Nghiên cứu của Hossein et al. (2014) về sử dụng phân hữu cơ giun quế trên cây cà chua cho thấy, phân giun quế chứa các kích thích tố tăng trưởng thực vật, enzym. Nghiên cứu ảnh hưởng của các lượng phân giun và phân bò khác nhau (250, 375, 500 và 625 g/m2 trộn lẫn với đất) đến sự nảy mầm, sinh trưởng và năng suất của cây cà chua, và so sánh chúng trong điều kiện thực tế năm 2014. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng phân giun quế ở mức 500 g/m2 làm tăng đáng kể năng suất cà chua có ý nghĩa thống kê ở mức 99%.
Trong nghiên cứu của Mukta et al. (2015) về ảnh hưởng của phân giun và phân hóa học tới năng suất và các chất dinh dưỡng trong quả cà chua cho thấy, sử dụng 10 tấn phân giun hữu cơ/ha cùng với 50% phân hóa học cho hiệu quả cao về chiều cao cây, số lá/cây, số lượng hoa/ cành cấp 1, số lượng quả/cành cấp 1, số lượng quả/cây, kích thước quả và năng suất cây cà chua. Hàm lượng đường, hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, B trong quả cà chua ở trên cao hơn đáng kể so với các công thức khác. Tuy nhiên, hàm lượng chất khô, hàm lượng Vitamin C trong quả cà chua không bị ảnh hưởng bởi việc bón 10 tấn phân hữu cơ/ha và 50% lượng phân NPK. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng ứng dụng kết hợp phân hữu cơ và phân hóa học sẽ giúp duy trì năng suất đất lâu dài cho canh tác cà chua bền vững.
Kashem et al. (2015), khi so sánh về ảnh hưởng của các mức bón phân giun được nuôi từ phân bò (5 mức bón phân giun 0, 5, 10, 15, 20 tấn/ha) và 3 tỷ lệ phân NPK (NPK = 69-16-35 kg/ha; NPK = 137-32-70 kg/ha và NPK = 274- 64-140 kg/ha) tới sinh trưởng, năng suất cây cà chua cho thấy, mức bón 20 tấn phân giun/ha cho số quả tăng gấp 6 lần và khối lượng trung bình quả tăng 29 lần so với công thức không bón phân. Trong khi đó, mức bón NPK cao nhất chỉ làm tăng gấp 4 lần về số lượng quả, 18 lần về khối lượng trung bình quả so với công thức không bón phân. Điều này cho thấy hiệu quả của phân giun tới cây cà chua là tốt hơn so với phân NPK, phân giun hữu cơ là một nguồn dinh dưỡng có tiềm năng rất lớn cho sự phát triển của cây trồng nói chung và cây cà chua nói riêng.
Trong nghiên cứu của Mukta et al. (2015) về ảnh hưởng của phân giun và phân hóa học tới năng suất và các chất dinh dưỡng trong quả cà chua cho thấy, sử
dụng 10 tấn phân giun hữu cơ/ha cùng với 50% phân hóa học cho hiệu quả cao về chiều cao cây, số lá/cây, số lượng hoa/ cành cấp 1, số lượng quả/cành cấp 1, số lượng quả/cây, kích thước quả và năng suất cây cà chua. Hàm lượng đường, hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, B trong quả cà chua ở trên cao hơn đáng kể so với các công thức khác. Tuy nhiên, hàm lượng chất khô, hàm lượng Vitamin C trong quả cà chua không bị ảnh hưởng bởi việc bón 10 tấn phân hữu cơ/ha và 50% lượng phân NPK. Kết quả của nghiên cứu cho thấy rằng ứng dụng kết hợp phân hữu cơ và phân hóa học sẽ giúp duy trì năng suất đất lâu dài cho canh tác cà chua bền vững.
Kashem et al. (2015), khi so sánh về ảnh hưởng của các mức bón phân giun được nuôi từ phân bò (5 mức bón phân giun 0, 5, 10, 15, 20 tấn/ha) và 3 tỷ lệ phân NPK (NPK = 69-16-35 kg/ha; NPK = 137-32-70 kg/ha và NPK = 274- 64-140 kg/ha) tới sinh trưởng, năng suất cây cà chua cho thấy, mức bón 20 tấn phân giun/ha cho số quả tăng gấp 6 lần và khối lượng trung bình quả tăng 29 lần so với công thức không bón phân. Trong khi đó, mức bón NPK cao nhất chỉ làm tăng gấp 4 lần về số lượng quả, 18 lần về khối lượng trung bình quả so với công thức không bón phân. Điều này cho thấy hiệu quả của phân giun tới cây cà chua là tốt hơn so với phân NPK, phân giun hữu cơ là một nguồn dinh dưỡng có tiềm năng rất lớn cho sự phát triển của cây trồng nói chung và cây cà chua nói riêng.
Theo Xin-Xin et al. (2017) nghiên cứu thử nghiệm trong nhà kính về tác động của việc thay thế phân khoáng bằng phân hữu cơ tới năng suất cà chua và chất lượng đất trồng cà chua khác nhau. Cụ thể với 4 công thức là (1) phân bón thông thường với urê, (2) bón phân ủ từ phân gà, (3) bón phân giun hữu cơ, (4) không bón phân. Kết quả thu được cho thấy, bón phân giun và phân hữu cơ được ủ từ phân gà giúp thúc đẩy tăng trưởng của cây cà chua thông qua các chỉ tiêu như: đường kính thân và chiều cao cây trồng cao hơn so với các công thức sử dụng phân bón khác. Sử dụng phân giun giúp làm tăng tỷ lệ đường/axit, và giảm nồng độ Nitrate trong quả. Công thức sử dụng phân giun có làm tăng năng suất quả (74%), tăng hàm lượng Vitamin C (47%), và hàm lượng đường hòa tan (71%) so với công thức không bón phân. Phân giun còn giúp ổn định tính chất đất trồng cây cà chua pH đạt 7,37, EC là 204,1 µS/cm.
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU
Đề tài được tiến hành trên đất phù sa sông Hồng không được bồi hàng năm, tại huyện Gia Lâm - Hà Nội.
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
- Thời gian thực hiện đề tài: 11/2016 - 10/2018.
- Thời gian thực hiện thí nghiệm 1: 15/12/2016 - 30/4/2017. - Thời gian thực hiện thí nghiệm 2: 30/12/2017 - 15/5/2018.
3.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
+ Giống cây cà chua VT3 là giống cà chua lai của Viện Cây lương thực và cây thực phẩm được công nhân theo quyết định số 691/QĐ-BNN-TT, ngày 04 tháng 03 năm 2008. Giống cà chua VT3 có thời gian sinh trưởng 120 - 130 ngày, thu quả sớm sau trồng 75 - 85 ngày. Chiều cao cây 90 - 95cm, có khả năng chống chịu bệnh một số bệnh: héo xanh vi khuẩn, virus, sương mai khá. Năng suất của giống cà chua VT3 đạt 50-55 tấn/ha.
+ Phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế.
+ Đất thí nghiệm được bố trí là đất phù sa sông Hồng huyện Gia Lâm, Hà Nội.
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.4.1. Xác định lượng phân hữu cơ giun quế hợp lý cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng phù sa sông Hồng
- Xác định ảnh hưởng của lượng phân hữu cơ giun quế khác nhau đến sinh trưởng, phát triển, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cà chua trên đất phù sa sông Hồng.
- Tính toán hiệu quả kinh tế sử dụng phân hữu cơ cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng.
3.4.2. Xác định mức bón phân bón thích hợp khi tăng lượng bón phân hữu cơ giun quế ở các mức bón Đạm vô cơ khác nhau cho cây cà chua trên đất phù sa giun quế ở các mức bón Đạm vô cơ khác nhau cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng
- Xác định ảnh hưởng các mức bón phân khác nhau khi tăng liều lượng bón phân hữu cơ giun quế tới sinh trưởng, năng suất cà chua và hiệu quả sử dụng phân bón.
- Xác định ảnh hưởng của các mức thay thế phân N hóa học bằng phân hữu cơ giun quế tới sinh trưởng, năng suất cà chua và hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón.
- Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng quả cà chua khi sử dụng phân hữu cơ giun quế.
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.5.1. Phương pháp ủ phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế phục vụ cho thí nghiệm đồng ruộng thí nghiệm đồng ruộng
Để có phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế chúng tôi tiến hành quy trình làm và thu được kết quả như sau:
Đầu tiên, đánh nhuyễn phân bò tươi cho giun ăn hàng ngày. Sau 40-45 ngày thu hoạch lớp phân giun đã được giun ăn và thải ra nằm ở phía dưới của bể nuôi. Sau khi nuôi giun, mật độ E.coli và Salmonella trong phân bò sau nuôi còn khá cao, lần lượt là 0,36*104 và 6,77 cfu/gram phân (Bảng 3.1); chưa đạt yêu cầu về phân hữu cơ quy định trong Nghị định 108/2017/NĐ-CP của Chính phủ về Quản lý phân bón (E.coli < 1,1*103 cfu/gram; không phát hiện Salmonella). Do vậy, chúng tôi tiến hành ủ phân bò sau quá trình nuôi giun để tạo ra phân hưu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế và chúng tôi gọi là phân hữu cơ giun quế. Xử lý bằng chế phẩm vi sinh EM cho phân giun sau thu hoạch để tạo thành phân hữu cơ giun quế với tỷ lệ 1,5 lít chế phẩm EM cho 1 tấn phân sau khi nuôi giun.
Kết quả theo dõi diễn biến nhiệt độ ủ 1 tấn phân giun sau khi nuôi với chế phẩm EM theo thời gian được thể hiện ở hình 3.1.
Nhiệt độ trong đống ủ có xu hướng tăng nhanh trong khoảng 2 - 6 ngày sau khi ủ và đạt giá trị cao nhất (68,50C) ở ngày thứ 6. Nhiệt độ đống ủ ở mức trên 500C duy trì trong 6 ngày liên tục là điều kiện rất phù hợp để hạn chế và tiêu diệt E. coli và Salmonella có trong phân, phù hợp với công bố của Feachem. R. G. et al.(1983) với nhiệt độ trên 450C có khả năng tiêu diệt E. coli, Salmonella.
Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật trong quá trình ủ được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.1. Diễn biến một số chỉ tiêu dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật theo thời gian
Chỉ tiêu Mẫu pHKCl OC (%) N (%) P2O5 (hh) K2O (hh) E. coli (cfu/g) Salmonella (cfu/g)
Trước khi nuôi
giun 6,72 41,7 0,52 0,34 0,65 0,71*104 8,33
Trước khi ủ 6,08 33,0 2,25 0,55 0,83 0,36*104 6,77
15 ngày sau ủ 6,12 27,0 2,12 0,65 1,03 0,26*103 Không phát
hiện
30 ngày sau ủ 6,26 22,9 2,10 0,70 1,15 0,32*103 Không phát
hiện Theo NĐ
108/2017/NĐ-CP
≥5,0 ≥20 - - - ≤1,1*103 Không phát
hiện
Hàm lượng OC(%), N(%) trong phân ủ có xu hướng giảm theo thời gian. Nguyên nhân là do khi ủ với chế phẩm vi sinh vật, nhiệt độ đống ủ tăng cao và kéo dài liên tục dẫn đến hàm lượng N(%) giảm và tăng cường khả năng phân hủy cacbon. Bên cạnh đó, mật độ E.coli và Salmonella giảm đi rất nhiều sau khi ủ 15 ngày. Chính nhiệt độ đống ủ cao, kéo dài liên tục đã góp phần hạn chế, tiêu diệt các vi sinh vật gây hại trên.Phân hữu cơ giun quế sau khi xử lý bằng chế phẩm vi sinh vật (EM) có các chỉ tiêu chất lượng như pHKCl; OC (%); mật độ vi sinh vật E. Coli, Salmonella đạt tiêu chuẩn phân hữu cơ được quy định trong phụ lục 5 của Nghị định 108/NĐ-CP về quản lý phân bón.
3.5.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
3.5.1.1. Thí nghiệm 1. Xác định lượng phân hữu cơ giun quế thích hợp bón cho cây cà chua nhằm đạt năng suất chất lượng và hiệu quả kinh tế cao
Thí nghiệm bố trí tại xã Phù Đổng, huyện Gia lâm, Hà Nội, bao gồm 4 công thức, 3 lần nhắc lại. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 20 m2. Các công thức
được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB). Các công thức được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB). Sơ đồ bố trí thí nghiệm như sau:
Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng phân hữu cơ giun quế thích hợp cho cây cà chua
Bảo vệ Bảo vệ CT 3. NL1 CT 1. NL1 CT 4. NL1 CT 2. NL1 Bảo vệ CT 2. NL2 CT 3. NL2 CT 1. NL2 CT 4. NL2 CT 1. NL3 CT 4. NL3 CT 2. NL3 CT 3. NL3 Bảo vệ
Lượng phân đạm, phân lân và phân kali dùng cho cây cà chua là: N 160kg/ha; P2O5 100 kg/ha ; K2O 135kg/ha và được dùng làm nền phân bón cho các công thức thí nghiệm.
Các công thức: CT1. NL1, CT1. NL2, CT1. NL3 và CT1. NL4 không bón phân giun quế và bón phân với nền bón là: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O /ha.
Các công thức CT2. NL1, CT2. NL2, CT2. NL3 và CT2. NL4 bón 5 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O /ha.
Các công thức: CT3. NL1, CT3. NL2, CT3.NL3 và CT3.NL4 bón 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O /ha.
Các công thức: CT4. NL1, CT4. NL2, CT4. NL3 và CT4. NL4 bón 15 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O /ha.
Bảng 3.2. Nội dung công thức thí nghiệm 1
Công thức Phân bón (1 ha)
CT1 160kg N; 100 kg P2O5; 135kg K2O (Nền) CT2 05 tấn phân hữu cơ giun quế + nền CT3 10 tấn phân hữu cơ giun quế + nền CT4 15 tấn phân hữu cơ giun quế + nền
3.5.1.2. Thí nghiệm 2. Xác định khả năng sử dụng phân hữu cơ giun quế thay thế một phần phân N hóa học trong sản xuất cà chua
Thí nghiệm bố trí tại khu thí nghiệp Bộ môn Nông hóa, khoa Quản lý đất đai, huyện Gia lâm, Hà Nội, bao gồm 9 công thức, 3 lần nhắc lại. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 20 m2. Các công thức được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB). Sơ đồ bố trí thí nghiệm như sau:
Sơ đồ bố trí thí nghiệm Xác định mức bón phân bón thích hợp khi tăng lượng bón phân hữu cơ giun quế ở các mức bón Đạm vô cơ khác nhau
Bảo về Bảo vệ CT 3.1 CT 8.1 CT 1.1 CT 5.1 CT 9.1 CT 6.1 CT 2.1 CT 4.1 CT 7.1 Bảo vệ CT 9.2 CT 7.2 CT 2.2 CT 4.2 CT 1.2 CT 3.2 CT 8.2 CT 6.2 CT 5.2 CT 5.3 CT 4.3 CT 7.3 CT 1.3 CT 8.3 CT 6.3 CT 9.3 CT 3.3 CT 2.3 Bảo vệ
Các Công thức: CT 1.1, CT 1.2, CT 1.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
Các Công thức: CT 2.1, CT 2.2, CT 2.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha. Các Công thức: CT 3.1, CT 3.2, CT 3.3 bón với lượng 11,90 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha. Các Công thức: CT 4.1, CT 4.2, CT 4.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
Các Công thức: CT 5.1, CT 5.2, CT 5.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha. Các Công thức: CT 6.1, CT 6.2, CT 6.3 bón với lượng 11,90 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha. Các Công thức: CT 7.1, CT 7.2, CT 7.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
Các Công thức: CT 8.1, CT 8.2, CT 8.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha. Các Công thức: CT 9.1, CT 9.2, CT 9.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu
cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
* Các mức phân bón trong thí nghiệm
+ Nền phân khoáng của thí nghiệm 1 tiếp tục được dùng làm nền phân bón cho các công thức thí nghiệm ở thí nghiệm 2. Tuy nhiên lượng phân N trong thí nghiệm 2 có thay đổi do sử dụng phân giun quế thay thế cho một phần phân đạm hóa học. Lượng phân đạm dùng trong thí nghiệm là 160 KgN; 140 KgN; 120 KgN.