Công thức pHKCl OM (%) CEC meq/100g CT1 Đối chứng 4,01 3,31 22,37 CT2 Vôi 4,69 3,33 23,02 CT3 Hữu cơ 4,30 5,50 27,81 CT4 Phân vi sinh 4,74 3,97 25,41 CT5 CPSH 4,03 3,93 25,36 CT6 Than sinh học 4,45 5,23 27,01 CT7 Rơm rạ 4,03 3,58 25,64 CT8 Lạc dại 4,09 3,95 30,40 CV (%) 4,29 4,10 25,83 LSD0,05 0,01 0,01 0,01 Trước thí nghiệm 4,68 4,68 14,70
3.1.1. Độ chua của đất trước và sau thí nghiệm
Độ chua của đất: độ chua của đất là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá đất. Độ chua hoạt động của đất ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng. Độ pH ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển của bộ rễ cây trồng và khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây. Sự ảnh hưởng này chủ yếu thông qua việc trao đổi dinh dưỡng của thực vật đối với đất, khả năng trao đổi và hấp phụ các chất của đất phụ thuộc rất nhiều vào độ pH của đất.
Trong môi trường đất pH ảnh hưởng đến khả năng di động hay cố định của các nguyên tố hóa học đất (kể cả các độc tố và các chất dinh dưỡng của đất). Mặt khác khi đất có pH gần trung tính hay trung tính sẽ tăng hiệu quả sử dụng phân bón và tăng hoạt động của hệ sinh vật đất đặc biệt là vi sinh vật có ích trong đất, đồng thời hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật có hại mà chủ yếu là vi nấm. Do vậy đây là yếu tố đầu tiên được quan tâm trong nghiên cứu và đánh giá chất lượng của đất trồng trọt. Đối với đất đỏ bazan thường có pH thấp, đây là mặt hạn chế của đất trong canh tác cây hồ tiêu (vì hồ tiêu thích hợp với pH từ 5,5 đến 6,5).
3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8 CT 1- Đối chứng CT 2 - Vôi CT 3 - Hữu cơ CT 4 - Phân vi sinh CT 5 - CPSH CT 6 - Than sinh học CT 7 - Rơm rạ CT 8 - Lạc dại Trước thí nghiệm 4,01 4,69 4,30 4,74 4,03 4,45 4,03 4,09 4,68 pHKCl pHKCl
Hình 3.1. pHKCl của đất trước và sau thí nghiệm
Theo đánh giá của Hội khoa học đất Việt Nam 2009 và FAO (đất có pHKCl < 4 rất chua; ≤ 5 chua vừa; ≤ 6 ít chua; ≤ 7 trung tính; > 7 kiềm yếu
thí nghiệm vẫn giữ trong cùng một thang đánh giá chua, dao động từ 4,01 đến 4,74. Khi đất chua, pHKCl < 4,5 thì lân dễ tiêu trong đất bị cố định bởi các ion sắt, nhôm di động, cây không hút được do vậy độ hữu hiệu của lân sẽ bị kém đi. Ngồi ra cịn ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và hấp thu dinh dưỡng của bộ rễ cây trồng.
So với trước thí nghiệm, trừ cơng thức bón phân vi sinh tăng 0,07 và cơng thức bón vơi tăng 0,01 thì các cơng thức cịn lại có xu hướng giảm độ pH. So với công thức đối chứng, việc áp dụng các biên pháp kỹ thuật canh tác đã nâng độ pH sau thí nghiệm lên. Trong đó, bón vơi và sử dụng phân vi sinh nâng pH lên 0,68 – 0,73 đơn vị (so với đối chứng). Cụ thể:
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 2000kg vơi đã nâng pH lên 0,68 đơn vị so với cơng thức bón đối chứng. Việc bón vơi để trung hồ độ chua ở đất bazan là khơng hiện thực. Tuy nhiên, bón vơi là cần thiết để giảm độ chua cục bộ trong đất, cung cấp dinh dưỡng canxi và magiê nhằm tăng cường hoạt động của vi sinh vật trong đất.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 30 tấn phân hữu cơ chế biến ủ hoai nâng pH lên 0,29 đơn vị so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn phân vi sinh nâng pH lên 0,73 đơn vị so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn chế phẩm sinh học nâng pH lên 0,02 đơn vị so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 2 tấn than sinh học nâng pH lên 0,44 đơn vị so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O ủ rơm rạ nâng pH lên 0,02 đơn vị so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O trồng thêm lạc dại che phủ nâng pH lên 0,08 đơn vị so với công thức đối chứng.
3.1.2. Hàm lượng chất hữu cơ trước và sau thí nghiệm
Hàm lượng chất hữu cơ (OM%): là phần quý giá nhất của đất, là dấu hiệu cơ bản làm đất khác đá mẹ và tác động mạnh mẽ đến độ phì nhiêu của đất. Chất hữu cơ tham gia phần lớn vào tất cả các quá trình phản ứng sinh lý, sinh hóa của mơi trường đất, do vậy nó có tác động cải thiện mơi trường đất cả về mặt vật lý, hóa học và sinh học trong đất. Hàm lượng chất hữu cơ ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất ở các khía cạnh: xúc tiến phong hóa sinh học đối với khống, hình thành phẫu diện đất, điều hịa chế độ nước cũng như nhiệt và khơng khí của đất, phát triển độ phì đất (giữ ẩm, giữ màu cho đất, tăng dung tích hấp phụ, giữ cấu trúc đất…).
OM là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì nhiêu đất cũng như năng suất cây trồng. Hàm lượng OM trong đất là nguồn dinh dưỡng có tương quan chặt chẽ với độ phì nhiêu của đất. Do vậy, để duy trì năng suất hồ tiêu cũng như độ phì nhiêu đất trồng tiêu thì vấn đề cần quan tâm là hàm lượng chất hữu cơ trong đất.
Theo phân cấp hàm lượng OM trong đất của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 và FAO đối với đất đồi núi (OM < 2% rất nghèo; ≤ 4% trung
bình; > 4% giàu). Nhìn chung, hàm lượng OM của mẫu đất ở các thí nghiệm dao động ở mức trung bình đến giàu và đang ở mức đạt yêu cầu để duy trì năng suất cây tiêu (OM > 2%).
Trong quá trình canh tác hồ tiêu hàm lượng OM ít nhiều đã bị giảm sút. Dưới tác động của các quá trình thổ nhưỡng chủ đạo cộng thêm chế độ canh tác cây công nghiệp dài ngày với mức độ thâm canh cao, nguồn dinh dưỡng trong đất bị cạn kiệt dần và hàm lượng OM bị biến đổi không ngừng. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất giảm sẽ làm cho khả năng sản xuất của đất bị giảm sút nghiêm trọng.
So với đất trước thí nghiệm thì hàm lượng OM sau thí nghiệm ở các công thức đa phần đều thấp hơn, trừ cơng thức bón phân hữu cơ chế biến ủ hoai và cơng thức bón than sinh học. Trên nền NPK canh tác, việc bón thêm 2 tấn than sinh học (cơng thức 6) và bón thêm 30 tấn phân hữu cơ chế biến ủ hoai (công thức 3) đã cải thiện hàm lượng OM trong đất.
0 1 2 3 4 5 6 CT1 Đối chứng CT2 Vôi CT3 Hữu cơ CT4 Phân vi sinh CT5 CPSH CT6 Than sinh học CT7 Rơm rạ CT8 Lạc dại Trước thí nghiệm 3,31 3,33 5,50 3,97 3,93 5,23 3,58 3,95 4,68 % OM (%)
Hình 3.2. Hàm lượng chất hữu cơ của đất trước và sau thí nghiệm
So với đối chứng thì các cơng thức sau thí nghiệm đều làm tăng hàm lượng OM trong đất, tăng dao động từ 0,02% đến 2,19%; cao nhất trên cơng thức bón phân hữu cơ chế biến tăng 1,7 lần so với đối chứng. Cụ thể:
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 2000kg vơi làm tăng 0,02% so với cơng thức bón đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 30 tấn phân hữu cơ chế biến ủ hoai làm tăng 2,19% so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn phân vi sinh làm tăng 0,66% so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn chế phẩm sinh học làm tăng 0,62% so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 2 tấn trấu hun làm tăng 1,92% so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O kết hợp ủ rơm rạ quanh gốc cây làm tăng 0,27% so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O kết hợp trồng thêm lạc dại che phủ làm tăng 0,64% so với công thức đối chứng.
3.1.3. Khả năng trao đổi cation trước và sau thí nghiệm
Theo phân cấp hàm lượng CEC trong đất của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 và FAO (CEC < 5meq/100g rất thấp; ≤ 10meq/100g thấp; ≤ 25 meq/100g trung bình; ≤ 40meq/100g khá; > 40meq/100g cao). Khả năng
trao đổi cation (CEC) của các mẫu đất trước và sau thí nghiệm dao động trong khoảng 14,70meq/100g đến 30,40meq/100g đất. So sánh giá trị CEC của đất trước và sau thí nghiệm cho thấy, CEC đều được cải thiện đặc biệt tăng cao, dao động từ trung bình đến khá.
CEC phản ánh khả năng chứa đựng, điều tiết dinh dưỡng và là chỉ tiêu rất quan trọng của độ phì nhiêu đất. CEC càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi các chất dinh dưỡng tốt với cây trồng.
So với cơng thức đối chứng thì khả năng trao đổi cation của các cơng thức còn lại đều tăng:
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 2 tấn vơi làm chỉ số CEC tăng 0,65 meq/100g so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn chế phẩm sinh học làm chỉ số CEC tăng 2,99 meq/100g so với công thức đối chứng.
Trên nền 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O bón 3,8 tấn phân vi sinh làm chỉ số CEC tăng 3,04 meq/100g so với công thức đối chứng.
Trên cùng công thức nền, dùng rơm rạ ủ gốc làm chỉ số CEC tăng 3,27 meq/100g so với công thức đối chứng.
Trên nền 360 N – 150 P2O5 – 360 K2O bón 2 tấn than sinh học làm chỉ số CEC tăng 4,64 meq/100g so với công thức đối chứng. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Liang và cộng tác viên 2001 [32] cho rằng bón than sinh học giúp cho CEC tăng cao nhưng cơ chế vẫn chưa rõ ràng.
Bón 360kg N – 150kg P2O5 – 360kg K2O – 30 tấn phân bò kết hợp vỏ cà phê ủ hoai mục làm tăng 5,44meq/100g CEC.
Trên cùng công thức nền, trồng lạc dại che phủ giúp tăng khả năng trao đổi cation cao nhất tăng 8,03 meq/100g tương ứng tăng 2,07 lần so với trước thí nghiệm. 0 5 10 15 20 25 30 35 CT1 Đối chứng CT2 Vôi CT3
Hữu cơ Phân viCT4 sinh CT5 CPSH CT6 Than sinh học CT7
Rơm rạ CT8 Lạc dại Trước thí nghiệm 22,37 23,02 27,81 25,41 25,36 27,01 25,64 30,40 14,70 m eq /1 0 0 g CEC
Lý giải điều này, vì lạc dại là cây cỏ họ đậu có khả năng cộng sinh với vi khuẩn cố định đạm. Ngồi lợi ích che phủ, chúng cịn phát triển và cung cấp liên tục sinh khối cùng chất hữu cơ để bù lại lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng bị mất đi do khống hóa và rửa trơi. Lớp thực vật che phủ này còn tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển, lớp thực vật chết đi cung cấp nhiều tàn dư hữu cơ cùng với sự phát triển tốt của hệ sinh vật đất (giun đất và vi sinh vật) giúp tăng khả năng phân hủy chất hữu cơ giải phóng các hợp chất sinh học có hoạt tính cao (axit mùn, axit amin, hợp chất humin) góp phần tăng giá trị CEC của đất. Qua đây, càng không thể phủ nhận giá trị của thảm thực vật che phủ mang lại.
Bảng 3.1b: Tính chất đất tại các điểm trước và sau thí nghiệm Cơng thức Hàm lượng tổng số (%) Công thức Hàm lượng tổng số (%) Nts P2O5 K2O CT1 Đối chứng 0,22 0,12 0,09 CT2 Vôi 0,22 0,14 0,16 CT3 Hữu cơ 0,26 0,19 0,25 CT4 Phân vi sinh 0,22 0,17 0,17 CT5 CPSH 0,22 0,13 0,16 CT6 Than sinh học 0,23 0,17 0,22 CT7 Rơm rạ 0,22 0,09 0,09 CT8 Lạc dại 0,26 0,12 0,09 CV (%) 0,23 0,14 0,15 LSD0,05 0,01 4,29 5,48 Trước thí nghiệm 0,17 0,12 0,09
3.1.4. Hàm lượng đạm tổng số trước và sau thí nghiệm
Đạm tổng số (N%): Là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá độ phì nhiêu của đất trồng trọt. Hàm lượng đạm tổng số trong đất nói lên khả năng trữ lượng dinh dưỡng đạm của đất cung cấp lầu dài và ổn định cho cây trồng. Trong cây, đạm tham gia vào các thành phần diệp lục cơ quan quang hợp của cây axit amin, protein, ancaloit và các hợp chất khác. Đạm có vai trị chủ yếu trong việc kích thích sự tăng trưởng của cây tiêu, giúp cây đâm nhiều chồi, nhánh, cành quả, làm cho lá có màu xanh đậm. Ngồi ra chất đạm cịn góp phần cho cây tiêu ra nhiều hoa, tăng kích thước và độ chứa protein của trái tiêu.
Hình 3.4. Hàm lượng đạm tổng số của đất trước và sau thí nghiệm
So với đất trước thí nghiệm thì hàm lượng đạm tổng số sau thí nghiệm ở các công thức đều cao hơn. Theo phân cấp hàm lượng đạm tổng số trong đất của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 và FAO đối với đất đồi núi (< 0,1% nghèo; ≤ 0,2% trung bình; > 0,2% giàu). Đạm tổng số trước thí
nghiệm từ mức trung bình (0,168%), sau các thí nghiệm đều tăng lên mức giàu cao nhất là CT3 Hữu cơ (tăng 0,092%) và CT8 Lạc dại với đạm tổng số tăng 0,092%.
3.1.5. Hàm lượng lân tổng số trước và sau thí nghiệm
Hình 3.5. Hàm lượng lân tổng số của đất trước và sau thí nghiệm
Lân tổng số (P2O5%): Theo phân cấp hàm lượng lân tổng số trong đất của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 và FAO (< 0,06% nghèo; ≤ 0,1% trung bình; > 0,1% giàu). Ngoại trừ cơng thức ủ rơm rạ (0,09%) có mức lân tổng số trung bình, thì hàm lượng lân tổng số trước và sau thí nghiệm đều ở mức giàu. Hàm lượng lân tổng số dao động từ 0,12 đến 0,19%. Hàm lượng cao nhất ở cơng thức bón phân hữu cơ ủ hoai (0,19%), tiếp đến là cơng thức bón phân vi sinh và cơng thức sử dụng than sinh học (0,17%), sau là cơng thức bón vơi (0,14%), CT5 CPSH (0,13%), CT1 Đối chứng và CT8 trồng lạc dại che phủ không thay đổi hàm lượng so với đất trước thí nghiệm (0,12%).
Theo Phạm Tiến Hoàng và các cộng sự (1997) thì phân hữu cơ có tác dụng quyết định trong việc cải thiện các tính chất của đất, điều hòa dinh dưỡng trong cơ chế tăng khả năng hấp phụ của đất bằng việc tăng chất và lượng các phức hợp chất hữu cơ – khoáng trong đất, tạo cho đất có khả năng giữ chất dinh dưỡng, hạn chế sự rửa trôi. Chức năng điều hòa dinh dưỡng còn được biểu hiện ở khả năng chuyển hóa các hợp chất khó tan thành dễ tan cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây trồng mà rõ nhất là chuyển hóa các hợp chất lân trong đất.
3.1.6. Hàm lượng kali tổng số trước và sau thí nghiệm
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 CT1 ĐC CT2 Vơi CT3 Hữu cơ CT4 Phân VS CT5 CPSH CT6 Than SH CT7 Rơm rạ CT8 Lạc dại TTN 0,09 0,16 0,25 0,17 0,16 0,22 0,09 0,09 0,09 % K2O%
Hình 3.6. Hàm lượng kali tổng số của đất trước và sau thí nghiệm
Kali tổng số (K2O%): Theo phân cấp hàm lượng kali tổng số trong đất của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 và FAO (< 1% nghèo; ≤ 2%
trung bình; > 2% giàu). So với trước thí nghiệm, hàm lượng kali tổng số sau thí nghiệm tuy có tăng (ở cơng thức bón vơi và các cơng thức bón phân hữu cơ) nhưng vẫn nằm ở mức nghèo. Điều này cũng phù hợp với phát sinh học của đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan là nghèo kali tổng số. Bởi vì đất có
khống sét kaolinit chủ đạo nên khả năng giữ kali kém, mặt khác đất nâu đỏ bazan thường tập trung ở vùng đồi dốc lượng mưa lớn dẫn đến khả năng rửa trôi kali rất lớn do vậy đất nghèo kali tổng số [31].
Hàm lượng kali tổng số dao động từ 0,09 đến 0,25%, cao nhất ở cơng thức bón phân hữu cơ chế biến ủ hoai tăng 0,16% so với đối chứng. Theo