R COO HA 1 COOH B CH3COO HC CH4 + CO2 Trong ủú A, B, C là cỏc loại VSV khỏc nhau
2.6. Kết quả nghiờn cứu về hiệu quả của phõn hữu cơ ủố iv ới ủấ t và cõy trồng
2.6.1. Nghiờn cứu ngoài nước
Làm thế nào ủể sản xuất nụng nghiệp thu ủược hiệu quả cao mà chi phớ lại thấp, ủem lại những lợi ớch thiết thực trong ủời sống cho bà con nụng dõn và cả người tiờu dựng? ðể trả lời cho cõu hỏi này cỏc nhà khoa học nụng
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………45
nghiệp ủó tập trung nghiờn cứu về tỏc dụng và hiệu quả của phõn bún hữu cơ ủối với ủất và cõy trồng. Từ xu thế chung ủú, phõn bún hữu cơ cho cỏc loại cõy trồng ngày càng ủược quan tõm nghiờn cứu, sản xuất và sử dụng (từ phõn bún hữu cơ tự nhiờn ủến phõn hữu cơ thụng qua nghiờn cứu, sản xuất và chế
biến) rộng rói ở nhiều quốc gia trờn thế giớị
Phõn bún hữu cơ mà cụ thể là phõn bún sinh học ủược sản xuất nhờ vào sự biến ủổi của cỏc chất cú nguồn gốc hữu cơ bằng con ủường sinh học (chuyển hoỏ vi sinh). Cỏc nguồn hữu cơ cú thể là phõn rỏc, phõn xanh, phõn chuồng, phõn bắc, phõn gia sỳc, gia cầm, than bựn (phõn chấp), phụ phẩm và phế thải của sản xuất nụng nghiệp và chế biến nụng lõm sản.
Thực tiễn của nền sản xuất nụng nghiệp thế giới ủó chứng minh, chiến lược an toàn dinh dưỡng cho cõy và cho ủất trồng là sử dụng cõn ủối phõn bún hoỏ học và phõn bún sinh học cho cõy trồng phự hợp với nhu cầu dinh dưỡng và ủiều kiện ủất ủai, khớ hậu, nhưng trong ủú phõn bún sinh học cú vai trũ ủặc biệt quan trọng. ðỳng vậy, sau ủõy là một số ghi nhận của chỳng tụi về hiệu quả mà phõn bún sinh học ủó ủem lại cho nền nụng nghiệp thế giới:
Tại Malaysia, bún phõn hữu cơ cho ủất ủồi cú tỏc dụng giảm dung trọng,
ủộ chặt của ủất; vựi tàn dư hữu cơ tăng pH ủất, giảm nhụm di ủộng và tăng CEC ủỏng kể [63]. Bún phõn chuồng, cỏc loại phõn hữu cơ hoặc phế phụ
phẩm nụng nghiệp làm tăng lõn hũa tan cho cõy dễ hấp thụ, giảm ủộ ủộc nhụm và mangan. Trong dung dịch ủất, cỏc axit hữu cơ tạo phức với kim loại Al, Mn. Chỳng tồn tại ở dạng phức hữu cơ-nhụm, hữu cơ-mangan trong dung dịch ủất khụng ủộc ủối với cõy [50, 51]
Phõn bún hữu cơủó ủược nhiều nước trờn thế giới sử dụng với khối lượng lớn. Trung Quốc và Ấn ðộ là 2 quốc gia lớn cú truyền thống nghiờn cứu, sản xuất và sử dụng cỏc loại phõn bún hữu cơ, phõn bún sinh học. Ấn ðộ hàng năm sản xuất khoảng 300 triệu tấn phõn ủ (Compost) từ chất thải ở nụng thụn và thành
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………46
phố. Bỡnh quõn, trong canh tỏc người ta bún khoảng 20tạ/ha/năm. Ước tớnh tương
ủương 3,5-4,0 triệu tấn NPK. Cả nước cú khoảng 6-7 triệu ha cõy phõn xanh, trung bỡnh mỗi ha thu ủược khoảng 100 tấn chất xanh tương ủương 40-50 kg N. Với khối lượng ủú hàng năm Ấn ðộ thu ủược khoảng 300.000 tấn N. Ở vựng nhiệt ủới bỏn khụ hạn Ấn ðộ, người ta bún phõn tổng hợp và cỏc chất hữu cơủó tạo nờn năng suất cõy trồng ủạt tối ủa và cho năng suất ổn ủịnh cao [61].
Trung Quốc sử dụng phõn hữu cơ từ cỏc nguồn phõn chuồng, rơm, rạ
phõn xanh, khụ dầu…. Ước tớnh tương ủương 9,8 triệu tấn NPK. Tại Philipines ngụ, lạc trồng trờn ủất ủồi chua mạnh ở Bukidnon, năng suất chỉ ủạt cao khi bún 0,5 tấn compost/hạ Bún compost giảm Al di ủộng, bún phõn xanh tăng P dễ tiờu, K, Ca và Mg trao ủổi trong ủất [53]. Nghiờn cứu bún phõn cho ngụ trờn ủất Andic Haplohumult chua (pH 4,6), cho thấy bún 0,5 - 1,0 tấn compost/ha năng suất thu ủược cao hơn ủối chứng khụng bún và bún ở
mức cao 2 - 4 tấn compost/ha [52].
Năm 1955, Menkina ủó phõn lập ủược từ ủất 2 chủng Bacillus megatherium var. photphaticum và Serratia carrollese var. photphaticum. Sở
nghiờn cứu khoa học ðụng bắc Trung Quốc ủó dựng loài vi khuẩn này ủể sản xuất phõn VSV chuyển hoỏ photpho bún cho lỳa nước, lỳa mỡ, khoai tõy, ngụ, cao lương, ủậu tương, cà chua, mớa, lạc... và ủều thấy thu ủược năng suất cao hơn [ dẫn theo Lờ Văn Tri) [39].
Năm 1970 ở cỏc nước thuộc Liờn Xụ cũ ủó dựng Bacillus megatherium var. photphaticum ủể sản xuất chế phẩm Photphobacterin. Chế phẩm này
ủược sử dụng rộng rói ở Liờn Xụ và cỏc nước ðụng Âu dựng bún cho lỳa mỡ, ngụ, lỳa nước. Kết quả cho thấy sản lượng tăng 5 - 10% so với ủối chứng (dẫn theo Lờ Văn Tri) [39].
Hiện nay tại Trung Quốc, người ta ủang ỏp dụng phương phỏp pha trộn cho ra một loại phõn hữu cơ hỗn hợp, vừa cú hàm lượng ủạm lớn, vừa cú
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………47
thành phần dinh dưỡng cõn ủối ủỏp ứng yờu cầu cõy trồng ủồng thời gúp phần cải tạo cơ cấu ủất. Kết quả thực nghiệm tại nước này cho thấy hỗn hợp phõn bún này làm tăng năng suất cõy trồng rừ rệt ủối với cải dầu, lỳa và nhiều loại hoa màu khỏc [1].
2.6.2. Nghiờn cứu trong nước
Phõn hữu cơ ủúng vai trũ rất lớn ủối với nền nụng nghiệp Việt Nam.
ðỳng vậy, trước những năm 1954 nụng nghiệp Việt Nam vốn dĩ là nền nụng nghiệp hữu cơ, nụng dõn nhiều nơi cú tập quỏn dựng phõn chuồng, phõn bắc, phõn xanh, bốo dõu bún ruộng; ngày nay, cỏc loại phõn hữu cơ do nụng dõn tự
chế biến từ phụ phẩm nụng nghiệp và cỏc loại phõn bún hữu cơ vi sinh ủược chế biến theo cụng nghệ sinh học cũng ủang ngày càng ủược sử dụng rộng róị
Những nghiờn cứu về hiệu lực của phõn hữu cơ ủối với cõy trồng ủó
ủược quan tõm nghiờn cứu một cỏch cú hệ thống ở nhiều cơ quan chuyờn ngành từ những năm 60 cho ủến naỵ Theo số liệu tổng kết của Mai Văn Quyền, dựa trờn cỏc kết quả nghiờn cứu thớ nghiệm từ 1992 - 1994 về hiệu lực của phõn chuồng ủối với lỳa trờn 2 vựng ủồng bằng chớnh là sụng Hồng và sụng Cửu Long (bảng 2.6) ủó khẳng ủịnh phõn hữu cơ cú ảnh hưởng rất lớn
ủến ủộ phỡ nhiờu ủất và năng suất cõy trồng.
Bảng 2.6. Hiệu suất phõn chuồng bún cho lỳa ởủồng bằng sụng Hồng và sụng Cửu Long (kg thúc/tấn phõn chuồng)
STT Vựng Vụ xuõn Vụ mựa (Hố - Thu) Trung bỡnh 1 ðồng bằng s. Hồng 81 74 77,5 2 ðồng bằng s.Cửu
Long 157 94 125,5
(dẫn theo Phạm Tiến Hoàng, ðỗ Ánh, Vũ Thị Kim Thoa, 1999) [17] Hoặc một nghiờn cứu khỏc của Lương ðức Loan về việc vựi phõn hữu
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………48
cơ vào ủất Bazan thoỏi hoỏ ủó chứng minh: Phõn hữu cơ cú tỏc dụng cải thiện hàng loạt cỏc tớnh chất vật lý ủất (bảng 2.7) [17].
Bảng 2.7. Một số tớnh chất vật lý ủất Bazan thoỏi hoỏ ủược vựi 83 tấn hữu cơ (tầng 0 - 30cm)
Chỉ tiờu Khụng vựi Cú vựi ∆
ðộ xốp (%) 59,0 63,4 + 4,4
ðộ ẩm (%) 26,2 29,3 + 3,1
SCA tối ủă%) 39,6 42,2 +4,4
Cấp hạt bền (3 -10mm) 5,67 44,93 + 38,26 Cấp hạt <0,25 mm(%) 76,50 35,3 - 41,2
Cựng thời gian này, ủề tài KN 01 - 10 - 08, "Sử dụng hợp lý sản phẩm phụ nụng nghiệp nhằm tăng năng suất cõy trồng và ổn ủịnh ủộ phỡ nhiờu của ủất Bạc màu" do ðỗ Thị Xụ, Nguyễn Văn ðại và cs thực hiện ủó chứng minh: Vựi phế phụ phẩm (PPP) ủó làm tăng năng suất cõy trồng từ 4 - 21% so với ủối chứng; cỏc cụng thức vựi PPP cả 3 vụ cho bội thu năng suất cao hơn cỏc cụng thức ủược vựi PPP 1 vụ; Bún PPP cú thể tiết kiệm ủược phõn khoỏng mà vẫn khụng làm giảm năng suất nếu ta giảm lượng NPK tương ứng trong PPP (tăng 8 - 14% năng suất) [43].
Tiếp ủú, Viện Thổ nhưỡng - Nụng hoỏ cũng ủó cú cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu sử dụng phụ phẩm nụng nghiệp trong cơ cấu cõy trồng cú lỳa nhằm nõng cao ủộ phỡ nhiờu ủất, giảm sử dụng phõn khoỏng khi mà giỏ phõn bún ngày càng tăng. Cỏc nghiờn cứu ủược tiến hành trờn nhiều loại ủất: bạc màu, cỏt biển, ủất phự sa [PS sụng Hồng, sụng Dinh (Khỏnh Hoà), sụng Cửu Long (trờn nền phốn-tại Cần Thơ)] ủối với 2 cơ cấu trong hệ thống cõy trồng cú lỳa: (1) Lỳa xuõn-Lỳa mựa-Ngụ ủụng (Bắc Giang, Hà Tõy, Nghệ An) và
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………49
(2) Lỳa ủụng xuõn-Lỳa xuõn hố-Lỳa hố thu (Khỏnh Hoà, Cần Thơ). Kết quả
cho thấy: vựi phụ phẩm nụng nghiệp ủó cải thiện ủộ phỡ nhiờu ủất (hàm lượng chất hữu cơ, ủạm, lõn và kali dễ tiờu, dung tớch hấp thu, thành phần cơ giới,
ủộ xốp, ủộ ẩm, vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phõn giải xenlulụ, vi sinh vật phõn giải lõn và vi sinh vật cố ủịnh ủạm), ủó tăng năng suất 6-12% so với khụng vựị Vựi phụ phẩm nụng nghiệp cú thể thay thế lượng phõn chuồng cần bún cho cõy trồng trong cơ cấu cú lỳa; giảm ủược 20% lượng phõn ủạm, lõn và 30% lượng phõn kali mà năng suất vẫn khụng giảm so với khụng vựi phụ phẩm. Hiệu quả kinh tế tương ủương với bún ủầy ủủ phõn chuồng, phõn khoỏng NPK và cao hơn 5% so với chỉ bún phõn khoỏng NPK, lợi nhuận tăng 5-12% so với khụng vựi phụ phẩm [14].
Tiến sõu hơn một bước, tiến sĩ Lưu Hồng Mẫn và cỏc cộng sự ủó tiến hành nhiều nghiờn cứu tại Viện Lỳa ðBSCL, ủồng thời phối hợp thực hiện với Trung tõm giống cõy trồng tỉnh Súc Trăng và Trại giống Bỡnh ðức, tỉnh An Giang nhằm xỏc ủịnh ảnh hưởng dài hạn của phõn hữu cơ từ rơm rạ ủối với năng suất lỳa và ủộ phỡ của ủất canh tỏc lỳạ Kết quả nghiờn cứu sau cỏc vụ hố thu, ủụng xuõn từ năm 2000 ủến 2005 cho thấy khi bún kết hợp phõn hữu cơ từ
rơm rạ với phõn húa học thỡ năng suất khụng khỏc biệt so với bún hoàn toàn phõn húa học mà lại tiết kiệm ủược nhiều chi phớ. Khi bún toàn bộ số phõn hữu cơ này ngay vụ ủầu tiờn sẽ tiết kiệm ủược 40% lượng phõn NPK/hạ Nếu bún liờn tục khoảng 10 vụ lỳa cú thể tiết kiệm 80% lượng phõn NPK/hạ Như vậy, sử dụng phõn hữu cơ từ rơm rạ khụng những sản lượng lỳa vẫn ủược ủảm bảo mà cũn giảm số lượng phõn húa học, giỳp hạn chế ụ nhiễm mụi trường, dần trả
lại ủộ phỡ cho ủất thụng qua việc cung cấp chất mựn hữu cơ trong quỏ trỡnh sản xuất lỳa [36].
Dự ỏn ủộc lập cấp nhà nước "Hoàn thiện cụng nghệ chế biến phế thải cỏc nhà mỏy ủường làm phõn bún hữu cơ vi sinh - ủa vi lượng Huủavil kết hợp với
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………50
xử lý ụ nhiễm mụi trường và cải tạo chống thoỏi húa ủất trồng mớa" do kỹ sư
Hoàng ðại Tuấn làm chủ nhiệm và Viện Húa học cỏc hợp chất thiờn nhiờn (Trung tõm Khoa học tự nhiờn và cụng nghệ quốc gia) chủ trỡ ủó sản xuất ra loại phõn bún hữu cơ với tờn gọi Huủavil. Loại phõn này ủó ủược ỏp dụng thử
nghiệm trờn nhiều ủối tượng cõy trồng ngoài mớa như lỳa, chố, hồ tiờụ.. ở một sốủịa phương ủạt kết quả tốt: Cho phộp thõm canh tăng năng suất lỳa lờn 25% - 30% ở Tam ðiệp (Ninh Bỡnh), tăng năng suất chố lờn 70% ở Văn Chấn, Nghĩa Lộ (Yờn Bỏi), tăng năng suất hồ tiờu gần 100% ở Tõn Lõm (Quảng Trị); một số loại cõy cụng nghiệp trồng ở Tuyờn Quang, Hà Nam, Thanh Húa, Nghệ
An... năng suất tăng gấp ba lần; mớa trồng ở Thạch Thành, Nụng Cống (Thanh Húa), Quảng Hà (Cao Bằng)... luụn xanh tốt, chịu ủược hạn, giữ ủược ủường lõu, ớt sõu bệnh... nờn ủược người dõn ưa dựng loại phõn bún này [25].
Hoàng Hải, 2004 khi nghiờn cứu về "tỏc ủộng của phõn hữu cơ vi sinh trờn ủất phự sa trồng lỳa ở huyện ðụng Triều, Quảng Ninh" ủó ủưa ra kết luận: Phõn hữu cơ vi sinh (HCVS) ủó làm thay ủổi khả năng sinh trưởng của lỳa, làm thay ủổi hoạt ủộng sinh lý (chỉ số diện tớch lỏ, tớch luỹ vật chất khụ) và giữủược trị số tốt ủến lỳc thu hoạch. ðồng thời chỳng cũng cú tỏc dụng tốt
ủến cỏc yếu tố cấu thành năng suất lỳa, từ ủú ủó làm tăng năng suất 8,2% (phõn HCVS Sụng Gianh) và 12% (phõn HCVS ủa tỏc dụng, trường ủại học Nụng nghiệp I) so với chỉ bún phõn vụ cơ ủơn thuần. Bờn cạnh ủú, khi thay
ủổi tỷ lệ phõn vụ cơ ủể bún phối hợp với phõn HCVS thỡ thấy: với phõn HCVS Sụng Gianh cú thể giảm 25% phõn vụ cơ; với phõn HCVS ủa chức năng của trường ðại học Nụng nghiệp I cú thể giảm tới 50% phõn vụ cơ mà khụng ảnh hưởng ủến năng suất lỳa [12].
ðề tài mang mó số B 2006 - 11- 23 do Nguyễn Xuõn Thành và cs thực hiện trờn 2 ủối tượng cõy trồng là lỳa và lạc cũng cho kết quả tương tự về
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nụng nghiệp ………51
bún kết hợp với phõn khoỏng ủó kớch thớch quỏ trỡnh sinh trưởng phỏt triển của cõy lỳa, làm tăng chiều cao cõy (5,44 - 5,89 cm), tăng số nhỏnh hữu hiệu (0,25 - 0,56 nhỏnh), tăng khả năng chống chịu sõu bệnh, tăng năng suất cõy lỳa (0,27 - 0,54 tấn/ha trờn cả 2 loại ủất là ủất phự sa và ủất bạc màu; hoặc khi
ủược bún cho cõy lạc xuõn thỡ nú cú tỏc dụng làm tăng tăng tỷ lệ nảy mầm của cõy lạc lờn 9 - 9,34%, tăng số lượng nốt sần tổng số 23 - 25,98%, tăng năng suất củ khụ 5,16 - 5,84 tạ/ha so với ủối chứng (bún 100% phõn khoỏng).
ðề tài cũng cho biết phõn HCVSV ðCN cú thể thay thếủược 25 - 40 kg N/ha (tuỳ thuộc vào loại ủất) [35]
Kết quả nghiờn cứu về tỏc dụng của phõn bún hữu cơ chế biến từ rỏc thải sinh hoạt và phế thải nụng nghiệp trờn cõy ủậu tứ quý 1 của Nguyễn Ích Tõn và cs cũng cho thấy cõy ủậu sinh trưởng tốt hơn, thõn mập hơn, cứng hơn, lỏ màu xanh ủậm ủẹp hơn so với ủối chứng (sử dụng phõn vụ cơ); năng suất tăng từ
0,65-1,71 tấn /ha; Hiệu quả kinh tế tăng gấp 4,5-4,7 lần; khả năng chống chịu sõu bệnh và chất lượng sản phẩm ủều ủược cải thiện so với ủối chứng [29].
Vụ ủụng năm 2004 và năm 2005, tỏc giả Hoàng Hải ủó tiến hành thử
nghiệm cỏc loại phõn bún HCVS trờn cõy rau cải ngồng và cõy lỳa tại Thỏi Nguyờn. Cỏc cụng thức bún phõn cho cõy rau bao gồm: nền (60kgN + 60kg P2O5+ 40 kg K2O/ha) và cụng thức bún kết hợp giữa nền với cỏc loại phõn HCVS (Biogro, Sụng Gianh, lượng bún 550kg/ha), kết quả cho thấy năng suất cải tăng so với ủối chứng từ 11,02-15,61tấn/ha tương ủương 33,4%-48% ở mức tin cậy 99%. Cỏc cụng thức bún phõn cho cõy lỳa bao gồm: Nền (ð/C) (100kgN +100kg P2O5 + 80kg K2O/ha) và cụng thức bún kết hợp giữa ð/C với cỏc loại phõn HCVS (Biogro, Sụng Gianh, lượng bún 550kg/ha) kết quả cho thấy năng suất lỳa tăng so ð/C từ 0,7-0,9 tấn/ha tương ủương 13,1-17,0% [13].