Ph−ơng thức sử dụng, % số hộ điều tra Loại phụ phẩm Đốt tại ruộng Vùi tại ruộng Độn chuồng Đun nấu Trồng nấm Chăn nuôi Rơm rạ 30 20 10 20 0 20 Thân lá ngô 0 0 0 80 0 20
Kết quả điều tra trình bày trong bảng 4.1 cho thấy ng−ời dân ở đây sử dụng phân chuồng bón cho cây trồng t−ơng đối hợp lý. Tuy nhiên việc sử dụng phân khoáng với tỷ lệ ch−a cân đối. Ng−ời dân sử dụng quá nhiều phân đạm bón cho lúa xuân và ngô đông (140kg và 218kg/ha) trong khi đó lại bón ít lân cho ngô đông. Chính vì bón phân ch−a hợp lý dẫn đến ling phí nguồn phân bón và làm cho năng suất cây trồng ch−a cao.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 45
Bảng 4.2 cho thấy: đối với rơm rạ phần lớn đ−ợc đốt tại ruộng. Theo lý giải của ng−ời dân là đốt rơm để lấy tro bón cho cây trồng tức là cung cấp thêm kali cho cây. Tuy nhiên nh− trên chúng tôi đi phân tích là việc làm này không những gây ô nhiễm môi tr−ờng mà còn làm huỷ hoại lớp hữu cơ trên mặt làm mất một l−ợng lớn dinh d−ỡng. Khoảng 40% rơm rạ đ−ợc dùng làm chất đốt và chăn nuôi gia súc. Phần còn lại đ−ợc dùng làm chất độn chuồng và đ−ợc vùi trả xuống ruộng, đây là cách trả lại phụ phẩm nông nghiệp cho đất. So với cuộc điều tra năm 2002 (Trần Thị Tâm, 2003)[20] là ch−a có hộ nào sử dụng phụ phẩm nông nghịêp vùi tại ruộng thì đến nay đi có 20% sử dụng ph−ơng pháp này để tận dụng nguồn hữu cơ sẵn có.
Đối với phụ phẩm là thân lá ngô thì có đến 80% đ−ợc dùng cho chất đốt và phần còn lại là chăn nuôi. Nh− vậy thân lá ngô cho đến thời điểm tiến hành đề tài vẫn ch−a đ−ợc sử dụng nh− chất hữu cơ bón cho cây trồng d−ới bất kỳ hình thức nào. Với địa ph−ơng nếu hầu hết thân lá ngô của vụ đông đ−ợc sử dụng bón cho cây trồng thì l−ợng hữu cơ và l−ợng dinh d−ỡng trả lại cho đất là rất đáng kể.
4.2. một số đặc tính lý, hoá học đất nghiên cứu
4.2.1.Đặc điểm phẫu diện đất
Địa điểm: Xi Hạ Mỗ, Huyện Đan Ph−ợng, Tỉnh Hà Tây
Mẫu chất: Phù sa
Địa hình: Bằng phẳng
Hiện trạng thảm thực vật: Ruộng lúa mới thu hoạch
Tên đất: Việt Nam: Đất Phù sa sông Hồng không đ−ợc bồi FAO-UNESCO-WRB: Eutric- Fluvisols
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 46 Hình thái phẫu diện:
0-20 cm Nâu đỏ (ẩm: 5YR 4/2; Khô: 7,5YR 6/3); thịt pha sét; ẩm; dẻo dính; có nhiều rễ cây lúa; chuyển lớp khá rõ về màu sắc và độ chặt 20-40 cm Nâu t−ơi (ẩm: 7,5YR 4/4; Khô: 7,5YR 6/4); thịt trung bình-nặng;
hơi ẩm; kết cấu dạng phiến; mịn; chuyển lớp từ từ.
40-70 cm Nâu t−ơi (ẩm: 7,5YR 4/4; Khô: 7,5YR 6/4); thịt nặng; ẩm −ớt hơn tầng trên, có đốm nâu đen xuất hiện trong từng.
70-120cm Nâu vàng nhạt (ẩm: 2,5YR 4/4; Khô: 10 YR 7/4); thịt nặng; ẩm; kết cấu dạng phiến; mịn
4.2.2. Tính chất lý học của đất
Tính chất lý học của đất nghiên cứu đ−ợc tổng hợp trong bảng 4.3. Kết quả phân tích cho thấy đất nghiên cứu có thành phần cơ giới thịt trung bình, tỷ lệ hàm l−ợng cát, limon, sét t−ơng ứng là 28,54%, 44,87% và 26,59%. Tỷ lệ sét trong đất càng cao cho biết khả năng hấp phụ và cố định kali càng lớn, tuy nhiên đây là đất có hàm l−ợng sét trung bình nên khả năng cố định kali của đất không cao. Đất có độ xốp trung bình 50%.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 47 Bảng 4.3. Một số tính chất lý học của đất nghiên cứu
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị trung bình
Cát % 28,54 Limon % 44,87 Sét % 26,59 Dung trọng g/cm3 1,30 Tỷ trọng 2,61 Độ xốp % 50,00 4.2.3. Tính chất hoá học
Tính chất hoá học của đất nghiên cứu đ−ợc tổng hợp trong bảng 4.4.
Bảng 4.4. Một số tính chất hoá học của đất nghiên cứu
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị trung bình
pHKcl 5,10 OC % 2,12 Nts % 0,21 P2O5ts % 0,10 P2O5dt mg/100g đất 7,80 K2Ots % 2,16 Ca++ cmol/kg đất 4,30 Mg++ cmol/kg đất 2,80 CEC cmol/kg đất 13,76
Số liệu trong bảng 4.4 cho thấy đất có phản ứng hơi chua (pHKcl=5,10) nh−ng giàu các bon hữu cơ tổng số (2,12%), dung tích hấp phụ của đất ở mức khá (13,76 cmol/kg đất), hàm l−ợng can xi và magiê trung bình (4,30 và 2,80 cmol/kg đất). Với các đặc tính đó cho thấy đất nghiên cứu có khả năng trao đổi dinh d−ỡng t−ơng đối tốt.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 48
Đất giàu đạm và kali tổng số, t−ơng ứng là 0,21% và 2,16%, lân tổng số và dễ tiêu vào loại khá cao (0,10% và 7,80mg/100g đất).
Qua kết quả phân tích trình bày ở trên cho thấy đất nghiên cứu là đất tốt, thích hợp cho cây trồng phát triển.
4.2.4. Các dạng kali của đất nghiên cứu
Trong phạm vi đề tài chúng tôi nghiên cứu 4 dạng kali chủ yếu của đất là kali hoà tan trong n−ớc, kali trao đổi, kali hữu hiệu chậm và kali tổng số, kết quả phân tích đ−ợc trình bày trong bảng 4.5.
Bảng 4.5. Các dạng kali của đất nghiên cứu
Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị trung bình Kali hoà tan mg/100g đất 1,20 Kali trao đổi mg/100g đất 5,50 Kali hữu hiệu chậm mg/100g đất 59,80 Kali tổng số % 2,16
Trong đất kali tồn tại d−ới nhiều dạng khác nhau, nó đặc tr−ng cho trạng thái kali của đất. Theo thời gian và quá trình sử dụng đất, dạng này có thể chuyển hoá qua dạng kia và tỷ lệ giữa các dạng kali trong đất là điều kiện cho cây trồng sinh tr−ởng và phát triển tốt. Nhìn chung đất phù sa sông Hồng là loại đất có hàm l−ợng kali tổng số cao.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, đất có hàm l−ợng kali hoà tan trong n−ớc là 1,20 mg/100g đất, cũng nằm trong khoảng kali hoà tan của đất phù sa sông Hồng ở Gia Lâm Hà Nội (0,42-1,54 mg/100g đất)[22]. Hàm l−ợng dạng kali này phụ thuộc vào l−ợng kali có trong đất và thành phần cơ giới đất. Đây là dạng kali mà cây trồng có thể hấp thụ đ−ợc ngay. So với đất phù sa sông Hồng ở Nam C−ờng - Nam Định (1,54 mg/100g đất)[15] thì đất phù sa sông Hồng ở vùng nghiên cứu có hàm l−ợng kali hoà tan thấp hơn.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 49
Kali trao đổi là dạng kali đ−ợc hấp phụ trên bề mặt keo đất, có khả năng trao đổi với các cation trong dung dịch đất theo quy luật hấp phụ trao đổi. Đây là dạng kali chủ yếu cung cấp dinh d−ỡng cho cây trồng, nó phụ thuộc vào thành phần cơ giới, độ ẩm, l−ợng phân bón vào đất. Hàm l−ợng kali trao đổi của đất có liên quan chặt chẽ với tỷ lệ cấp hạt sét trong đất. Hàm l−ợng kali trao đổi trong đất nghiên cứu là 5,50 mg/100g đất, t−ơng đ−ơng với đất phù sa sông Hồng ở Gia Lâm Hà Nội (d−ới 6,30 mg/100g đất)[22].
Kali hữu hiệu chậm là dạng có thể xem K+ đi đ−ợc cố định không thể trao đổi ngay do chui sâu vào và bị giữ chặt trong các cấu trúc của khoáng hoặc phức hệ hữu cơ - khoáng. Tuy nhiên dạng kali này có thể cung cấp cho cây trồng từ từ khi chuyển qua dạng kali trao đổi. Đất nghiên cứu có hàm l−ợng ka li hữu hiệu chậm t−ơng đối cao (59,80 mg/100g đất) do sự có mặt của các khoáng sét có khả năng hấp phụ kali mạnh trong đất. Theo Nguyễn Hữu Thành và Kazuhiko Egashira (2000)[23] đất phù sa sông Hồng trung tính có chứa khá nhiều mica (43%), chlorit (16%) và vecmiculit (10%) ở tầng mặt, đây chính là các khoáng sét có khả năng làm cho sự cố định kali của đất tăng lên. Hàm l−ợng kali hữu hiệu chậm của đất nghiên cứu cao hơn rất nhiều so với đất phù sa sông Hồng ở Nam C−ờng - Nam Định (28,65 mg/100g đất)[15] và t−ơng đ−ơng với đất phù sa sông Hồng ở Gia Lâm Hà Nội (32,60-64,67 mg/100g đất)[22].
Đất phù sa sông Hồng nói chung là đất có hàm l−ợng kali tổng số cao nhất, dao động trong khoảng 2,10-3,33% K2O (Nguyễn Văn Chiến, 2003)[4]. Đất nghiên cứu có hàm l−ợng kali tổng số cao (2,16%) do đ−ợc hình thành từ sự bồi đắp nguồn phù sa giàu kali và cho đến nay vẫn còn đ−ợc bồi đắp phù sa hoặc đ−ợc t−ới bằng nguồn đất phù sa này. Bằng chứng cho thấy hiện nay những vùng đất phù sa đ−ợc bồi vẫn còn chứa nhiều khoáng vật thuộc họ mica và fenpast. Cứ 1000m3 n−ớc t−ới bổ sung khoảng 10kg K2O (Nguyễn Vy, 1993)[32].
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 50 4.3. Hàm l−ợng dinh d−ỡng trong phụ phẩm nông nghiệp và quá trình phân giải phụ phẩm trên đồng ruộng
4.3.1. Hàm l−ợng dinh d−ỡng trong phụ phẩm nông nghiệp
Sau khi thu hoạch, các phụ phẩm nông nghiệp đ−ợc vùi trực tiếp xuống ruộng. Đây có thể coi là một phần phân bón chậm tan đ−ợc bón cho cây trồng. Quá trình phân giải chất hữu cơ đi dần dần giải phóng ra các chất dinh d−ỡng N, P2O5, K2O là các chất chiếm tỷ lệ lớn nhất trong phụ phẩm nông nghịêp. Để xác định hàm l−ợng các chất dinh d−ỡng N, P2O5, K2O có trong phụ phẩm nông nghịêp, chúng tôi tiến hành phân tích phụ phẩm nông nghịêp sau khi thu hoạch, kết quả đ−ợc trình bày trong bảng 4.6.
Bảng 4.6. Hàm l−ợng dinh d−ỡng trong phụ phẩm nông nghịêp
Hàm l−ợng dinh d−ỡng (kg/ha) Vụ cây trồng/PPNN
vùi
Khối l−ợng PPNN
vùi (tấn/ha) N P2O5 K2O Lúa xuân/thân lá ngô 4,5 32,40 11,25 60,75 Lúa mùa/rơm rạ 6,0 42,00 21,00 75,00 Ngô đông/rơm rạ 5,0 32,00 18,00 65,00 Tổng 15,5 106,40 50,25 200,75 Nhìn vào số liệu trong bảng 4.6 ta thấy l−ợng dinh d−ỡng trong phụ phẩm nông nghịêp không phải là ít, đặc biệt là kali. Trong khi nhu cầu phân kali đối với cây không nhiều nh− đạm và lân nh−ng trong phụ phẩm nông nghịêp thành phần chính lại là kali. Nh− vậy vùi 15,5 tấn phụ phẩm nông nghịêp/ha t−ơng đ−ơng bón vào đất 106,40kg N, 50,25kg P2O5 và 200,75kg K2O. L−ợng kali này có thể cung cấp đủ cho cây trồng của cả 3 vụ. Tuy nhiên l−ợng dinh d−ỡng này có thể xem là l−ợng phân bón chậm tan sẽ cung cấp cho cây trồng dần dần từ vụ này qua vụ kia chứ không phải ngay trong một vụ, do vậy để có năng suất ổn định, việc bón phân khoáng cho cây vẫn là cần thiết.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 51 4.3.2. Quá trình phân giải phụ phẩm nông nghiệp
Để theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm nông nghịêp trên đồng ruộng, chúng tôi tiến hành nh− sau: cho vào túi valide 100g phụ phẩm nông nghịêp vùi sâu 15cm, theo dõi quá trình giảm khối l−ợng của phụ phẩm nông nghịêp sau khi vùi 25 ngày, sau vùi 45 ngày và khi thu hoạch. Quá trình đ−ợc theo dõi trong cả 3 vụ. Kết quả xử lý đ−ợc trình bày trong đồ thị 4.1.
Đồ thị 4.1. Phụ phẩm nông nghiệp phân giải qua các mùa vụ khác nhau
48 60 65 46 58 64 47 58 34 0 10 20 30 40 50 60 70 25 45 Thu hoạch
Thời gian sau vùi (ngày)
P h ụ p h ẩm n ôn g n gh iệ p đ ã p h ân g iả i (% ) Lúa xuân Lúa mùa Ngô đông
*Thời gian thu hoạch: Ngô đông: sau vùi 120 ngày; Lúa xuân: sau vùi 115 ngày; Lúa mùa: sau vùi 105 ngày
Số liệu trong đồ thị 4.1. cũng cho thấy: trên đất phù sa sông Hồng sau 25 ngày vùi khối l−ợng phụ phẩm giảm nhanh nhất (34-48%). Sau đó tốc độ phân giải chậm lại. Thân lá ngô và rơm rạ đ−ợc vùi cho lúa xuân và lúa mùa, ở thời kỳ thu hoạch khối l−ợng phụ phẩm giảm đ−ợc 64-65% nh−ng khi vùi rơm
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 52
rạ cho ngô đông thì ở thời kỳ thu hoạch khối l−ợng phụ phẩm chỉ giảm đ−ợc 58%. Nh− vậy trong điều kiện có n−ớc thì phụ phẩm nông nghiệp phân huỷ nhanh hơn trong điều kiện không có n−ớc.
4.4. ảnh h−ởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và hàm l−ợng kali trong thân lá lúa và thân lá ngô
Nghiên cứu ảnh h−ởng của phụ phẩm nông nghịêp đến các dạng kali trong đất chúng tôi tiến hành ở các giai đoạn làm đòng và thu hoạch đối với lúa, giai đoạn 10 lá và thu hoạch đối với ngô. Thí nghiệm đ−ợc tiến hành lấy mẫu đất phân tích của 3 vụ lúa xuân - lúa mùa - ngô đông năm 2005.
4.4.1. ảnh h−ởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất vụ lúa xuân
Tính đến hết vụ xuân năm 2005 thí nghiệm đi đ−ợc tiến hành qua 3 vụ, nh− vậy với công thức vùi phụ phẩm nông nghiệp chúng tôi đi vùi đ−ợc rơm rạ của vụ xuân, vụ mùa và thân lá ngô vụ đông. Kết quả xử lý đ−ợc trình bày trong bảng 4.7 (xử lý thống kê trong phụ lục 1 đến phụ lục 8).
Bảng 4.7 cho thấy việc vùi phụ phẩm nông nghiệp có ảnh h−ởng rất lớn đến hàm l−ợng các dạng kali trong đất. Tất cả các dạng kali (kali hoà tan trong n−ớc, kali trao đổi, kali hữu hiệu chậm) đều tăng lên có ý nghĩa ở công thức có vùi phụ phẩm so với công thức không vùi phụ phẩm ở cả 2 giai đoạn làm đòng và thu hoạch của lúa xuân.
Kali hoà tan trong n−ớc và kali trao đổi ở thời kỳ làm đòng có xu h−ớng cao hơn thời kỳ thu hoạch. Kết quả đó có tác dụng đến năng suất lúa xuân, vì đó là thời điểm mà cây trồng bắt đầu cần nhiều kali để tạo ra phẩm chất và năng suất cây trồng.
Phụ phẩm nông nghiệp không những cung cấp kali cho cây mà còn có cả N và P2O5 và sự có mặt nhiều hơn của 2 dinh d−ỡng này đi làm cho l−ợng
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 53
kali cây hút tăng mạnh (Nguyễn Vy, 1993)[12]. Do vậy với công thức có vùi không những làm tăng hàm l−ợng kali trao đổi trong đất mà còn kích thích khả năng hút kali của cây.
Bảng 4.7. ảnh h−ởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất vụ lúa xuân đất vụ lúa xuân Công thức Kht (mg/100g) Ktđ (mg/100g) Khhc (mg/100g) Kts (%) Thời kỳ làm đòng CT1 1,28 a 5,22 a 61,45 a 2,20 a CT2 1,85 c 7,77 e 70,06 c 2,24 a CT3 1,81 c 7,29 d 69,84 c 2,22 a CT4 1,78 c 7,02 d 69,19 c 2,21 a CT5 1,62 b 6,48 c 68,42 bc 2,00 a