1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HOÀNG NGỌC THUẬN
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG PHỤ
PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HÓA TÍNH ðẤT VÀ
NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG
VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU BẮC GIANG
Chuyên ngành: ðất và Dinh dưỡng cây trồng
Mã số: 62 62 15 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI - 2012
2
Công trình ñược hoàn thành tại:
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trần Thị Tâm 2. PGS. TS. Nguyễn Như Hà
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội
Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Hữu Thành Phản biện 2: PGS.TS. Phạm Văn Toản Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Tử Siêm Hội Khoa học ñất
Luận án sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm luận án cấp trường họp tại:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội
vào hồi giờ ngày tháng năm 2012
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội
1
MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của ñề tài
ðất là tư liệu sản xuất ñặc biệt và không thể thay thế trong sản xuất nông nghiệp. Trong ñất chất hữu cơ là một bộ phận ñặc biệt, là chỉ tiêu rất quan trọng biểu thị ñất khác mẫu chất và ñá mẹ.
Sự mất chất hữu cơ trong ñất kéo theo hàng loạt các hệ quả nghiêm trọng như thoái hoá vật lý, hoá học, chế ñộ nước...là nguyên nhân hàng ñầu suy giảm ñộ phì nhiêu và mất sức sản xuất của ñất. Do nhiều nguyên nhân khác nhau hiện nay ở nhiều nơi nông dân không ñủ phân chuồng bón cho cây trồng. Trong khi ñó, tuy rơm rạ không còn là chất ñốt chủ yếu ở nông thôn do có các nhiên liệu khác thay thế (ñiện, khí gas, than…) nhưng sau mùa gặt rơm rạ lại ñược ñốt ngay tại ruộng, việc làm này vừa làm mất ñi một lượng lớn chất hữu cơ có thể bổ sung cho ñất vừa gây ra ô nhiễm môi trường.
Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của sản xuất nông nghiệp cần ñảm bảo nguồn phân hữu cơ cho cây trồng nhằm ñạt năng suất cao, ổn ñịnh, cải thiện ñộ phì nhiêu ñất, ñồng thời tăng khả năng sử dụng tiết kiệm, hiệu quả phân khoáng cũng như khắc phục hiện tượng ñốt phụ phẩm ngoài ñồng ruộng ngày càng tăng, ñề tài ”Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến lý, hoá tính ñất và năng suất lúa, ngô trên ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc Giang“ ñã ñược tiến hành. 2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác ñịnh ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp (tàn thể lúa ngô) ñến lý, hoá tính ñất, năng suất lúa ngô và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc giang. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học
ðề tài bổ sung kết quả nghiên cứu và cơ sở khoa học về việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch (rơm rạ, thân lá ngô) bón vào ñất ảnh hưởng ñến các tính chất lý, hóa của ñất và năng suất lúa, ngô. Cung cấp cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo nông dân sử dụng hiệu quả phụ phẩm (tàn thể ) lúa, ngô trong luân canh lúa xuân – lúa mùa - ngô ñông trên ñất bạc màu Bắc Giang và ñất phù sa sông Hồng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu xây dựng biện pháp kỹ thuật sử dụng hợp lý phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô) sau thu hoạch trong cơ cấu cây trồng lúa xuân – lúa mùa - ngô giúp bà con nông dân áp dụng nhằm nâng cao năng suất lúa, ngô; giảm chi phí; tiết kiệm phân bón hóa học; tăng thu nhập và cải thiện ñộ phì nhiêu ñất.
4. ðóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận
Xây dựng ñược hệ thống sử dụng hợp lý các nguồn dinh dưỡng (hữu cơ và vô cơ) cho luân canh hai vụ lúa + một vụ ngô ñông trong mối quan hệ với ñất ñai, khí hậu, trình ñộ canh tác, tập quán ñể nâng cao hiệu lực phân bón, tăng năng suất và phẩm chất nông sản, an toàn môi trường sinh thái ở trên ñất phù sa sông Hồng và ñất Xám bạc màu. Trên cơ sở ñó ñề xuất các công thức bón phân hợp lý cho cây trồng phù hợp với ñiều kiện cụ thể của từng ñịa phương.
Khắc phục ñược hiện tượng ñốt rơm rạ ngoài ñồng hiện nay vừa gây ô nhiễm cho môi trường vừa làm ñất chóng suy kiệt mùn và ñộ phì.
2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1. 1. ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu 1.1.1. ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng
Về tính chất lý, hóa học, ñất phù sa sông Hồng có thành phần cơ giới dao ñộng chủ yếu từ thịt nhẹ ñến thịt trung bình, có phản ứng trung tính (pHKCl trung bình là 7,1), ñộ no bazơ cao, giàu các kim loại kiềm và kiềm thổ. Hàm lượng các bon hữu cơ tổng số, ñạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ñều ở mức trung bình ñến khá. Do ñó phù hợp với nhiều loại cây trồng. 1.1.2. ðặc ñiểm ñất ñất xám bạc màu
Về tính chất lý, hóa học, ñất xám bạc màu có ñặc ñiểm sau: phản ứng từ chua nhiều ñến ít chua (pHH2O trung bình là 4,94 và pHKCl trung bình là 4,33); hàm lượng các bon hữu cơ tổng số, ñạm tổng số, lân tổng số và kali tổng số ñều ở mức nghèo ñến trung bình; hàm lượng các cation trao ñổi rất thấp và Al3+ chiếm ưu thế trong tổng các cation; dung tích hấp thu biến ñộng từ thấp ñến trung bình; ñộ no bazơ thấp [40]. 1.2. Nghiên cứu về hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp 1.2.1. Nghiên cứu ở nước ngoài
Ở các nước có nền nông nghiệp phát triển như Canada và Mỹ, sản phẩm hữu cơ sau khi thu hoạch thông thường ñược trả lại trực tiếp hoặc qua một thời gian ủ làm cho chúng bị phân hủy hoặc bán phân hủy, bằng cách ñó làm tăng hiệu quả sử dụng của cây trồng. Lai (1997)[87] ñã cho thấy rằng lượng phụ phẩm nông nghịêp tạo ra phụ thuộc vào ñặc tính của từng loại cây trồng. Ước tính về lượng phụ phẩm nông nghịêp cho thấy lúa có thể cho từ 3,5-4,5 tấn/ha, ngô khoảng 2,7-3,2 tấn/ha, ñậu tương 0,8-1,0 tấn/ha, lúa mạch 2,6-3,3 tấn/ha.
Theo Achim, Dobermann và T. H. Fairhurst, 2000 [47]: Trong thân, lá lúa ở thời kỳ chín, có chứa 40% tổng lượng N, 80-85% tổng lượng K, 30-35% tổng lượng P và 40-50% tổng lượng S mà cây lúa hút ñược. Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp K, Si, Zn cho cây trồng. Các nghiên cứu khác tại Trung Quốc, Canada cũng ñã chỉ rõ trong phụ phẩm nông nghiệp có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, có thể ñáp ứng phần nào nhu cầu của cây trồng. 1.2.2. Nghiên cứu ở trong nước
Theo nhiều tài liệu [2] thì 1 tấn thóc kèm theo cả rơm rạ lấy ñi 22,2 kg N, 7,1 kg P2O5, 31,6 kg K2O, 3,94 kg CaO, 4,0 kg MgO, 0,94 kg S, 51,7 kg Si và nhiều nguyên tố trung vi lượng khác như Zn, Cu, B. Như vậy, nếu 1 năm 2 vụ lúa với tổng năng suất bình quân 10 tấn/ha, cây lúa lấy ñi lượng dinh dưỡng tương ñương 482 kg urê 430 kg supe và 528 kg kali clorua/ha.
Theo ðỗ Thị Xô (1995) [43], hàm lượng các chất dinh dưỡng chính trong 100 kg chất khô phế phụ phẩm của một số cây trồng trên ñất bạc màu như sau: trong rơm rạ có 0,53 kg N, 0,35 kg P2O5 và 1,3 kg K2O; trong thân lá ngô có 0,78 kg N, 0,29 kg P2O5 và 1,25 kg K2O; trong thân lá lạc có 1,61 kg N, 0,55 kg P2O5 và 2,3 kg K2O; trong thân lá ñậu tương có 1,03 kg N, 0,27 kg P2O5 và 1,42 kg K2O; trong thân lá khoai lang có 0,51 kg N, 0,31 kg P2O5 và 1,7 kg K2O.
3
1.3. Nghiên cứu về ảnh hưởng của chất hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ñến ñộ phì nhiêu ñất 1.3.1. Nghiên cứu ở nước ngoài Ở Mỹ ñã ban hành luật cấm ñốt rơm rạ trên ruộng lúa. Việc quản lý rơm rạ ñược khuyến cáo cho nhiều mục ñích sử dụng thay thế có ý nghĩa kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Các giải pháp thay thế cho việc không ñốt rơm rạ trên ñồng ruộng như vùi rơm rạ vào ñất. Vùi rơm rạ giúp duy trì N (ñạm) và C trong ñất. Lado M. và cộng sự (2004)[86] cho rằng tăng hàm lượng hữu cơ trong ñất từ 2,3 ñến 3,5% sẽ làm giảm khả năng vỡ ñoàn lạp, giảm hình thành váng bề mặt dưới tác ñộng của mưa.
Còn theo Gajic B., Dugalic G., Diurovic N. (2006) hàm lượng hữu cơ tầng ñất mặt trên ñất canh tác giảm 2,5 lần so với ñất rừng có thảm thực vật (hơn 100 năm) và ñoàn lạp bền (ñường kính từ 0,25 mm ñến 10 mm) giảm 2 lần so với ñất rừng tự nhiên. Tủ phụ phẩm cây trồng và che phủ giúp cho bảo vệ bề mặt ñất vì giảm thiểu lực tác ñộng trực tiếp của hạt mưa (Duley, 1939; Moldenhauer và Kemper, 1969) do vậy cải thiện ñược ñoàn lạp của lớp ñất bề mặt . 1.3.2. Nghiên cứu ở trong nước
ðể phục hồi ñộ phì nhiêu ñất cần phải bón một lượng phân chuồng 10-15 tấn/ha, mà phân chuồng của nước ta hiện nay không thể ñáp ứng ñược, vì vậy cần phải sử dụng mọi nguồn hữu cơ, tàn dư cây trồng, phế phẩm công nghiệp, rơm rạ, phân xanh, cỏ rác tủ gốc, ép xanh phủ ñất (Trần Khải và Nguyễn Tử Siêm, 1995) .
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần (1995) cho thấy vùi phụ phẩm của cây trồng trước cho cây trồng sau trên ñất bạc màu Bắc Giang ñã làm tăng năng suất cây trồng quy thóc 9%, ñộ ẩm ñất tăng 2,0-2,5%, ñộ xốp ñất tăng 3-5% so với công thức bón phân chuồng + phân khoáng, nhưng không vùi phụ phẩm nông nghiệp. ðộ ẩm ñất tăng 2,0-3,5%, ñộ xốp ñất tăng 5-6% so với công thức chỉ bón phân khoáng NPK. 1.4. Nghiên cứu về ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng 1.4.1. Nghiên cứu ở nước ngoài
Theo Shinde (1990), vùi 2,5- 7,5 tấn ngọn lá mía kết hợp phân vi sinh vật phân giải xelulo làm tăng năng suất mía 3,0- 12,2 tấn/ha.
ðánh giá vai trò của hữu cơ và khả năng thay thế phân hoá học, Gill và cộng sự (1982) ñã chỉ ra rằng sử dụng phân chuồng với mức 12 tấn/ha kết hợp với 80 kg N cho năng suất lúa ñạt 5,4 tấn/ha, tương ñương với mức 120 kg N; như vậy với mức 12 tấn phân chuồng có thể thay thế cho 40 kg N.
Trong thí nghiệm với phế phụ phẩm lúa mỳ ñối với lúa mỳ với mức bình quân 7,3 tấn/ha, thân lá lúa mỳ cũng ñược ủ với khoảng thời gian 40, 20 và 10 ngày trước khi bón. Thí nghiệm ñược Yadvinder (2004) tiến hành với 6 công thức từ năm 1994- 1999. Kết quả ñã cho thấy rằng ở các công thức bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm lúa mỳ ủ trong thời gian 40 ngày cho năng suất 6,54 tấn/ha, ở công thức bón phân hoá học và phế phụ phẩm ủ 20 ngày cho năng suất là 6,29 tấn/ha và ở công thức bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm ủ 10 ngày cho năng suất là 6,39 tấn/ha. 1.4.2. Nghiên cứu ở trong nước
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền và Phạm Quang Hà (2005) về vai trò của vùi hữu cơ ñối với cân bằng dinh dưỡng trong hệ thống thâm canh 4 vụ/năm trên ñất bạc màu Bắc Giang ñã chỉ ra rằng: vùi 100% sản phẩm phụ của cây trồng vụ trước
4
cho cây trồng vụ sau ñã bù ñắp ñược lượng thiếu hụt ñáng kể ñối với tất cả các cây trồng trong hệ thống.
Trần Thị Tâm và cộng sự, 2005 vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu cây trồng có lúa trên các loại ñất: bạc màu, cát biển, ñất phù sa ñối với 2 cơ cấu trong hệ thống cây trồng có lúa: (1) Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô ñông (Bắc Giang, Hà Tây, Nghệ An) và (2) Lúa ñông xuân-Lúa xuân hè-Lúa hè thu (Khánh Hoà, Cần Thơ) ñã tăng năng suất 6-12% so với không vùi.
Theo ðỗ Thị Xô và cộng sự (1995) trên ñất xám bạc màu Bắc Giang dùng 40- 70% phụ phẩm của cây trồng vụ trước bón cho cây vụ sau ñã cải thiện ñộ phì nhiêu ñất và tăng năng suất cây trồng từ 3,6 ñến 21,1% so với công thức không vùi phụ phẩm nông nghiệp.
CHƯƠNG 2 ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ðối tượng nghiên cứu - Cây trồng : Giống lúa Khang Dân 18 và giống ngô lai LVN 99 ñược trồng trong cơ cấu cây trồng lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông. - Phụ phẩm nông nghiệp: tàn dư hữu cơ của cây trồng như rơm rạ, thân lá ngô từ cây trồng vụ trước vùi cho cây vụ sau.
- ðất thí nghiệm: ñất phù sa sông Hồng không ñược bồi hàng năm (Eutric Fluvisols) tại xã Hạ Mỗ, huyện ðan Phượng, Hà Nội và ñất xám bạc màu trên phù sa cổ (Haplic Acrisols) tại xã Lương Phong, Hiệp Hoà, Bắc Giang. 2. 2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu
- ðiều kiện khí hậu. - Tính chất ñất vùng nghiên cứu. - Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu. - Tình hình sử dụng phụ phẩm vùng nghiên cứu.
2.2.2. Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng từ phụ phẩm nông nghiệp
- Hàm lượng dinh dưỡng N, P, K, Ca, Mg, Si, S trong phụ phẩm trước khi vùi. - Diễn biến quá trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi trên ñồng ruộng
(khối lượng, dinh dưỡng NPK và tỷ lệ C/N). 2.2.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu của ñất cho lúa, ngô
- Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu trong ñất
ở giai ñoạn sau vùi 30 ngày và 60 ngày sau vùi phụ phẩm.
- Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến việc hấp thu dinh dưỡng N, P, K của
cây trồng. 2.2.4. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý, hóa tính ñất nghiên cứu - Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến lý tính ñất ñất nghiên cứu. - Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến hóa tính ñất nghiên cứu.
2.2.5. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô - Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng.
5
- Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất
cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang. 2.2.6. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng, thay thế phân chuồng, hiệu quả sử dụng phân bón và hiệu quả kinh tế trồng lúa, ngô - Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng và thay thế phân chuồng. - Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp và sự giảm thiểu lượng phân khoáng
ñến hiệu quả kinh tế. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin và ñiều tra - Thu thập thông tin thứ cấp về khí hậu, thời tiết vùng nghiên cứu: số liệu 10 năm (2001-2010) tại hai trạm Khí tượng Láng, Hà Nội và Hiệp Hòa, Bắc Giang.
- ðiều tra tình hình sử dụng phế phụ phẩm và phân bón theo phương pháp phỏng vấn theo phiếu ñiều tra ngẫu nhiên 200 hộ gia ñình có cơ cấu thâm canh 2 vụ lúa – 1 vụ ngô trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang. 2.3.2. Phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng 2.3.2.1. Thí nghiệm chính quy Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp vùi phụ phẩm
nông nghiệp ñến năng suất cây trồng (thí nghiệm thực hiện liên tục từ năm 2003 - 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang)
a. Mục ñích: Thí nghiệm so sánh phương pháp sử dụng phụ phẩm vùi tươi sau thu hoạch có kết hợp với các vật liệu khác ñể tăng tốc ñộ phân giải phụ phẩm với cách bón phân truyền thống (sử dụng phân chuồng) và cách bón tro từ ñốt phụ phẩm (hiện nay có nhiều nơi ñang áp dụng) bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô ñể từ ñó xác ñịnh phương pháp sử dụng phụ phẩm thích hợp trong sản xuất nông nghiệp.
thức) . Vôi bột (bằng 2% tổng lượng PP tươi vùi)
- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam. Số
3.2008, trang 58-62)
- Hữu cơ sinh học là phân bón hữu cơ Sông Gianh c. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) ñược bố trí với 4 lần nhắc (24 ô TN). Diện tích
b. Công thức thí nghiệm 1. NPK + Phân chuồng 2. NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi 3. NPK + Phân chuồng + PP ñốt thành tro 4. NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi + urê + vôi 5. NPK + Phân chuồng + PP vùi tươi + urê + vôi + CPVS 6. NPK + PP vùi tươi + urê + vôi + Hữu cơ sinh học Ghi chú: - Lượng phân bón NPK, PC, PP, HCSH cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục g. - Urê bằng 0,1% tổng lượng PP tươi vùi, lượng phân này lấy từ lượng N cần bón cho cây trồng ở công
của mỗi ô TN là 30 m2. Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD).
d. Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm. e. Thu hoạch thí nghiệm: - Thu hoạch thóc: thu hoạch cả ô, cân khối lượng tươi sau ñó lấy mẫu 1 kg ñể tính tỷ lệ chất khô từ ñó tính năng suất khô của toàn ô thí nghiệm.
- Thu rơm rạ (thân lá ngô): cân lượng phụ phẩm nông nghiệp tươi của từng ô sau ñó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1 kg ñể tính khối lượng chất khô trung bình ñể tính khối lượng phụ phẩm nông nghiệp khô vùi.
6
f. Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm Phân bón là phân ñạm urê (46% N), phân supe phốtphát (16% P2O5), phân kali
clorua (60% K2O). Lượng bón - Lượng bón cho 1 ha cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng: + Lúa xuân: Phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 120 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O; thân lá ngô khô không khí bón 4,2 tấn* tương ñương 14,3 tấn tươi. + Lúa mùa: phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 90 kg N + 60 kg P2O5+40 kg K2O; thân lá lúa quy khô bón 5,8 tấn* tương ñương 16,9 tấn tươi. + Ngô ñông: Phân chuồng bón 10 tấn*; phân NPK bón 150 kg N + 90 kg P2O5 +
90 kg K2O; thân lá lúa quy khô bón 5,5 tấn* tương ñương 13,7 tấn tươi. *Ghi chú: khối lượng thân lá ngô, rơm rạ ñược tính trong ñiều kiện khô không khí. - Lượng bón trên 1 ha ñất bạc màu: + Lúa xuân: Phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 100 kg N + 80 kg P2O5 + 80 kg K2O; thân lá ngô quy khô bón 5,0 tấn* tương ñương 16,5 tấn tươi. + Lúa mùa: phân chuồng bón 8 tấn; phân NPK bón 90 kg N + 60 kg P2O5+60 kg K2O/ha; thân lá lúa quy khô bón 5,5* tấn tương ñương 15,9 tấn tươi.. + Ngô ñông: Phân chuồng bón 10 tấn; Phân NPK bón 150 kg N + 90 kg P2O5 +
90 kg K2O; thân lá lúa quy khô là 4,8 tấn* tương ñương 11,5 tấn tươi. *Ghi chú: Khối lượng thân lá ngô, rơm rạ ñược tính trong ñiều kiện khô không khí.
Cách bón + Phân chuồng, phụ phẩm, phân lân bón lót 100%. + Phân ñạm bón với tỷ lệ % là 30:40:30 vào các thời kỳ bón lót - giai ñoạn ñẻ nhánh- ñầu thời kỳ làm ñòng ñối với lúa, bón lót - giai ñoạn 4-5 lá - giai ñoạn 9-10 lá ñối với ngô. + Phân kali bón với tỷ lệ % là 30:30:40 cùng thời kỳ bón với ñạm cho cả 2 loại
cây lúa, ngô. g. Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 1.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến lý, hóa tính ñất và năng suất cây trồng (thí nghiệm thực hiện liên tục từ năm 2003 - 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và. ñất bạc màu Bắc Giang) a. Mục ñích: Thí nghiệm so sánh phương pháp sử dụng phụ phẩm sau thu hoạch
có kết hợp với chế phẩm vi sinh ñể tăng tốc ñộ phân giải phụ phẩm với việc chỉ bón phân khoáng NPK trên nền có bón phân chuồng và không bón phân chuồng (hiện nay có nơi còn có phân chuồng ñể bón nhưng cũng rất nhiều nơi không còn phân chuồng ñể bón) bằng chỉ tiêu ñánh giá là hóa lý tính ñất và năng suất lúa, ngô ñể từ ñó xác ñịnh mức ñộ ảnh hưởng phương pháp áp dụng sử dụng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh trong sản xuất nông nghiệp.
bón NPK, PP cụ thể trong từng vụ ñược nêu ở mục f của thí nghiệm 1.
- PP: Phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô).
b. Công thức thí nghiệm 1. NPK 2. NPK + PP vùi tươi 3. NPK + PP vùi tươi+ CPVS 4. NPK + PP tủ trên mặt + CPVS Ghi chú: - Các công thức ñược bố trí trên nền có phân chuồng và không có phân chuồng. Lượng phân bón và các
7
- CPVS chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam.
Số 3.2008, trang 58-62).
- Công thức 4 tủ trên mặt chỉ áp dụng ñối với vụ ngô còn ñối với lúa thì vẫn vùi như công thức 2. c. Bố trí thí nghiệm - Thí nghiệm ñược thực hiện liên tục từ năm 2006 -2008 trên ñất phù sa sông
Hồng và từ năm 2008 – 2010 trên ñất bạc màu Bắc Giang.
- Thí nghiệm (TN) ñược bố trí với 4 lần nhắc (16 ô TN). Diện tích của mỗi ô TN là 60 m2. Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD). Sơ ñồ thí nghiệm xem phụ lục 1, thí nghiệm 2. Do thí nghiệm trên 2 nền có bón phân chuồng và không bón phân chuồng nên mỗi ô 60 m2 lại ñược chia thành 2 ô, mỗi ô 30 m2.
d. chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm Hàm lượng Ntp trong ñất ở giai ñoạn ñẻ nhánh, làm ñòng ñối với lúa và giai ñoạn 4-5 l, 9-10 lá ñối với ngô; khả năng hút N, P2O5, K2O trong cây ở thời kỳ làm ñòng, thu hoạch ñối với lúa và giai ñoạn 9-10 lá, thu hoạch ñối với ngô; phân tích lý tính, hoá tính ñất sau khi nghiên cứu: thành phần cơ giới, dung trọng, tỷ trọng, ñoàn lạp bền trong nước pH KCl, chất tổng số (%): OC, N, P2O5, K2O, P2O5 và K2O dễ tiêu (mg/100g ñất, CEC, Ca2+, Mg2+ (lñl/100g ñất) Theo dõi trong từng vụ thí nghiệm các chỉ tiêu như: năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô.
e. Cách lấy mẫu ñể phân tích và thu hoạch thí nghiệm - Lấy mẫu ñất: lấy mẫu ở tầng 0-20 cm, trong 1 ô lấy mẫu ở 5 ñiểm theo quy tắc ñường chéo, mẫu ñược trộn ñều và lấy mẫu trung bình 0,5 kg. - Lấy mẫu cây: mẫu lúa lấy ở thời kỳ làm ñòng và thu hoạch; mẫu ngô lấy ở giai ñoạn 9-10 lá và thu hoạch. Lấy 5 khóm lúa (hoặc 3 cây ngô) liên tục gần nhau.
- Thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 1. f. Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như mục f thí nghiệm 1. g. Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 2. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (thí nghiệm ñược thực hiện liên tục từ năm 2003 – 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và bạc màu Bắc Giang) a. Mục ñích: Thí nghiệm so sánh giải pháp bón phân khoáng NPK ở một số mức
bón khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô từ ñó xác ñịnh giải pháp áp dụng sử dụng phân bón NPK hợp lý trong sản xuất nông nghiệp.
ở ñược nêu ở mục f thí nghiệm 1.
b. Công thức thí nghiệm 1. NPK (CT1) 2. NPK + PC 3. NPK + PP vùi tươi 4. NPK + PC + PP vùi tươi 5. 90% NPK so với CT1 + PC + PP vùi tươi 6. 80% NPK so với CT1 + PC + PP vùi tươi 7. 70% NPK so với CT1+ PC + PP vùi tươi Ghi chú: - PP: Phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô). Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ
c. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) ñược bố trí với 4 lần nhắc (28 ô TN). Diện tích của mỗi ô TN là 30 m2. Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD).
8
d. Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm - Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm. e. Cách thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 2 f. Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1. g. Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 3. Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (thí nghiệm ñược thực hiện liên tục từ năm 2006 -2008 trên ñất phù sa sông Hồng và từ năm 2008 – 2010 trên ñất bạc màu Bắc Giang)
a. Mục ñích: Thí nghiệm so sánh giải pháp sử dụng phân khoáng NPK ở một số mức bón khác nhau khi kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi có chế phẩm vi sinh trên nền có bón phân chuồng hay không có bón phân chuồng bằng chỉ tiêu năng suất lúa, ngô từ ñó xác ñịnh giải pháp áp dụng sử dụng phân bón hợp lý khi kết hợp với sử dụng phụ phẩm có trong sản xuất nông nghiệp.
ở ñược nêu ở mục f thí nghiệm 1.
- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam.
Số 3.2008, trang 58-62).
- Các công thức ñược bố trí trên nền có phân chuồng và không có phân chuồng. c. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm (TN) ñược bố trí 4 lần nhắc (16 ô TN). Diện tích của mỗi ô TN là 60 m2. Thí nghiệm ñược bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD). Do thí nghiệm trên 2 nền có bón phân chuồng và không bón phân chuồng nên mỗi ô 60 m2 lại ñược chia thành 2 ô, mỗi ô 30 m2.
b. Công thức thí nghiệm 1. NPK 2. NPK + PP vùi tươi + CPVS 3. (NPK – 50% NPK có trong PP) + PP vùi tươi+ CPVS 4. (NPK – 100% NPK có trong PP) + PP vùi tươi+ CPVS Ghi chú: - PP: Phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô). Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ
d. Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô.
e. Cách lấy mẫu ñể phân tích và thu hoạch thí nghiệm: như thí nghiệm 2. f. Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1. g. Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm 4. 2.3.2.2. Thí nghiệm ô lớn
Thí nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (thí nghiệm ô lớn ñược thực hiện liên tục từ năm 2003 – 2005 trên ñất phù sa sông Hồng và bạc màu Bắc Giang). a. Mục ñích: Thí nghiệm tính ứng dụng thực tế về giải pháp sử dụng phân bón
NPK ở một số mức bón khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô.
b. Công thức 1. NPK + PC 2. NPK+PC+PP 3. 90% NPK so với CT1 + PC +PP 4. 90% NP so với CT1 + 70% K so với CT1 + PC +PP 5. 80% NPK so với CT1 + PC +PP 6. 80% NP so với CT1 + 70% K so với CT1 + PC +PP
9
Ghi chú: Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục e. PP: Phụ phẩm nông nghiệp ( rơm rạ, thân lá ngô ) ñược cày vùi sau thu hoạch. c. Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm bố trí không có lần nhắc lại, diện
tích 1 ô = 300 -500 m2. d. Chỉ tiêu theo dõi: Thu hoạch 4 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu hoạch 4 m2. Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô; hiệu quả kinh tế. e. Lượng phân bón và cách bón cho thí nghiệm: như thí nghiệm 1.
f. Sơ ñồ thí nghiệm: phụ lục 1, thí nghiệm ô lớn. 2.3.2.3. Khảo nghiệm trên diện rộng
Xây dựng mô hình khảo nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng (khảo nghiệm trên diện rộng thực hiện liên tục từ năm 2006 – 2008 trên ñất phù sa sông Hồng) a. Mục ñích: Mô hình khảo nghiệm tính ứng dụng thực tế về giải pháp sử dụng
phân bón NPK ở một số mức bón khác nhau kết hợp với sử dụng phụ phẩm vùi tươi có chế phẩm vi sinh bằng chỉ tiêu ñánh giá là năng suất lúa, ngô.
xuân, vụ mùa, ngô ñông ñược tính từ kết quả nghiên cứu phân hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm.
- PP: Phụ phẩm nông nghiệp ( rơm rạ, thân lá ngô ) ñược cày vùi sau thu hoạch. PP ñược vùi tươi xuống ruộng trong quá trình làm ñất. ðối với rơm rạ thì vùi thẳng xuống ruộng, thân lá ngô chặt ngắn 5 cm rồi mới ñưa xuống ruộng vùi.
- CPVS: chế phẩm vi sinh vật phân giải của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Tạp chí KHCN Nông nghiệp Việt Nam.
Số 3.2008, trang 58-62, phụ lục 1).
b. Công thức thí nghiệm 1. Canh tác của nông dân 2. NPK + PC 3. NPK + PC + PP + CPVS 4. (NPK – 50% NPK có trong phụ phẩm ) + PP vùi tươi+ CPVS 5. (NPK – 100% NPK có trong phụ phẩm ) + PP vùi tươi+ CPVS Ghi chú: - Lượng phân bón NPK, PC, PP, cụ thể trong từng vụ ở ñược nêu ở mục e. NPK trong phụ phẩm vụ
b. Phương pháp bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm ñược bố trí không có lần nhắc lại. Diện tích của thí nghiệm 1 ha.
c. Chỉ tiêu theo dõi Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô, hiệu quả kinh tế.
d. Phương pháp thu hoạch: thu hoạch 4 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu hoạch 20 m2, cân khối lượng hạt tươi sau ñó lấy mẫu 1 kg ñể tính khối lượng chất khô trung bình từ ñó tính ñược năng suất của từng ô. e. Lượng phân bón và cách bón: bón theo nông dân theo ñiều tra còn bón từ
công thức 2 ñến công thức 5 như thí nghiệm 1. 2.3.3. Phương pháp theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm trên ñồng ruộng
Thân lá lúa, ngô sau mỗi vụ thu hoạch (vào thời thời gian cuốc vùi phụ phẩm xuống ruộng) ñược cho vào túi lưới có chiều dài 30 và chiều rộng 30 cm. Rơm rạ hay thân lá ngô ñược cắt nhỏ thành ñoạn dài 1-2 cm. Mỗi túi ñựng 100 g phụ phẩm nông nghịêp và ñược trải mỏng ra trong túi trước khi vùi xuống ruộng. Mỗi công thức theo dõi ñược ñóng làm 16 túi (mỗi công thức có 4 lần nhắc, mỗi lần nhắc theo dõi ở 4 thời ñiểm lúc ñoạn ban ñầu, sau vùi 30 ngày, 60 ngày và lúc thu hoạch). Túi lưới ñược vùi sâu 15 cm, ở giữa ô thí nghiệm.
Theo dõi hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, Si trong phụ phẩm trước khi vùi. Theo dõi khối lượng, hàm lượng N, P, K và diến biến C/N sau vùi 30 ngày, sau vùi 60 ngày và khi thu hoạch ñối với phụ phẩm trong túi lưới vùi.
10
2.3.4. Phương pháp vùi, tủ phụ phẩm và làm ñất trên ñồng ruộng
Phụ phẩm trên ñồng ruộng là rơm rạ và thân lá ngô. Trong ñiều kiện thâm canh liên tục 3 vụ trong năm, do vậy sau vụ thu hoạch phụ phẩm ñược vùi xuống theo quá trình làm ñất (chỉ sau 1 tuần là gieo trồng vụ tiếp theo). ðối với phụ phẩm là rơm rạ thì sau thu hoạch rơm ñược rải ra ruộng cùng rạ và ñược vùi trong quá trình lồng ñất. ðối với phụ phẩm là thân lá ngô ñược cắt bằng máy có ñộ dài 5 cm (giai ñoạn ñầu chua có máy thì ñược băm bằng tay) sau ñó ñược rải ra ruộng và ñược vùi trong quá trình làm ñất. Quá trình làm ñất trải qua 2 lần lồng ñất , mỗi lần cánh nhau 1 tuần. Vùi phụ phẩm, sử dụng chế phẩm vi sinh ngay ở lần ñầu thực hiện quá trình vùi và lượng N bằng 0,1% tổng lượng phụ phẩm tươi cần vùi từ tổng lượng N cần bón cho cây trồng. ðể quá trình lồng ñất vùi phụ phẩm ñược dễ dàng yêu cầu nước trong ruộng phải ñủ ñộ sâu 10-20 cm, thường sau khi gặt xong là cho nước vào ñể ngâm ruộng 2-3 ngày rồi tiến hành lồng ñất.
Tủ phụ phẩm chỉ thực hiện trong vụ ngô ñông. Ở những công thức có tủ phụ phẩm thì rơm rạ ñược cắt tận gốc và ñưa ra ngoài. Sau khi làm ñất và ñặt bầu ngô hay gieo hạt xong (ñất phù sa sông Hồng thường ñặt bầu còn ñất bạc màu Bắc Giang gieo hạt) rơm, rạ ñược tủ lên luống ngay sau ñó. 2.3.5. Phương pháp phân tích 2.3.5.1. Phân tích ñất
Phương pháp phân tích ñất theo sổ tay phân tích của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Sổ tay phân tích ñất, nước, phân bón, cây trồng, 1998)[41]. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích mẫu ñất sau:
- Xác ñịnh pHH2O: ðo bằng pH meter, tỷ lệ ñất/nước là 1/5. - Xác ñịnh pHKCl: ðo bằng pH meter, tỷ lệ ñất/dịch là 1/2,5. - Xác ñịnh chất hữu cơ tổng số: Theo phương pháp Walkley-Black. - Xác ñịnh hàm lượng nitơ tổng số: Theo phương pháp Kjeldahl, công phá mẫu
bằng H2SO4 có hỗn hợp K2SO4, CuSO4, Se xúc tác.
- Xác ñịnh P2O5 tổng số: Theo phương pháp so màu trên máy phổ quang kế (spectrophotometer), công phá mẫu bằng H2SO4 + HClO4, xác ñịnh lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”.
- Xác ñịnh P2O5 dễ tiêu: Theo phương pháp Olsen, hòa tan các hợp chất phốt pho trong ñất bằng dung môi NaHCO3 0,5 M (pH=8,5) với tỷ lệ ñất : dung môi = 1 : 20, xác ñịnh lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”.
- Xác ñịnh K2O tổng số: Công phá mẫu bằng H2SO4+HClO4, xác ñịnh K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa.
- Xác ñịnh K2O dễ tiêu: Chiết K bằng axetatamon 1M (pH =7), xác ñịnh K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa.
trong dung dịch trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử. - Xác ñịnh thành phần cơ giới: Theo phương pháp ống hút Robinson. - Xác ñịnh dung trọng ñất: Theo phương pháp dùng ống trụ bằng kim loại ñóng
- Xác ñịnh dung tích hấp thu (CEC): Theo phương pháp amon axetat pH=7. - Xác ñịnh Ca2+, Mg2+ trao ñổi: Chiết Ca, Mg bằng axetatamon 1 M (pH =7), xác ñịnh Ca2+, Mg2+
thẳng xuống ñất và lấy mẫu ñất còn nguyên dạng không bị phá hủy. - Xác ñịnh tỷ trọng ñất: Theo phương pháp picnomet. d – D - Xác ñịnh ñộ xốp: Tính toán theo công thức: P(%)= ---------- x 100 d
11
* Trong ñó: P là ñộ xốp tính bằng %, D là dung trọng ñất, d là tỷ trọng ñất - Xác ñịnh ñoàn lạp bền trong nước: Theo phương pháp Savinop. - Xác ñịnh ñộ ẩm ñất: Xác ñịnh theo công thức sau: P1 – P2 A= -------- x 100 P2 Trong ñó: A là ñộ ẩm ñất tính bằng %; P1 là khối lượng ñất mẫu trước khi sấy; P2 là khối lượng ñất mẫu sau khi sấy ở nhiệt ñộ 1050C.
- Xác ñịnh NO3, NH4+: Theo phương pháp Kjeldahl. Nitrat, amon ñược chiết + - N bởi MgO, sau ñó khử NO3 – N bằng hỗn bởi dung dịch KCl 1M, xác ñịnh NH4 hợp Devarda. Cân 20g ñất tươi + 50ml KCl 1N (2%) lắc trong 1 giờ lọc qua giấy lọc.
– N. Khử Nitrat bằng hỗn hợp
+ Xác ñịnh NH4: Lấy dung dịch cất (khoảng 10-25ml) + 0,5g MgO (dung dịch có màu hồng). Bình hứng 10ml HBO3 2% (cất từ màu hồng chuyển sang màu xanh là ñược). Dùng H2SO4 0,02N chuẩn ñộ từ xanh sang màu ñỏ tía nhạt. Xác ñịnh NO3 - N: Mẫu ñã xác ñịnh NH4
Devarda sau ñó tiếp tục cất theo Kjendhal. 2.3.5.2. Phân tích cây trồng - N tổng số: Theo phương pháp Kjeldahl, công phá mẫu bằng H2SO4 có hỗn hợp K2SO4, CuSO4 và Se xúc tác. - K20 tổng số: ðo trên máy quang kế ngọn lửa, công phá mẫu bằng hỗn hợp 2 axít H2SO4 + HClO4.
- P205 tổng số bằng phương pháp so màu trên máy phổ quang kế (spectrophotometer), công phá mẫu bằng hỗn hợp 2 axít H2SO4 + HClO4, xác ñịnh lân trong dung dịch bằng “màu xanh molypden”.
- Phân tích Ca, Mg trong cây (TCN 455 – 2001) Công phá bằng axit HClO4 (70%)+ HNO3 (65%) (Tỷ lệ 1:1): Ngâm và công phá mẫu ñến dịch trong là ñược. ðề nguội, lên thể tích 100ml bằng nước cất. Dung dịch mẫu sau ñược lên thể tích ñem ñốt trên máy Quang phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) bằng ngọn lửa khí Axetylen/không khí ở bước sóng 422,7 nm có thêm La (Ca) còn Mg ño tại bước sóng 285,2nm.
- Phân tích S % (TCN 456 – 2001) Cân 1 gam mẫu ñã nghiền qua rây 1mm + 2ml dung dịch Mg(NO3)2 cho vào nung ở nhiệt ñộ 700C tăng dần lên tới 3000C trong 10 giờ. ðể nguội cho ra ngoài sau ñó cho 5ml HNO3 25% dùng nắp ñậy cố và ñun cách thủy 2h 30 phút (chú ý: không ñể bắn axit ra ngoài). ðể nguội, lên ñịnh mức 50ml sau ñem phân tích theo phương pháp so ñộ ñục. Hút ml dung dịch mẫu (tùy theo lượng nhiều hay ít) cho vào bình ñịnh mức 50ml + 0,5g BaCl2 (nghiền bột) lắc ñều cho tan + cho 1ml gum (polyvialcon + CH3COOH 1%) lắc, sau ñó ñem so ở bước sóng 490nm trên máy so màu Spectrophotometer.
- Si % theo phương pháp khối lượng Cân 2 gam mẫu ñã nghiền qua rây 1mm vào chén sứ (ñã cân trọng lượng). Thấm ướt mẫu bằng axit HNO3 ñậm ñặc (H2O2 30%) hoặc trộn vào 1-2 gam NH4NO3. Cho vào lò nung, tăng dần nhiệt ñộ lên tới 450-5000C trong 2-4 giờ, ñể nguội, lấy chén ra thấm ướt mẫu bằng nước cất… 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu ñược xử lý theo phương pháp phân tích phương sai bằng phần mềm IRRISTAT 4.0.
12
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 3.1.1. ðiều kiện khí hậu vùng nghiên cứu
Theo số liệu khí tượng trung bình từ năm 2001 - 2010 của Trạm Khí tượng Láng - Hà Nội và Trạm Khí tượng Bắc Giang cho thấy:
- Bình quân lượng bốc hơi ñạt cao nhất vào tháng 10 (khoảng 100 ml/tháng) và thấp nhất vào tháng 2 (khoảng 50 - 60 ml).
- Bình quân lượng mưa ñạt cao nhất trong tháng 7 và 8 (khoảng 300 -350 mm/tháng) và thấp nhất ở tháng 1 (khoảng 10-20 mm).
- Bình quân ñộ ẩm trong năm chênh lệch nhau không nhiều lăm. ðộ ẩm ñạt cao nhất thường vào tháng 3, 4, 7, 8 và ñạt thấp nhất vào những tháng 1, 10, 11, 12.
- Bình quân nhiệt ñộ ở Láng thường cao hơn ở Bắc Giang khoảng 10C. Nhiệt ñộ ñạt cao vào tháng 6 – tháng 7 (26-27,50C) và thấp nhất vào ñầu năm và cuối năm (14-170C). 3.1.2. Tính chất ñất vùng nghiên cứu 3.1.2.1. Tính chất lý học ñất nghiên cứu
- ðất phù sa sông Hồng có thành phần cơ giới trung bình, có ñộ xốp trung bình (47%), như vậy khá thuận lợi cho khả năng giữ ẩm cho cây trồng phát triển.
- ðất xám bạc màu Bắc Giang có thành phần cơ giới nhẹ, cát chiếm 75,34%,
ñất xốp (57%) do vậy chất hữu cơ phân giải nhanh và rửa trôi mạnh. 3.1.2.2. Tính chất hóa học ñất nghiên cứu
ðất phù sa sông Hồng có hàm lượng hữu cơ cao (OC = 2,62%), ñạm tổng số cao (N=0,25%); kali tổng số, lân tổng số và lân dễ tiêu khá. Kali dễ tiêu và dung tích = 5,0). Hàm lượng hữu cơ thấp hấp thu ở mức trung bình. ðất bạc màu chua (pHKCl (OC=0,96%), ñạm tổng số thấp (N=0,08%); kali tổng số, kali dễ tiêu hơi nghèo. ðất có tổng số=0,11%) và lân dễ tiêu cao (P2O5 dễ tiêu = hàm lượng lân tổng số khá (P2O5 45,93 mg/100g ñất ). Dung tích hấp thu của ñất rất thấp. . ðất bạc màu có thành phần cơ giới nhẹ, nghèo ñạm, mùn và kali. ðể cải thiện ñộ phì nhiêu ñất bạc màu và duy trì ñộ phì nhiêu của ñất phù sa sông Hồng cần phải sử dụng phân hữu cơ. Trong ñiều kiện không có phân chuồng việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp của cây trồng trước cho cây trồng sau là rất cần thiết có ý nghĩa ñặc biệt quan trọng. 3.1.3. Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu
Lượng phân bón nông dân sử dụng cho ñất phù sa sông Hồng, ðan Phượng, Hà Nội tương ñối cao, ñặc biệt là ñạm cho ngô ñông (217 kg N/ha) hay phân kali (78-95 kg K2O/ha). Phân chuồng so với trước ñây ñược nông dân thường bón cho lúa là 10 tấn/ha thì ñến nay lượng bón ñó chỉ còn 5,5- 6,3 tấn/ha (hơn một nửa), ñó cũng là nguyên nhân tại sao nông dân lại bón nhiều phân hóa học mà năng suất không cao.
Trên ñất xám bạc màu Bắc Giang mức phân bón cho lúa lai là 10 tấn phân chuồng + 120 – 150 kg N+ 90 – 100 kg P2O5 + 90 – 120 kg K2O/ha (Nguyễn Văn Bộ, Bùi Dình Dinh, 1996)[3]. Như vậy nông dân trên ñất bạc màu Bắc Giang ñã bón không ñủ và không cân ñối về phân chuồng cũng như phân ñạm, lân, kali cho cây lúa và ngô (7,4-8,5 tấn PC+37-58 kg P2O5+60-76 kg K2O/ha)
13
3.1.4. Tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu
Người nông dân ở ðan Phượng và Hiệp Hòa chủ yếu sử dụng thân lá ngô ñể ñun nấu (85%-100%), phần rạ ñược vứt lại ruộng, rơm thì thường bị ñốt tại ruộng.
Trong khi ñó, ở ðan Phượng, Hà Nội và Hiệp Hòa, Bắc Giang lượng phụ phẩm trung bình trong một vụ lúa và ngô là rất lớn (lúa từ 4,02 - 5,86 tấn/ha, ngô ñông 3,30 - 5,67 tấn/ha). Hàng năm một lượng phụ phẩm không nhỏ ñã bị người dân ñốt ñi, ñây là một lãng phí chất hữu cơ, ñạm ... và gây ô nhiễm ñến môi trường sống. Nếu ta bón trả lại cho ñất lượng phụ phẩm trên thì sẽ có một nguồn hữu cơ thay thế phân chuồng bổ sung cho ñất. Nếu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau giảm ñược 20% lượng phân khoáng bón cho cây trồng mỗi năm trên một ha, thì mỗi năm với cơ cấu Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô ñông trên ñất phù sa sông Hồng sẽ giảm ñược 85 kg N, 35 kg P2O5, 50 kg K2O cho 1 ha và trên ñất bạc màu sẽ giảm ñược 63 kg N, 26 kg P2O5, 41 kg K2O cho 1 ha. 3.2. Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng của phụ phẩm nông nghiệp 3.2.1. Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm trước khi vùi
- Tổng lượng dinh dưỡng từ phụ phẩm nếu ñược vùi lại cho ñồng ruộng hằng năm sẽ ñưa vào ñất ñất phù sa sông Hồng rất lớn. Lượng ñạm là 95,5 kg N/ha (tương ñương 208 kg phân ñạm urê); lượng lân là 50,4 kg P2O5/ha (tương ñương 253 kg phân lân supe); lượng kali là 209,9 kg K2O/ha (tương ñương 350 kg phân kali clorua); lượng CaO là 58,2 kg/ha; lượng MgO là 49,3 kg /ha; lượng SiO2 là 1.226 kg/ha; lượng S là 17,6 kg/ha. Ngoài chất dinh dưỡng từ phụ phẩm nêu trên thì chất hữu cơ trong phụ phẩm cũng rất lớn (chiếm khoảng 80% trong rơm rạ). Trên 1 ha ñất bạc màu Bắc Giang sẽ trả lại 86,5 kg N/ha (tương ñương 188 kg phân ñạm urê), 39,0 kg P2O5/ha (tương ñương 244 kg phân lân supe), 218,6 kg K2O/ha (tương ñương 364 kg phân kaliclorua), 49,0 kg CaO, 38,5 kg MgO, 1.093 kg SiO2 và 15,8 kg/ha S.
3.2.2. Diễn biến quá trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi trên ñồng ruộng
ðể theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm nông nghịêp trên ñồng ruộng, chúng tôi tiến hành như sau: cho vào túi vùi 100g phụ phẩm nông nghịêp vùi sâu 15cm, theo dõi quá trình diễn biến khối lượng của phụ phẩm nông nghịêp, hàm lượng N, P, K và tỷ lệ C/N trong phụ phẩm sau khi vùi 30 ngày, sau vùi 60 ngày và khi thu hoạch. Quá trình ñược theo dõi trong cả 3 vụ trên cả hai loại ñất nghiên cứu. 3.2.2.1. Diễn biến khối lượng phụ phẩm theo thời gian sau khi vùi xuống ruộng
Trên cả hai loại ñất thí nghiệm sau 30 ngày vùi khối lượng phụ phẩm giảm nhanh nhất (31,3-47,3%). Sau ñó tốc ñộ phân giải chậm lại. Rơm rạ ñược vùi cho lúa mùa, ở thời kỳ thu hoạch khối lượng phụ phẩm giảm ñược 67,2-79,2% nhưng khi vùi rơm rạ cho ngô ñông thì ở thời kỳ thu hoạch khối lượng phụ phẩm chỉ giảm ñược 64,6- 76,2%. Như vậy trong ñiều kiện có nước và nhiệt ñộ cao thì phụ phẩm nông nghiệp phân huỷ nhanh hơn trong ñiều kiện không có nước và nhiệt ñộ thấp. Sử dụng chế phẩm vi sinh vật cùng với phụ phẩm nông nghiệp cho mức ñộ phân giải phụ phẩm nhanh hơn nhiều so với không sử dụng chế phẩm vi sinh vật (vùi phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh vật ở thời kỳ thu hoạch khối lượng phụ phẩm giảm ñược 73-80%, còn vùi phụ phẩm nông nghiệp không có chế phẩm vi sinh vật khối lượng phụ phẩm chỉ giảm ñược 61-70%).Tốc ñộ phân giải mạnh nhất ở vụ lúa mùa trên ñất bạc màu Bắc Giang. Sau mỗi vụ thu hoạch vẫn còn một khối lượng phụ phẩm chưa phân giải tồn tại sang vụ sau từ 19 – 43% tùy thuộc mùa vụ, biện pháp sử dụng phụ
14
Trong vụ lúa xuân, vùi thân lá ngô sau thời gian khác nhau lượng N, P2O5 và K2O trong thân lá ngô trong túi vùi giảm dần theo thời gian, sau vùi 30 ngày giảm từ 26-36%, ở thời kỳ thu hoạch giảm từ 61-74%. Công thức phụ phẩm nông nghiệp vùi có chế phẩm vi sinh vật, lượng N, P2O5 và K2O trong thân lá ngô trong túi vùi giảm nhanh hơn công thức vùi không có chế phẩm vi sinh vật, công thức có chế phẩm vi sinh vật sau 115 ngày vùi lượng N, P2O5 và K2O trong thân lá ngô trong túi vùi giảm ñược 72 - 74%, còn không có chế phẩm vi sinh vật lương dinh dưỡng chỉ giảm ñược 61 - 64%.
phẩm vùi và loại ñất ( trên ñất bạc màu còn từ 19-33%, trên ñất phù sa sông Hồng còn từ 21-39%, vụ lúa mùa còn từ 19-32%, vụ ngô ñông còn từ 24-35% ). 3.2.2.2. Diễn biến hàm lượng N, P, K theo thời gian của phụ phẩm vùi trên ñồng ruộng ở ñất phù sa sông Hồng
Trong vụ lúa mùa, vùi rơm rạ sau thời gian khác nhau lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi cũng giảm dần theo thời gian như thân lá ngô trong túi vùi ở vụ lúa xuân, sau vùi 30 ngày giảm từ 29-40%, ở thời kỳ thu hoạch giảm từ 62-77%. Công thức phụ phẩm nông nghiệp vùi có chế phẩm vi sinh vật, lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi cũng giảm nhanh hơn công thức vùi không có chế phẩm vi sinh vật, công thức có chế phẩm vi sinh vật sau 105 ngày vùi lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi giảm ñược 74 - 77%, còn không có chế phẩm vi sinh vật lượng N, P2O5 và K2O chỉ giảm ñược 62 - 67%.
Ở vụ ngô ñông, vùi rơm rạ sau thời gian khác nhau lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi cũng diễn biến theo chiều hướng như ở vụ lúa xuân và vụ lúa mùa. Lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi ở công thức vùi có chế phẩm vi sinh vật sau 120 ngày vùi giảm ñược từ 72-73%, còn công thức vùi không có chế phẩm vi sinh vật lượng N, P2O5 và K2O trong rơm rạ trong túi vùi chỉ giảm ñược 64-65%. 3.2.2.3. Diễn biến tỷ lệ C/N theo thời gian của phụ phẩm vùi trên ñồng ruộng
Kết quả phân tích cho thấy nếu vùi phụ phẩm rơm, rạ và thân, lá ngô không có chế phẩm vi sinh thì tốc ñộ phân giải rơm, rạ và thân, lá ngô thấp hơn so với thức vùi rơm, rạ và thân, lá ngô có chế phẩm vi sinh. Cuối vụ, tỷ lệ C/N của rơm, rạ và thân, lá ngô khi vùi có chế phẩm vi sinh có tốc ñộ phân giải giảm trên 50%. Trên ñất xám bạc màu Bắc Giang có ñộ xốp cao, thành phần cơ giới nhẹ hơn ñất phù sa sông Hồng do vậy tốc ñộ phân giải phụ phẩm cũng nhanh hơn hơn. Ngoài yếu tố thời tiết (vụ xuân, vụ mùa, vụ ñông) thì tốc ñộ phân giải còn phụ thuộc vào phụ phẩm (rơm, rạ hay thân, lá ngô). 3.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu cho lúa, ngô
Cây lúa và cây ngô có hai giai ñoạn hút chất dinh dưỡng quan trọng nhất ảnh hưởng ñến việc cấu thành năng suất ñó là giai ñoạn lúa ñẻ nhánh và làm ñòng còn ngô ở giai ñoạn 4-5 và 9-10 lá (sau cấy lúa hay gieo hạt ngô khoảng thời gian là 30 ngày và -, 60 ngày). Do vậy việc xác ñịnh một số dinh dưỡng dễ tiêu trong ñất như NH4+, NO3 ,, K2O dt trong giai ñoạn này là cần thiết ñể xem việc vùi phụ phẩm nông nghiệp P2O5 dt cung cấp cho lúa ngô vào thời ñiểm nói trên như thế nào 3.3.1. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu cho lúa, ngô 3.3.1.1. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu trong ñất trên ñất phù sa sông Hồng
15
Bảng 3.1. Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong ñất ở các giai ñoạn sinh trưởng chính của cây lúa, cây ngô trên ñất phù sa sông Hồng ở các công thức vùi phụ phẩm khác nhau
Hàm lượng các chất dinh dưỡng (mg/100 g ñất)
+
-
NH4
NO3
P2O5 dt
K2O dt
Thời gian
Công thức TN
Vụ mùa 2007
Vụ ñông 2007
1 2 3 LSD0,05 1 2 3 LSD0,05 1 2
A 0,87 1,27 1,81 0,14 0,52 1,27 1,81 0,10 1,29 1,67
B 1,24 1,36 1,52 0,08 0,96 1,34 1,38 0,04 0,96 1,28
A 3,24 6,42 6,88 0,41 4,54 6,42 6,88 0,56 1,08 1,45
B 5,50 5,81 5,85 0,27 5,99 6,72 7,25 0,67 1,22 2,15
A 8,68 12,85 15,32 0,90 10,25 15,32 16,83 0,73 9,23 14,35
B 10,25 15,86 18,23 0,93 10,68 15,89 17,31 0,89 9,86 16,54
A 7,34 8,65 8,77 0,84 8,25 9,65 9,82 0,57 8,76 9,45
B 8,92 10,21 11,65 0,87 7,89 11,21 11,45 0,63 8,98 12,35
3
1,88
1,36
1,68
3,24
16,28
20,14
9,88
13,86
Vụ xuân 2008
0,13
0,12
0,14
0,14
0,97
0,98
0,43
1,31
LSD0,05
Ghi chú: A: Sau vùi 30 ngày; B: Sau 60 ngày; - Mẫu ñất ñược lấy ở các công thức trên nền không có phân chuồng - Công thức thí nghiệm 1: NPK; công thức thí nghiệm 2: NPK + phụ phẩm vùi tươi; công thức thí nghiệm 3: NPK + Phụ phẩm vùi tươi + chế phẩm vi sinh
+
Số liệu trong bảng 3.1 cho thấy: - Trong ba vụ (vụ mùa – vụ ñông – vụ xuân) khi vùi phụ phẩm (CT2 & CT3) ñã - , P2O5, K2O , NO3
- Trong ba vụ vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh (CT3) cho các chỉ số NH4 , - , P2O5 trong ñất cao nhất và cao hơn (sai khác có ý nghĩa) so với công thức vùi
+
, NO3
+
, NO3
+ làm tăng (sai khác có ý nghĩa) hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu NH4 trong ñất so với công thức không vùi phụ phẩm (CT1). NO3 phụ phẩm nhưng không sử dụng chế phẩm vi sinh (CT2). Như vậy trong hai thời kỳ quan trong nhất cho sự phát triển của cây lúa và cây ngô ñể cấu thành năng suất thì các chỉ tiêu dinh dưỡng ña lượng quan trọng ở dạng dễ tiêu khi vùi phụ phẩm ñã tăng lên ñể phục vụ cho sự phát triển của cây trồng, ñặc biệt là khi dùng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu diễn biến hàm lượng dinh dưỡng N, P, K trong phụ phẩm của túi vùi giảm dần theo thời gian ở mục 3.2. 3.3.1.2. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu trong ñất xám bạc màu -, P dễ tiêu, K dễ tiêu trong ñất ở giai +, NO3 Kết quả phân tích hàm lượng NH4 ñoạn ñẻ nhánh và làm ñòng ñối với lúa, giai ñoạn 4-5 lá và 9-10 lá ñối với ngô trên ñất bạc màu ở các công thức vùi phụ phẩm khác nhau ñược trình bày trong bảng 3.2.
- Số liệu trong bảng 3.2 cho thấy: trên ñất bạc màu Bắc Giang trong vụ lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông vùi phụ phẩm nông nghiệp cũng ảnh hưởng ñến hàm lượng - NH4 , P2O5dt, K2Odt trong ñất ở các giai ñoạn ñẻ nhánh và làm ñòng ñối với lúa, giai ñoạn 4-5 lá và 9-10 lá ñối với ngô tương tự như trên ñất phù sa sông Hồng. Vùi - , P2O5dt, K2Odt trong ñất cao phụ phẩm có chế phẩm vi sinh cho hàm lượng NH4 hơn (sai khác có ý nghĩa) so với vùi phụ phẩm không có chế phẩm vi sinh. ðiều ñó càng khẳng ñịnh thêm vai trò của việc vùi phụ phẩm trong việc huy ñộng dinh dưỡng cho lúa, ngô, ñặc biệt là vùi phụ phẩm có sử dụng chế phẩm vi sinh.
16
Hàm lượng các chất dinh dưỡng (mg/100 g ñất)
NH4+
-
P2O5 dt
K2O dt
NO3
Thời gian
Bảng 3.2. Hàm lượng N, P, K dễ tiêu trong ñất ở các giai ñoạn sinh trưởng chính của cây lúa, cây ngô trên ñất bạc màu ở các công thức vùi phụ phẩm khác nhau Công thức TN
Vụ xuân 2009
Vụ mùa 2009
Vụ ñông 2009
B 0,77 1,02 1,44 0,14 0,99 1,72 2,25 0,08 3.74 6.75 6.67 0,41
A 0,63 1,05 1,29 0,12 1,07 1,79 2,55 0,07 0.36 0.54 0.76 0,07
B 1,47 2,77 3,74 0,14 0,41 0,70 0,97 0,08 0.36 0.93 0.97 0,06
A 0,88 1,12 1,79 0,11 2,87 3,38 4,21 0,28 2.35 4.45 5.41 0,41
A 14,54 19,57 22,67 0,95 12,32 19,87 27,83 0,96 12.98 17.75 21.37 0,99
B 19,77 21,86 30,78 0,94 10,2 17,89 27,82 1,22 11.35 19.86 23.31 1,43
A 2,74 3,13 2,92 0,35 6,12 8,85 9,23 0,53 6.65 9.27 9.14 0,84
B 3,63 4,63 4,84 0,36 6,47 8,34 9,98 0,48 6.23 10.27 10.14 0,89
1 2 3 LSD0,05 1 2 3 LSD0,05 1 2 3 LSD0,05
Ghi chú: - A: Sau vùi 30 ngày; B: Sau 60 ngày - Mẫu ñất ñược lấy ở các công thức trên nền không có phân chuồng - Công thức thí nghiệm 1: NPK; công thức thí nghiệm 2: NPK + phụ phẩm vùi tươi; công thức thí nghiệm 3: NPK + Phụ phẩm vùi tươi + chế phẩm vi sinh 3.3.2 Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến việc hấp thu N, P, K của cây trồng Trên cả hai loại ñất nghiên cứu khả năng hút dinh dưỡng của cây trồng ở khi có sử dụng phụ phẩm (CT2, CT3, CT4) cao hơn rất nhiều so với khi không sử dụng phụ phẩm (CT1). Hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P, K trong cây khi sử dụng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh (CT3, CT4) cũng cao hơn so với không có chế phẩm vi sinh (CT2) và ñặc biệt là ở công thức có chế phẩm vi sinh trên nền bón phân chuồng (CT4).
+
Vùi phụ phẩm nông nghiệp ñã làm hàm lượng NH4
- , P2O5dt, K2Odt trong , NO3 ñất ở các giai ñoạn ñẻ nhánh và làm ñòng ñối với lúa, giai ñoạn 4-5 lá và 9-10 lá ñối với ngô cao hơn công thức không vùi phụ phẩm. Chính ñiều ñó khi vùi phụ phẩm nông nghiệp ñã giúp cho cây trồng hút ñạm, lân, kali tốt hơn công thức không vùi phụ phẩm và cho hàm lượng N, P2O5, K2O trong cây lúa và cây ngô ở các công thức vùi phụ phẩm luôn cao hơn công thức không vùi phụ phẩm. 3.4. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số tính chất lý, hóa học của ñất nghiên cứu
Sau 3 năm làm thí nghiệm, vùi phụ phẩm liên tục 3 vụ trong một năm trong cơ cấu lúa xuân – lúa mùa – ngô ñông, mẫu ñất ñã ñược lất ñể phân tích ñể ñánh giá ảnh hưởng của vùi phụ phẩm ñến một số tính chất lý hoá học ñất trên cả hai loại ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu.
Trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang sau 3 năm vùi phụ phẩm liên tục chưa thấy sự thay ñổi về tỷ trọng (tỷ trọng ñất phụ thuộc vào khoáng vật của ñất là chính do chất hữu cơ trong ñất không lớn). Xét về chiều hướng có thể thấy sự giảm dung trọng và tăng ñộ xốp của ñất khi vùi phụ phẩm - vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh - vùi phụ phẩm + chế phẩm vi sinh + phân chuồng nhưng kết quả tại các công
17
thức thí nghiệm chưa tạo mức sai khác có ý nghĩa so với công thức không ñược vùi phụ phẩm (trừ khi bón phụ phẩm + CPVS + PC trên ñất phù sa sông Hồng). 3.4.1. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến lý tính ñất nghiên cứu
Thành phần cơ giới (%)
Công thức
ðộ xốp,%
Loại ñất
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số tính chất lý học của ñất sau 3 năm thí nghiệm Tỷ D. trọng, trọng, g/cm3 g/cm3 2,60 1,25 2,64 1,18 2,64 1,18
51,9 54,9 55,3
Sét Cát Limon 20,52 45,86 33,62 18,65 50,68 30,67 18,68 50,96 30,36
1. Trên ñất phù sa sông Hồng
3076
1,15
2,64
56,4
18,86 50,38
1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi 3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP vùi tươi + CPVS +PC
0,102
0,175
3,595
LSD0,05
1.NPK
1,25
2,52
50,0
75,34 19,72
4,94
8,60 8,40
1,20 1,20
2,50 2,50
52,0 52,0
67,80 23,60 70,00 21,60
2. Trên ñất bạc màu Bắc Giang
8,80
1,15
2,50
54,0
69,00 22,20
2.NPK + PP vùi tươi 3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP vùi tươi + CPVS + PC
LSD0,05
0,092
0,266
3,685
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến ñoàn lạp bền trong nước của ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc Giang sau 3 năm làm thí nghiệm
Kích cỡ ñoàn lạp bên trong nước (%)
Công thức
3-5 mm >1-3 mm < 1 mm
Tổng > 1 mm
>5 mm
1. Trên ñất phù sa sông Hồng
1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi
28,7 30,7 35,5 30,7
17,6 19,3 14,8 18,6
6,8 7,8 9,0 11,2
46,9 42,2 40,7 39,5
53,1 57,8 59,3 60,5
3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP vùi tươi + CPVS + PC 2. Trên ñất bạc màu Bắc Giang
1,5
2,3
3,5
92,7
7,3
1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi
3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP vùi tươi + CPVS + PC
1,5 1,4 1,4
2,5 3,5 4,5
5,5 6,6 8,5
90,5 88,5 85,6
9,5 11,5 14,4
Ghi chú: tăng % tức là tăng % của tổng cấp hạt > 1 mm so với công thức 1.
Số liệu trong bảng 3.4 cho thấy: trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang sau 3 năm vùi phụ phẩm liên tục ñã làm tăng ñoàn lạp bền trong nước kích cỡ trên 1 mm. Kích cở hạt lớn hơn 1 mm tăng lên nhiều trên ñất xám bạc màu bắc Giang. ðiều này cho thấy tầm quan trọng của việc vùi liên tục phụ phẩm trong nhiều năm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trên ñất bạc màu.
18
Tổng số, %
3.4.2. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số tính chất hóa học ñất nghiên cứu Bảng 3.5. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số tính chất hóa học ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu Bắc Giang sau 3 năm thí nghiệm lñl/100g
Công thức
Dễ tiêu, mg/100g
pHKCl
OC
P2O5 K2O P2O5 K2O Ca++ Mg++ CEC
N Trên ñất phù sa sông Hồng 5,92 8,24 7,48 0,19 7,77 0,22 6,88 9,44 7,88 16,67 7,15 0,24 9,18 16,67 7,02 0,24
0,18 0,18 0,19 0,19
1,08 1,21 1,32 1,32
5,4 5,5 5,4 5,4
2,34 12,00 2,00 2,34 14,80 2,28 2,32 2,78 15,00 2,75 17,00 2,34 0,153 0,037 0,020 0,103 0,625 0,717 0,583 0,185 1,204
1 2 3 4 LSD0,05
Trên ñất xám bạc màu
0,07 0,07 0,07 0,07
0,10 0,12 0,12 0,13
0,52 18,05 6,58 4,28 0,58 22,50 10,02 4,50 0,62 25,45 11,68 4,50 0,65 25,80 14,35 4,50
4,8 4,9 5,0 5,0
1,06 7,85 1,35 1,20 9,45 1,52 1,53 10,02 1,20 1,25 1,52 10,78 O,076 0,011 0,006 0,058 2,032 1,304 0,042 0,115 0,743
1 2 3 4 LSD0,05
Ghi chú: Công thức 1=NPK; công thức 2.=NPK + PP vùi tươi; công thức 3.=NPK + PP vùi tươi + CPVS; công thức 4=NPK + PP vùi tươi + CPVS + có phân chuồng
Số liệu trong bảng 3.5 cho thấy: Trên cả hai loại ñất, sau 3 năm vùi phụ phẩm nông nghiệp liên tục ñã làm tăng Nts, Kts, Hàm lượng hữu cơ (OC), dung tích hấp thu , Mg++, nhất là ở công thức có (CEC) và một số chỉ tiêu dễ tiêu khác P2O5, K2O, Ca++ bón phụ phẩm + phân chuồng (CT4). 3.5. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng 3.5.1. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng 3.5.1.1. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng Bảng 3.6. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô trên ñất phù sa sông Hồng (thí nghiêm năm 2003 – 2005, thí nghiệm 1)
Năng suất trung bình
Công thức
Lúa mùa
Ngô ñông
1. NPK + PC
Lúa xuân % 100
Tạ/ha 70,10
Tạ/ha 52,00
% 100
Tạ/ha 43,78
% 100
2. NPK+PC+PPvùi tươi
73,76
105
55,22
106
47,94
109
3. NPK+PC+PP ñốt
70,20
100
53,29
102
45,13
103
4.NPK +PC+PP vôi+urê
72,00
103
55,84
107
48,80
111
5.NPK+PC+PP vôi+urê+CPVS
75,87
108
56,95
110
50,06
114
6. NPK+PP+ HCSH
74,56
106
56,47
109
48,61
111
LSD 0,05
4,52
3,75
3,10
Ghi chú: CPVS: chế phẩm vi sinh; HCVS: hữu cơ sinh học; PP: phụ phẩm; %: so với công thức 1.
19
Công thức
Trên ñất phù sa sông Hồng, vùi phụ phẩm có vôi, urê, CPVS (CT5) và vùi phù phẩm có phân hữu cơ sinh học (CT6) cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông trung bình cao hơn 6-14% có ý nghĩa so với công thức không vùi phụ phẩm và công thức sử dụng phụ phẩm ñốt thành tro. Các công thức vùi phụ phẩm khác cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông cao hơn so với công thức không vùi phụ phẩm và công thức sử dụng phụ phẩm ñốt thành tro, nhưng sai khác không có ý nghĩa 3.5.1.2. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh trên ñất phù sa sông Hồng ñến năng suất cây trồng Bảng 3.7. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô trên ñất phù sa sông Hồng (thí nghiêm năm 2006 – 2008, thí nghiệm 2) Lúa xuân NS
Ngô ñông NS
Lúa mùa NS
%
%
%
64,30 70,07 75,95 75,07 3,11
100 109 118 117
53,55 57,77 63,24 63,28 2,82
100 108 118 118
45,30 49,13 52,98 52,89 3,05
100 108 117 117
61,15 65,58 71,54 71,41 3,48
100 107 117 117
50,50 55,40 60,24 60,70 4,95
100 110 119 120
42,91 46,39 50,06 49,97 3,21
100 108 117 116
a. Trên nền có phân chuồng 1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi 3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP tủ trên mặt +PVS LSD 0,05 b. Trên nền không có phân chuồng 1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi 3.NPK + PP vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP tủ trên mặt +PVS LSD 0,05 Ghi chú: CPVS: chế phẩm vi sinh; PP: phụ phẩm.
Công thức
Lúa xuân
Năng suất trung bình Lúa mùa
Ngô ñông
%
Tạ/ha
43,51 47,65 44,92 49,06 51,59 49,87 2,99
% 100 110 106 113 119 115
% 100 108 103 114 117 117
Tạ/ha Tạ/ha 54,80 100 53,41 1. NPK + PC 59,30 57,91 108 2. NPK+PC+PP vùi tươi 56,60 55,39 104 3. NPK+PC+PP ñốt 62,20 59,90 112 4.NPK +PC+PP vôi+urê 64,25 61,69 116 5.NPK+PC+PP vôi+urê+CPVS 64,10 57,98 109 6. NPK+PP+HCSH LSD 0,05 2,23 2,03 Ghi chú: CPVS: chế phẩm vi sinh; HCVS: hữu cơ sinh học; PP: phụ phẩm; %: so với công thức 1.
Kết quả trong bảng 3.7 cho thấy: Trên ñất phù sa sông Hồng ở cả hai nền có phân chuồng và không có phân chuồng, vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh vật (CT3) cho năng suất lúa và ngô trung bình tăng 17-19% có ý nghĩa so với công thức không vùi phụ phẩm (CT1) và cao hơn 8- 9% có ý nghĩa so với công thức vùi phụ phẩm nhưng không có chế phẩm vi sinh (CT2). Khi rải phụ phẩm trên mặt vào vụ ngô và vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh cho năng suất tương ñương nhau (CT3 và CT4). 3.5.2. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất bạc màu Bắc Giang 3.5.2.1. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất bạc màu Bắc Giang Bảng 3.8. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất bạc màu Bắc Giang (thí nghiệm năm 2003 – 2005, thí nghiệm 1)
20
Công thức
Trên ñất bạc màu kết qủa thí nghiệm cho chiều hướng tương tự như trên ñất phù sa sông, vùi phụ phẩm ó thêm vôi, urê, chế phẩm vi sinh, phân hữu cơ sinh học cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông trung bình cao hơn 9-19 % có ý nghĩa so với không vùi phụ phẩm và cao hơn 5-14 % có ý nghĩa so với khi sử dụng phụ phẩm ñốt thành tro. Vùi phụ phẩm có vôi, urê, CPVS (CT5) cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông trung bình cao nhất. Sử dụng phụ phẩm ñốt thành tro cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông cao hơn so với công thức không vùi phụ phẩm, nhưng sai khác không có ý nghĩa. 3.5.2.2. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm có chế phẩm vi sinh trên ñất bạc màu Bắc Giang (thí nghiệm năm 2008 - 2010; thí nghiệm 2) Bảng 3.9. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất bạc màu Bắc Giang (thí nghiệm năm 2008-2010; TN 2) Lúa xuân NS
Ngô ñông NS
Lúa mùa NS
%
%
%
100 112 126 128
45,25 53,43 59,28 58,22 4,56
44,45 50,00 56,05 56,68 3,77
39,60 47,19 52,43 52,27 4,25
100 118 131 129
100 119 132 132
100 117 132 130
100 117 131 131
42,29 49,67 55,66 55,08 4,14
43,51 50,82 57,14 57,12 4,39
100 121 134 135
a. Trên nền có phân chuồng 1.NPK 2.NPK + PP vùi tươi 3.NPK + PP Vùi tươi + CPVS 4.NPK + PP tủ trên mặt +CPVS LSD 0,05 b. Trên nền không có phân chuồng 1.NPK 36,64 2.NPK + PP vùi tươi 44,18 3.NPK + PP Vùi tươi + CPVS 49,17 4.NPK + PP tủ trên mặt +CPVS 49,32 LSD 0,05 3,19 Ghi chú: CPVS: chế phẩm vi sinh; HCVS: hữu cơ sinh học; PP: phụ phẩm; %: so với công thức 1.
Trên ñất bạc màu ở cả hai nền có phân chuồng và không có phân chuồng, vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh vật (CT3, CT4) cho năng suất lúa và ngô tăng 26 - 35%, sai khác có ý nghĩa so với không vùi phụ phẩm (CT1) và cao hơn 11- 15% sai khác có ý nghĩa so với vùi phụ phẩm nhưng không có chế phẩm vi sinh (CT2). Vùi phụ phẩm không có chế phẩm vi sinh (CT2) cho năng suất cao hơn 12 -21%, sai khác có ý nghĩa so với không vùi phụ phẩm (CT1). Sử dụng phụ phẩm tủ trên mặt có men vi sinh (CT4) và vùi trực tiếp phụ phẩm xuống ñất có chế phẩm vi sinh (CT3) cho năng suất tương ñương nhau.
Như vậy trên cả hai loại ñất phù sa sông Hồng và bạc màu Bắc Giang ở cả hai nền có phân chuồng và không có phân chuồng năng suất lúa, ngô chịu ảnh hưởng lớn của việc vùi phụ phẩm (bảng 3.21 và bảng 3.23), khi vùi phụ phẩm năng suất lúa, ngô cao hơn, sai khác có ý nghĩa (α=0,05) so với không vùi phụ phẩm. Sử dụng chế phẩm vi sinh trong việc vùi phụ phẩm ñã cho năng suất cao nhất, có ý nghĩa so với các phương pháp khác. Vùi phụ phẩm ñã bổ sung dinh dưỡng cho ñất, tăng chất lượng hữu cơ cho ñất, tạo nguồn thức ăn ñầy dủ các chất cho ñất nhất là khi bổ sung thêm cho ñất vi sinh vật phonng phú.
21
3.6. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng, thay thế phân chuồng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng 3.6.1. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng, thay thế phân chuồng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñấtp phù sa sông Hồng 3.6.1.1. Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và thay thế phân chuồng cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng (Thí nghiệm chính quy năm 2003 – 2005, thí nghiệm 3)
Trên ñất phù sa sông Hồng trong cơ cấu lúa xuân- lúa mùa- ngô ñông nếu bón 15,5 tấn phụ phẩm cho lúa và ngô, lượng dinh dưỡng N, P, K từ phụ phẩm cung cấp ñủ cung cấp cho cây trồng trong khi giảm lượng phân NPK từ 10-20% do ñó năng suất lúa, ngô vẫn cao hơn hoặc tương ñương với công thức chỉ bón NPK không vùi phụ phẩm. ðối với lúa vùi phụ phẩm + phân chuồng hoàn toàn có thể giảm ñược lượng phân NPK 30%, mà năng suất lúa vẫn cao hơn có ý nghĩa (α=0,05) so với không vùi phụ phẩm; còn ñối với ngô nếu giảm 30% NPK + PC + PP thì năng suất chỉ tương ñương với chỉ bón NPK không vùi phụ phẩm(CT1). 3.6.1.2. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng (Thí nghiệm chính quy năm 2006 – 2008, thí nghiệm 4)
- Trên ñất phù sa sông Hồng ở cả hai nền bón có phân chuồng hay không có phân chuồng bón ñầy ñủ NPK, vùi phụ phẩm nông nghiệp (CT2) ñã làm tăng năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông trung bình 12-14% có ý nghĩa (α=0,05) so với công thức không vùi phụ phẩm (CT1).
- Trên ñất phù sa sông Hồng trên cả hai nền bón có phân chuồng hay không có phân chuồng vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu lúa xuân-lúa mùa-ngô ñông có thể giảm lượng phân khoáng cần bón bằng 50 -100% lượng N, P, K có trong phụ phẩm vùi (CT3) mà năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông vẫn cao hơn có ý nghĩa (α=0,05) hoặc tương ñương so với công thức chỉ bón NPK không vùi phụ phẩm (CT1). 3.6.1.3. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng (Thí nghiệm ô lớn năm 2003 – 2005)
Kết quả thí nghiệm trên ô lớn trên ñất phù sa sông Hồng cũng cho chiều hướng như thí nghiệm chính quy. Trên nền bón NPK+PC, vùi phụ phẩm nông nghiệp có thể giảm lượng phân ñạm và lân 10-20% và giảm lượng phân kali 30% mà năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông vẫn tương ñương với công thức không vùi phụ phẩm và công thức bón NPK+PC+ PP. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với tính toán cân ñối dinh dưỡng từ phụ phẩm ñược vùi và lượng phân bón N, P, K giảm thiểu trong thí nghiệm trên ñất phù sa sông Hồng ñã trình bày ở trên. 3.6.1.4. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng (Mô hình khảo nghiệm năm 2006 – 2008)
Kết quả trong mô hình diễn biến tương tự như thí nghiệm chính quy. Trên nền bón NPK, vùi phụ phẩm nông nghiệp của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu lúa xuân-lúa mùa-ngô ñông ñã tăng tổng lượng sản phẩm/ha 15% so với công thức bón phân của nông dân và 9% so với công thức không vùi phụ phẩm. Trên
22
nền bón NPK, vùi phụ phẩm nông nghiệp có thể giảm lượng phân bón NPK bằng 50% lượng NPK có trong phụ phẩm vùi mà tổng lượng sản phẩm/ha vẫn cao hơn công thức bón phân của nông dân và tương ñương với công thức không vùi phụ phẩm. Trên nền bón NPK, vùi phụ phẩm nông nghiệp nếu giảm lượng phân bón NPK bằng lượng NPK có trong phụ phẩm vùi vẫn cho tổng sản phẩm/ha tương ñương với công thức bón phân của nông dân và thấp hơn so với công thức không vùi phụ phẩm.
Tóm lại: Trong thân lá ngô và rơm rạ sau thu hoạch chứa một lượng ñáng kể các chất dinh dưỡng; trên ñất phù sa sông Hồng, ñất bạc màu vùi 15,3-15,5 tấn thân lá ngô và rơm rạ/ ha/năm ñã cung cấp cho ñất một lượng hữu cơ và các chất dinh dưỡng ñáng kể: 86,5-95,5 kg N, 39,0-50,4 kg P2O5, 210,0-218,6 kg K2O, 35,0-41,6 kg Ca, 21,3-29,6 kg Mg, 1.093-1.226 kg SiO2 và 15,8-17,6 kg S ( bảng 3.6 và bảng 3.7). Nhờ quá trình hoạt ñộng của vi sinh vật, phụ phẩm vùi vào ñất ñã ñược phân giải và cung cấp cho ñất một lượng lớn các chất dinh dưỡng dễ tiêu ñể giúp cây trồng hấp thụ và phát triển tốt. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu trong ñất và trong cây trồng ở các giai ñoạn ñẻ nhánh và làm ñòng ñối với lúa và giai ñoạn 5 lá và 10 lá ñối với ngô cho biết: hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu trong ñất và hàm lượng N, P, K trong thân lá lúa, ngô ở công thức vùi vụ phẩm luôn cao hơn so với công thức không vùi phụ phẩm mà hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu trong ñất và hàm lượng N, P, K trong lúa, ngô giai ñoạn 5 lá và 10 lá ñối với ngô lại có quan hệ rất chặt ñến năng suất cây trồng. ðiều ñó giải thích tại sao khi vùi phụ phẩm lại làm năng suất lúa tăng lên so với công thức không vùi phụ phẩm. 3.6.2. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng, thay thế phân chuồng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang 3.6.2.1. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang
Như vậy kết quả ở biểu ñồ 3.6 và bảng 3.28 ñã giải thích tại sao cũng như trên ñất phù sa sông Hồng, trên ñất bạc màu trong cơ cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông nếu bón 15,3 tấn phụ phẩm cho lúa và ngô, thì lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm vấn cung cấp ñủ cho cây trồng trong khi giảm lượng phân NPK từ 10-20%, năng suất lúa, ngô vẫn cao hơn hoặc tương ñương so với công thức chỉ bón NPK không vùi phụ phẩm. Bón 15,3 tấn phụ phẩm cho cây trồng và giảm lượng phân NPK 30%, thì năng suất lúa, ngô tương ñương so với chỉ bón NPK không vùi phụ phẩm. Như vậy khi bón toàn bộ phụ phẩm cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau thì có thể tiết kiệm ñược một lượng phân bón rất lớn mà năng suất lúa vẫn tương ñương với công thức chỉ bón phân NPK. 3.6.2.2. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp có chế phẩm vi sinh ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang (Thí nghiệm chính quy năm 2008 – 2010, thí nghiệm 4)
- Trên ñất bạc màu trên cả hai nền bón có phân chuồng hay không có phân chuồng bón ñầy ñủ NPK, vùi phụ phẩm nông nghiệp (CT2) ñã làm tăng năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông trung bình 26-34% có ý nghĩa (α=0,05) so với công thức không vùi phụ phẩm (CT1).
- Trên ñất xám bạc màu trên ở cả hai nền có bón chuồng hay không có phân chuồng vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu lúa
23
xuân - lúa mùa - ngô ñông và giảm lượng phân khoáng cần bón bằng 50% lượng N, P, K có trong phụ phẩm vùi (CT3) vẫn cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông cao hơn 8-22 % ñạt mức ý nghĩa (α=0,05) so với công thức không vùi phụ phẩm(CT1).
- Trên ñất xám bạc màu Bắc Giang trên cả hai nền có bón chuồng hay không có phân chuồng vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô ñông giảm lượng phân khoáng cần bón bằng 100% lượng N, P, K có trong phụ phẩm vùi (CT4) vẫn cho năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông cao hơn hoặc tương ñương so với công thức không vùi phụ phẩm(CT1). 3.6.2.3. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng bón cho cây trồng trên ñất bạc màu bắc Giang (Thí nghiệm ô lớn năm 2003 – 2005)
Kết quả thí nghiệm ñược thể hiện trong bảng 3.30 cho thấy: thí nghiệm trên ô lớn trên ñất bạc màu cũng giống như trên ñất phù sa sông Hồng (bảng 3.26) cũng cho chiều hướng như thí nghiệm chính quy. Trên nền bón NPK+PC, vùi phụ phẩm nông nghiệp có thể giảm lượng phân ñạm và lân 10-20% và giảm lượng phân kali 30% mà năng suất lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông vẫn tương ñương với công thức không vùi phụ phẩm và công thức bón NPK+PC+ PP. 3.6.2. Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp và sự giảm thiểu lượng phân khoáng ñến hiệu quả kinh tế
Kết quả trình bày trong bảng 3.31 cho thấy: trên ñất phù sa sông Hồng, vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông trên ñất phù sa sông Hồng ñã làm tăng tiền lãi 2.542.000-6.693.000 ñ/ha/năm so với công thức không vùi phụ phẩm và cho tiền lãi cũng như tổng lượng năng suất trong năm ñạt cao nhất khi bón giảm lượng phân khoáng N, P từ 10% và 30% K.
Kết quả trình bày trong bảng 3.32 cho thấy: trên ñất bạc màu, vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau trong cơ cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông trên ñất bạc màu ñã làm tăng tiền lãi 166.000-7.784.000 ñ/ha/năm so với công thức không vùi phụ phẩm và cho tiền lãi cũng như tổng lượng năng suất trong năm ñạt cao nhất ở công thức bón giảm lượng phân khoáng N, P từ 10% và 30% K (tương tự như trên ñất phù sa sông Hồng).
Kết quả trình bày trong bảng 3.33 cho thấy: Vùi phụ phẩm cho cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng có chế phẩm vi sinh cho lúa xuân, lúa mùa, ngô ñông ñã làm tăng tiền lãi 10.427.000 ñ/ha/năm so với canh tác của nông dân và tăng 9.442.000 ñ/ha/năm so với không vùi phụ phẩm. Vùi phụ phẩm có chế phẩm vi sinh và giảm lượng phân khoáng bằng 50% lượng NPK có trong phụ phẩm cho tiền lãi tăng 6.228.000 ñ/ha/năm so với công thức canh tác của nông dân và tăng 5.243.000 ñ/ha/năm so với chỉ bón NPK và không vùi phụ phẩm.
Như vậy, có thể nói việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp không chỉ cải thiện ñược các tính chất lý hóa học của ñất mà còn góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trên một ñơn vị diện tích. ðây là ñiều có ý nghĩa to lớn cho việc tạo ñiều kiện ñể tái sản xuất, mở rộng mô hình trong tương lai. Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp nói chung (hay tàn thể lúa ngô nói riêng) là một hướng ñi ñầy triển vọng cho việc áp dụng một nền sản xuất nông nghiệp theo hướng bền vững trên các vùng ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu.
24
4. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ
4.1. Kết luận
1. Trên 1 ha ñất với luân canh lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông, nếu vùi phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau thì ñã cung cấp cho ñất phù sa sông Hồng: 95,5 kg N, 50,4 kg P2O5, 210 kg K2O, 41,6 kg Ca, 29,6 kg Mg, 1226 kg SiO2, 17,6 kg S và ñất xám bạc màu: 86,5 kg N; 39 kg P2O5, 218 kg K2O, 35 kg Ca, 23,1 kg MgO, 1093 kg SiO2, 15,8 kg S chưa kể các nguyên tố vi lượng.
+
2. Phụ phẩm sau khi vùi có tỷ lệ C/N thấp dần theo thời gian, tính từ: bắt ñầu vùi - 30- 60 ngày sau vùi - thu hoach, ñạt tương ứng là 48-27-24-19 trên ñất phù sa sông Hồng và 47- 25- 20- 15 trên ñất xám bạc màu. Vùi phụ phẩm với chế phẩm vi sinh có tỷ lệ C/N thấp nhất (15) và giảm nhiều nhất (trên 50%).
, NO3
- , P2O5, K2O ở mức có ý nghĩa (α=0,05) ngay ở vụ vùi trên ñất phù sa sông Hồng và ñất xám bạc màu, ñặc biệt khi vùi phụ phẩm với chế phẩm vi sinh. Hiệu quả trên còn ñược thể hiện rõ ở hàm lượng N, P, K mà cây lúa, ngô hấp thu ñược.
3. Vùi phụ phẩm vào ñất ñã làm tăng hàm lượng NH4
4. Vùi phụ phẩm trong 3 năm liên tục ñã làm tăng ñộ xốp, tỷ lệ ñoàn lạp bền , Mg++, nhất là khi trong nước có kích cỡ trên 1 mm, OC, CEC, P2O5dt, K2Odt , Ca++ bón phụ phẩm cùng phân chuồng.
5. Trên ñất phù sa sông Hồng và xám bạc màu vùi phụ phẩm cho năng suất lúa, ngô cao hơn ñáng kể so với không vùi hay ñốt phụ phẩm trước khi ñem bón. Trong ñó việc ñốt phụ phẩm rồi bón cho cây không làm tăng năng suất cây trồng; vùi phụ phẩm với chế phẩm vi sinh hay với vôi, urê cho năng suất cao nhất. Nghiên cứu cũng khẳng ñịnh vai trò của phụ phẩm ñược xử lý chế phẩm vi sinh trong quản lý dinh dưỡng cây trồng tổng hợp và trong thâm canh tăng vụ và phát triển sản xuất lúa, ngô bền vững.
6. Trồng lúa, ngô trên ñất phù sa và xám bạc màu, bón NPK cùng phụ phẩm của các cây trồng trên có thể thay thế ñược phân chuồng; bón phụ phẩm cùng NPK và phân chuồng có thể giảm lượng phân khoáng 10-30% mà vẫn ñạt năng suất lúa, ngô cao hơn hoặc bằng chỉ bón NPK; có thể giảm lượng phân khoáng bằng 50 - 100% NPK có trong phụ phẩm mà năng suất lúa, ngô có thể tăng cao nhất ñến 9%. Vùi phụ phẩm với chế phẩm vi sinh cho luân canh lúa xuân - lúa mùa - ngô ñông trên ñất phù sa sông Hồng có lãi 5.795.000.000- 7.230.000 ñ/ha/năm so với không vùi phụ phẩm và so với kiểu canh tác theo tập quán của nông dân. 4.2. ðỀ NGHỊ
Áp dụng kết quả nghiên cứu của đề tài cho các vùng đất có điều kiện tương đồng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng đất, cải thiện tính chất đất cũng như thúc đẩy một nền sản xuất nông nghiệp bền vững.
Trên ñất phù sa sông Hồng và ñất bạc màu Bắc Giang nói riêng và nhiều loại ñất khác nói chung cần tận dụng phân chuồng và trả lại toàn bộ phụ phẩm cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau. Bổ sung chế phẩm vi sinh phân giải vùi cho rơm rạ, thân lá ngô ñể tăng năng suất, chất lượng sản phẩm cải thiện ñộ phì nhiêu ñất và giảm thiểu lượng phân khoáng cần bón cho cây trồng.
3
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ
1. Hoàng Ngọc Thuận, Trần Thị Tâm, ðào Trọng Hùng, Vũ Dương Quỳnh (2010),
“Ảnh hưởng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa xuân – lúa mùa – ngô
ñông trên ñất phù sa sông Hồng, ñất bạc màu, ñất cát biển”, Tạp chí Khoa học
ñất số 33/2010, tr. 95- 100.
2. Hoàng Ngọc Thuận, ðặng Thanh Long (2010), “Sử dụng phụ phẩm cây trồng vụ trước
bón cho cây trồng vụ sau trên ñất bạc màu Bắc Giang”, Tạp chí Khoa học và Phát
triển, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 8 (5), tr. 843-849.
