1.1 .Đất canh tác và nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất
1.1.1 .Đất canh tác
1.2. Ảnh hưởng của hoạt động canh tác nông nghiệp tới chất lượng đất
1.2.7.2. Ảnh hưởng của phân bón
Bón các loại phân vơ cơ và hữu cơ vào đất sẽ phát huy tác dụng nhanh hay chậm, nhiều hay ít phụ thuộc chủ yếu vào hoạt động chuyển hóa của vi sinh vật đất. Ngược lại, phân bón có tác dụng tốt tăng cường số lượng và hoạt tính vi sinh vật đất. Tùy theo loại phân, liều lượng bón và phương pháp bón mà ảnh hưởng đến hệ sinh vật đất khác nhau.
+ Phân vô cơ: Bón phân hóa học một cách hợp lý có ảnh hưởng tốt đến sự
phát triển vi sinh vật đất. Các nguyên tố N, P, K, Ca, vi lượng rất cần thiết đối với vi sinh vật và chúng đòi hỏi các nguyên tố theo một tỉ lệ nhất định. Cũng chính vì vậy bón phân phối hợp phân hữu cơ và vơ cơ, hay bón cân đối giữa các loại phân vơ cơ có tác dụng kích thích sự phát triển của vi sinh vật mạnh hơn bón từng loại riêng rẽ. Bón phối hợp phân vơ cơ với phân chuồng và rơm rạ làm cho các loại hình vi sinh vật có ích Azotobactor, vi khuẩn nitrat hóa, phân giải cellulozơ tăng hơn 3-4 lần so với bón phân khống đơn thuần. Phân chuồng và rơm rạ cịn có tác dụng hạn chế vi khuẩn phản nitrat hóa do đó hạn chế sự mất đạm trong đất. Khi trong đất chứa nhiều xác hữu cơ chưa phân giải, hoặc bón khối lượng lớn phân xanh thì tăng cường số lượng phân khống có tác dụng thúc đẩy hoạt động phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật đất. Trường hợp đất chua, chua mặn, nghèo chất dinh dưỡng, nếu sử dụng
phân khoáng liều cao một cách liên tục sẽ làm tăng độ chua, tăng nồng độ muối, phá hủy kết cấu đất nên số lượng vi sinh vật giảm xuống. Bón vơi có tác dụng cải thiện tính chất lý, hóa đất, tăng cường hoạt động của vi sinh vật một cách rõ rệt. Trên những đất chua bạc màu rất cần thiết bón vơi. Nó tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loại vi sinh vật như vi khuẩn cố định nitơ sống tự do Azotobactor, vi khuẩn nitrat hóa. Xạ khuẩn chỉ có thể phát triển dễ dàng khi đất chua nghèo dinh dưỡng được bón vơi nhiều vụ.
Nhiều thí nghiệm đồng ruộng đã cho thấy thiếu một sự đáp ứng của sinh khối vi sinh vật và giun đất với phân khoáng ngay cả trong trường hợp sinh khối đồng cỏ tăng lên [140, 156]. Trường hợp sinh khối C của vi sinh vật được nhận thấy thường đi kèm với sự giảm pH đất sau khi bón phân N [155]. Các phương pháp khác như đếm số lượng vi sinh vật trên thạch đĩa [155], xác định hoạt động enzym [77] và đếm số lượng giun trịn [137] mà có thể nhạy cảm hơn so với xác định sinh khối vi sinh vật đã cho thấy những biến đổi do việc bón phân khống. Ví dụ, mặc dù tổng số giun trịn khơng bị ảnh hưởng bởi bón phân N và đồng thời pH giảm nhưng một số lồi giun trịn tăng lên trong khi những loài khác lại giảm [155].
Một số lượng hoặc hoạt động của sinh vật đất giảm sau khi bón phân khống có thể là do độc tính của KLN ơ nhiễm trong các phân khống. Nói chung, phân bón N và K có chứa hàm lượng rất thấp các chất gây ô nhiễm, trong khi phân bón P thường chứa một lượng đáng kể Cd, Hg và Pb [119]. Ngộ độc mãn tính lâu dài do sự tích lũy dần dần các KLN dường như phổ biến hơn so với ngộ độc tính tức thời, cấp tính [73]. Việc ứng dụng các nguyên tố đất hiếm như lantan đang gia tăng ở Trung Quốc đã được chứng minh làm giảm hô hấp đất và hoạt tính dehidrogenaza khi tỉ lệ ứng dụng cao [49]. Những phát hiện như thể đã khuyến cáo cho việc điều tra q trình tích lũy, khả năng sinh khả dụng và ngưỡng của các nguyên tố có trong phân bón mà có thể độc hại cho sinh vật đất.
+ Phân hữu cơ: Vì hầu hết các loại phân bón hữu cơ là các sản phẩm chất
thải, tỷ lệ sử dụng chúng thường được quyết định bởi tính sẵn có hơn là nhu cầu. Hầu hết việc bón phân hữu cơ chủ yếu để mang lại lợi ích tăng trưởng thực vật. Tuy nhiên so với phân khống, các ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất của việc bón phân hữu cơ cũng được quan tâm nghiên cứu.
Các loại phân hữu cơ như phân chuồng, phân xanh, bùn ao, rơm rạ… là nguồn dinh dưỡng đối với cây trồng và là nhân tố ảnh hưởng tốt đến thành phần cơ
giới, kết cấu, độ ẩm, chế độ nhiệt, chế độ khơng khí trong đất. Ngồi ra trong phân hữu cơ chứa sẵn một khối lượng rất lớn vi sinh vật (hàng chục tỷ tế bào trong một gam phân). Vì vậy, đất được bón phân hữu cơ thì số lượng và cường độ hoạt động của nhiều loại vi sinh vật tăng lên một cách đáng kể. Kết quả một số nghiên cứu đã cho thấy bón phân chuồng, phân xanh đã làm tăng vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn phân giải cellulozơ, vi khuẩn phân giải protein, vi khuẩn có nha bào, nguyên sinh động vật. Riêng vi khuẩn yếm khí, xạ khuẩn thì bị ức chế khi sử dụng lượng phân xanh cao. Tác động khác đối với vi sinh vật của các phân hữu cơ chủ yếu phụ thuộc vào tỷ lệ C/N của chúng. Những loại phân hữu cơ có tỷ lệ đạm cao như cây phân xanh họ đậu, phân chuồng có tác dụng kích thích vi sinh vật phát triển mạnh. Trái lại những phân hữu cơ như rơm rạ, cỏ khô, tỷ lệ chất xơ cao, thời gian đầu có tác dụng ức chế vi sinh vật. Phân hữu cơ bón liều lượng khác nhau trong các điều kiện khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật và cây trồng khác nhau. Bùn thải (chất rắn sinh học) thường có chứa các kim loại nặng như Cu, Zn, Cd. KLN có thể ảnh hưởng đến các quá trình vi sinh vật hơn là đến động vật đất hoặc cây trồng trên cùng đất đó. Phân bùn và phân gia súc cũng có thể chứa dư lượng của các chất được sử dụng để điều trị hoặc chữa bệnh ở người và động vật [92]. Phân xanh thường chứa hàm lượng chất dinh dưỡng thấp hơn hơn so với phân chuồng hoặc phân bùn, nhưng có thể chứa dư lượng của các hợp chất tổng hợp như thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm và chất điều hịa sinh trưởng thực vật. Q trình ủ hiếu khí có thể là điều kiện phân hủy một số hợp chất này, tùy thuộc vào bản chất của các thuốc trừ sâu và điều kiện ủ [44]. Kim loại tồn tại lâu dài trong đất sẽ gây tác động tiêu cực đến mơi trường và có thể kéo dài trong nhiều năm sau khi dừng bón phân [26, 73, 119]. Những phát hiện này khuyến cáo đảm bảo các quy định nghiêm ngặt về chất lượng phân bón hữu cơ và liều lượng sử dụng, đặc biệt là các sản phẩm chất thải như bùn thải và chất rắn sinh học, nhằm giảm thiểu ô nhiễm đất nông nghiệp bởi các kim loại độc hại.