Từ năm 1960, việc thâm canh lúa phát triển nhanh chóng. Sự phát triển này là do sự cải tiến các giống lúa cao sản và sự phát triển của hệ thống thủy lợi trong sản suất nông nghiệp. Để đảm bảo an ninh lương thực tồn cầu thì phải gia tăng sản lượng lương thực, do đó việc thâm canh tăng vụ là rất cần thiết (Nguyễn Hữu Chiếm và ctv..., 1999).
Bên cạnh thâm canh tăng vụ cũng có những bất lợi như: làm cho đất ngập nước thường xuyên, dẫn đến ô nhiễm môi trường bạc màu đất, cạn kiệt dinh dưỡng. Những vùng canh tác lúa thâm canh 3 – 4 vụ/năm, nông dân thường đốt rơm hoặc dọn sạch đi để tranh thủ lịch thời vụ và canh tác vụ kế tiếp, vì lý do đó dần dần lượng chất hữu cơ nghèo đi, lớp đất canh tác mỏng dần, cạn khiệt dinh dưỡng do bị bóc lột quá nhiều. Do đó, năng năng suất lúa ngày càng giảm cho dù ta có bón phân hóa học với liều cao, cân đối. Cung cấp phân hữu cơ được xem là một biện pháp kỹ thuật có hiệu quả và bền vững trong việc duy trì độ phì của đất, tăng và ổn định năng suất lúa, giúp gia tăng hoạt động của vi sinh vật và cải thiện tính chất vật lý,
tính chất hóa học của đất góp phần phát triển nơng nghiệp bền vững (Giller et al., 1997; Palm et al., 1997; Palm và Sanchez 1991; Phạm Thị Phấn và ctv., 2002;
Phạm Thị Phấn và Nguyễn Kim Chung, 2005).
Theo hệ thống canh tác của người dân hiện nay là lúa-lúa nên ảnh hưởng của phân hữu cơ trên năng suất lúa chính là những dinh dưỡng được cung cấp vào bao gồm những dinh dưỡng trung lương và vi lượng khơng có sử dụng trong NPK. Sự giử lại rơm rạ sau thu hoạch làm gia tăng chất hửu cơ, các cation trao đổi (CEC) và tính chất vật lí của đất (Achim Dorbermann và Thomas Fair hurst, 2000, Vũ Hữu Liêm, 1995) và gia tăng số lượng CO2 hữu dụng cho cây và hoạt động của vi sinh vật (Kundu và Ladha, 1999, Gaur, 1980, Lưu Hồng Mẫn, 2000). Sử dụng phân hữu cơ kết hợp phân hóa học làm tăng dộ hữu dụng của đạm hơn là bón đơn (Phạm Sỹ Tân, 1990).
Thâm canh nơng nghiệp được cho rằng là tác nhân làm giảm độ phì nhiêu dài hạn của đất. Sự thâm canh có thể làm cạn kiệt các nguyên tố khoáng, nhất là các nguyên tố không được bổ sung vào đất (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Đất suy thối về mặt hóa học là điều kiện mơi trường rất không thuận lợi cho các phản ứng hóa học liên quan đến độ phì nhiêu và sinh học đất, gây ảnh hưởng bất lợi đến sinh trưởng và sự phát triển của cây trồng (Ngô Thị Hồng Liên, 2006). Việc sử dụng phân ủ rơm, rạ nói riêng và phân hữu cơ nói chung khơng những trả lại một phần quan trọng các chất dinh dưỡng mà cây đã lấy đi từ đất, mà còn hạn chế sự nhiễm độc các acid hữu cơ, tăng mùn, tăng % base bảo hòa, tăng cường sự hoạt động của tập đoàn vi sinh vật đất và cịn góp phần giảm được lượng phân bón cho lúa nhờ tăng hiệu quả sử dụng phân bón lên chủ yếu là phân đạm (khoảng 50%), cải tạo độ phì nhiêu cho đất, (Phạm Thị Phấn và Nguyễn Kim Chung, 2005; Phạm Thị Phấn và ctv., 2002; Ngô Thị Hồng Liên, 2006; Nguyễn Như Hà và ctv., 2006). Ngồi ra, bón phân hữu cơ cịn giảm độ chua của đất phèn từ đó giảm được chỉ số C/N của đất, hàm lượng N, P, K tăng dần (Nguyễn Văn Minh và ctv., 2008).
Theo Phan Thị Phấn và Nguyễn Kim Chung (2005) bón phân rơm kết hợp với phân hóa học ở liều cao thì chiều cao và số chồi có khuynh hướng tăng hơn là ở liều thấp. Hiệu quả sử dụng phân rơm hoai mục có thể góp phần giảm được liều lượng phân bón cho lúa nhất là đạm khoảng 50% góp phần giảm chi phí, cải tạo độ phì
nhiêu của đất. Bón phân hữu cơ làm tăng hàm lượng protein theo thời gian, còn hàm lượng amylose không ổn định theo mùa vụ và lượng đạm bón vào. Bón phân cân đối NPK sẽ cho năng suất cao và tăng hàm lượng protein trong hạt gạo. Chỉ bón phân hữu cơ kết hợp P và K thì khơng cho năng suất cao và không làm tăng hàm lượng protein trong hạt gạo.
Lân được tìm thấy nhiều trong mùn và các vật liệu hữu cơ khác, đất càng giàu mùn thì càng giàu lân và lân này sẽ được vi sinh vật phân hủy cho ra lân hữu dụng cho cây (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999). Khi bón lân cho đất trồng lúa ở ĐBSCL thường kém hữu dụng vì lân sẽ bị Fe, Al trong đất kết tủa. Bón phân hữu cơ vào đất sẽ tạo phức với Fe và Al hoạt động liên kết sẽ tạo phức tiếp theo sau là sự gia trăng pH dung dịch đất và cung cấp thêm dưỡng chất như Ca, Mg, K đây là những dưỡng chất rất thiếu ở đất pH thấp và trong quá trình phân hủy chất hữu cơ tạo ra nhiều CO2 có thể giải phóng dạng lân liên kết với canxi và một số chất khó tan khác trong đất(Stevenson, 1994; Đỗ Thị Thanh Gen, 1999; Dao, 2004; Dương Minh Viễn và
ctv., 2006; Nguyễn Như Hà và ctv., 2006; Võ Thị Gương, 2006 ; Phạm Thị Phương
Thúy, 2008).
Ở tầng canh tác, lân hữu cơ chiếm trên 50% tổng số lân trong đất và là nguồn cung cấp lân chủ yếu cho lúa (Hà Thị Thanh Bình và ctv., 2002).
Hình 1.3: Các dạng lân trong đất (Hà Thị Thanh Bình và ctv., 2002).
Đối với năng suất cây lúa, đạm được xem là nguyên tố giới hạn năng suất hàng đầu, tuy nhiên việc bón phân vơ cơ cao làm cho sự mất đạm trong ruộng lúa càng mạnh và hiệu quả sử dụng phân bón ngày càng kém, thông thường trên đất lúa ngập nước từ 10 – 20% lượng đạm bị mất, còn nếu trên đất kiềm con số nay là từ
Trao đổi nhanh Hoạt động chậm
Lân khơng hịa tan
Lân hấp thụ trên bề mặt keo và trong muối khơng ta
Lân hịa tan Lân
10 – 40% (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999; De Datta et al., 1988; Vlek và Byrne, 1986).
Nguồn đạm hữu cơ chiếm khoảng 95% đạm tổng số trong đất thơng qua sự khống hóa từ CHC rất quan trọng, đáp ứng phần lớn nhu cầu về đạm của cây lúa, khoảng 80% (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999; Ponnamperuma, 1984).
Khi bón đơn thuần phân ủ rơm, rạ thì mức độ nhiễm sâu bệnh thấp hơn khi bón phân hóa học ở liều cao và phân hóa học kết hợp với phân ủ rơm, rạ. Năng suất khi bón phân hữu cơ thì năng suất lúa tăng 13,9 % và nếu bón kết hợp (50% phân hóa học và 50% phân hữu cơ) thì năng suất tăng tới 26,83 % so với khơng bón phân, tương tụ ở một thí nghiệm khác thì năng suất tăng 5,91% và 6,86% trong mùa mưa và mùa khô, tương ứng. Nếu dùng phân hữu cơ kết hợp với phân hóa học với những lượng khác nhau thì năng suất tăng từ 14,67 – 28,71% trong mùa khô và 26,94 - 37,02% trong mùa mưa so với đối chứng khơng bón phân. Phân hữu cơ không những giúp cải tạo lại đất mà còn tăng hiệu quả của phân hóa học, khi áp dụng phân hữu cơ – phân ủ rơm, rạ liên tục trong nhiều vụ ta có thể giảm từ 20% - 60% lượng phân hóa học bón theo khuyến cáo mà khơng làm giảm năng suất lúa, (Luu Hong Man and ctv, 2002; Luu Hong Man and ctv, 2005; Luu Hong Man and
ctv., 2007; Lưu Hồng Mẫn và ctv, 2008).
Theo kế quả nghiên cứu nhiều năm tại Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long cho thấy phân hữu cơ làm tăng năng suất lúa rõ rệt. Cứ mỗi tấn phân chuồng cho tăng năng suất lúa từ 100 – 150kg lúa/ha, mỗi tấn phân ủ rơm rạ làm năng suất lúa tăng thêm từ 50 – 60kg lúa (Phạm Sỹ Tân, 1992 )
CHƯƠNG II
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP