phân từ lò đốt
Độ ẩm (%) TC (%) OC (%) N (%) P2O5 (%) K2O (%)
28.50 52.5 4.11 0.19 0.493 0.876
2.3.3.2. Phương pháp sản xuất phân compost (xem phụ lục 4)
Hàm lƣợng dinh dƣỡng của phân compost đƣợc ủ từ rơm rạ đƣợc phân tích đƣa vào thí nghiệm (bảng 2.2)
Bảng 2.2: Chất lượng phân ủ compost được ủ từ rơm kết hợp chế phẩm
Chỉ tiêu phân tích Giá trị
Ẩm độ (%) 25.0 pH 7.27 N (%) 0.980 P2O5 (%) 0.109 K2O (%) 1.267 Hàm lƣợng hữu cơ (%) 28.75
2.3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả của than sinh học và phân compost đến độ phì nhiêu của đất compost đến độ phì nhiêu của đất
Khảo sát chọn ruộng: Chọn ruộng triển khai mô hình thƣờng chọn nơi thuận lợi cho việc tƣới tiêu nƣớc, khu ruộng đồng nhất về địa hình, chất đất và không quá khác về chất đất so với khu ruộng khác trên cánh đồng.
Chọn hộ nông dân: là những hộ dân nhiệt tình tham gia vào mơ hình, có thời gian tập trung cho sản xuất nông nghiệp, các hộ dân đƣợc chọn phải có ruộng liền kề nhau.
Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của than sinh học
Công thức thí nghiệm:
CT1 (đối chứng): Theo canh tác của nơng dân (NPK), liều lƣợng bón nhƣ sau: Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 120kg N + 70 kg P2O5+ 90kg K2O
Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 150kg N + 75kg P2O5 + 100kg K2O
CT2: Lƣợng TSH đƣợc tính bằng lƣợng carbon tƣơng đƣơng với lƣợng carbon trong PC (tính cho 10 tấn PC/ ha/vụ) lƣơ ̣ng than sinh ho ̣c : 5 tấn/ha/vụ
Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 98kg N + 53 kg P2O5+ 68kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 110kg N + 55kg P2O5 + 79kg K2O
Cách bón phân
Bón lót: Tồn bộ lƣợng than sinh học, 30% N, 100% phân lân. Bón thúc lần 1 (sau trồng 10 ngày): 50% N + 50% K2O Bón thúc lần 2 (bắt đầu ra hoa): 20% N + 50% K2O
Cách bố trí: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ơ lớn, khơng có lần lặp lại. Các ruộng thí nghiệm đƣợc ngăn đơi với một bên ruộng có bón than sinh học và một bên đối chứng. Thí nghiệm tiến hành trên ruộng của 12 hộ gia đình, với 2 công thức, tổng diện tích thí nghiệm 1 ha.
Thí nghiệm 2: Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của phân compost
Công thức thí nghiệm:
Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 150kg N + 75kg P2O5 + 100kg K2O CT2: NPK +Phân ủ compost, liều lƣợng:
Lƣợng phân ủ compost đƣợc tính Lƣợng carbon tƣơng đƣơng với lƣợng carbon trong PC (tính cho 10 tấn PC/ ha/vụ) , phân compost 6.8 tấn/ha/vụ.
Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 98kg N + 53 kg P2O5+ 68kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 110kg N + 55kg P2O5 + 79kg K2O
Cách bón phân
Bón lót: Tồn bộ lƣợng phân compost, 30% N, 100% phân lân. Bón thúc lần 1 (sau trồng 10 ngày): 50% N + 50% K2O
Bón thúc lần 2 (bắt đầu ra hoa): 20% N + 50% K2O
Cách bố trí: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ơ lớn, khơng có lần lặp lại.
Các ruộng thí nghiệm đƣợc ngăn đôi với một bên ruộng có bón phân compost và một bên đối chứng. Thí nghiệm tiến hành trên ruộng của 8 hộ gia đình, với 2 công thức, tổng diện tích thí nghiệm 1ha .
2.3.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
Khi thu hoạch, tiến hành cắt 2 m2 lúa tại các công thức trong các ruộng mô hình để tính năng suất lúa đồng thời cắt sát gốc 10 khóm lúa để tính số dảnh hữu hiệu, số bông hữu hiệu/m2, số hạt chắc/bông, P1000hạt, năng suất sinh học, năng suất thực thu).
- Lấy mẫu đất (tầng 0-15 cm) phân tích pH, OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới đất sau mỗi vụ thu hoạch.
Bảng 2.3: Các chỉ tiêu và phƣơng pháp phân tích
Chỉ tiêu Đơn vị
tính Mơ tả phƣơng pháp phân tích
Tiêu chuẩn
pHKCl Tỷ lệ đất/KCl=1/2.5 đo bằng pH met
điện cực thuỷ tinh trong huyền phù.
TCVN 5979:2007 Thành phần
cơ giới 3 cấp %
Khuếch tán bằng pyrô photphat xác định theo phƣơng pháp pypet
TCVN 8567:2010
Đạm tổng số %N Kjeldahl TCVN
6498:1999 Lân tổng số % P2O5 Công phá bằng H2SO4 + HClO4 xác định
bằng so màu xanh molyden
TCVN 8940:2011 Kali tổng số % K2O Công phá bằng H2SO4 + HClO4 xác định
bằng quang kế ngọn lửa
TCVN 8660:2011
CEC lđl/100g
đất
Phƣơng pháp amôn axêtat TCVN
8568:2010
Các bon tổng
số %C
Sử dụng bằng máy phân tích N và C khô - Multi N/C 2100 của Đức, lƣợng mẫu
đƣa vào là 0,01 gam, đốt ở nhiệt độ 1000 oC trong 4 phút
Phòng phân tích trung tâm,
Viện MTNN
2.25. Phương pháp tính tốn và xử lý số liệu:
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Số liệu điều tra rơm rạ tỉnh Hƣng Yên 3.1. Số liệu điều tra rơm rạ tỉnh Hƣng Yên
Đề tài điều tra phƣơng thƣ́c sƣ̉ du ̣ng rơm ra ̣ của nông dân Hƣng Yên tại hai xã Minh Phƣợng ,Trung Nghĩa ( bảng 3.7) nhằm tìm hiểu cách sƣ̉ du ̣ng rơm ra ̣ của nông dân ở đây.
Bảng 3.1. Phƣơng thức sử dụng rơm rạ của nông dân Hƣng Yên
Rơm rạ Phƣơng thức sử dụng, % số hộ điều tra Đốt tại ruộng Vùi tại ruộng Độn chuồng Đun nấu Trồng nấm Chăn nuôi Tỉnh Hƣng Yên ( 60 phiếu điều tra )
Rơm rạ 55 17 10 0 7 11
Kết quả điều tra ở bảng 3.1 cho thấy:
Về sử dụng rơm rạ có 55 % số hộ sử dụng rơm rạ đốt tại ruộng bón cho cây trồng, 17% số hộ vùi rơm rạ tại ruộng cho cây trồng vụ sau, 10% số hộ sử dụng rơm rạ làm chất độn chuồng, 11% số hộ sử dụng rơm rạ làm thức ăn cho trâu bị và chỉ có 7% số hộ sử dụng rơm rạ để trồng nấm.
Sau khi gặt, phần rạ đƣợc ngƣời dân sử dụng vùi cho lúa bằng cách cày vùi (thƣờng làm bằng máy lồng đất). Trên những ruộng có vùi cả phần rạ và rơm trong vụ mùa, cây lúa phát triển ở thời gian đầu có hiện tƣợng bị vàng và đất khơ nên bà con nông dân không thích vùi rơm rạ cho lúa vụ sau. Bón rơm rạ độn chuồng cùng với phân chuồng là biện pháp tốt, nhƣng vì hiện nay chăn nuôi giảm và chuồng trại đƣợc xây láng nền sạch nên ít nông dân sử dụng rơm rạ để độn chuồng. Rơm rạ là một giá thể tốt để trồng nấm, vì vậy tại một số hộ trồng nấm ngƣời dân sử dụng để trồng nấm, nhƣng tỷ lệ này không lớn. Đốt rơm rạ tại ruộng theo bà con là giảm đƣợc sâu bệnh cho lúa ở vụ sau, vì vậy chiếm tỉ lệ khá cao theo số liệu điều tra. Khi đốt phần C,H,O biến hết thành các khí CO2, CO và hơi nƣớc, Protein bị phân hủy và
Ca và Si…, nghĩa là giá trị về mặt khống chất cũng nhƣ chất hữu cơ khơng còn giúp nhiều cho cây trồng giảm sâu bệnh. Nhƣ vậy là khá lãng phí nguồn chất hữu cơ lớn trong rơm rạ.Vì vậy biến rơm rạ thành than sinh học và phân compost là hƣớng nghiên cứu mới của đề tài giúp tận dụng đƣợc nguồn hữu cơ này.
3.2. Hiệu quả của than sinh học tới độ phì nhiêu của đất
Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài, đề tài tiến hành hành phân tích các chỉ tiêu: Thành phần cơ giới đất, hàm lƣợng Cácbon hữu cơ, pHKCl, khả năng trao
đổi cation (CEC), phốt pho tổng số, đạm tổng số, Kali tổng số, nhằm đánh giá khách quan hiệu quả của than sinh học tới độ phì nhiêu của đất
3.2.1. Thành phần cơ giới đất
Kết quả phân tích thành phần cơ giới sau 2 vụ cho thấy: không thấy sự sai khác rõ về thành phần cơ giới giữa bón than sinh học và bón phân theo phƣơng thức canh tác thông thƣờng của ngƣời dân (bảng 3.2).
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của bón kết hợp than sinh học đến thành phần cơ giới đất sau 2 vụ canh tác
Công thức Cát (%) Limon (%) Sét (%)
1.NPK 22.13 47.35 30.52
2.NPK +Than sinh học 20.34 49.95 29.71
Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các ruộng tham gia thí nghiệm sau 2 vụ 3.2.2. Đặc tính hóa học của đất sau thí nghiệm
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của than sinh học đến một số tính chất hoá học đất nghiên cứu đƣợc trình bày trong bảng 3.3
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của bón kết hợp than sinh học đến một số tính chất hóa học của đất sau 2 vụ canh tác
Công thức pHKCl Tổng số % meq/100g đất OC N P2O5 K2O CEC
1.NPK 5.56 1.95 0.209 0.187 1.27 15.24
2.NPK +Than sinh
Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các ruộng tham gia thí nghiệm sau 2 vụ
Số liệu trong bảng 3.2 cho thấy: Trên đất phù sa vùng đồng bằng sông Hồng, tại điểm triển khai thí nghiệm khi bón than sinh học đã làm tăng pHKCL, Nts, Kts, hàm lƣợng hữu cơ (OC), dung tích hấp thu (CEC) sau 2 vụ canh tác so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng.
3.2.3. pHKCl
Hình 3.1: pHKCl ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
Qua thang đánh giá hình 3.1 cho thấy, pHKCl của đất dao động trong khoảng 5.56 – 5.96 có độ chua nhẹ. Đây là tỷ lệ rất thích hợp cho sự sinh trƣởng phát triển cây lúa, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh vật có ích trong đất hoạt động, giúp cải tạo đất. Điều này giải thích do thí nghiệm bón thêm lƣợng than sinh học có chứa K2O: 0.876%, K2O tham gia các phản ứng lý hóa trung hịa lƣợng H+ làm quân bình độ pHKCl trong đất. Kết quả của bón kết hợp than sinh học là đất thí nghiệm đƣợc cải thiện, giá trị pHKCl đã tăng 0.4 đơn vị so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng.
3.2.4. Hàm lượng Cácbon hữu cơ
Hàm lƣợng Cácbon hữu cơ (OC) có vai trị quan trọng trong việc cung cấp chất dinh dƣỡng cho cây trồng đồng thời tham gia việc cải tạo tính chất vật lý của đất.
Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng Cácbon hữu cơ trong các ruộng thí nghiệm trung bình dao động trong khoảng từ 1.95% đến 2.36%. Hàm lƣợng
Cácbon hữu cơ trong đất của các ruộng thí nghiệm bón than sinh học đều cao hơn so với ruộng đối chứng 0.41%. Chứng tỏ bón kết hợp than sinh học vào đất làm tăng hàm lƣợng Cácbon hữu cơ trong đất. Việc bón kết hợp than sinh học này còn giúp cố định hàm lƣợng cácbon trong đất, giảm phát thải khí CO2 ra ngoài khí quyển (hình 3.2).
Hình 3.2: Hàm lượng OC% ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
3.2.5. Khả năng trao đổi cation (CEC)
CEC là một chỉ tiêu quan trọng về độ phì nhiêu của đất, phản ánh khả năng chứa đựng và điều hịa dinh dƣỡng có liên quan đến phƣơng pháp bón phân hợp lý. Qua hình 3.3 cho thấy chỉ số CEC của các công thức thí nghiệm mức trung bình dao động trong khoảng 15.24 – 17.19 meq/100g đất. Hầu hết đất có bón than sinh học kết hợp phân NPK đều có dung tích hấp thu trong đất cao hơn so với đất tại thí nghiệm đối chứng. CEC có mối tƣơng quan với chất hữu cơ trong đất. Khi chất hữu cơ trong đất tăng hàm lƣợng CEC tăng. Điều này chứng tỏ việc tăng CEC thí nghiệm bón kết hợp than sinh học tỷ lệ thuận với việc tăng hàm lƣợng chất dinh dƣỡng (bảng 3.2)
Hình 3.3 : Hàm lƣợng CEC (meq/100g đất) ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
3.2.6. Đạm tổng số
Hình 3.4 : Hàm lượng đạm tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng đạm (N) tổng số của đất sau thí nghiệm ở mức cao, dao động từ 0.209 – 0.275%. Than sinh học đã chứa hàm lƣợng N: 0.19%, vì vậy việc bón kết hợp than sinh học này với NPK theo tỷ lệ của đề tài đã làm cho lƣợng đạm tăng thêm 0.066%. Điều này chứng tỏ vệc bón kết hợp
Comment [T3]: Vẽ lại đồ thị này cho cân đối chứ
NPK với than sinh học đã hạn chế lƣợng đạm cần bổ sung cho đất so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng.
3.2.7. Phốt pho tổng số
Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng P2O5 trong đất thí nghiệm ở mức khá giàu. Đất trong các ruộng thí nghiệm có bón than sinh học đều cho hàm lƣợng P2O5 cao hơn so với đất tại các ruộng đối chứng. Kết quả là bón kết hợp than sinh học đã làm cho hàm lƣợng P2O5 tăng lên 0.012 % (Hình 3.5)
Hình 3.5 : Hàm lượng Photpho tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
3.2.8. Kali tổng số
Hình 3.6: Hàm lượng Kali tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác
Kali là một nguyên tố không thể thiếu đối với thực vật. Kali tham ra vào sự hình thành và phát triển cây lúa. Thiếu Kali khiến cây còi cọc, chậm phát triển.
Từ kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng Kts trong đất sau thí nghiệm ở mức trung bình dao động từ 1.27 – 1.37 %. Đất tại thí nghiệm bón kết hợp than sinh học, đƣợc bổ sung một lƣợng Kali sẵn có trong than sinh học là 0.876 %. Hàm lƣợng Kts trong thí nghiệm bón kết hợp than sinh học cao hơn so với đất tại công thức đối chứng: 0.1%. Thí nghiệm bón kết hợp than sinh học và NPK đã giúp giảm bớt lƣợng Kali bón cho đất so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng của ngƣời dân.
3.2.9. Ảnh hưởng bón than sinh học tới năng suất lúa
Than sinh học có diện tích bề mặt lớn và cấu trúc lỗ rỗng phức tạp (1g có thể có một diện tích bề mặt hơn 1.000 m2) nên có khả năng hấp thụ và giữ nƣớc cũng nhƣ chất dinh dƣỡng dƣới mặt đất. Nhờ cấu trúc này mà than sinh học đồng thời cũng cung cấp một mơi trƣờng sống an tồn cho cây và các vi sinh vật có lợi trong đất. Tác dụng của bón than sinh học ảnh hƣởng tới độ phì nhiêu của đất đƣợc thể hiện qua năng suất lúa có sự biến động rõ rệt qua 2 vụ ( bảng 3.4).
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của biện pháp bón kết hợp than sinh học đến năng suất lúa
Đơn vị tính: tạ/ha
TT Hộ tham gia Vụ mùa 2013 Vụ xuân 2014
Áp dụng than sinh ho ̣c Phƣơng thức canh tác thông thƣờng % tăng so với đối chứng Áp dụng compost Phƣơng thức canh tác thông thƣờng % tăng so với đối chứng
1 Nguyễn Đình Vƣơng 50.24 49.33 1.80 73.50 65.00 13.08
2 Trần Đăng Đính 56.11 51.38 9.20 70.00 58.10 20.48
3 Trần Hữu Cƣờng 52.87 47.86 10.46 71.10 58.50 21.54
4 Trần Đăng Dƣ 51.16 45.48 13.15 66.40 60.10 10.48
5 Trần Hữu Long 59.65 53.12 12.30 68.30 59.20 15.37
6 Nguyễn Viết Chiến 57.21 51.38 11.35 70.80 61.70 14.75
7 Trần Đăng Hòa 49.10 47.41 3.50 59.50 55.30 7.59
8 Trần Thị Hiên 51.03 49.58 2.90 62.60 53.10 17.89
9 Nguyễn Văn Thắng 54.09 42.52 27.20 70.50 60.40 16.72
10 Nguyễn Thị Hiệp 50.08 48.71 2.80 65.00 58.20 11.68
11 Lê Thị Loan 58.16 48.64 19.50 68.40 63.60 7.55
12 Ngô Văn Ân 54.68 50.26 8.80 59.30 55.70 6.46
TB 53.70 48.81 10.02 67.10 59.10 13.54 CV% 6.52 5.81 6.92 5.79
Kết quả triển khai thí nghiệm cho thấy, sau 2 vụ áp dụng canh tác ( bón than sinh học kết hợp với bón phân khống ) năng suất lúa tăng đáng kể (bảng 3.3). Trên nền bón NPK+TSH năng suất lúa tăng so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng của dân. Năng suất vụ mùa tăng 10.02% và vụ xuân tăng 13.54% so với canh tác thông thƣờng của nông dân trên điểm triển khai thí nghiệm. Điều này chứng tỏ than sinh học có tác động tích cực tới sinh trƣởng và năng suất lúa, giúp độ phì nhiêu đất tăng lên đáng kể.
3.3. Hiệu quả của phân compost tới độ phì nhiêu của đất
Việc đánh giá ảnh hƣởng tiêu cực hay tích cực của phân compost đến độ phì nhiêu của đất đòi hỏi thời gian dài, liên tục và nghiêm ngặt trong phƣơng pháp bố trí theo dõi thí nghiệm. Do vậy, trong khuôn khổ đề tài chỉ tập trung theo dõi và so sánh mức độ biến động của một số chỉ tiêu lý, hóa tính của đất sau khi áp dụng bón kết hợp phân compost so với phƣơng thức canh tác thông thƣờng của ngƣời dân.