Để sinh trưởng và phát triển, cây trồng đã hút thu các chất dinh dưỡng từ đất và tích lũy trong sinh khối. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các loại phụ phẩm nông nghiệp có khác nhau đối với các nhóm cây trồng khác nhau, nó phụ thuộc vào đặc điểm của từng loại cây trồng (Bảng 1.6).
Bảng 1.6. Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng có trong phụ phẩm nông nghiệp Loại PPNN Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng (%)
N P2O5 K2O Ca++ Mg++
Rơm rạ 0,63 0,082 1,33 - -
Thân lá lúa mì 0,34 0,089 1,46 - -
Thân lá đậu tương 4,3 - 5,0 0,26 - 0,47 1,62 - 2,04 0,32 - 1,87 0,24 - 0,93 Thân lá lạc 2,8 - 4,3 0,20 - 0,45 1,65 - 3,00 1,20 - 2,10 0,30 - 0,75
Nguồn: www.nrcs.usda.gov [98]
Theo Revees (1997), thành phần hyđrat các bon trong rơm rạ chiếm khoảng 85%, phần còn lại là các chất khoáng. Trung bình trong 1 tấn rơm rạ có chứa khoảng 20-35,8 kg N, 5-7 kg P2O5, 60-90 kg K2O, 10-15 kg CaO, 4-6 kg MgO, 5-6 kg S và các nguyên tố vi lượng: 28 g B, 15 g Cu, 150 g Mn, 2 g Mo, 200 g Zn, 0,5 g Co… Nếu được hoàn trả lại, lượng các nguyên tố có trong rơm rạ (trừ đạm) có khả năng đảm bảo gần như đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của cây để đảm bảo năng suất thu được 20 tạ/ha [89].
Theo Nguyễn Vy (1993) nếu trồng 2 vụ lúa rơm rạ lấy đi từ đất một lượng lớn kali, bình quân khoảng 150 kg kali nguyên chất mỗi năm. Thêm cây vụ đông, lượng
23
kali mất đi trên 1 ha là 200 kg. Vì hạt thóc chỉ chứa từ 5-7 kg kali trong một tấn nên nếu trả lại rơm rạ cho đất thì gần như “kho báu kali” vẫn còn nguyên [52].
Trung bình để tạo năng suất 1 tấn thóc, cây lúa sẽ lấy đi khỏi đất 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 vi lượng khác như Zn, Cu, B. Như vậy, nếu trồng 2 vụ lúa/năm với tổng năng suất 10 tấn/ha, lượng N, P, K mà cây lấy đi sẽ tương đương với dinh dưỡng có trong 482 kg phân urê, 430 kg phân supe lân và 528 kg phân kali clorua/ha (Nguyễn Văn Bộ và cộng sự, 1997) [3]. Theo ông, nếu tận dụng hết lượng phụ phẩm khoảng 2,6-2,7 tấn cho một ha sau thu hoạch sẽ hoàn trả lại cho đất tương đương với 14 kg N, 7 kg P2O5, 34 kg K2O.
Nghiên cứu hàm lượng các chất dinh dưỡng chính trong phụ phẩm của một số cây trồng trên đất bạc màu, Đỗ Thị Xô và cộng sự (1995) cho thấy trong rơm rạ có chứa 0,53 kg N, 0,35 kg P2O5 và 1,3 kg K2O, trong thân lá ngô có 0,78 kg N, 0,55 kg P2O5 và 2,3 kg K2O [53].
Các số liệu được dẫn ra ở trên cho thấy tuy kết quả nghiên cứu có khác nhau giữa các tác giả nhưng nhìn chung cây lúa lấy đi từ đất nhiều nhất là nguyên tố silic, tiếp đến là kali, nitơ, phốt pho và một số nguyên tố khác. Tuy nhiên, việc sử dụng phân khoáng lại chủ yếu là bổ sung nitơ, sau đó là phốt pho và kali. Nguyên nhân là do hàm lượng kali thường khá cao và khả năng cung cấp kali từ đất cho cây là khá lớn. Trong khi đó, hàm lượng nitơ trong đất thường thấp, đặc biệt là nitơ ở dạng dễ tiêu.
Mặt khác, những kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy nếu khối lượng các chất dinh dưỡng trong rơm rạ được hoàn trả lại cho đất sẽ có ý nghĩa quan trọng làm cân bằng chu trình vật chất giữa đất - cây trồng trong hệ thống canh tác lúa nước.