3.2.1. Tính chất sinh học của đất
3.3.1.1. Động vật đất
Giun đất là động vật hoại sinh, thuộc động vật trung bình (mezofauna). Theo vị trí cƣ trú, có loài chuyên sống ở lớp đất mặt, có loài sống sâu dƣới đất và có loài sống lƣng chừng giữa những loài trên.
Giun đất tham gia vào quá trình phân hủy xác hữu cơ, chuyển hóa thành mùn và chất khoáng. Trong ống tiêu hóa của giun có rất nhiều loại dịch và men tiêu hóa, do vậy xác hữu cơ sau khi nghiền nhỏ tiếp tục đƣợc phân hủy. Quá trình giun đào hang lấy đất ăn và thải “phân” rất có ý nghĩa. Các hạt đất đã qua bụng giun là những đoàn lạp lớn rất giàu và đầy đủ dinh dƣỡng N, P, K, Ca, Mg..., có thể coi nhƣ những viên phân.
Đơn vị: giun/8 dm3
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của hình thức canh tác đến số lƣợng giun đất tại Thanh Xuân
Qua hình 3.1 cho thấy, số lƣợng giun thay đổi rất lớn qua các giai đoạn phát triển khác nhau của cây trồng.
33
lƣợng giun trung bình khoảng gần 2 -3 giun/dm3. Tuy nhiên, đến giai đoạn hai và
giai đoạn ba thì số lƣợng giun đều giảm xuống bằng 0. Ngƣợc lại, đối với rau cải thì số lƣợng giun lại tăng lên tƣơng ứng cùng với quá trình sinh trƣởng của cây. Sự khác biệt này là do trong quá trình sản xuất dƣa chuột và bí đao, ngƣời dân đã sử dụng nilon phủ kín mặt luống để ngăn chặn sự phát triển của cỏ dại. Quá trình này đã làm cho giun không có khả năng sinh sống và phát triển.
Đối với mô hình sản xuất thông thƣờng, số lƣợng giun trong ruộng dƣa chuột giảm nhanh chóng khi chuyển từ giai đoạn một sang giai đoạn hai, đến giai đoạn ba là bằng 0. Tƣơng tự, số lƣợng giun trong sản xuất bí đao chỉ đƣợc tìm thấy ở giai đoạn 1 và các giai đoạn sau thì không có giun. Sự thay đổi này là do trong sản xuất bí đao, để tránh bị côn trùng gây hại làm thối bí, ngƣời dân sử dụng thuốc trừ sâu và kích thích sinh trƣởng nhiều hơn so với trong sản xuất dƣa chuột. Điều này đã tác động mạnh mẽ đến số lƣợng giun đất và làm chúng không thể sinh trƣởng và phát triển.
Trong mẫu đối chứng, mẫu đất đƣợc lấy vào hai giai đoạn khác nhau trên cùng một khu ruộng nhƣng cũng có sự chênh lệch rất lớn về số lƣợng giun đất, đợt một là 2 con giun và đợt hai là 5 con giun. Sự khác biệt này là do tác động của thời tiết. Đợt một đƣợc tiến hành vào thời gian nắng nóng nhiều nên không thuận lợi cho sự phát triển của giun. Đợt hai đƣợc thực hiện sau khi trời mƣa, đất khá ẩm nên đây là môi trƣờng thuận lợi hơn cho sự phát triển của giun và chúng có cơ hội tăng về số lƣợng.
Nhƣ vậy, không chỉ hình thức canh tác mà các biện pháp kỹ thuật và thời tiết cũng ảnh hƣởng mạnh mẽ đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của giun, bởi giun là loài có kích thƣớc nhỏ, hiếu khí và thƣờng sống trong môi trƣờng ẩm ƣớt. Ngƣời sản xuất cần có các biện pháp tích cực để thúc đẩy quá trình sinh trƣởng của giun đất và góp phần làm tăng độ phì tự nhiên cho đất.
3.2.1.2. Vi sinh vật đất
Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé dễ dàng phát tán nhờ gió, nƣớc và sinh vật khác. Do vậy, nó có thể di chuyển một cách dễ dàng và có mặt khắp nơi trong tự nhiên: Trong đất, trong nƣớc, trong không khí...Trong đó, đất là một trong những môi trƣờng thuận lợi nhất cho sự phát triển của các loại vi sinh vật khác nhau. Vi
34
sinh vật có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất. Độ phì của đất đƣợc hình thành là nhờ quá trình hoạt động của vi sinh vật trong các vòng tuần hoàn sinh học và quá trình tích lũy sinh học của đất. Các sản phẩm hoạt động của vi sinh vật là yếu tố quan trọng và tích cực, quyết định phá hủy đá và khoáng vật tạo thành đất. Vi sinh vật có khả năng tổng hợp các chất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng và tăng nguồn dinh dƣỡng cho đất nhƣ: tổng hợp các chất đạm hữu cơ từ nito của khí quyển nhờ vi khuẩn nốt sần, vi khuẩn cố định đạm azotobacterium..., tăng cƣờng sự phân giải các hợp chất hữu cơ và sự chuyển hóa các hợp chất vô cơ trong đất góp phần hình thành chất mùn trong đất để tăng độ phì trong đất.
Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của các hình thức canh tác dƣa chuột đến vi sinh vật đất tại các khu đất nghiên cứu (số vsv/1g đất)
Giai đoạn Loại vi sinh vật Sản xuất
hữu cơ
Sản xuất
thông thƣờng Đối chứng
Giai đoạn 1
Vi khuẩn phân giải xenlulo 29.105 22.105 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 17.105 15.105 88.105
Vi khuẩn amon hóa 11.105 12.105 77.105
Vi khuẩn azotobacter 16.104 14.104 35.106
Vi sinh vật tổng số 29.106 22.106 87.106
Giai đoạn 2
Vi khuẩn phân giải xenlulo 39.105 29.105 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 9.106 6.106 12.106 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vi khuẩn amon hóa 21.106 10.106 4.106
Vi khuẩn azotobacter 16.105 13.105 10.105
Vi sinh vật tổng số 84.106 62.106 55.106
Giai đoạn 3
Vi khuẩn phân giải xenlulo 32.105 22.105 38.105
Vi khuẩn phân giải lân 8.106 6,2.106 9.106
Vi khuẩn amon hóa 36.105 14.106 6.106
Vi khuẩn azotobacter 16.105 11.105 12.105
35
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của các hình thức canh tác dƣa chuột đến vi sinh vật đất
Qua bảng 3.5 và hình 3.2 cho thấy, số lƣợng vi sinh vật biến đổi rất mạnh mẽ theo các hình thức canh tác khác nhau và các giai đoạn phát triển khác nhau của cây dƣa chuột. đặc biệt là đối với hình thức canh tác hữu cơ, số lƣợng vi sinh vật tăng mạnh ở giai đoạn 2 và đến giai đoạn 3 thì có xu hƣớng giảm dần. Điều này là do một lƣợng lớn chất hữu cơ và dinh dƣỡng đƣợc sử dụng cho quá trình sinh trƣởng và kết trái của cây trồng. Ngƣợc lại, số lƣợng vi sinh vật ít thay đổi hơn và có xu hƣớng giảm trong mô hình canh tác thông thƣờng, chỉ có duy nhất nhóm vi khuẩn phân giải lân là tăng ở giai đoạn 2. Kết quả này có thể là do trong quá trình canh tác, ngƣời dân tiến hành bón phân hóa học và phun thuốc trừ sâu đã làm ảnh hƣởng tiêu cực đến môi trƣờng sống của vi sinh vật và làm suy giảm số lƣợng của chúng. Đối với mẫu đối chứng, số lƣợng vi sinh vật biến động rất nhỏ. Sự thay đổi này có thể là do các mẫu đƣợc lấy vào các thời kỳ khác nhau. Do đó nó chịu sự ảnh hƣởng của biến đổi thời tiết (nắng, mƣa, gió...) làm cho số lƣợng vi sinh vật có chút thay đổi.
36
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của các hình thức canh tác bí đao đến vi sinh vật đất
(đơn vị: số vsv/g đất)
Giai đoạn Loại vi sinh vật Sản xuất
hữu cơ
Sản xuất
thông thƣờng Đối chứng
Giai đoạn 1
Vi khuẩn phân giải xenlulo 10,4.105 9,5.105 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 91.105 78.105 88.105
Vi khuẩn amon hóa 101.105 48.105 77.105
Vi khuẩn azotobacter 55.104 45.104 35.106
Vi sinh vật tổng số 17.107 8.106 87.106
Giai đoạn 2
Vi khuẩn phân giải xenlulo 21.105 8.105 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 93.105 61.105 12.106
Vi khuẩn amon hóa 92.105 45,5.105 4.106
Vi khuẩn azotobacter 91.104 38.104 10.105
Vi sinh vật tổng số 14.107 52.106 55.106 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giai đoạn 3
Vi khuẩn phân giải xenlulo 42.105 20.105 38.105
Vi khuẩn phân giải lân 37.105 16.105 9.106
Vi khuẩn amon hóa 27.104 10.105 6.106
Vi khuẩn azotobacter 11,7.105 17.105 12.105
37
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của hình thức canh tác bí đao đến vi sinh vật đất
Nhìn chung, tƣơng tự nhƣ dƣa chuột, số lƣợng vi sinh vật trong sản xuất bí đao biến động rất mạnh. Đối với hình thức sản xuất thông thƣờng, vi sinh vật ít biến động hơn và cũng có xu hƣớng giảm. Số lƣợng vi sinh vật dao động lớn nhất trong mô hình canh tác hữu cơ, thƣờng cao hơn so với mô hình canh tác truyền thống và trong mẫu đối chứng, biểu hiện rõ nét ở số lƣợng vi sinh vật tổng số.
38
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của các hình thức canh tác rau cải đến vi sinh vật đất
(số vsv/g đất)
Giai đoạn Loại vi sinh vật Sản xuất hữu cơ Đối chứng
Giai đoạn 1
Vi khuẩn phân giải xenlulo 56.103 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 60.105 88.105
Vi khuẩn amon hóa 38.105 77.105
Vi khuẩn azotobacter 20.105 35.106
Vi sinh vật tổng số 28.107 87.106
Giai đoạn 2
Vi khuẩn phân giải xenlulo 64.105 40.105
Vi khuẩn phân giải lân 15.106 12.106
Vi khuẩn amon hóa 92.105 4.106
Vi khuẩn azotobacter 30.105 10.105
Vi sinh vật tổng số 109.107 55.106
So sánh tác động của các hình thức canh tác khác nhau đến vi sinh vật đất trên ba loại cây trồng: dƣa chuột, bí đao và rau cải nhận thấy rằng: Số lƣợng vi sinh vật trong sản xuất dƣa chuột và bí đao có sự dao động mạnh nhƣng thƣờng có xu hƣớng giảm trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây. Ngƣợc lại, trong sản xuất rau cải, số lƣợng vi sinh vật cũng có sự thay đổi rất lớn nhƣng có xu hƣớng tăng số lƣợng vi sinh vật trong quá trình phát triển của rau cải. Điểm khác biệt này cho thấy, số lƣợng vi sinh vật thay đổi không chỉ phụ thuộc chặt chẽ vào hình thức canh tác mà còn bị chi phối bởi loại cây trồng.
3.2.2. Tính chất vật lý của đất
Kết quả của quá trình hình thành đất đã tạo ra đƣợc các đơn đất có kích thƣớc và hình dạng khác nhau. Những hạt đơn đất đó đƣợc gọi là “phần tử cơ giới đất” hay còn gọi là hạt cơ giới đất. Các phần tử cơ giới đất có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hay vô cơ – hữu cơ. Những phần tử cơ giới nằm trong một phạm vi kích thƣớc nhất định thì có đặc tính và thành phần hóa học khác với những hạt trong
39
phạm vi kích thƣớc khác. Ngƣời ta gọi những hạt có phạm vi cùng kích thƣớc đó là cấp hạt cơ giới. Có 3 cấp hạt cơ giới cơ bản: cấp hạt cát, cấp hạt limon và cấp hạt sét. Hàm lƣợng các cấp hạt đó đƣợc biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm khối lƣợng. Tỷ lệ tƣơng đối giữa các cấp hạt cơ giới gọi là thành phần cơ giới đất hay còn gọi là thành phần cấp hạt.
Thành phần cơ giới đất có ý nghĩa rất quan trọng, nó đặc trƣng cho nguồn gốc phát sinh của đất, các tính chất đất và độ phì của đất. Đối với dinh dƣỡng của cây trồng thì thành phần cơ giới đất lại càng có vai trò to lớn, đất có thành phần cơ giới nặng, giữ đƣợc nhiều chất dinh dƣỡng hơn. Nhiều tính chất vật lý của đất nhƣ độ xốp, độ trữ ẩm, tính thấm, khả năng giữ khí, giữ nhiệt..đều phụ thuộc vào thành phần cơ giới đất. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.8. Thành phần cơ giới của mẫu đất tại các khu thí nghiệm
Tên mẫu Thành phần cơ giới (%)
Sét Limon Cát
Dƣa chuột hữu cơ 1 3,3 22,3 74,4
Dƣa chuột hữu cơ 2 5,2 23,7 71,1
Dƣa chuột hữu cơ 3 4,9 24,2 70,9
Dƣa chuột thông thƣờng 1 7,1 16,7 76,2
Dƣa chuột thông thƣờng 2 7,7 18,5 73,8
Dƣa chuột thông thƣờng 3 7,5 17,5 75
Bí đao hữu cơ 1 7,0 24,8 68,2
Bí đao hữu cơ 2 7,9 25,0 67,1
Bí đao hữu cơ 3 7,2 23,7 69,1
Bí đao thông thƣờng 1 2,4 9,9 87,7
Bí đao thông thƣờng 2 1,0 10,4 88,6
Bí đao thông thƣờng 3 1,7 11,2 87,1
Rau cải hữu cơ 1 5,3 22,6 72,1
Rau cải hữu cơ 2 4,3 19,3 76,4
Đối chứng 1 1,7 7,4 90,9
40
Qua bảng 3.8 cho thấy, các khu đất sản xuất theo mô hình hữu cơ có tỷ lệ limon cao hơn và hàm lƣợng cát thấp hơn so với các ruộng sản xuất thông thƣờng. Tuy nhiên, tỷ lệ phần trăm các cấp hạt cơ giới trong mẫu đất thay đổi khác nhau, phụ thuộc vào mô hình canh tác và hệ thống cây trồng. Nhìn chung, sự dao động này diễn ra rất nhẹ nhƣng sẽ có ảnh hƣởng nhất định đến hàm lƣợng chất hữu cơ, khả năng thấm nƣớc và giữ nƣớc của đất...
Đối với mô hình sản xuất dƣa chuột hữu cơ và thông thƣờng có tỷ lệ sét và limon tăng lên ở giai đoạn hai và giảm ở giai đoạn ba. Ngƣợc lại, tỷ lệ cấp hạt cát trong mô hình sản xuất dƣa chuột thông thƣờng có xu hƣớng giảm ở giai đoạn hai và tăng lên ở giai đoạn ba, còn trong mô hình sản xuất hữu cơ thì tỷ lệ cấp hạt cát lại giảm tƣơng ứng với quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây.
Sự dao động các cấp hạt cũng diễn ra tƣơng tự nhƣ trên đối với mô hình canh tác bí đao hữu cơ và thông thƣờng, chỉ có sự khác biệt nhỏ đối với hình thức sản xuất bí đao thông thƣờng là tỷ lệ cấp hạt limon tăng lên tƣơng ứng với quá trình sinh trƣởng phát triển của cây. Trong mô hình sản xuất rau cải hữu cơ, tỷ lệ cấp hạt cát và limon có xu hƣớng giảm nhƣng tỷ lệ cát lại tăng lên khi chuyển từ giai đoạn 1 sang giai đoạn hai.
Kết quả phân tích cũng cho thấy hầu hết các mẫu đất nghiên cứu đều thuộc dạng đất cát pha thịt, chỉ có các mẫu đất đối chứng và ruộng bí đao sản xuất theo hình thức thông thƣờng là có dạng đất cát. Sự khác biệt này có thể là do đất thí nghiệm vốn có hàm lƣợng cát lớn, thƣờng chiếm hơn 70%. Dƣới sự tác động của các biện pháp kỹ thuật với hình thức canh tác khác nhau đã làm cho tỷ lệ cát tăng lên ở khu đất trồng bí đao là hơn 87% và trở thành dạng đất cát. Đối với khu đất đƣợc lấy mẫu làm đối chứng cũng từng canh tác hình thức thông thƣờng, hơn nữa đất này đã bỏ hoang một năm tự nhiên có thể sẽ làm cho tỷ lệ hạt cát tăng lên và trở thành dạng đất cát.
41
3.2.3. Tính chất hóa học của đất
3.2.3.1. Đối với pH
Đất chua nếu trong đất có chứa nhiều cation H+ và Al3+
, mức độ chua
phụ thuộc vào nồng độ của các cation H+ và Al3+
. Nồng độ các cation này trong đất càng cao thì đất càng chua. Độ chua của đất là một trong những yếu tố độ phì quan trọng ảnh hƣởng đến các quá trình lý hóa sinh học trong đất và có tác động đến cây trồng. Đa số cây trồng thích ứng ở đất trung tính (pH từ 6 đến 7), một số ít loại cây trồng có thể chịu đƣợc đất chua nhƣ chè (pH từ 4,5 đến 5,5), khoai tây (pH từ 4,8 đến 5,4)... (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.9. Kết quả phân tích giá trị pH của các mẫu đất nghiên cứu
Loại mẫu Giá trị pH
(KCL) Loại mẫu
Giá trị pH (KCL)
Dƣa chuột hữu cơ 1 6,32 Bí đao hữu cơ 1 6,50
Dƣa chuột hữu cơ 2 6,32 Bí đao hữu cơ 2 6,76
Dƣa chuột hữu cơ 3 6,42 Bí đao hữu cơ 3 6,72
Dƣa chuột thông thƣờng 1 5,67 Bí đao thông thƣờng 1 5,76
Dƣa chuột thông thƣờng 2 5,59 Bí đao thông thƣờng 2 5,66
Dƣa chuột thông thƣờng 3 5,48 Bí đao thông thƣờng 3 5,43
Rau cải hữu cơ 1 6,97 Đối chứng 1 4,95
42
Hình 3.4. Kết quả phân tích giá trị pH đất của mẫu đất tại các khu thí nghiệm
Theo kết quả phân tích trên cho thấy, tất cả các mẫu đất trong các ruộng sản xuất hữu cơ đều có giá trị pH trung tính (pH lớn hơn 6), rất thích hợp cho quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây trồng. Ngƣợc lại, các khu vực sản xuất thông thƣờng và đất đối chứng (pH mẫu đất đối chứng lấy trung bình là 5,03) đều ở mức chua nhẹ.
Trên thực tế, có rất nhiều nguyên nhân khác nhau làm chua hóa đất: yếu tố khí hậu, sinh vật, hoạt động của con ngƣời...Tuy nhiên, trong sản xuất nông nghiệp thì tác động của con ngƣời là lớn nhất. Đối với mô hình sản xuất thông thƣờng, ngƣời sản xuất phải thƣờng xuyên bổ sung phân bón hóa học và phun thuốc trừ sâu.