Phân bón hữu cơ mà cụ thể là phân bón sinh học được sản xuất nhờ vào sự biến đổi của các chất có nguồn gốc hữu cơ bằng con đường sinh học (chuyển hóa vi sinh). Các nguồn hữu cơ có thể là phân rác, phân xanh, phân chuồng, phân bắc, phân gia súc, gia cầm, than bùn, phụ phẩm và phế thải của sản xuất nông nghiệp và chế biến nông sản. Thực tiễn của nền sản xuất nông nghiệp thế giới đã chứng minh chiến lược an toàn dinh dưỡng cho cây và cho
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 35 đất trồng là sử dụng cân đối phân bón hóa học và phân bón sinh học cho cây trồng phù hợp với nhu cầu dinh dưỡng và điều kiện đất đai, khí hậu nhưng trong đó phân bón sinh học có vai trị đặc biệt quan trọng. Tại Malaysia, bón phân hữu cơ vào đất đồi có tác dụng giảm dung trọng, độ chặt của đất; vùi tàn dư hữu cơ giúp tăng pH đất, giảm nhôm di động và tăng CEC đáng kể (CEC - Cation Exchange Capacity là khả năng trao đổi ion) [50]. Bón phân chuồng và các loại phân hữu cơ hoặc phế phụ phẩm nông nghiệp làm tăng hàm lượng lân hòa tan cho cây dễ hấp thụ, giảm độ độc do nhôm và mangan. Trong dung dịch đât, các axit hữu cơ tạo phức với kim loại Al, Mn tạo thành dạng phức hữu cơ - nhôm, hữu cơ – mangan không độc đối với câỵ
Phân bón hữu cơ đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng với khối lượng lớn. Trung Quốc và Ấn Độ là 2 quốc gia lớn có truyền thống nghiên cứu, sản xuất và sử dụng các loại phân bón hữu cơ, phân bón sinh học. Tại Ấn Độ, hàng năm sản xuất khoảng 300 triệu tấn phân ủ (compost) từ chất thải ở nông thôn và thành thị. Bình quân trong canh tác người ta bón khoảng 20 tạ/ha/năm. Ước tính tương đương 3,5 ÷ 4,0 triệu tấn NPK. Cả nước có khoảng 6 ÷ 7 triệu ha cây phân xanh, trung bình mỗi ha thu được khoảng 100 tấn chất xanh tương đương 40 ÷ 50 kg N. Với khối lượng đó, hàng năm Ấn Độ thu được khoảng 300.000 tấn nitơ. Ở vùng nhiệt đới bán khô hạn Ấn Độ, người ta bón phân tổng hợp và các chất hữu cơ đã tạo nên năng suất cây trồng đạt tối đa và cho năng suất ổn định caọ Đối với Trung Quốc, nước này chủ yếu sử dụng phân hữu cơ từ các nguồn phân chuồng, rơm rạ, phân xanh, khơ dầu,... ước tính tương đương 9,8 triệu tấn NPK.
Ở nước ta, phân hữu cơ cũng đóng vai trị rất lớn đối với nền nông nghiệp. Các vấn đề về hiệu lực của phân hữu cơ đối với cây trồng đã được quan tâm nghiên cứu một cách có hệ thống ở nhiều cơ quan chun mơn từ những năm 1960 đến naỵ
Đề tài sử dụng hợp lý sản phẩm phụ nông nghiệp nhằm tăng năng suất cây trồng và ổn định độ phì nhiêu của đất bạc màu do Đỗ Thị Xô, Nguyễn
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 36 Văn Đại và cs thực hiện năm 1995 đã chứng minh vùi phế phụ phẩm nông nghiệp đã làm tăng năng suất cây trồng từ 4 ÷ 21% so với đối chứng. Các công thức vùi phế phụ phẩm cả 3 vụ cho bội thu năng suất cao hơn các công thức được vùi phế phụ phẩm 1 vụ. Bón phế phụ phẩm có thể tiết kiệm được phân khống mà vẫn không làm giảm năng suất nếu ta giảm lượng NPK tương ứng trong phế phụ phẩm (tăng 8 ÷ 14 % năng suất) [33].
Tiếp đó viện thổ nhưỡng nơng hóa cũng đã có các cơng trình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nơng nghiệp trong cơ cấu cây trồng có lúa nhằm nâng cao độ phì nhiêu đất, giảm sử dụng phân hóa học khi mà giá phân bón ngày càng tăng. Các nghiên cứu được tiến hành trên nhiều loại đất: bạc màu, cát biển, phù sa đối với hai cơ cấu trong hệ thống cây trồng có lúa: 1) lúa xuân – lúa mùa – ngô đông và 2) lúa đông xuân - lúa xuân hè - lúa hè thụ Kết quả cho thấy vùi phụ phẩm nông nghiệp đã cải thiện độ phì nhiêu của đất (hàm lượng hữu cơ, đạm, lân và kali dễ tiêu, dung tích hấp thu, thành phần cơ giới, độ xốp, độ ẩm, vi sinh vật tổng số, vi sinh vật phân giải xenluloza, vi sinh vật phân giải lân và vi sinh vật cố định đạm), đã tăng năng suất 6 ÷ 12 % so với đối chứng. Vùi phụ phẩm nơng nghiệp có thể thay thế lượng phân chuồng cần bón cho cây trồng trong cơ cấu có lúa, giảm được 20 % lượng phân đạm, lân và 30 % lượng phân kali mà năng suất vẫn không giảm so với không vùi phụ phẩm. Hiệu quả kinh tế tương đương với bón đầy đủ phân chuồng, phân khoáng NPK và cao hơn 5 % so với chỉ bón phân khống NPK, lợi nhuận tăng 5 ÷ 12 % so với khơng vùi phụ phẩm [11].
Nghiên cứu của Lưu Hồng Mẫn và cs tại Viện Lúa đồng bằng sơng Cửu Long về cải thiện độ phì đất bằng phân hữu cơ có nguồn gốc là rơm rạ đã tiến hành xử lý rơm rạ sau thu hoạch bằng chế phẩm sinh học (nấm
Trichoderma .sp) để tạo thành nguồn phân hữu cơ và thơng qua thí nghiệm dài hạn 11 vụ lúa liên tục (6 vụ hè thu và 5 vụ đông xuân) đánh giá sự cải thiện độ phì của đất. Kết quả ghi nhận được là: Bón hồn tồn phân hữu cơ rơm rạ (6 tấn/ha) gia tăng năng suất lúa so với đối chứng khơng bón phân
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 37 13,52 % trong vụ hè thu và 5,50 % trong vụ đơng xn. Trong khi đó bón hồn tồn phân hóa học NPK cho năng suất cao hơn đối chứng 44,19 % trong vụ hè thu và 26,07 % trong vụ đông xuân. Những nghiệm thức nơi mà phân hữu cơ rơm rạ được bón kết hợp với các mức phân hóa học NPK cho năng suất cao hơn đối chứng từ 37,18 ÷ 49,30 % trong vụ hè thu và từ 27,20 ÷ 29,36 % trong vụ đơng xn. Kết quả cịn chỉ ra rằng khi áp dụng phân hữu cơ dài hạn chúng ta có thể giảm lượng phân hóa học theo mức khuyến cáo từ 20 ÷ 60 % mà khơng làm giảm năng suất so với lượng phân hóa học theo mức khuyến cáọ Trong khi đó bón lót phân hữu cơ và bón kết hợp với 40 ÷ 60 % phân hóa học cho năng suất cao hơn bón hồn tồn phân hóa học trong vụ đơng xn. Những nghiệm thức bón phân hóa học cao có biểu hiện phần trăm bệnh cháy lá, bệnh thối cổ gié và hạt lép cao hơn so với các nghiệm thức khác. Kết quả cũng cho thấy ở nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bón hồn tồn phân hóa học có mật số vi sinh vật, tổng số protein, và chỉ số ETS (ETS: Electron Transport System) hoạt động trong đất thấp hơn so với nghiệm thức bón hồn tồn phân rơm rạ hữu cơ hay so với các nghiệm thức bón kết hợp phân rơm rạ với phân hóa học [14, 15, 19].
Đề tài mang mã số B 2006 – 11- 23 do Nguyễn Xuân Thành và cs thực hiện trên hai đối tượng cây trồng là lúa và lạc cũng cho kết quả tương tự về phân hữu cơ vi sinh vật đa chức năng. Khi bón phân hữu cơ VSV đa chức năng kết hợp với phân khoáng đã kích thích q trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa, làm tăng chiều cao cây (5,44 ÷ 5,89 cm), tăng số nhánh hữu hiệu (0,25 ÷ 0,56 nhánh), tăng khả năng chống chịu sâu bệnh, tăng năng suất cây lúa (0,27 ÷ 0,54 tấn/ha) trên cả hai loại đất là đất phù sa và đất bạc màu; hoặc khi được bón cho cây lạc xn thì nó có tác dụng làm tăng tỷ lệ nảy mầm của cây lạc lên 9 ÷ 9,34 %, tăng số lượng nốt sần tổng số 23 ÷ 25,98 %, tăng năng suất củ khơ 5,16 ÷ 5,84 tạ/ha so với đối chứng (bón 100 % phân khoáng). Đề tài cũng cho biết phân hữu cơ vi sinh vật đa chức năng có thể thay thế được 25 ÷ 40 kg N/ha [24].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 38 Kết quả nghiên cứu về tác dụng của phân bón hữu cơ chế biến từ rác thải sinh hoạt và phế thải nông nghiệp trên cây đậu tứ quý của Nguyễn Ích Tân và cs cũng cho thấy cây đậu sinh trưởng tốt hơn, thân mập hơn, cứng hơn, lá màu xanh đậm hơn so với đối chứng (sử dụng phân vơ cơ); năng suất tăng từ 0,65 ÷ 1,71 tấn/ha; hiệu quả kinh tế tăng gấp 4,5 ÷ 4,7 lần; khả năng chống chịu sâu bệnh và chất lượng sản phẩm đều được cải thiện so với đối chứng [21].
Vụ đông năm 2004 và 2005, tác giả Hoàng Hải đã tiến hành thử nghiệm các loại phân bón hữu cơ vi sinh trên cây rau cải ngồng và cây lúa tại Thái Ngun. Các cơng thức bón phân cho cây rau bao gồm: nền (60 kg N + 60 kg P2O5 + 40 kg K2O/ha) và cơng thức bón kết hợp giữa nền với các loại phân hữu cơ vi sinh (Biogro, Sơng Gianh, Lượng bón 550 kg/ha), kết quả cho thấy năng suất cải tăng so với đối chứng từ 11,02 ÷ 15,61 tấn/ha tương đương 33,4 ÷ 48 % ở mức tin cậy 99 %. Các cơng thức bón phân cho cây lúa bao gồm: Nền (ĐC) (100 kg N + 100 kg P2O5 + 80 kg K2O/ha) và cơng thức bón kết hợp giữa ĐC với các loại phân hữu cơ vi sinh Biogro, Sơng Gianh, lượng bón 550 kg/hạ Kết quả cho thấy năng suất lúa tăng so với ĐC từ 0,7 ÷ 0,9 tấn/ha, tương đương 13,1 ÷ 17,0 % [9].
Đánh giá hiệu quả của phân phức hợp hữu cơ vi sinh và chế phẩm Fito ra lá đối với cây cải bắp và cây rau cải làn tại Vân Nội - Đông Anh - Hà Nội, kết quả cho thấy trên cây rau cải bắp, công thức bón phân hữu cơ vi sinh, cây có tốc độ sinh trưởng tốt hơn, số lá tăng 3,0 lá; đường kính bắp tăng 2 cm, trọng lượng bắp nặng hơn 0,55 kg, năng suất tăng 4,36 tấn/ha so với đối chứng (bón phân chuồng và các loại phân đơn). Trên cây rau cải làn, cơng thức bón phân hữu cơ vi sinh và phun chế phẩm có sức sinh trưởng tốt nhất, cây to hơn, năng suất tăng từ 4,45 ÷ 8,69 tấn/ha, lãi suất tăng từ 9,4 ÷ 15,3 triệu đồng/ha so với đối chứng. Bên cạnh đó, kết quả sử dụng phân phức hợp hữu cơ vi sinh Fitohoocmon trên cây cà chua tại Yên Mỹ - Thanh Trì - Hà Nội và cây cải bắp tại Bắc Hồng - Đông Anh - Hà Nội cũng cho thấy hiệu quả
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 39 vượt trội hơn hẳn so với đối chứng. Cơng thức bón phân hữu cơ vi sinh, năng suất cà chua tăng 2,4 tấn/ha, hiệu quả kinh tế đem lại cao hơn 2.611.300 đồng/ha; năng suất cải bắp tăng 5,6 tấn/ha, hiệu quả kinh tế đem lại cao hơn 2.393.200 đ/ha so với đối chứng [20].
Như vậy, đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học nông nghiệp về vấn đề sử dụng phân bón hữu cơ trong thâm canh cây trồng và hiệu quả của nó đối với chất lượng đất cũng như năng suất, chất lượng nông sản. Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh được rằng trong thâm canh cây trồng, bên cạnh phân khống thì phân bón sinh học có vai trị đặc biệt quan trọng đối với độ bền sức sản xuất của đất và nâng cao năng suất và chất lượng nông sản.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………….. 40