÀI BÁO ĐƯỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 PHỤ LỤC Sơ đồ thí nghiệm 140 PHỤ LỤC Các số liệu liên quan PHỤ LỤC Xử lý thống kê cho thí nghiệm vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ, cụm từ viết tắt Nghĩa từ, cụm từ ĐC Đối chứng LSD Mức sai khác nhỏ có ý nghĩa PHC Phân hữu HCVS Hữu vi sinh NSLT Năng suất lý thuyết NSTT Năng suất thực thu PPNN Phế phụ phẩm nông nghiệp TSH Than sinh học TN Thí nghiệm viii DANH MỤC BẢNG TT Tên Bảng Trang 2.1 Lượng phân cho thí nghiệm 47 2.2 Diễn giải cơng thức thí nghiệm qua vụ thí nghiệm 52 3.1 Tính chất hóa học đất vùng nghiên cứu 60 3.2 Tính chất lý học đất vùng nghiên cứu 61 3.3 Lượng phân sử dụng bón cho lúa ngơ địa bàn nghiên cứu 62 3.4 Ảnh hưởng TSH đến suất lúa xuân 67 3.5 Ảnh hưởng TSH đến suất lúa mùa 68 3.6 Ảnh hưởng TSH đến suất ngô đông năm 2012 70 3.7 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất lúa xuân năm 72 2012 3.8 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất lúa mùa năm 73 2012 3.9 Ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất ngô đông năm 74 2012 3.10 Hiệu kinh tế tỷ lệ TSH phối trộn với PHC 77 3.11 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất lúa xuân đất bạc màu 78 năm 2012 3.12 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất lúa mùa đất xám bạc 79 màu năm 2012 3.13 Ảnh hưởng liều lượng PHC đến suất ngô đông đất bạc màu 80 năm 2012 3.14 So sánh cặp đôi suất hai loại PHC 83 3.15 Ảnh hưởng bón PHC đến hàm lượng N,P,K dễ tiêu đất 86 3.16 Hàm lượng N,P,K tích lũy lúa giai đoạn đẻ nhánh ngô 89 giai đoạn - 10 3.17 Ảnh hưởng PHC đến suất lúa ngô đất bạc màu 92 ... Nghiên cứu ảnh hưởng phân hữu than sinh học đến suất trồng số tích chất đất xám bạc màu huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu chung: Đánh giá vai trò TSH ảnh hưởng. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT... 44 phân bón vùng nghiên cứu 2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng TSH đến suất trồng đất bạc màu 44 2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến suất 44 trồng đất bạc màu 2.3.4 Nghiên cứu ảnh