3.2.2.1. Ẩm độ đất
Đất sau khai khoáng được hoàn thổ tại khu vưc trồng thí nghiệm khá tơi xốp và không có tầng đất sét nên khả năng giữ nước của đất kém. Theo dõi, xác định ẩm độ đất là để tính lượng nước dự trữ trong đất trong từng điều kiện nhất định, nhờ đó mà biết được đất khô hay ẩm ở mức nào. Kết quả theo dõi được tổng hợp vào bảng 3.9.
Bảng 3.9. Ẩm độ đất qua các thời kỳ ở các công thức
Đơn vị: %
Công thức Thời kỳ
Phân nhánh Hoa rộ Chắc xanh Chín
CT 1 (Đậu đen) 45,18 45,43 46,31 45,54
CT 2 (Đậu đỏ ĐB 1) 43,17 43,53 44,03 43,59
CT 3 (Đậu đỏ ĐB 2) 41,40 41,90 42,89 41,90
CT 4 (Đậu đỏ ĐB 3) 40,08 40,76 41,15 40,97
CT 5 (Đậu mèo Sapa) 42,67 43,03 43,74 43,23
CT 6 (Đậu xanh) 38,35 38,49 39,02 38,69
CT 7 (ĐC) 36,25 36,06 35,56 36,51
CV (%) 0,40 0,50 0,60 0,60
LSD05 0,29 0,33 0,41 0,42
Kết quả bảng 3.9 cho thấy: Trong cùng thời kỳ, khi trồng các giống cây khác nhau thì ẩm độ đất có sự biến động. Trong thời kỳ phân nhánh mức độ che phủ của các loài còn thấp do vậy sự chênh lệch giữa các ô thí
nghiệm không cao. Tuy nhiên các công thức trồng cây đều cao hơn độ ẩm ở công thức đối chứng.
Kết quả theo dõi cho thấy Đậu đen là cây có độ ẩm đất cao hơn cả, điều này cũng cho thấy giữa sinh trưởng và khả năng giữ ẩm của cây là tỷ lệ thuận. Trong các công thức thí nghiệm thì cây Đậu đen sinh trưởng tốt nhất do đó khả năng giữ ẩm cũng tốt nhất (độ ẩm dao động 45,18 – 46,31%). Thấp nhất là độ ẩm đất ở công thức đối chứng – không trồng cây (độ ẩm dao động từ 35,56 – 36,51%). Sự chênh lệch về độ ẩm các công thức trồng: Đậu đỏ Điện Biện 1, Đậu đỏ Điện Biện 2, Đậu đỏ Điện Biện 3 và Đậu mèo Sapa ở các giai đoạn sinh trưởng là không đáng kể. Vì tốc độ sinh trưởng và khả năng che phủ của các loài này là tương đương nhau. Trong các công thức có trồng cây thí nghiệm thì công thức trồng cây Đậu xanh khả năng giữ ẩm cho đất là thấp (38,35 – 39,02%). Vì cây Đậu xanh sinh trưởng thấp nhất (chiều cao, số lượng cành nhánh) so với các công thức khác, do đó độ che phủ là thấp nhất.
Như vậy hầu hết các ô thí nghiệm có trồng cây đều có độ ẩm cao hơn ô đôi chứng. Kết quả theo dõi về độ ẩm phù hợp với khả năng sinh trưởng và độ che phủ của các loài. Trong các ô thí nghiệm trồng cây: công thức trồng Đậu đen có độ ẩm cao nhất và thấp nhất là cây Đậu xanh. Vì cây Đậu đen sinh trưởng tốt nhất do đó có khả năng giữ ẩm tốt nhất; cây Đậu xanh sinh trưởng kém nhất và có độ ẩm thấp nhất.
3.2.2.2. Dung trọng đất
Dung trọng đất là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất khô kiệt ở trạng thái tự nhiên, đơn vị là g/cm3
hoặc tấn/m3 (ký hiệu là d).
Bảng 3.10. Dung trọng đất trƣớc và sau khi trồng 2 vụ
Đơn vị: g/cm3
Công thức Thời gian Thay đổi
dung trọng Trƣớc trồng Sau trồng 2 vụ CT 1 (Đậu đen) 1,16 1,03 - 0,13 CT 2 (Đậu đỏ ĐB 1) 1,17 1,08 - 0,09 CT 3 (Đậu đỏ ĐB 2) 1,17 1,11 - 0,06 CT 4 (Đậu đỏ ĐB 3) 1,16 1,13 - 0,03
CT 5 (Đậu mèo Sapa) 1,17 1,12 - 0,05
CT 6 (Đậu xanh) 1,17 1,14 - 0,03
CT 7 (ĐC) 1,17 1,21 + 0,04
CV (%) 0,6 1,0 -
LSD05 0,01 0,02 -
Kết quả tổng hợp ở bảng 3.10 cho thấy:
Ở các ô thí nghiệm khác nhau, dung trọng đất trước khi trồng và sau khi trồng cây cũng khác nhau.
Trước khi trồng dung trọng đất ở các ô thí nghiệm tương đương nhau, mức độ chênh lệch không đáng kể.
Sau khi trồng dung trọng đất đã có sự thay đổi ở các ô thí nghiệm. Dung trong đất sau khi trồng dao động từ 1,03 - 1,21 g/cm3. Các ô thí nghiệm được trồng cây đều cho thấy dung trọng của đất giảm, tuy chưa cao. Trong đó công thức thí nghiệm trồng Đậu đen làm thay đổi dụng trọng đất lớn nhất (-0,13) và Đậu xanh là thấp nhất (-0,03). Riêng ô đối chứng, không trồng cây thì dung trọng của đất đã tăng lên (+ 0,04). Điều này cho thấy sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh, nhất là các yếu tố tự nhiên (mưa) đã làm cho đất bị chặt, khi đất không được cây che phủ; do vậy dung trong đất tăng ở ô đối chứng.
Như vậy mức độ chênh lệch dung trọng đất giữa các ô thí nghiệm không lớn và sự thay đổi dung trong đất trước và sau khi trồng là không đáng kể. Về mặt lý tính đất đã có sự cải thiện, tuy nhiên chưa rõ rệt. Để cải tạo tính chất đất về mặt lý tính cần có thời gian; nhất là đất sau khai thác khoáng sản chịu sự tác động của các yếu ngoại cảnh.
3.2.2.3. Độ xốp của đất
Kết quả theo dõi về dung trọng đất ở các công thức thí nghiệm trước và sau khi trồng được tổng hợp vào bảng 3.11.
Bảng 3.11. Độ xốp của đất trƣớc và sau khi trồng 2 vụ thí nghiệm 1
Đơn vị: %
Công thức Thời gian Thay đổi
về độ xốp
Trƣớc trồng Sau trồng 2 vụ
CT 2 (Đậu đỏ ĐB 1) 54,43 57,94 + 3,52
CT 3 (Đậu đỏ ĐB 2) 54,43 56,51 + 2,08
CT 4 (Đậu đỏ ĐB 3) 54,56 55,86 + 1,30
CT 5 (Đậu mèo Sapa) 54,43 56,25 + 1,82
CT 6 (Đậu xanh) 54,43 55,47 + 1,04
CT 7 (ĐC) 54,43 52,86 - 1,56
CV (%) 0,5 0,8 -
LSD05 0,45 0,79 -
Do điều kiện có hạn, chúng tôi không làm thí nghiệm xác định tỷ trọng của đất ở từng ô thí nghiệm mà sử dụng tỷ trọng bình quân của đa số các loại đất Việt Nam là 2,65. Độ xốp của đất phụ thuộc vào dung trọng của đất, dung trọng của đất càng cao thì độ xốp giảm và ngược lại. Qua việc lấy mẫu phân tích, tính toán dung trọng đất ở các ô thí nghiệm, tỷ trọng đất D = 2,65.
Sự thay đổi độ xốp của đất trước và sau khi trồng thể hiện khả năng cải tạo về lý tính của cây trồng.
Trước khi trồng cây: Ở các ô thí nghiệm, độ xốp của đất tương đương nhau, dao động từ 54,43 – 54,69%.
Sau khi trồng: Độ xốp của đất ở các ô thí nghiệm có trồng cây đều tăng, nhưng mức tăng không đáng kể. Sự thay đổi về độ xốp đất trước và sau khi trồng cây dao động từ 1,04 – 4,95%. Trong đó ô trồng Đậu đen thay đổi lớn nhất (4,95%) và thấp nhất là ô trồng Đậu xanh (1,04%); độ xốp đất phụ thuộc vào sinh trưởng của cây. Cũng theo kết quả nghiên cứu thì cây Đậu đen cũng là cây sinh trưởng tốt nhất. Ô đối chứng không trồng, cây độ xốp của đất không được cải thiện (giảm 1,56%), do các yếu tố ngoại cảnh đã tác động làm cho đất chặt.
Như vậy, kết quả nghiên cứu về khả năng cải thiện lý tính của đất về dung trọng và độ xốp cho thấy cây Đậu đen là cây vượt trội hơn. Tuy nhiên mức độ thay đổi chưa cao, cần tiếp tục tiến hành nghiên để nâng cao hiệu quả sản suất của đất sau khai khoáng.
3.2.2.4. Phân tích các chỉ tiêu về dinh dưỡng đất sau khi trồng 2 vụ (mùn, đạm tổng số, lân tổng số, kali tổng số, pH)
Để đánh giá đất tốt hay xấu phải dựa vào hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất và phải căn cứ vào các quy dịnh, quy chuẩn từ đó mới đưa các kết luận chính xác về chất lượng của đất. Đối với từng loại đất có hàm lượng các chất dinh dưỡng khác nhau. Dưới đây là cách phân loại hàm lượng một số chỉ tiêu đối với từng loại đất.
- Hàm lượng lân tổng số (P2O5 %):
Theo Lê Văn Căn (1968), hàm lượng lân tổng số được phân loại:
Giàu: > 0,10 %
Trung bình: 0,06 – 0,10 %
Nghèo: < 0,06 %
- Hàm lượng tổng số các chất hữu cơ và Nitơ
Bảng 3.12. Hàm lƣợng tổng số của chất hữu cơ và nitơ trong đất
Mức độ OMTS (%) OCTS (%) NTS (%) C/N Rất cao > 6,0 > 3,50 > 0,300 > 25 Cao 4,3 – 6,0 2,51 – 3,50 0,226 - 0,300 16 – 25 Trung bình 2,1 – 4,2 1,26 - 2,50 0,126 – 0,225 11 – 15 Thấp 1,0 – 2,0 0,60 - 1,25 0,050 – 0,125 8 – 10 Rất thấp < 1,0 < 0,60 < 0,050 < 8
(Nguồn: Agricultural Compendium, 1989)
Để khẳng định vai trò, sự tác động của các giống cây trồng đối với việc cải thiện tính chất hóa học trên đất sau khai khoáng, chúng tôi lấy mẫu ở các ô thí nghiệm phân tích hàm lượng đạm tổng số, lân tổng số, kali tổng số, chất hữu cơ (OM) và độ pHKCL. Nền của thí nghiệm là đất sau khai thác quặng sắt, diện tích đất trồng cây họ đậu ngắn ngày cho sản phẩm ít đá lẫn và tầng mặt bị xáo trộn với các tầng đất sâu, do đó tính chất đất ở các công thức thí nghiệm trước khi trồng là giống nhau. Khả năng cải tạo đất của mỗi loài là khác nhau, kết quả phân tích đất sau khi trồng hai vụ được thể hiện ở bảng 3.13:
Bảng 3.13. Chỉ tiêu về dinh dƣỡng đất sau khi trồng 2 vụ
Công thức Chỉ tiêu
(%) (%) (%) (%)
CT 1 (Đậu đen) 1,345 0,078 0,143 0,191 5,54
CT 2 (Đậu đỏ ĐB 1) 1,235 0,045 0,142 0,157 5,48
CT 3 (Đậu đỏ ĐB 2) 1,135 0,048 0,133 0,146 5,42
CT 4 (Đậu đỏ ĐB 3) 1,195 0,047 0,136 0,147 5,43
CT 5 (Đậu mèo Sapa) 1,133 0,042 0,128 0,149 5,40
CT 6 (Đậu xanh) 1,275 0,068 0,117 0,133 5,32
CT 7 (ĐC) 1,096 0,040 0,115 0,124 5,20
Kết quả phân tích đất cho thấy, hầu hết các công thức trồng cây cải tạo có hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất đều cao hơn so với công thức đối chứng không trồng cây.
Hàm lượng mùn trong đất sau khi trồng hai vụ dao động trong khoảng từ 1,096 đến 1,345%. Trong đó cao nhất là lượng mùn của công thức trồng Đậu đen (1,345%) vì cây Đậu đen là cây sinh trưởng tốt nhất, lượng vật chất khô trả lại cho đất là lớn nhất, số lượng nốt sần cũng lớn nhất. Và thấp nhất là công thức không trồng cây. Công thức không trồng cây có hàm lượng mùn thấp hơn các công thức khác một phần vì không có sự trả lại vật khô mà còn bị tác động của ngoại cảnh (mưa, gió…) làm rửa trôi chất dinh dưỡng trong
đất. Theo số liệu của Agricultural Compendium, 1989, hàm lượng mùn trong
đất ở các công thức thí nghiệm đều ở mức thấp (nằm trong khoảng 1,0 – 2,0 %) (bảng 3.12).
Chỉ tiêu hàm lượng lân tổng số trong đất giữa các công thức thí nghiệm là khác nhau, dao động trong khoảng 0,040 đến 0,078%. Các công thức thí nghiệm có trồng cây đều cao hơn công thức đối chứng (không trồng cây). Trong đó, hàm lượng lân tổng số trong đất trồng Đậu đen là cao nhất 0,078%; thấp nhất là đất không 0,040%. Theo Lê Văn Căn (1968), hàm lượng lân tổng số trong đất ở các công thức thí nghiệm ở mức từ nghèo (<0,06%) đến trung bình (0,06 – 0,10 %). Trong đó các công thức trồng Đậu đen và Đậu xanh là ở mức trung bình còn lại các công thức khác ở mức nghèo.
Hàm lượng đạm tổng số trong đất ở các công thức thí nghiệm có trồng cây đều cao hơn công thức đối chứng. Cao nhất là công thức trồng Đậu đen (0,143%), thấp nhất là công thức trồng Đậu xanh (0,117%). Theo số liệu của
Agricultural Compendium, 1989, thì hàm lượng đạm tổng số trong các công thức thí nghiệm ở mức thấp (0,05 – 0,12%) công thức trồng Đậu xanh; còn lại các công thức khác ở mức trung bình (0,126 – 0,225%) (bảng 3.12).
Hàm lượng kali tổng số trong đất ở các công thức thí nghiệm là khác nhau. Sau khi trồng được hai vụ, hàm lượng kali tổng số trong đất trồng Đậu đen cao nhất là 0,191%; Đậu đỏ Điện Biên 1 là 0,157%; Đậu đỏ Điện Biên 2 là 0,146%; Đậu đỏ Điện Biên 2 là 0,147%; Đậu mèo Sapa là 0,147%; Đậu xanh là 0,133%. Thấp nhất là công thức đối chứng 0,124%; không trồng cây hàm lượng Kali tổng số thấp hơn các công thức có trồng cây vì sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh đã làm cho các chất dinh dưỡng trong đất bị rửa trôi.
Chỉ tiêu pHKCL: pHKCL ở các ô thí nghiệm trồng cây đều cao hơn công thức đối chứng. Kết quả phân tích cho thấy pHKCL trong đất ở công thức trồng Đậu đen là cao hơn cả (5,54) và thấp nhất là công thức đối chứng (5,20). Độ
pHKCL đều ở mức hơi chua, khi đất có biểu hiện chua sẽ làm giảm khả năng
hoạt động của các vi khuẩn phân giải trong đất (Sporocytophaga, Cytophaga,
Bacillus, Clostridium…), ngoài ra còn ảnh hưởng đến số lượng nốt sần của cây.
Như vậy, sau hai vụ trồng các cây họ đậu ngắn ngày cho thấy cây Đậu đen là cây sinh trưởng tốt nhất, có hàm lượng chất xanh – chất khô cao. Tuy nhiên khả năng cải tạo đất của các loài chưa rõ. Số liệu phân tích đất cho thấy, tất cả các mẫu đất có hàm lượng các chất dinh dưỡng ở mức trung bình cho đến nghèo và độ pH ở mức chua. Do đó cần tiếp tục trồng cây cải tạo đất để tăng độ phì, tăng độ pH cho đất.
3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, cải tạo đất của một số cây phân xanh họ đậu dài ngày trên đất sau khai khoáng mới hoàn thổ xanh họ đậu dài ngày trên đất sau khai khoáng mới hoàn thổ
Khả năng sinh trưởng của các loài thực vật thể hiện qua sinh trưởng chiều cao, số cành nhánh cấp 1 trên thân, ngoài ra còn một số chỉ tiêu như: đường kinh tán, đường kính gốc. Nhưng khả năng cải tạo đất của các loài được đánh giá qua các chỉ tiêu: năng suất chất xanh, chất
khô, số lượng nốt sần trên cây, ngoài ra còn các chỉ tiêu về hàm lượng dinh dưỡng trong đất trước và sau khi trồng 1 năm. Chỉ tiêu về năng suất chất xanh, chất khô và số lượng nốt sần thể hiện khả năng trả lại dinh dưỡng cho đất là bao nhiêu sau một thời gian tiến hành thí nghiệm.
3.3.1. Khả năng sinh trưởng của cây phân xanh họ đậu dài ngày
3.3.1.1. Chiều cao cây
Chiều cao cây là chỉ tiêu đánh giá quá trình lớn lên của cây qua từng thời gian sống. Chiều cao cây ảnh hưởng đến khả năng chống đổ và liên quan chặt chẽ tới năng suất sinh vật học của cây. Thí nghiệm theo dõi trên 7 giống cây.
Bảng 3.14. Động thái sinh trƣởng chiều cao cây của các loài
Đơn vị: cm
Thời gian Công thức
CT 1 CT 2 CT 3 CT 4 CT 5 CT 6 CT 7 CV (%) LSD05 Tháng (năm 2010 – 2011) 5 7,07 4,18 3,80 11,05 43,92 14,33 8,94 17,0 3,97 6 32,75 11,11 9,15 35,42 82,63 25,87 26,18 13,7 7,66 7 62,75 20,62 23,82 87,17 105,2 43,29 43,03 15,7 15,16 8 87,95 40,66 41,67 118,73 126,46 62,49 58,18 13,8 18,49 9 127,54 44,64 69,75 155,74 147,58 75,97 72,35 14,6 25,34 10 146,82 49,25 94,13 175,98 157,67 87,36 86,03 12,8 25,57 11 158,87 54,23 120,45 198,46 164,42 91,21 92,88 14,4 31,51 12 162,93 54,99 127,12 209,89 164,59 94,43 94,81 15,1 34,40 1 163,70 56,35 137,77 210,75 170,36 104,50 96,94 13,4 31,60 2 164,12 57,93 138,03 210,75 170,36 104,50 97,30 13,4 31,52 3 164,55 58,86 138,16 210,75 170,36 104,50 97,78 13,4 31,63 4 164,78 60,40 138,39 210,75 168,70 104,50 98,08 13,4 31,60
Kết quả theo dõi về sinh trưởng chiều cao của cây trồng thí nghiệm 2 được tổng hợp ở bảng 3.14 cho thấy: Cây Trinh nữ không gai (Xấu hổ không gai), Muồng lá nhọn, Sunnhemp là những cây sinh trưởng chiều cao tốt nhất:
Sau khi trồng được 3 tháng cây sinh trưởng về cao nhanh, chiều cao trung bình ở các công thức dao động từ 20,62 – 105,20 cm. Trong đó các loài: Trinh nữkhông gai, Muồng lá nhọn là những loài chiếm ưu thế.
Đến giai đoạn được 6 tháng, đây là thời điểm vào mùa mưa các loài sinh trưởng mạnh. Ở giai đoạn này, trong vòng một tháng cây sinh trưởng về chiều tăng thêm từ 30 – 40 cm: Muồng lá nhọn tăng thêm 39,59 cm, cây Trinh nữkhông gai tăng thêm 37,01 cm. Tuy nhiên vào giai đoạn sau cây sinh trưởng chậm dần, vì đây là thời điểm bắt đầu vào mùa Đông (mùa khô), nhiệt độ thấp và lượng mưa giảm dần (hầu như không có mưa) và một số loài gần như không tăng trưởng về chiều cao.
Giai đoạn sau khi trồng từ 10 – 12 tháng, sau những tháng mùa Đông cây ngừng sinh trưởng thì một số loài tiếp tục sinh trưởng về chiều cao, lúc này thời tiết ấm dần và bắt đầu có mưa. Tuy nhiên một số loài không sinh trưởng về chiều cao nữa: Trinh nữ không gai, Sunnhemp, Xục xặc vì đây đã