3. Vật liệu, địa điểm, thời gian, nội dung và ph−ơng pháp nghiên cứu
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.2.1. Địa điểm nghiên cứu
- Thí nghiệm đồng ruộng đ−ợc thực hiện trên đồng ruộng tại xi Hạ Mỗ, huyện Đan Ph−ợng, tỉnh Hà Tây
- Phân tích trong phòng tại Viện Thổ nh−ỡng Nông hoá
3.2.2. Thời gian nghiên cứu
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 38 3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1. Tình hình sử dụng phân bón và phụ phẩm nông nghiệp ở vùng nghiên cứu
3.3.2. Xác định một số đặc tính lý, hoá học đất tr−ớc khi nghiên cứu: pH, OC, N tổng số, P2O5 tổng số và dễ tiêu, K2O tổng số, K2O hoà tan trong n−ớc, K2O trao đổi, K2O hữu hiệu chậm, Ca2+, Mg2+, CEC, thành phần cơ giới, dung trọng, tỷ trọng đất nghiên cứu
3.3.3. Hàm l−ợng dinh d−ỡng trong phụ phẩm vùi và quá trình phân giải phụ phẩm trên đồng ruộng
3.3.4. ảnh h−ởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali ở trong đất và hàm l−ợng kali trong thân lá lúa và thân lá ngô.
3.3.5. ảnh h−ởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng và khả năng giảm thiểu l−ợng phân khoáng cần bón cho cây trồng
3.3.6. Hiệu quả kinh tế của việc vùi phụ phẩm nông nghiệp đối với cây trồng
3.4. Ph−ơng pháp nghiên cứu
3.4.1. Ph−ơng pháp thí nghiệm đồng ruộng 3.4.1.1. Thí nghiệm chính quy
a. Ph−ơng pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đ−ợc bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, mỗi công thức nhắc lại 4 lần. Diện tích của 1 ô thí nghiệm = 30 m2.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 39 b. Công thức thí nghiệm 1. NPK+PC 2. NPK+PC+PPNN 3. NP (giảm 10%) + K (giảm 10%) + PC + PPNN 4. NP (giảm 10%) + K (giảm 20%) + PC + PPNN 5. NP (giảm 10%) + K (giảm 30%) + PC + PPNN 6. NP (giảm 10%) + K (giảm 40%) + PC + PPNN 7. NP (giảm 10%) + K (giảm 50%) + PC + PPNN c. Chỉ tiêu theo dõi
- Các dạng kali trong đất (kali tổng số, kali hoà tan trong n−ớc, kali trao đổi, kali hữu hiệu chậm) ở giai đoạn làm đòng và thu hoạch (đối với lúa), ở giai đoạn 10 lá và thu hoạch (đối với ngô).
- Hàm l−ợng N, P2O5, K2O trong cây ở thời kỳ làm đòng (đối với lúa) và giai đoạn 10 lá (đối với ngô).
- Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối l−ợng rơm rạ, khối l−ợng thân lá ngô.
- Hiệu quả kinh tế
d. L−ợng phân bón và cách bón L−ợng bón:
+ Lúa xuân:
- Phân chuồng: 8tấn/ha
- Phân NPK: 120kgN+60kgP2O5+60kgK2O/ha
- Thân lá ngô quy khô: 4,5 tấn/ha + Lúa mùa:
- Phân chuồng: 6tấn/ha
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 40
- Rơm rạ quy khô: 6 tấn/ha + Ngô đông:
- Phân chuồng: 8tấn/ha
- Phân NPK: 150kgN+90kgP2O5+90kgK2O/ha
- Rơm rạ quy khô: 5 tấn/ha Cách bón Liều l−ợng bón,% Thời kỳ bón PC PPNN N P2O5 K2O Lúa xuân Bón lót 100 100 40 100 30 Bón thúc giai đoạn đẻ nhánh 40 30 Bón thúc giai đoạn làm đòng 20 40 Lúa mùa Bón lót 100 100 40 100 30 Bón thúc giai đoạn đẻ nhánh 40 30 Bón thúc giai đoạn làm đòng 20 40 Ngô đông Bón lót 100 100 30 100 30 Bón thúc giai đoạn 5 lá 40 30 Bón thúc giai đoạn 10 lá 30 40
* Ghi chú: PPNN đ−ợc vùi t−ơi xuống ruộng trong quá trình làm đất. Đối với rơm rạ thì vùi thẳng xuống ruộng, thân lá ngô chặt ngắn 5cm rồi mới đ−a xuống ruộng vùi.
e. Cách thu hoạch
Thu hoạch cả ô thí nghiệm, cân khối l−ợng hạt t−ơi sau đó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1kg để tính khối l−ợng chất khô trung bình từ đó tính ra năng suất của toàn ô thí nghiệm.
Thu và cân l−ợng phụ phẩm nông nghiệp t−ơi của từng ô sau đó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1kg để tính khối l−ợng chất khô trung bình để tính khối l−ợng phụ phẩm nông nghiệp khô vùi.
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 41
f. Cách lấy mẫu để phân tích
- Mẫu đất: lấy mẫu ở tầng 0-20cm, trong 1 ô lấy mẫu ở 5 điểm theo quy tắc lấy theo đ−ờng chéo, mẫu đ−ợc trộn đều và lấy mẫu trung bình của ô đó (0,5 kg).
- Mẫu cây: lấy 5 khóm lúa (hoặc 3 cây ngô) ở các vị trí khác nhau trong 1 ô g. Sơ đồ thí nghiệm VII I III V II IV VI II IV VI I III V VII VI V VII II IV I III I III II IV V VII VI 3.4.1.2. Thí nghiệm ô lớn a. Ph−ơng pháp bố trí
Thí nghiệm bố trí không có lần nhắc lại, diện tích 1 ô = 500 m2
b. Công thức 1. NPK+PC
2. NPK+PC+PPNN
3. NP (giảm 10%) + K (giảm 30%) + PC + PPNN 4. NP (giảm 10%) + K (giảm 40%) + PC + PPNN c. Chỉ tiêu theo dõi
- Năng suất hạt, khối l−ợng rơm rạ, khối l−ợng thân lá ngô d. L−ợng bón và cách bón
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 42
e. Cách thu hoạch
Thu hoạch 4 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu hoạch 20 m2, cân khối l−ợng hạt t−ơi sau đó lấy mẫu 1kg để tính khối l−ợng chất khô trung bình từ đó tính đ−ợc năng suất của từng ô.
3.4.2. Ph−ơng pháp phân tích 3.4.2.1. Phân tích đất
- pH: Đo bằng pH meter
- OC: Theo ph−ơng pháp Walkley-Black
- N tổng số: Theo ph−ơng pháp Kjeldahl, công phá mẫu bằng hỗn hợp axits H2SO4 + HClO4
- P2O5 tổng số: Theo ph−ơng pháp so màu (spectrophotometer), công phá mẫu bằng H2SO4 + HClO4
- P2O5 dễ tiêu: Theo ph−ơng pháp Olsen
- CEC: Theo ph−ơng pháp amon axetat
- Ca++, Mg++: Chiết Ca, Mg bằng Acetatamon 1M pH=7, xác định Ca, Mg trong dung dịch trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
- Thành phần cơ giới: Theo ph−ơng pháp ống hút Robinson
- Dung trọng đất: Theo ph−ơng pháp dùng ống trụ bằng kim loại và lấy mẫu không bị phá huỷ
- Tỷ trọng đất: theo ph−ơng pháp picnomet
- K2O tổng số: Theo ph−ơng pháp M. Jackson, công phá mẫu bằng hỗn hợp axits HF + HClO4, xác định K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa
- Kali hoà tan trong n−ớc: Ph−ơng pháp viện nghiên cứu phân toàn liên bang (Liên xô cũ). Chiết rút kali bằng n−ớc cất đi loại CO2, tỷ lệ chiết đất : n−ớc bằng 1:10, lắc 5 phút
- K2O trao đổi: Chiết K bằng Acetatamon 1M pH=7, xác định K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 43
- Kali hữu hiệu chậm: Chiết K bằng ph−ơng pháp HNO3 sôi 1N, xác định K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa
3.4.2.2. Phân tích cây
- N tổng số: Theo ph−ơng pháp Kjeldahl, công phá mẫu bằng H2SO4 + Salisilic + Natrithiosunfat + Se
- K2O tổng số: Đo trên máy quang kế ngọn lửa, công phá mẫu bằng HClO4+ HNO3
- P2O5 tổng số: bằng ph−ơng pháp so màu (spectrophotometer), công phá mẫu bằng HClO4+HNO3, xác định lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”
3.4.2.3. Theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm trên đồng ruộng
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.
3.4.3. Ph−ơng pháp xử lý số liệu
Trường ðại học Nụng nghiệp 1 - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp --- 44
4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
4.1. Tình hình sử dụng phân bón và phụ phẩm nông nghiệp của ng−ời dân vùng nghiên cứu ng−ời dân vùng nghiên cứu
Qua 100 phiếu điều tra về tình hình sử dụng phân bón và phụ phẩm nông nghiệp năm 2004 trên đất phù sa sông Hồng tại huyện Đan Ph−ợng tỉnh Hà Tây đ−ợc tổng hợp trong bảng 4.1 và bảng 4.2.
Bảng 4.1. Tình hình sử dụng phân bón tại vùng nghiên cứu
Cây trồng PC (tấn/ha) N (kg/ha) (1) P2O5 (kg/ha)(2) K2O (kg/ha)(3) Tỷ lệ 1:2:3 NS (tạ/ha) Lúa xuân 7,5 140 55 78 2,1:1:1,5 56,65 Lúa mùa 5,8 102 53 72 1,8:1:1,5 48,07 Ngô đông 7,8 218 75 95 2,9:1:1,3 40,36
Bảng 4.2. Tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp tại vùng nghiên cứu
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