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)...
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. Đây có thể là một nguyên nhân quan trọng gây chua hóa đất. Do thành phần hóa học, một số phân bón khi bón vào đất sẽ dần dần làm cho đất hóa chua. Khi bón
những loại phân nhƣ (NH4) 2SO4, NH4 Cl, KCl vào đất, các cation NH+ , K+ sẽ đƣợc
keo đất và cây trồng hấp thụ, để lại trong đất các gốc SO42-
và Cl-. Các gốc axit này
sẽ tạo HCl và H2SO4 làm cho đất bị chua. Ngoài ra, một số loại phân nhƣ supe lân
trong thành phần thƣờng chứa một lƣợng nhất định axit dƣ nên khi bón nhiều vào đất cũng có thể làm cho đất chua thêm...
43
3.2.3.2. Chất hữu cơ (OM)
Dấu hiệu cơ bản làm đất khác đá mẹ là đất có chất hữu cơ. Số lƣợng và tính chất của chúng tác động mạnh mẽ đến quá trình hình thành đất, quyết định nhiều tính chất lý, hóa, sinh và độ phì nhiêu của đất.
Đất khác nhau thì có hàm lƣợng chất hữu cơ khác nhau. Ở đất đen (chernozem), đất mùn núi cao hàm lƣợng chất hữu cơ có thể đến 10% hoặc hơn nữa, song ở đất bạc màu, đất cát lƣợng hữu cơ lại chỉ 1% hoặc thấp hơn. Số lƣợng, đặc điểm hình thái, tính chất của chất hữu cơ của đất rừng và đất trồng trọt rất khác nhau.
Trong đất tự nhiên, nguồn hữu cơ cung cấp duy nhất cho đất là tàn tích sinh vật bao gồm xác động vật, thực vật và vi sinh vật. Đối với đất trồng trọt ngoài tàn tích sinh vật còn có một nguồn hữu cơ bổ sung thƣờng xuyên đó là phân hữu cơ. Kết quả phân tích hàm lƣợng chất hữu cơ đƣợc thể hiện qua bảng và hình sau:
Bảng 3.10. Kết quả phân tích hàm lƣợng OM của các mẫu đất tại các khu thí nghiệm
Tên mẫu OM (%) Tên mẫu OM (%)
Dƣa chuột hữu cơ 1 2,48 Bí đao hữu cơ 1 2,03
Dƣa chuột hữu cơ 2 2,32 Bí đao hữu cơ 2 1,94
Dƣa chuột hữu cơ 3 2,15 Bí đao hữu cơ 3 1,77
Dƣa chuột thông thƣờng 1 1,56 Bí đao thông thƣờng 1 1,00
Dƣa chuột thông thƣờng 2 1,69 Bí đao thông thƣờng 2 1,42
Dƣa chuột thông thƣờng 3 1,38 Bí đao thông thƣờng 3 1,27
Rau cải hữu cơ 1 2,53 Đối chứng 1 1,40
44
Hình 3.5. Kết quả phân tích OM của các mẫu đất nghiên cứu
Theo kết quả phân tích, hàm lƣợng chất hữu cơ ở các khu vực sản xuất hữu cơ cao hơn so với khu vực sản xuất thông thƣờng và khu đất đối chứng. Cụ thể, tính trung bình hàm lƣợng chất hữu cơ ruộng dƣa chuột hữu cơ cao gấp 1,5 lần hàm lƣợng chất hữu cơ ruộng dƣa chuột thông thƣờng, gấp 1,7 lần khu đất đối chứng một và gấp 1,4 lần khu đất đối chứng 2. Tƣơng tự nhƣ vậy đối với mô hình sản xuất bí đao hữu cơ. Hàm lƣợng hữu cơ cao nhất đạt đƣợc ở khu vực sản xuất rau cải hữu cơ. Đồng thời, rau cải hữu cơ cũng là loại cây trồng duy nhất làm cho hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất tăng lên nhiều và tƣơng ứng với quá trình sinh trƣởng phát triển của cây trồng.
Bảng 3.11. Tiêu chuẩn đánh giá hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất (phân tích theo Walkley – Black)
Mức độ OM (%) Rất giàu > 6,0 Giàu 4,3 – 6,0 Trung bình 2,2 – 4,3 Nghèo 1,0 – 2,2 Rất nghèo < 1,0 Nguồn: [2]
45
Theo tiêu chuẩn đánh giá hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất, phân tích theo phƣơng pháp Walkley – Black thì các khu vực sản xuất theo mô hình hữu cơ có hàm lƣợng chất hữu cơ ở mức trung bình. Dƣa chuột, bí đao sản xuất thông thƣờng và khu đất đối chứng nghèo hàm lƣợng chất hữu cơ.
3.2.3.3. NPK dễ tiêu
* N dễ tiêu: trong đất N tồn tại chủ yếu ở dạng N – hữu cơ. Tuy nhiên, cây
trồng chỉ sử dụng chúng dƣới dạng N khoáng (NH4+ và NO3-). Đây là N – dễ tiêu
trực tiếp nhƣng thƣờng có hàm lƣợng nhỏ trong đất. NH4+ chiếm ƣu thế hơn NO3-
trong đất ngập nƣớc, còn NO3- lại nhiều hơn ở đất khô có quá trình oxy hóa mạnh.
Hàm lƣợng amon (NH4+) và nitrat (NO3-) trong đất thấp và luôn biến động, thƣờng
đƣợc bổ sung do quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ.
Bảng 3.12. Kết quả phân tích Ntp của các mẫu đất nghiên cứu
Tên mẫu N tp
(mg/100g đất) Tên mẫu
N tp (mg/100g đất)
Dƣa chuột hữu cơ 1 10,92 Bí đao hữu cơ 1 13,30
Dƣa chuột hữu cơ 2 11,20 Bí đao hữu cơ 2 9,24
Dƣa chuột hữu cơ 3 10,54 Bí đao hữu cơ 3 8,73
Dƣa chuột thông thƣờng 1 5,34 Bí đao thông thƣờng 1 7,00
Dƣa chuột thông thƣờng 2 5,60 Bí đao thông thƣờng 2 12,60
Dƣa chuột thông thƣờng 3 5,56 Bí đao thông thƣờng 3 9,15
Rau cải hữu cơ 1 12,46 Đối chứng 1 7,84
46
Hình 3.6. Kết quả phân tích hàm lƣợng Ntp của các mẫu đất nghiên cứu
Theo kết quả phân tích, hàm lƣợng N – dễ tiêu ở các mô hình sản xuất hữu cơ cao hơn so với mô hình sản xuất thông thƣờng và khu đất đối chứng. Cụ thể, khu vực sản xuất dƣa chuột hữu cơ có hàm lƣợng N – dễ tiêu gấp gần 2 lần khu vực sản xuất thông thƣờng. Trong các mô hình sản xuất bí đao lại có sự dao động khác nhau. Hàm lƣợng N – dễ tiêu ở khu sản xuất bí đao hữu cơ giảm dần trong quá trình sinh trƣởng phát triển của cây trồng. Đối với khu đất sản xuất bí đao thông thƣờng lại có hàm lƣợng N – dễ tiêu tăng giảm khác nhau qua các thời kỳ của cây. Sự thay đổi này có thể là do trong quá trình trồng và chăm sóc, ngƣời dân đã bổ sung thêm đạm làm cho hàm lƣợng N – dễ tiêu trong đất thay đổi bất thƣờng. Đặc biệt nhất là trong ruộng rau cải hữu cơ có sự suy giảm nhanh với hơn một nửa hàm lƣợng N – dễ tiêu tính từ lúc trồng cho đến khi chuẩn bị thu hoạch, thậm chí thấp hơn hàm lƣợng N – dễ tiêu trong mẫu đất đối chứng. Điều này chứng tỏ, lƣợng N – dễ tiêu này đã đƣợc rau cải sử dụng trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây.
47
Bảng 3.13. Bảng phân loại đất dựa vào hàm lƣợng N (phân tích theo Turin & Kononova)
Loại đất Hàm lƣợng N (mg/100g đất)
Đất giàu N > 6
Đất trung bình 4 – 6
Đất nghèo N < 4
Nguồn: [6]
Đối chiếu với tiêu chuẩn phân loại đất trên thì hầu hết các mẫu đất nghiên cứu đều là đất giàu đạm, chỉ có khu vực sản xuất dƣa chuột thông thƣờng và rau cải hữu cơ ở giai đoạn sắp thu hoạch là có hàm lƣợng đạm ở mức trung bình.
* P – dễ tiêu: photpho (lân) là nguyên tố dinh dƣỡng quan trọng đối với cây trồng. Trên thực tế, cây trồng không chỉ sử dụng P ở dạng hòa tan trong dung dịch đất mà còn có cả những dạng P khó tan hơn. Vì vậy, P dễ tiêu trong đất đƣợc quan niệm bao gồm những dạng hòa tan trong nƣớc, trong axit hoặc bazo yếu, có thể cung cấp ngay cho thực vật.
Bảng 3.14. Kết quả phân tích P2O5 của các mẫu đất nghiên cứu
Tên mẫu P2O5
(mg/100g đất) Tên mẫu
P2O5 (mg/100g đất)
Dƣa chuột hữu cơ 1 66,25 Bí đao hữu cơ 1 44,48
Dƣa chuột hữu cơ 2 31,95 Bí đao hữu cơ 2 39,06
Dƣa chuột hữu cơ 3 27,12 Bí đao hữu cơ 3 35,87
Dƣa chuột thông thƣờng 1 56,12 Bí đao thông thƣờng 1 38,64
Dƣa chuột thông thƣờng 2 64,13 Bí đao thông thƣờng 2 47,14
Dƣa chuột thông thƣờng 3 49,75 Bí đao thông thƣờng 3 37,18
Rau cải hữu cơ 1 47,99 Đối chứng 1 35,45
48
Hình 3.7. Kết quả phân tích hàm lƣợng P2O5 của các mẫu đất nghiên cứu
Theo kết quả phân tích, hàm lƣợng P – dễ tiêu ở các khu vực sản xuất hữu cơ cao hơn so với khu vực sản xuất thông thƣờng và khu đất đối chứng. Tuy nhiên, ở các khu vực sản xuất hữu cơ, do cây trồng sử dụng một lƣợng lớn P – dễ tiêu trong quá trình sinh trƣởng làm cho hàm lƣợng của chúng bị giảm dần. Ở các khu vực sản xuất thông thƣờng, hàm lƣợng P – dễ tiêu tăng giảm thất thƣờng, phụ thuộc vào quá trình chăm sóc, bón phân của ngƣời sản xuất.
Bảng 3.15. Bảng phân loại đất dựa vào hàm lƣợng P – dễ tiêu (theo Oniani)
Loại đất Hàm lƣợng P – dễ tiêu (mg P2O5/100g đất) Đất nghèo lân 5 – 10 Đất trung bình 10 – 15 Đất giàu lân > 15 Nguồn: [6]
Dựa vào tiêu chuẩn phân loại trên thì tất cả các mẫu đất nghiên cứu đều có hàm lƣợng P – dễ tiêu lớn và thuộc loại đất giàu lân.
49
hình thành đất, hàm lƣợng N từ 0 (trong mẫu đất) đến có (trong đất), hàm lƣợng lân ít thay đổi. Còn hàm lƣợng Kali có xu hƣớng giảm dần (trừ vùng đất khô hạn).
Hàm lƣợng Kali trong đất phụ thuộc vào đá mẹ, điều kiện phong hóa và hình thành đất, thành phần cơ giới đất, chế độ canh tác và phân bón.
Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lƣợng K2O của các mẫu đất nghiên cứu
Tên mẫu K2O
(mg/100g đất) Tên mẫu
K2O
(mg/100g đất)
Dƣa chuột hữu cơ 1 31,61 Bí đao hữu cơ 1 67,89
Dƣa chuột hữu cơ 2 51,40 Bí đao hữu cơ 2 73,07
Dƣa chuột hữu cơ 3 57,63 Bí đao hữu cơ 3 72,17
Dƣa chuột thông thƣờng 1 23,08 Bí đao thông thƣờng 1 32,55
Dƣa chuột thông thƣờng 2 24,54 Bí đao thông thƣờng 2 27,84
Dƣa chuột thông thƣờng 3 27,93 Bí đao thông thƣờng 3 23,46
Rau cải hữu cơ 1 79,20 Đối chứng 1 34,91
Rau cải hữu cơ 2 91,45 Đối chứng 2 35,89
50
Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng K – dễ tiêu trong đất có xu hƣớng tăng dần tƣơng ứng với quá trình sinh trƣởng của cây trồng, duy nhất trong mẫu đất bí đao thông thƣờng có hàm lƣợng K – dễ tiêu giảm dần. Tuy nhiên, ở các cây trồng khác nhau và ở các hình thức canh tác khác nhau thì hàm lƣợng K – dễ tiêu trong đất thay đổi khác nhau. Cụ thể, ở mẫu dƣa chuột hữu
cơ, hàm lƣợng K – dễ tiêu tăng từ 31,61 đến 57,63 mg K2O/100g đất, tăng gấp
1,8 lần so với giai đoạn đầu; nhƣng trong mẫu đất dƣa chuột thông thƣờng tăng
rất nhẹ, từ 23,08 đến 27,93 mg K2O/100g đất. Trong sản xuất bí đao sự dao
động K – dễ tiêu không lớn, tính trung bình hàm lƣợng K – dễ tiêu trong mẫu đất bí đao hữu cơ cao gấp 2,5 lần mẫu đất bí đao thông thƣờng. Đặc biệt, trong mẫu rau cải hữu cơ có hàm lƣợng K – dễ tiêu rất lớn và sự tăng nhanh hàm
lƣợng này trong quá trình phát triển của rau, từ 79,2 đến 91,45 mg K2O/100g
đất. Hàm lƣợng K – dễ tiêu trong mẫu đất đối chứng tƣơng đối ổn định, không có sự thay đổi lớn.
Bảng 3.17. Phân loại đất dựa vào hàm lƣợng K – dễ tiêu trong đất (đánh giá theo Matlova)
Loại đất Hàm lƣợng K – dễ tiêu (mg K2O/100g đất) Đất rất nghèo < 5 Đất nghèo 5 – 10 Đất trung bình 10 – 15 Đất khá > 15 Nguồn: [6]
Đối chiếu với thang phân loại trên, tất cả các mẫu đất nghiên cứu đều có hàm lƣợng K – dễ tiêu lớn và thuộc loại đất khá giàu K – dễ tiêu.
51
Hình 3.9. Kết quả phân tích NPK dễ tiêu của các mẫu đất nghiên cứu
Qua biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích hàm lƣợng NPK dễ tiêu trên đã cho thấy hầu hết các mẫu đất nghiên cứu đều có hàm lƣợng Ntp thấp và ít thay
đổi, hàm lƣợng P2O5 và K2O cao hơn nhƣng có sự biến động rất lớn theo các giai
đoạn phát triển của cây. Trong mẫu đối chứng, hàm lƣợng các chất này tƣơng đối ổn định do không bị tác động của các hình thức canh tác. Nhìn chung, các khu đất thí nghiệm đều đều thuộc loại đất giàu NPK dễ tiêu,chỉ có khu đất sản xuất dƣa chuột thông thƣờng và rau cải hữu cơ ở giai đoạn sắp thu hoạch có hàm lƣợng đạm ở mức trung bình.
3.2.3.4. CEC và một số cation trao đổi
CEC: dung tích trao đổi cation của đất hay khả năng trao đổi cation là lƣợng ion lớn nhất đƣợc đất hấp phụ có khả năng trao đổi và đƣợc biểu thị bằng ldl/100g đất. Đây chính là quá trình hấp phụ lý hóa đƣợc thực hiện nhờ keo đất.
52
Bảng 3.18. Kết quả phân tích CEC của các mẫu đất nghiên cứu
Tên mẫu CEC
(ldl/100g đất) Tên mẫu
CEC (ldl/100g đất)
Dƣa chuột hữu cơ 1 10,05 Bí đao hữu cơ 1 8,81
Dƣa chuột hữu cơ 2 9,46 Bí đao hữu cơ 2 5,94
Dƣa chuột hữu cơ 3 8,57 Bí đao hữu cơ 3 5,15
Dƣa chuột thông thƣờng 1 9,25 Bí đao thông thƣờng 1 8,06
Dƣa chuột thông thƣờng 2 8,68 Bí đao thông thƣờng 1 8,60
Dƣa chuột thông thƣờng 3 7,96 Bí đao thông thƣờng 1 7,84
Rau cải hữu cơ 1 8,28 Đối chứng 1 6,96
Rau cải hữu cơ 2 10,50 Đối chứng 2 7,06
Hình 3.10. Kết quả phân tích CEC của các mẫu đất nghiên cứu
Theo kết quả phân tích trên, giá trị CEC ở các mẫu đất sản xuất theo hình thức hữu cơ luôn cao hơn so với mô hình sản xuất thông thƣờng và mẫu đối chứng. Đồng thời, CEC cũng có sự thay đổi tƣơng ứng với quá trình sinh trƣởng phát triển của cây. Tuy nhiên, sự thay đổi này khác nhau ở các loại cây trồng khác nhau. Trong mô hình sản xuất dƣa chuột và bí đao hữu cơ, giá trị CEC giảm dần theo các giai
53
đoạn phát triển của cây; ngƣợc lại CEC lại tăng lên ở mô hình rau cải hữu cơ. Ở các khu đất sản xuất theo hình thức thông thƣờng, giá trị CEC ít thay đổi hơn, giảm nhẹ trong mô hình sản xuất dƣa chuột và tƣơng đối ổn định trong mô hình sản xuất bí đao.
Theo PGS. TS Nguyễn Xuân Cự: “Giá trị CEC trong đất càng cao càng tăng cƣờng khả năng hấp phụ và trao đổi cation của đất với cây trồng. Nhìn chung, CEC trong đất đƣợc gọi là thấp nếu nhỏ hơn 10 ldl/100g đất và nếu cao hơn 15 ldl/100g đất là cao, trung bình là từ 10 – 15 ldl/100g đất”. Nhƣ vậy, trong các mẫu đất nghiên