intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giáo trình phân tích hệ thống môi trường nông nghiệp phần 8

Chia sẻ: Than Con | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

98
lượt xem
21
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu hướng dẫn phân tích môi trường nông nghiệp dành cho các bạn tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích hệ thống môi trường nông nghiệp phần 8

  1. Tách kh i các ch t d tiêu, các ngu n dinh dư ng d ng b n và d ng ỳ, gi ch t trong ñ t có th tách riêng như trình bày trên hình 4-1. B ng 4-4 tóm t t các tính ch t c a các lo i dinh dư ng trong ñ t. Trong khái ni m c a chúng tôi, ph n ch t khó tiêu chuy n thành d tiêu khi nó chuy n d ch t ph n linh ñ ng sang dung d ch ñ t. ðó là dòng n i lưu SIF2 hình 4-1. Theo ñ nh nghĩa thì cân b ng dinh dư ng b ng 0 giai ño n b n v ng n ñ nh và ñ l n c a m i lo i dinh dư ng trong ñ t không ñ i. ði u này có nghĩa m i m t lo i hình dinh dư ng, t ng dinh dư ng IN vào b ng t ng dinh dư ng OUT ra kh i h . B i vì các ngu n và lu ng dinh dư ng gi m c không ñ i trong giai ño n n ñ nh, các lu ng dinh dư ng trong m t ñơn v th i gian là các ph n t c ñ nh c a các ngu n dinh dư ng. Các ngu n dinh dư ng cung c p cho ngu n dinh dư ng khó tiêu là ngu n dinh dư ng linh ñ ng (LP), ngu n dinh dư ng b n (SP) và ỳ (IP) và ch có m t ngu n dành cho ch t d tiêu là ngu n dinh dư ng trong dung d ch ñ t. Các lu ng dinh dư ng ñ n và ñi kh i các ngu n dinh dư ng trong dung d ch ñ t SSOL, linh ñ ng LP, h p thu b n SP và ỳ IP ñư c trình bày các công th c tương ng t 4-5 ñ n 4-8 . OUT5e, LP ký hi u cho xói mòn c a ph n dinh dư ng linh ñ ng và vv... S lư ng các dòng n i lưu ñư c trình bày hình 4-1. Σ1faiINi + SIF 2 = 5Σ1faiOUTi + SIF 1 5 (4-5) Σ1(1- fai)INi,LP + SIF 1 + SIF 4 = OUT5e, LP + SIF 2 + SIF 3 5 (4-6) Σ1(1- fai)INi,SP + SIF 3 + SIF 6 = OUT5e, SP + SIF 4 + SIF 5 5 (4-7) Σ1(1- fai)INi,IP + SIF 1 + SIF 4 = OUT5e, IP + SIF 6 5 (4-8) B ng 4-4. Mô t và các ñ c ñi m chính c a các ngu n dinh dư ng ñư c mô t trong chương này. V trí trong ñ t Tên g i Th i gian t n t i Dung d ch ñ t < 1 năm ho c v D tiêu Linh ñ ng 1-10 năm Nm ph n b h p t h Ch t h u cơ “t do” C ñ nh ch t 10-100 năm Ph c h p khoáng mùn, sét Các ch t khoáng “d ” b phong hoá Ỳ Ch t h u cơ “già” >100 năm Ch t khoáng Trong ñi u ki n thăng b ng là m t trư ng h p ñ c bi t c a tr ng thái b n c ñ nh, 2 lu ng dinh dư ng c a m t c p ch y ngư c chi u nhau và có cùng ñ l n. Trên hình 4-1, SIF 1 = SIF 2; SIF 3 = SIF 4 và SIF 5 = SIF 6. T các công th c 4-5 ñ n 4-8, trong trư ng h p này giá tr dinh dư ng d tiêu t ng s vào dung d ch ñ t b ng giá tr d tiêu t ng s ra kh i dung d ch và tương t như v y cho các lo i hình dinh dư ng khác như LP, SP, IP, t ng c a các dinh dư ng ñ u vào IN c a các ch t khó tiêu NIA tương ng v i ph n dinh dư ng b m t ñi do xói mòn c a m t ngu n dinh dư ng c th . M t ph n c a ngu n dinh dư ng ñư c bi u di n trong ñi u ki n thăng b ng n ñ nh, là ñi u ki n mà t s ñ l n c a 2 ngu n dinh dư ng tương ng v i t s gi a 2 lu ng dinh dư ng ch y qua 2 ngu n dinh dư ng. Ví d : SIF 3 = F3 x LP và SIF4 = F4 x SP. B i vì SIF3 = SIF 4 cho nên SP/LP = F3/F4. Giá tr c a các lư ng dinh dư ng r i kh i h ñư c bi u di n 101
  2. b ng m t ph n nh c a ngu n dinh dư ng thu n ngh ch x p x v i th i gian t n t i c a dinh dư ng c th ñó trong ngu n dinh dư ng ñ t. Các dòng dinh dư ng SIF2 và SIF3 r i LP tương ng v i các ph n F2, F3. Th i gian t n t i c a các ch t dinh dư ng trong ngu n LP là 1 ñ n 10 năm (B ng 4-4) và giá tr c a F2 + F3 kho ng 0.2.năm-1; do th i gian t n t i c a chúng, chúng tôi m c nh n r ng F2 = F3 = 0.1/năm. Th i gian t n t i c a các ch t dinh dư ng trong SP là 10 ñ n 100 năm nên F4 + F5 tương ng 0.02 năm-1. M c nh n r ng chúng có t m quan tr ng tương ñương nên m c nh n tương t F4 = F5 = 0.1.năm-1. Do v y t s SP/LP tương ng v i 0.1/0.01 = 10. Giá tr ñư c gán cho IP v i th i gian t n t i 1000 năm và tính toán tương t IP/SP = 0.01/0.001 = 10. Hi n nhiên IP: SP: LP = 100 : 10 : 1 trong ñi u ki n thăng b ng. T ng các ch t d tr trong ñ t khi ñó là (1+10+100) x LP = 111 x LP ho c LP/t ng s dinh dư ng d tr kho ng 0.01. ðó là các giá tr thi t th c. Trong trư ng h p c a Kali, chúng tôi coi ph n Kali trao ñ i là ch t d tiêu hay linh ñ ng LP, ph n Kali ñư c c ñ nh quy cho SP, ph n n m trong khoáng feldspar là IP; chúng chi m 1-2%, 1-10% và 90-98% kali t ng s d a vào k t qu nghiên c u c a Follet và ctv., (1981). Trong trư ng h p lân, chúng tôi coi P-Olsen tương ng v i LP (d tiêu). Van der Ejik (1997) ñã tìm ra t s P-Olsen/lân t ng s dao ñ ng t 0.003 ñ n 0.03 ñ i v i ñ t không bón phân t r t nghèo ñ n r t giàu lân và giá tr 0.01 cho t s LP/t ng s n m trong mi n giá tr trên. ð i v i ñ m ph n linh ñ ng chi m hơn 1% ñ m t ng s d a theo t l ñ m b khoáng hoá hàng năm 2-8%, nhưng hi n nay chưa có phương pháp hoá h c ñơn gi n nào ñ xác ñ nh chúng. Cho ñ n t n lúc này chúng tôi v n chưa ñ c p ñ n dung d ch ñ t SSOL. Nó ñư c nuôi dư ng b ng các dòng n i lưu SIF và ΣfaiINi. Các dòng dinh dư ng ra kh i dung d ch bao g m OUT1-4, n u như không có dòng ch y m t (OUT5r) và SIF 1. M c nh n r ng s phân b 60% cho OUT1+2, 20% cho r a trôi (OUT3), và 10% cho t ng dòng OUT4 và SIF1 và ñ l n c a LP và SP là 100 và 1000 ñơn v tương ng, theo ñà như v y trong trương h p thăng b ng SIF 1 = SIF 2 = 10 ñơn v năm-1, SSOL = 100 ñơn v , các giá tr cho OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 theo th t là 50, 10, 20 và 10 ñơn v /năm-1 và ΣfaiINi là 90 ñơn v trong năm. Các tính toán trên ñây nh m ñưa ra m t khung chu n ñoán m i v các s li u phân tích ñ t. 1.6 Theo hư ng giá tr chu n c a ñ u vào, ñ u ra, năng su t và ñ phì c a ñ t N u như b t c m t dòng dinh dư ng nào th t thoát ra môi trư ng bên ngoài ñ u ñư c coi là nguy h i thì h sinh thái nông nghi p “hoàn thi n” s luôn luôn tr ng thái b n v ng, n ñ nh, không có s m t mát dinh dư ng, t ng s lư ng dinh dư ng ñưa vào h sinh thái ñ kh năng duy trì ñ phì c a ñ t m t m c ñ c th mà cây tr ng có th h p th ñư c toàn b dinh dư ng d tiêu và phát tri n trong ñi u ki n không có nhân t h n ch . Nó bao g m hàm ý: (1) cây tr ng ñ t năng su t ti m năng c a m t gi ng c th trong ñi u ki n khí h u và tính ch t v t lý cho phép (2) cân b ng dinh dư ng b ng 0 (3) không có dòng dinh dư ng b m t ñi do xói mòn, r a trôi ho c bay hơi: 5Σ1 INi = OUT1 + OUT2 (4-9) ð phì c a ñ t khi ñó tr nên t t nh t cho s phát tri n c a cây tr ng. S lư ng các dinh dư ng ñưa vào h (ΣIN), năng su t, t ng các ñ u ra OUT1 + OUT2, ñ phì c a ñ t c a h sinh thái nông nghi p “hoàn thi n” ñã ñư c thay th b ng các thu t ng ñ u vào tiêu chu n (TI), năng su t tiêu chu n (TY), ñ u ra tiêu chu n (TO), ñ phì ñ t tiêu chu n (TSF), và ñ c bi t cho các trư ng h p TSFN, TSFP, TSFK theo th t tương ng v i N, P, K. B i vì năng su t tiêu chu n thay ñ i cho phù h p v i các ñi u ki n v t lý, khí h u và lo i cây tr ng nên ñ u ra tiêu chu n TO, ñ phì tiêu chu n TSF và dinh dư ng ñ u vào tiêu chu n TI bi n ñ i theo; chúng có th cao hơn ñ t pha sét so v i ñ t cát, cao nguyên nhi t ñ i cao hơn so v i ñ ng b ng nhi t ñ i, cho các gi ng cây tr ng m i hơn các gi ng c truy n. N u như ñ phì c a ñ t cách xa so v i ñ phì tiêu chu n TSF thì v n còn có kh năng ñ t ñư c 102
  3. năng su t tiêu chu n mà không có s th t thoát b t c m t ch t dinh dư ng nào ra môi trư ng bên ngoài, nhưng khi ñó ñòi h i ph i có m t lư ng dinh dư ng t ng s ΣIN khác so v i ñ u vào tiêu chu n TI. Lư ng dinh dư ng ñ u vào c n thi t ΣIN ñ ñ t ñư c năng su t tiêu chu n b t kỳ giá tr ñ phì c a ñ t chúng tôi g i là “Model ΣIN”. Nó ph i là k t qu trong trư ng h p dinh dư ng ra kh i h n m m c cho phép TO ch bao g m OUT1 và OUT2. Như ñã trình bày trên, các dòng dinh dư ng r i kh i h bao g m các ch t dinh dư ng có t trư c trong ñ t và các ch t dinh dư ng m i thâm nh p vào h . Trong ñ th A c a hình 4-2 dòng dinh dư ng ra kh i h t qu dinh dư ng d tr ñư c m c nh n có m i quan h tuy n tính (ñư ng th ng nghiêng in ñ m) ñ n ngư ng ñ phì c a ñ t (SFL). ðư ng g ch ch m n m ngang bi u di n ΣOUT = TO (trong ñó ñơn thu n TO = OUT1 + OUT2). Khi ñư ng n m ngang c t ñư ng chéo in ñ m, SFL = SSF 5 (ngư ng “ñ phì ñ t bão hoà”), và t t c các ch t dinh dư ng c n thi t cho ñ u ra TO có th ch ñư c l y t ñ t. Khi SFL l n hơn SSF, ngu n dinh dư ng cung c p cho cây tr ng t ñ t vư t quá TO và m t ph n dinh dư ng s th t thoát ra ngoài môi trư ng d ng OUT 3, OUT4, OUT5. Khi SFL nh hơn SSF, dinh dư ng cung c p cho TO không ñ do v y m t ph n dinh dư ng ph i ñư c huy ñ ng t các ngu n dinh dư ng vào h sinh thái. ñ th B c a hình 4-2, Model ΣIN ñư c bi u di n b ng ñư ng th ng nghiêng ñ m c t tr c hoành SSF. Nó l i t l ngh ch v i SFL. Theo lý thuy t, nó ph i âm khi SFL l n hơn SSF ñ tránh trư ng h p th t thoát ch t dinh dư ng (xem ñ th A). ð ng th i ñ th B, ñư ng g ch ch m n m ngang ñ c trưng cho giá tr dinh dư ng b ng TO. Khi ñư ng ngang này c t ñư ng chéo thì Model ΣIN = TI (=TO) và SFL = TSF; ñây là tình hu ng c a h sinh thái nông nghi p “hoàn thi n”. Trong trư ng h p SFL nh hơn TSF, Model ΣIN s cao hơn TI. Các dòng dinh dư ng vào h cung ñư c cung c p cho cây tr ng và ñ t. Dinh dư ng cung c p cho ñ t ñư c s dung ñ “duy trì ñ phì c a ñ t” nh m gi SFL m c TSF; trư ng h p này x y ra khi SFL n m gi a TSF và SSF. Khi SFL nh hơn TSF, m t ph n ch t dinh dư ng ñư c s d ng ñ ñi u ch nh ñ t nh m nâng ñ phì ñ t lên ñ phì tiêu chu n; ñó là quá trình tích lu tuy t ñ i các ch t dinh dư ng trong ñ t. Nó có th kéo dài vài năm ñ ñ phì ñ t ñ t t i ñ phì tiêu chu n TSF. Trư ng h p SFL cao hơn TSF, Model ΣIN s nh hơn TI; khi ñó ñ u vào c a các ch t dinh dư ng IN s nh hơn ñ u ra OUT và ñ t b mài mòn ch t dinh dư ng. K t qu c a ñi u ch nh ñ phì c a ñ t và lư ng dinh dư ng ñ t b m t ñi là không tính ñ n ñ phì nguyên b n c a ñ t mà các giá tr trong tương lai ti p c n d n ñ n TSF như là ñư c trình bày theo các ñư ng 1, 2, 3 ñ c trưng cho các năm ñ th C, hình 4-2. ðư ng cho năm 0 t t nhiên có t s 1:1. Các dòng dinh dư ng vào h sinh thái INs có th chia ra làm d ng ñư c ki m soát và không ki m soát (xem ph n dư i). Dòng dinh dư ng không ki m soát ñư c bi u di n b ng ñư ng g ch n i ñ th B, gi a dòng này có dòng dinh dư ng ki m soát Model ΣIN là lư ng dinh dư ng mà ngư i nông dân s ñưa vào d ng phân bón. Model ΣIN có s lư ng ñư c dùng vào công vi c có ích (cho cây tr ng, ch nh s a và duy trì ñ phì c a ñ t) và không b hao t n dinh dư ng. ð th B cũng chưa th hi n ñư c tình hu ng nào s x y ra n u t ng các ch t dinh dư ng th c t ΣIN có giá tr nh ho c cao hơn Model ΣIN: n u nó nh hơn thì năng su t th c thu nh hơn so v i năng su t tiêu chu n và ngư ng dinh dư ng ñi u ch nh và duy trì ñ phì s nh hơn m c c n thi t, n u nó l n hơn ph n dinh dư ng dư th a s m t ñi ho c ñư c tích tr trong ñ t. 5 SSF: Saturated Soil Fertility 103
  4. OUTs A TO 3, 4, 5 Σ OUT T Σ IN 1+2 T ñt 0 TSF SSF B Ngư ng ñ phì c a ñ tModel ΣIN TI TO Ch nh ñ t Dinh dư ng Duy trì trong ñ t Σ Dinh dư ng ñ t b m t ñi Cho cây tr ng ð u vào không th ki m soát TSF SSF Ngư ng ñ phì c a ñ t ð phì c a ñ t Năm C trong tương lai 0 1 2 TSF 3 3 2 1 Ngư ng ñ phì c a ñ t 0 TSF SSF Hình 4-2. M i quan h gi a ngư ng ñ phì c a ñ t [(A) Ph n dinh dư ng ñ t có th cung c p (ñư ng ñ m) và ngư ng dinh dư ng c n thêm ñ ñ t ñ u ra tiêu chu n (TO); (B) Mô hình dinh dư ng ñ u vào t ng s ñ ñ t năng su t tiêu chu n, ch nh s a ñ phì c a ñ t, cung c p ch t dinh dư ng cho cây tr ng và duy trì ñ phì c a ñ t; (C) ð phì c a ñ t sau 1, 2, 3 năm c a mô hình Σ IN ñ th B]. Trong “h sinh thái nông nghi p lý tư ng” OUT5e c a các công th c (4-6) ñ n (4-8) b ng 0. Khi ñó dòng dinh dư ng khó tiêu NIA thâm nh p [Σ(1-fai) INi] vào h sinh thái r t 104
  5. nh x y ra r t nhi u trong th c ti n, ch có dòng n i lưu SIF còn tr v ng ñư c. Do ñó SIF5 = SIF6 (công th c 4-8) và hi n nhiên SIF3 = SIF 4 (công th c 4-7), SIF 1 = SIF 2 (công th c 4- 6). H th ng trong trư ng h p này tr ng thái thăng b ng như ñã gi i thích trên v i IP/SP= F5/F6 và SP/LP = F3/F4. Tính b n v ng ch có th ñư c ñánh giá n u xem xét c ngư ng phân lo i cao hơn m c h th ng trên (Fresco và Kroonenberg, 1992). ð i v i h sinh thái nông nghi p, “môi trư ng” ñư c x p (m t ph n) vào m c phân lo i cao hơn. Các tình hu ng trình bày cho Model ΣIN ñ th B (hình 4-2) dư ng như b n v ng vì không có dinh dư ng th t thoát ra môi trư ng bên ngoài. Tuy nhiên không ph i lúc nào cũng có th th c hi n ñư c như v y. Th m chí ph i ñ t ra câu h i h sinh thái nông nghi p có th c s b n v ng khi không cho các ch t dinh dư ng thoát ra ngoài? Không d dàng ki m soát s th t thoát dinh dư ng, nhưng th m chí ph i có m t ít dinh dư ng ñ gi “môi trư ng” b n v ng. Theo lý thuy t các ch t dinh dư ng thoát ra kh i h sinh thái nông nghi p b ng các ch t dinh dư ng ch y theo chi u ngư c l i (IN3 + IN4 +IN5) = (OUT3 + OUT4 +OUT5). ði u này có th tho mãn khái ni m “ngư ng dinh dư ng ch p nh n m t mát” trong th c ti n s n xu t (Oenema và ctv., 1997). CÁC NGU N DINH DƯ NG TRONG ð T N ð NH TR NG THÁI KHÔNG N u như cân b ng dinh dư ng c a các ñ u vào IN và ra OUT c a các ch t d tiêu (BALAV, công th c 4-1) có giá tr âm, thì dung d ch ñ t SSOL và dòng n i lưu SIF1 s gi m xu ng. Nó s làm gi m ñ l n c a các ch t linh ñ ng, d tiêu LP. Quá trình gi m này là k t qu c a gi m dòng n i lưu SIF2 và SIF3, ñ ng th i quá trình gi m liên t c theo d ng chu i như v y làm gi m hàm lư ng ch t dinh dư ng trong dung d ch ñ t và gi m SP. N u LP: SP: IP=1:10:100 (xem ph n trên), s gi m m t cách tương ñ i c a SP ch b ng m t ph n mư i s gi m c a LP. Dòng n i lưu SIF 5 s nh d n ñi cũng như IP là k t qu c a vi c gi m SP. S gi m tương ñ i c a IP x p x b ng m t ph n 10 s gi m tương ñ i c a SP và 0.01 l n s gi m hàm lư ng ch t dinh dư ng c a LP. Quá trình gi m c a IP di n ra ch m pha hơn so v i SP, mà SP l i ch m pha hơn so v i LP, t t c l i n m sau dung d ch ñ t SSOL. Các s ch m pha trên và s gi m d n ñ l n theo chu i (SSOL>LP>SP>IP) t o cho ñ t tính ñ m ch ng l i s suy gi m và s tích lu dinh dư ng. B i vì năng su t cây tr ng ch u nh hư ng tr c ti p t hàm lư ng dinh dư ng trong dung d ch ñ t, cho nên ñ nh y c m c a năng su t cây tr ng ph thu c ñ n s thay ñ i c a hàm lư ng các ch t d tiêu c a các dòng dinh dư ng ra và vào h nhi u hơn là s ph thu c c a nó vào hàm lư ng các ch t khó tiêu trong các dòng dinh dư ng k trên. Trong ñi u ki n không n ñ nh, các dòng n i lưu không th tính toán m t cách ñơn gi n như trong ñi u ki n n ñ nh ñư c, khi mà dòng dinh dư ng n i lưu SIF hàng năm có t l không ñ i trong kho d tr mà nó có liên quan. Trong th c t , dòng n i lưu ñư c v n hành ch y u nh các ho t ñ ng c a vi sinh v t, ngoài ra theo hư ng c a l c ñi n t hoá h c trong ñ t. B i vì cơ ch ph n h i r t ph c t p, các m i quan h gi a lưu lư ng, các ngu n dinh dư ng và gi a các ngu n ñó luôn luôn thay ñ i làm công vi c ñ nh lư ng chúng r t khó khăn. Tuy nhiên chúng tôi làm m t s tính toán ñơn gi n ñ nêu b t hi u qu c a vi c thay ñ i phân bón ñ n năng su t cây tr ng tương ng v i các giá tr c a t s d tiêu/t ng s dinh dư ng d tr , ho c tác ñ ng c a các dinh dư ng xâm nh p vào h sinh thái nông nghi p ñ n tình tr ng thăng b ng c a h . Dung tích ch a các ch t dinh dư ng trong ñi u ki n thăng b ng ñư c ñ t m c 10, 100, 1000 và 10000 tương ng v i dung d ch ñ t SSOL, LP, SP, IP. Như trình bày trên ΣfaiINi m c 90 ñơn v trong m t năm, SSOL m c 100 ñơn v , và các giá tr OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 tương ng 50, 10, 20, 10 ñơn v trong m t năm. Các tính toán theo các trư ng h p sau ñư c m c nh n s thay ñ i các dòng dinh dư ng vào IN (thay ñ i m t l n) theo 50 ñơn v trong m t năm: 105
  6. A Gi m s xâm nh p IN c a các ch t d tiêu ñ n dung d ch ñ t SSOL b ng cách gi m lư ng phân bón N; B Tăng thêm li u lư ng cho IP b ng b i ho c tro núi l a; C Tăng thêm li u lư ng cho SP b ng phân bón ch m tan ví d như qu ng ph t phát; D Tăng thêm cho các ch t d tiêu LP b ng các lo i phân bón d tan ví d như Super lân, m c nh n r ng chúng s ñư c ñ t h p th ; E Tăng thêm cho dung d ch ñ t b ng lo i phân tan nhanh ví d phân ñ m. B ng 4-5 cho th y giá tr tương ñ i (làm tròn s ) c a năng su t cây tr ng trong năm ñ u tiên và t s d tiêu/t ng s dinh dư ng d tr vào th i ñi m cu i cùng c a năm ñ u tiên sau khi dòng dinh dư ng vào thay ñ i t A ñ n E. Giá tr c a m c thăng b ng ñư c ñi u ch nh m c ñ 100%. Các giá tr tương ñ i c a OUT1 ñư c tính toán cho giá tr tương ñ i c a năng su t cây tr ng; chúng cùng ñư c ch p nh n có m i t l v i nhau. M c d u các tính toán v n còn m c r t ñơn gi n, chúng tôi có th ñưa ra m t s d n ch ng và k t lu n quan tr ng. T t nhiên năng su t cây tr ng tăng t A ñ n E và chúng không lưu ý ñ n tác ñ ng c a các ph n dinh dư ng tăng cư ng thêm cho SP và IP. So sánh các giá tr c a chúng trong ñi u ki n thăng b ng, giá tr c a t s d tiêu/t ng s ñư c xem xét trong các trư ng h p t A ñ n E. B ng 4-5. Giá tr tương ñ i (tròn s ) c a năng su t trong năm ñ u tiên và t s d tiêu/t ng s dinh dư ng d tr vào th i ñi m cu i cùng c a năm ñ u tiên sau khi dòng dinh dư ng vào thay ñ i 50 ñơn v trong m t năm. (Giá tr c a m c thăng b ng ñư c ñi u ch nh m c ñ 100. Hãy xem mô t m t cách k lư ng hơn các mã s hoá trong nguyên b n.) Thay ñ i dòng dinh dư ng Năng su t D tiêu/t ng s Mã s Mô t v n t t Gi m phân ñ m A 50 95 B B i và tro núi l a 100 100 ðá ph t phát C 100 100 D Super lân 105 139 Tăng phân ñ m E 150 105 A Gi m ñi khi cân b ng dinh dư ng d tiêu có giá tr âm. B Không thay ñ i khi cân b ng dinh dư ng c a các ch t khó tiêu NIA dương là k t qu c a vi c xâm nh p tro, b i. C Trong th c ti n không thay ñ i khi cân b ng dinh dư ng c a các ch t khó tiêu NIA dương là k t qu c a vi c bón phân ch m tan. D Tăng lên r t nhanh khi mà cân b ng dinh dư ng d tiêu dương là k t qu c a vi c bón phân tan nhanh và các ch t dinh dư ng này d dàng dư c h p th trên b m t c a các keo. E Tăng lên r t nhanh khi mà cân b ng dinh dư ng d tiêu dương là k t qu c a vi c bón phân tán nhanh. Ch có trư ng h p D, t s dinh dư ng d tiêu/dinh dư ng t ng s thay ñ i m t cách ñáng k . Trư ng h p này bi u hi n tình hu ng bình thư ng sau khi bón phân lân tan nhanh. T s dinh dư ng d tiêu/dinh dư ng t ng s có th vì v y mà ñư c s d ng làm ch s c a quá trình suy ki t ho c làm giàu các ch t dinh dư ng cu h sinh thái nông nghi p, c th hơn là cân b ng dinh dư ng âm và dương. Ch s này có th tr nên r t giá tr n u phân tích hoá h c ñ t có th s d ng cho m c ñích chu n ñoán cân b ng dinh dư ng. 1.7 Phân tích hoá h c ñ t trong nghiên c u tính b n v ng 106
  7. ði u ki n c n thi t ñ s d ng các phân tích hoá h c ñ t trong nghiên c u cân b ng dinh dư ng là có th xác ñ nh ñư c t t c các ngu n g c ch t dinh dư ng trong ñ t. Nh m m c ñích này, m t lo t các phương pháp phân tách các thành ph n c a P ñã ñ t ñư c nh ng thành t u ñáng k trong quá kh (Hedley và ctv., 1982; Tiesen và ctv., 1984; Beck và Sanchez, 1994), nhưng nó quá c ng k nh ñ hoàn thành các th t c phân tích. B ng 4-6. T l lân d tiêu so v i lân t ng s d a theo 3 phương pháp phân tích và m t s mô t chi ti t v v trí c a h sinh thái nông nghi p và ngu n trích d n Phương ð a ñi m Lân d tiêu/lân Mô t chi ti t Ngu n pháp t ng s Olsena 0.3-0.6 H n ch lân Kenya, Kisii Van der Eijk, 1997 0.6-3.3 Phong hoá cát Côte d’Ivoire Van Reuler, 1996 H n ch ñ m, ñ t 0.8-4 B bi n Kenya Smaling và phong hoá Janssen, 1987 1.8-3.5 Giàu lân Kenya, Kisii Van der Eijk, 600 DAFAd 1997 4-9 6-13 20-60 DAFA 13 Thí nghi m dài h n Rothamsted Johnston, 1996 b Bray-1 1.0-5.9 Phong hoá cát Côte d’Ivoire Van Reuler, 1996 ð t cát pha th t, 2.5-5 Suriname Boxman và dư i r ng Janssen, 1990 ð t cát pha th t, lân 5-9 ñư c bón 5-10 năm Dabinc ð t cát b phong 2.1-23.2 Côte d’Ivoire Van Reuler, hoá 1996 ð t cát b phong 5.5-11.0 Côte d’Ivoire Frisch, 1982 hoá dư i th m th c trích d n trong v t tái sinh Van Reuler, 1996 a 0.5 M NaHCO3 b 0.03 M NH4F + 0.025 M HCl c 0.5 M NaHCO3 d DAFA: s ngày sau khi bón phân; m u ñ t ñư c l y ngay dư i các ch u thí nghi m ñư c bón phân d ng h t. Hai phương pháp thông d ng là Olsen và Bray-1 ñ xác ñ nh d ng ph t pho không b n (d b phân hu ) trong ñ t. Thông thư ng chúng cho các k t qu tương ñ i ñ ng nh t, nhưng ñôi khi k t qu phân tích Ph t pho b chi ph i b i các tính ch t c a ñ t như ñ chua pH, s có m t c a các h p ch t oxit s t nhôm và carbonat. Phương pháp Dabin k t h p ñư c c hai phương pháp trên và nó thư ng xuyên ñư c s d ng Tây châu Phi. Phương pháp này có kh năng tách chi t P g p 2 l n lư ng P tách b i phương pháp Olsen ho c Bray-1. M i phương pháp trên ñư c s d ng trong các nghiên c u ñ bi u th “lư ng lân d tiêu”(v i nhi u ý nghĩa khác nhau hơn h n quan ni m c a chúng tôi) và nó ñòi h i ph i có s ñi u ch nh gi a các h sinh thái nông nghi p khác nhau. B ng 4-6 li t kê m t s giá tr lân d tiêu trong m i liên h v i lân t ng s ñư c trích d n t các ngu n tài li u tham kh o. M i liên h gi a cân b ng dinh dư ng và t l gi a lân d tiêu trong lân t ng s cũng như t l Kali trong CEC ñã ñư c c g ng trình bày trong b ng 4-7. Nó có th ñư c dùng ñ 107
  8. chu n ñoán sơ b P và K. Cân b ng dinh dư ng d a vào m i cân b ng trong l ch s hi n t i; nh ng s li u hoá h c là k t qu c a cân b ng ñã x y ra. Kali trao ñ i thư ng xuyên ñư c coi là lân d tiêu ho c lân không b n trong ñ t. Như ñã ñư c tìm ra b i Hemmingway (1963), trong m t vài trư ng h p cây tr ng có th hút nhi u Kali hơn lư ng K trao ñ i hi n có trong dung d ch ñ t, trong các trư ng h p khác thì ngư c l i. B ng 4-7. Chu n ñoán thăm dò lân d tiêu (phương pháp Olsen) theo t l ñ i v i lân t ng s và kali trao ñ i theo t l ñ i v i dung tích trao ñ i cation (CEC) Kali trao ñ i/CEC Lân d tiêu/lân t ng s Cân b ng dinh Bình lu n dư ng (%) (%) 10 Bón r t nhi u phân có kh năng gây ô nhi m gian dài a ð phì tiêu chu n (TSFp, TSKk) n m trong các vùng xác ñ nh trên. ð d tiêu c a Kali trao ñ i ph thu c vào t l c a nó ñ i v i dung tích h p th cation (CEC) và ph thu c c vào ch t lư ng và s lư ng các cation khác, có nghĩa là ph thu c vào CEC và pH. Vi c chu n ñoán Kali trao ñ i b ng t l ph n trăm c a nó ñ i v i CEC (tương ng v i bão hoà Kali) b ng 4-7 ñư c trích d n t các s li u ñã ñư c ñ c p ñ n trong cu n sách này và kinh nghi m b n thân c a tác gi . ð ng th i m i quan h gi a Kali trao ñ i v i K c ñ nh ho c Kali t ng s có th cung c p các thông tin r t h u ích, nhưng Kali c ñ nh và Kali t ng s r t ít khi ñư c ño ñ c. Trong b ng 4-7, các giá tr c a t l lân d tiêu so v i lân t ng s và t l kali trao ñ i/CEC tương ng v i ñ phì m c tiêu c a ñ t (TSFP và TSFK) song hành v i cân b ng dương (r t nh ). ði u này ch ra r ng c n thi t ph i làm giàu dinh dư ng ñ t b ng cách tăng ñ phì b n v ng t nhiên lên ñ phì m c tiêu c a ñ t. M t khi ñ phì c a ñ t ñã ñ t ñ n ñ phì “m c tiêu”, cân b ng trung tính c n ph i ñư c duy trì ñ gìn gi ñ phì c a ñ t tr ng thái trên. ðó cũng là ngư ng duy trì ñ b n v ng như ñã ñ c p trên. Ngư ng c a Lân và Kali dư i và trên m c TSF là k t qu c a cân b ng quá âm ho c quá dương, c hai trư ng h p này ñ u là d n ch ng c a nh ng h không b n v ng. Trư ng h p c a Nitơ tr nên ph c t p hơn r t nhi u. Nhi u n l c ño quá trình “khoáng hoá Nitơ” v i các th t c ti n hành như trư ng h p c a lân d tiêu, nhưng cho ñ n t n bây gi v n chưa hi u qu . M t tia hy v ng m i xu t hi n t nghiên c u c a Hassink (1995) là ngư i ñã phát tri n hàng lo t các ch s d a trên s quan sát ñ t trong tình tr ng thăng b ng có hàm lư ng ñ m h u cơ bão hoà và ñ m ch a trong vi sinh v t (MB-N) có m i liên h ñ n c u trúc c a ñ t, ví d hàm lư ng c p h t sét và limon (
  9. TSFN. S li u d ng này cho ñ t canh tác h u như tr ng r ng, ch c ch n ñ t nhi t ñ i. ði u này gi i thích t i sao chưa th liên h các ch s trên ñ n cân b ng dinh dư ng và như v y gi i thích lý do không xu t hi n ñ m d tiêu và ñ m vi sinh trong các b ng 4-6 và 4-7. Nh ng m c ñ c p trên liên quan ñ n nh ng ngu n và dòng d ch chuy n ch t dinh dư ng d tiêu. ð u ra c a các ch t dinh dư ng khó tiêu (NIA) b i xói mòn. B i vì xói mòn không liên h tr c ti p ñ n các ngu n ch t dinh dư ng, phân tích hoá h c ñ t không còn là công c phù h p cho bi t ñ t b suy dinh dư ng do xói mòn. Tranh lu n v các th t c ñánh giá xói mòn ñ t vư t quá khuôn kh c a chương này. Chúng tôi ti n c nghiên c u c a Kilasara và ctv. (1995), là nghiên c u ñã s d ng l p ñ t t ng m t làm ch tiêu ñánh giá hi n tư ng xói mòn ñã x y ra. 1.8 Cân b ng dinh dư ng Các ch t dinh dư ng chuy n d ch t ñ t ra dung d ch ñ t thông qua m t chu i các ph n ng (hình 4-1) theo hư ng có n ng ñ ch t dinh dư ng th p hơn do quá trình hút ch t dinh dư ng c a cây tr ng. Khi nhu c u v m t nguyên t dinh dư ng c th th p do các nguyên t h n ch khác tác ñ ng, dung d ch ñ t không ñ n m c ñ thi u nguyên t ñó, hi u qu c a các m i tương tác b gi m xu ng và m t ph n ch t dinh dư ng ñó d ng l i m c d tiêu và khó tiêu và không d ch chuy n v hư ng dung d ch n a. ðó là nguyên nhân t s tương ñ i cao gi a hàm lư ng ch t d tiêu và hàm lư ng t ng s ñư c tìm th y b bi n Kenya, nơi mà ñ m là nguyên t h n ch . Sau khi bón phân, cây tr ng không th thư ng xuyên h p th ñư c t t c s lư ng ch t d tiêu t phân bón trong su t c chu kỳ sinh trư ng. ðôi khi ñi u ki n th i ti t làm cho cây tr ng không th s d ng ñư c ch t d tiêu. Tuy nhiên dư i ñi u ki n th i ti t c c thu n, ch có m t s ch t dinh dư ng ñư c cây tr ng h p th m t cách ñ y ñ , còn các nguyên t khác thì không th như v y. Trong nh ng trư ng h p như v y thư ng x y ra ñ i v i quá trình bón phân không cân ñ i. Thí d trình bày b ng 4-8 ñư c tóm t t t các s li u phân tích ñ t có hàm lư ng lân tương ñ i giàu và nghèo Kenya. Khi không bón lân, quá trình hút ñ m c a cây tr ng ñ t nghèo lân (P-Olsen) ch b ng m t ph n tư so v i khi bón lân, trong khi ñ t giàu lân vi c bón lân không làm tăng quá trình hút ñ m cây tr ng. Trư ng h p này có th x y ra khi hàm lư ng ñ m b khoáng hoá gi m ñ t nghèo lân, nhưng nó cũng có th x y ra hàm lư ng ñ m không ñư c cây tr ng hút s b r a trôi, ph n nitơrát hoá, bay hơi, c ñ nh sinh h c ho c t n t i ñơn gi n trong dung d ch ñ t. N u như dinh dư ng không cân b ng v i nhu c u c a cây tr ng và m t s lư ng l n các ch t dinh dư ng s r i kh i dung d ch ñ t b ng r a trôi và bay hơi, t ng s dinh dư ng ra kh i h có th không thay ñ i, nhưng nó l i chuy n t tr ng thái “ñ u ra có ích” sang “ñ u ra không có ý nghĩa”. Th c t không th cho phép cùng m t lúc cây tr ng hút t t c các ch t dinh dư ng. Nó cùng gi ng như t ng s d tiêu c a m t nguyên t h n ch ñư c cây tr ng hút và nó nh hơn s lư ng c a các nguyên t khác. Ngư i ta ñã tính ñư c dinh dư ng c a ngô s cân ñ i hoàn h o khi t l N:P:K trong cây là 7.8:1:5.6 (theo ñơn v kh i lư ng). Khi ñó lư ng dinh dư ng ñư c cây ngô hút ñ t 96% so v i ti m năng (Janssen và ctv., 1994; Janssen, 1998). Như v y cân ñ i dinh dư ng là nhân t c c thu n ñ i v i cây tr ng cũng như môi trư ng. Bón dinh dư ng không cân ñ i s làm suy ki t m t dinh dư ng nào ñó và làm th t thoát ra môi trư ng bên ngoài c a các nguyên t khác. B ng 4-8. Lư ng ñ m (kg ha-1) ñư c hút b i ngô là k t qu c a vi c bón lân trên các n n ch t h u cơ và P-Olsen khác nhau (Janssen và ctv., 1990) P-Olsenb Lư ng ñ m ñư c cây tr ng hút (kg N.ha-1) Mã s ñ n g C H u c ơ -1 -1 ru ng (g.kg ) (mg.kg ) Không bón Bón lân (+P) T l lân (-P) (-P/+P) a RG 23 1.6 24 94 0.26 109
  10. MK 11 2.6 30 80 0.38 b IB 35 2.4 87 153 0.57 SH 17 3.5 34 52 0.65 CS 5 4.4 27 41 0.66 MS 9 4.6 36 54 0.67 LS 22 4.5 42 42 1.00 MZ 5 5.1 34 30 1.13 a Nh ng ñ t này ñư c bón 80 kg ñ m.ha-1 b Các giá tr lân P-Olsen cho các lo i ñ t không ñư c bón lân. KH NĂNG KI M SOÁT DÒNG DINH DƯ NG VÀ T NG PH N C A QU DINH DƯ NG Ch có m t s dòng dinh dư ng ñư c ki m soát b i ngư i nông dân. SIF ñư c ñi u ch nh b i các quy lu t hoá h c và sinh h c và tác ñ ng c a con ngư i ch là gián ti p ho c không ñáng k . Ví d quá trình nâng cao t c ñ khoáng hoá b ng các bi n pháp làm ñ t. Trong các dòng dinh dư ng IN vào h sinh thái thì dòng dinh dư ng xâm nh p t khí quy n (IN3) n m ngoài kh năng ki m soát c a con ngư i; Ngư i nông dân có th h n ch các xâm nh p t khí quy n b ng cách tr ng cây lâu năm, nhưng th c ch t l i làm h n ch và ki m soát xói mòn và nư c ch y b m t (OUT5). Ngư i nông dân có th tr c ti p ñi u khi n lư ng phân bón hoá h c và h u cơ (IN1, IN2), ñ ng th i gián ti p ho c t ng ph n ñi u khi n c ñ nh ñ m sinh h c (IN4) b ng tr ng các cây h ñ u. Vi c ki m soát các dòng dinh dư ng do xói mòn vào h sinh thái và ñưa ra kh i h c n ph i có s ph i h p công s c c a nhi u nông dân trong m t lưu v c ho c làng xã c th . Các dòng dinh dư ng ra kh i h sinh thái (OUT1 ñ n OUT4) liên quan ñ n các dinh dư ng d tiêu b i các quá trình t x y ra trong ñ t (SIF) và các dòng dinh dư ng vào ñư c ki m soát và không ki m soát. B i v y, ngư i nông dân làm nh hư ng không nhi u l m ñ n các ñ u ra OUT1 ñ n OUT4, nhưng h có th tác ñ ng t ng ph n ho c gián ti p ñ n s phân b các ch t dinh dư ng ra kh i h b ng cách l a ch n các cây tr ng thích h p, th i gian tr ng, phương pháp và th i ñi m bón phân, bón phân cân ñ i, tr ng các lo i cây che ph và các bi n pháp khác. Khí h u và ñ c ñi m hình thái ñ a m o là các nhân t khác quy t ñ nh ñ n s phân b c a các ñ u dinh dư ng ra (OUT). M c ñ nh hư ng c a chúng r t khác nhau ñ i v i t ng dinh dư ng c th . ð a hình n i b t cao h n lên s làm tăng hi n tư ng úng nư c các ch trũng và có nghĩa nó s gi m ñi các ñi u ki n trên. Nó làm tăng ph n nitơrát hoá và có nghĩa tăng ñ u ra nitơ OUT4 (b ng 4-9). Quá trình này không th n m hoàn toàn dư i s ki m soát c a con ngư i như ñã ñư c trình bày trong báo cáo c a Sigunga (1997), ngư i ñã phát hi n quá trình ph n nitơrat hoá ñ sâu 40 cm trong ñi u ki n khô ñ t b ng, chua Vertisols. M t h u qu n a c a hi n tư ng y m khí là quá trình chuy n hoá oxit s t t d ng khó tiêu sang d ng d tan, ñ ng th i l i gi i phóng lân, lư ng lân này có th b m t do r a trôi (OUT3). M t khác r a trôi các ch t d tiêu l i chi m t l r t nh trên ñ t ñ i núi (b ng 4-9, ñ a m o nh p nhô) tương ng v i dòng ch y m t chi m ưu th . R a trôi x y ra m nh hơn vùng khí h u m ư t so v i vùng khô h n, nhưng vùng khô h n có th x y ra vi c r a trôi ñáng k trong mùa m ư t ng n. vùng bán khô h n xói mòn do gió và dòng ch y m t vào th i ñi m b t ñ u mùa mưa ñóng vai trò r t quan tr ng trong cơ ch th t thoát ch t dinh dư ng (b ng 4-10). Chú ý r ng b ng này ch mang tinh ch t ch d n và tương ng v i ñi u ki n ñ a m o bình thư ng. R t khó khăn trong vi c xác ñ nh các dòng dinh dư ng ñ c bi t là các dòng dinh dư ng có hàm lư ng r t nh . Các hàm lư ng dinh dư ng trong phân hoá h c, phân h u cơ (IN1, IN2) và lư ng dinh dư ng ñư c l y ñi trong s n ph m thu ho ch và rơm r (OUT1, OUT2) tương ñ i d xác ñ nh. C 4 dòng dinh dư ng trên ch u tác ñ ng r t m nh m c a con ngư i. Như c ñi m duy nh t c a qu dinh 110
  11. dư ng dành riêng cho 4 dòng này là ñã b qua t m quan tr ng ti m tàng trong m i dòng dinh dư ng (Smaling và ctv., 1997). IN1 và IN2 chi m ña s trong t ng s các ch t dinh dư ng xâm nh p vào h s n xu t có m c ñ u tư thâm canh cao (HEIA) chưa k ñ n lư ng dinh dư ng thông qua xói mòn vào (IN5) và ra (OUT5) kh i h th ng. Trong các tình hu ng này, cân b ng dinh dư ng BAL (1+2) có nghĩa là cân b ng (IN1+IN2) - (OUT1+OUT2) tương ph n v i s r a trôi và bay hơi ra môi trư ng bên ngoài c ng thêm ph n ch t dinh dư ng ñư c tích lu trong ñ t. Trong n n nông nghi p b n v ng ñ phì trong ñ t luôn tr ng thái tiêu chu n (TSF), năng su t cây tr ng ñ t ñư c cao nh t (TY) trong ñi u ki n cho phép c a gi ng cây tr ng và hi n nhiên không c n ph i tăng cư ng dòng dinh dư ng trong ñ t. N u như không cho phép các ch t dinh dư ng th t thoát ra môi trư ng bên ngoài, giá tr c a cân b ng dinh dư ng BAL (1+2) ph i b ng 0 ho c nó ph i nh hơn hàm lư ng các ch t xâm nh p vào h sinh thái thông qua khí quy n ho c c ñ nh ñ m sinh h c. Bón phân li u lư ng cao ch ñư c phép khi các ph n dinh dư ng vư t quá ñư c s d ng h t và như v y c n ph i s d ng các gi ng cây tr ng m i có năng su t cao v i b r hi u qu . (Cassman và ctv., 1995). h s n xu t có ñ u vào th p, cân b ng dinh dư ng thư ng di n ra âm và vai trò c a cân b ng dinh dư ng làm ch s ch t lư ng ñ t còn h n ch . B i vì hàm lư ng dinh dư ng ñ u vào thông qua phân bón r t nh nên các dòng dinh dư ng ñ u vào khác IN3, IN4, IN5 l i tr nên có ý nghĩa. Th m chí canh tác ñ u tư th p LEIA, ñ phì c a ñ t thư ng th p hơn ngư ng ñ phì tiêu chu n. N u như nó th p hơn, m t ph n ch t dinh dư ng cung c p cho h ph i ñư c s d ng ñ ch nh lý ñ t, như v y s di n ra cân b ng dương c a cân b ng t ng th ñã ñư c gi i thích trên. Các thông tin v qu dinh dư ng thành ph n r t d b th t l c, nhưng cân b ng dương thành ph n có th ñ ng hành v i cân b ng âm t ng s . B ng 4-9. T m quan tr ng tương ñ i c a các OUT4,3,5 ñ i v i N, P và K theo m u ñơn gi n. (Khí h u thiên v m) bình Bình thư ng Vư t quá OUT M t b ng Cn thư ng ðm ***b 4 B c hơ i * * 0 0b 3 R a trôi * *** ** 5 Xói mòn, ch y tràn m t 0 0 ** **** Lân **b 3 R a trôi * 0 0 5 Xói mòn, ch y tràn m t 0 0 * ** Kali 0b 3 R a trôi *** *** ** 5 Xói mòn, ch y tràn m t 0 * ** *** a M t gi n ñơn d a theo nhóm ñi u tra ñ t (1962) b Xem bài vi t c M t lân thư ng xuyên tr ng thái ít nguy h i hơn so v i m t ñ m và Kali Trong các h canh tác ñ u tư th p LEIA vi c s d ng l i và tái sinh ch t h u cơ ñư c nh n m nh. Hi u qu c a chúng khác nhau trên t ng cánh ñ ng c a m t trang tr i. OUT2 có th gi m b ng cách vùi ho c b rơm r l i ngay trên ñ ng ru ng thay vì vi c l y chúng ñi. Trong trư ng h p ñ n t a cành các cây c i t o ñ t b hoá, OUT2 c a (ho c m t ph n) cánh ñ ng nơi ti n hành t a cành và IN2 c a cánh ñ ng nơi ti p nh n cành lá v a t a ñó có th tăng lên cùng trong m t th i gian. Khi nh ng n l c nh m gi m các m t mát do r a trôi và bay hơi t vi c phân hu các ch t h u cơ thì hi u qu tác ñ ng t ng quát có th làm cho dinh dư ng c a trang tr i gi m âm tăng dương. Hi u qu c a vi c tái sinh qu dinh dư ng t nhiên và dinh dư ng c p Qu c gia có th ñư c tính ñ n ñáng k . 111
  12. B ng 4-10. T m quan tr ng tương ñ i c a các OUT4,3, 5 ñ i v i N, P, và K theo d ng khí h u. Trư ng h p bình thư ng ñư c ñơn gi n hoá. OUT Khí h u quá m Khí h u m Khí h u c n m Bán khô h n ðm 4 B c hơ i ** * * 0 3 R a trôi *** ** * 0 5 Xói mòn * ** *** **** Lâna 3 R a trôi * * * 0 5 Xói mòn * ** ** *** Kali 3 R a trôi *** ** * 0 5 Xói mòn * ** *** **** a M t lân thư tr ng thái ít nguy h i hơn so v i m t ñ m và Kali ng xuyên II. ðánh giá s b n v ng c a m t s h sinh thái nông nghi p Nông nghi p b n v ng bao hàm qu n lý m t cách hi u qu các ngu n tài nguyên nông nghi p ñ tho mãn các nhu c u ngày càng tăng c a con ngư i ñ ng th i gìn gi ch t lư ng môi trư ng và b o v các ngu n tài nguyên thiên nhiên (TAC/CGIAR, 1989). X p h ng các h sinh thái nông nghi p theo ñ b n v ng ho c cân b ng dinh dư ng là ñi u không th th c hi n ñư c. Tách riêng ñi u ki n khí h u và ñ a m o, ñi u ki n kinh t c a ngư i nông dân và gia ñình h , t t c các k thu t, kinh nghi m ñ u có tác ñ ng ñ n qu dinh dư ng. Vì th nh ng h sinh thái nông nghi p tương t nhau có s chênh l ch tương ñ i l n v cân b ng dinh dư ng. Vì v y, chương này c g ng ñánh giá m t s h sinh thái nông nghi p d a trên nh ng ch s ñã ñư c trình bày trên: cân b ng dinh dư ng, th t thoát dinh dư ng, t s d tiêu trên t ng s , cân ñ i dinh dư ng và dinh dư ng ñư c ñánh giá là thi u ho c th a. Các m c ñ cao, trung bình, th p (H, M, L) ñư c s d ng ñ ñánh giá các h sinh thái nông nghi p và môi trư ng. Trong B ng 4-11 các h sinh thái ñư c x p theo th t t trái qua ph i theo cư ng ñ tăng d n thâm canh. Canh tác nương r y thư ng ñư c coi là canh tác b n v ng, có th s d ng dinh dư ng không hi u qu như m i ngư i mong mu n. ð t nương ñã làm bay hơi ñ m và lưu huỳnh, khi m nh nương m i ñư c phát, cây tr ng chưa k p che ph ñ t, m t ph n l n ch t dinh dư ng có th b m t do xói mòn và r a trôi. S m t mát này không nhi u l m n u tính bình quân cho c chu kỳ canh tác nương r y (canh tác-b hoá) và ñư c bi u th b ng ñơn v trên ha-1/năm, nhưng hình nh ñó l i thay ñ i rõ nét khi tính ñ n lư ng dinh dư ng s d ng hi u qu trên m t ñơn v s n ph m. Thông thư ng ch m t ph n th m th c v t cháy h t và m t ph n dinh dư ng trong tro ñư c cây tr ng hút. Ph n dinh dư ng còn l i n m trong ph n không cháy d n d n tr thành d tiêu cho cây tr ng và th m th c v t tái sinh sau nương r y n u ph n không cháy ñư c gi l i trên nương. Không nh ng th m t ph n ch t dinh dư ng không ñư c cây tr ng hút có th chuy n t chu kỳ b hoá này sang chu kỳ khác. ði u này làm cho canh tác nương r y không ñ t hi u qu cao n u l y ch s lư ng dinh dư ng ñư c s d ng trên m t ñơn v s n ph m ñ so sánh. Van Reuler và Janssen (1993) phát hi n hi u qu rõ r t c a tro ñ n năng su t cây tr ng không quá 3 v liên ti p (lúa nương-ngô-lúa nương). Gi a nương ñ t và không ñ t, s khác bi t gi a hàm lư ng ñ m c a b ph n cây tr ng trên m t ñ t c a 3 v liên ti p chi m 7-9% lư ng nitơ ch a trong các th m th c v t b hoá. T l 28-30% ñ i v i lân, 15- 20% ñ i v i K, 1-2% v i Ca và 7-9% v i Mg. M t ph n ch t dinh dư ng không h i ph c 112
  13. ñư c n m trong ph n không cháy (thân ho c cành to), trong ph n hoà tan kém (lân) c a tro, ho c b m t ñi do ñ t, r a trôi. Dinh dư ng Ca và Mg có kh năng ph c h i ch m b i vì chúng ñư c bón ít và không c n thi t bón thêm chúng b ng tro. ði u này cho th y cân b ng dinh dư ng (b ng 0) trong canh tác nương r y r t khó th c hi n. B ng 4-11. ðánh giá h sinh thái nông nghi p b ng “các ch s b n v ng” khác nhau Hàng năm Ch s Canh tác Cây lâu Nông Nhà Công lâm k t LEIA7 HEIA8 nương năm kính nghi p ry hp sinh h c BALAVa - - -+ --0 ++ ++ ++ a BALNIA + + 0 --0 0 0 ++ BALNUTa -0 -0 -0 -0 + ++ +++ D LM M LM L MH H H tiêu/t ng s Th t thoátb R a trôi * 0 * * ** ** ** Bay hơi ** 0 0 0 * * * Xói mòn * 0 * 0 ** 0 0* Cân ñ i Không Không Không Dao Có Có Không ñ ng dinh dư ngc Thi u h t P P P P n.a. n.a. N tương ñ id Dư th a K ? N N n.a. n.a. P tương ñ id Tính b n v n ge H t h ng M H M L H H MH Môi M H MH MH LM LMH LM trư ng a Cân b ng dinh dư ng cho ch t d tiêu, khó tiêu (NIA) và t t c các ch t dinh dư ng. Chúng có th có giá tr âm, dương, 0. b Các ch t dinh dư ng có th b th t thoát m c trung bình (*), cao (**) ho c không b th t thoát (0). c Các h sinh thái nông nghi p có th ñư c bón cân ñ i dinh dư ng ho c không, ho c dao ñ ng tuỳ theo t ng th i ñi m. d Trong trư ng h p phân bón không cân ñ i, hi n tư ng thi u h t ho c th a ch t dinh dư ng ch là tương ñ i, m t s trư ng h p không th áp d ng (n.a.). e ðánh giá tính b n v ng cho c h th ng và môi trư ng t ng th . L, M, H ñ c trưng cho m c b n v ng th p, trung bình, cao. M i nhìn thoáng qua h th ng tr ng cây lâu năm có v là cơ h i t t nh t ñ tr thành h th ng b n v ng, b i vì v i h th ng che ph c ñ nh thư ng xuyên s làm gi m xói mòn và r a trôi. Cây lâu năm thông thư ng ch có m t ñ u ra trong s n ph m thu ho ch và hi n nhiên nó không c n phân bón nhi u. Các ch t dinh dư ng ñư c tích tr trong thân g tránh b 7 H canh tác ñ u tư (thâm canh) th p 8 H canh tác ñ u tư (thâm canh) cao 113
  14. m t mát b i s n ph m thu ho ch ho c r a trôi hay bay hơi. Hơn n a cây h ñ u c ñ nh thêm m t ph n ñ m t khí quy n. Tuy nhiên, hình nh này trông r t sáng l ng vì nó ñã b qua s ki n r ng cây lâu năm s b ñ n cu i chu kỳ sinh trư ng ñ làm c i ho c l y g và như v y m t lư ng l n dinh dư ng d tr s ph i r i ñ ng ru ng. M t s cây lâu năm ñư c thu ho ch theo mùa v như khai thác lá theo mùa c a cây sidan9. T i Tanzania, ñ phì c a ñ t b gi m nhanh chóng do tr ng cây sidan, th m chí dinh dư ng không th h i ph c l i như trư c giai ño n b hoá. Nông lâm k t h p d ng tr ng cây h ñ u k t h p v i tr ng cây lương th c ñư c truy n bá là r và ti t ki m phân bón, nhưng nó ch th c s x y ra khi ñ m là nguyên t h n ch . N u lân và các nguyên t khác là nhân t h n ch thì cây h ñ u l i làm h i cây tr ng vì nó ph i c nh tranh nh ng dinh dư ng “khan hi m” v i cây lương th c (chưa k ñ n c nh tranh v ánh sáng và ch t dinh dư ng). N u thi u lân, cây h ñ u thư ng xuyên hút ñ m t trong ñ t thay vì c ñ nh ñ m t khí quy n. nh ng nơi cây h ñ u c ñ nh ñ m, t l m t cân ñ i gi a các ch t dinh dư ng tăng lên làm cho nguy cơ phát sinh c a quá trình th t thoát ñ m ra môi trư ng bên ngoài. Canh tác liên t c, ñ c bi t ñ i v i các lo i có nhu c u cao như rau, cây có c , thân, s t o ra cân b ng dinh dư ng âm và suy ki t dinh dư ng m nh m khi không có phân bón ñ y ñ . Các lo i cây tr ng dùng làm thương ph m ho c có nhu c u cao s h p th ñ u tiên lư ng phân bón. T ng các dinh dư ng ñưa vào nh ng h sinh thái này thư ng l n hơn t ng các ch t dinh dư ng ra kh i h , hi n nhiên s x y ra trư ng h p tích lu các ch t dinh dư ng trong ñ t. ð c bi t nh ng cây tr ng ñư c thu ho ch khi lá còn giai ño n xanh như chè, rau xanh, c , ngô cho chăn nuôi b i vì nh ng cây xanh này có nhu c u ñ m r t l n cho t i t n th i ñi m thu ho ch. Sau khi thu ho ch l i phát sinh nguy cơ ti m tàng c a quá trình m t ñ m do r a trôi và cây tr ng c n ph i b sung ñ làm nhi m v h n ch các m t mát ñó. M i nguy cơ này có th gi m khi tr ng các lo i cây l y h t vì sau khi ra hoa cây tr ng ng ng hút dinh dư ng. Bón phân theo hư ng t o dung d ch ñ t g n như “tr ng r ng” sau thu ho ch có th s tr nên r t thi t th c. Nông nghi p công nghi p hoá không nh t thi t t o nên v n ñ môi trư ng. H u như 100% lư ng dinh dư ng bón ñư c cây tr ng h p th h t trong nhà kính, nơi mà các ch t dinh dư ng trong dung d ch ñư c tái s d ng l i. N u như chu trình các ch t dinh dư ng không khép kín, s th t thoát các ch t dinh dư ng s r t l n và làm cho h sinh thái nông nghi p kém b n v ng. Công nghi p sinh h c ñư c bi t ñ n b ng vi c tái s d ng dinh dư ng trong ch t th i. V n ñ phát sinh ch m t lư ng l n phân chu ng v i các ch t dinh dư ng ñư c phân ph i ra kh i trang tr i, th m chí xu t kh u. Lư ng dinh dư ng t p trung trên m t ñơn v di n tích c c l n và ñ t không ñ kh năng gi t t c các ch t dinh dư ng làm cho m t ph n ch t dinh dư ng b r a trôi ho c bay hơi. Tương t như v y xu t hi n h chăn th thâm canh, khi ñàn bò qua ñêm bãi quây. Lư ng phân chu ng do chúng th i ra tr thành ch t th i không c n thi t ñ i v i ngư i ch s h u và làm t n h i ñ n môi trư ng. Tây châu Âu, “công nghi p sinh h c” ñ a phương dày ñ c ñã t o ra h sinh thái nông nghi p không b n v ng. Tóm l i, yêu c u s d ng ñ t b n v ng m t cách lý tư ng cũng như dinh dư ng liên quan là ñ phì ñ t c c thu n (TSF), ñ che ph ñ t c ñ nh, bón phân ph i trùng kh p v i nhu c u c a cây tr ng và dung tích h p th . Khi nhu c u càng tăng c a con ngư i ñòi h i tăng năng su t cây tr ng, gi i pháp l a ch n là s d ng lo i cây tr ng m i có kh năng s d ng dinh dư ng hi u qu hơn. N l c làm tăng năng su t cây tr ng thông qua tăng hàm lư ng phân bón có kh năng gây ra v n ñ ô nhi m. Các trư ng h p x y ra khi khí h u, ñ a hình, ñi u ki n kinh t làm cho s n xu t nông nghi p không th th c hi n n u như không có s th i ra môi trư ng. Ch ng h n như ngư i nông dân không th b qua m t mát do r a trôi các ñ m b khoáng hoá 9 m t lo i cây ñu c khai thác lá ñ b n th ng. 114
  15. trong mùa ñông l nh m ư t. Các trư ng h p khác, tăng trư ng dân s s thúc ñ y ngư i nông dân canh tác trên các sư n d c và xói mòn không th tránh kh i. ðôi khi x y ra tình hu ng m c dù ñi u ki n kinh t , xã h i, môi trư ng c c thu n l i, nhưng th c ti n s n xu t nông nghi p theo con ñư ng không b n v ng do thi u hi u bi t, l i nhu n và s s c bén c a ngư i nông dân và nhà ch c trách. Trong nh ng trư ng h p như v y, ngư i nông dân và ngư i ch s h u ph i ý th c trách nhi m ñư c nh ng hành ñ ng c a b n thân h . Thông thư ng h xung phong c i ti n cách qu n lý c a h , nhưng n u không x y ra như v y thì c n ph i tính ñ n các bi n pháp khác nhau. III. Duy trì h p lý h th ng dinh dư ng cây tr ng t ng h p (IPNS) Hi n nay, duy trì môi trư ng ñ t n ñ nh và ñ m b o cân b ng dinh dư ng, các nhà khoa h c ñã khuy n cáo áp d ng h th ng dinh dư ng cây tr ng t ng h p (IPNS). N n t ng c a khái ni m v h th ng dinh dư ng cây tr ng t ng h p là duy trì ho c ñi u ch nh ñ phì c a ñ t và dinh dư ng cây tr ng m c ñ h p lý nh t cho năng su t c a cây tr ng thông qua h p lý hoá các l i ích t t t c các ngu n hi n có c a dinh dư ng cây tr ng trong m t th th ng nh t. Tính phù h p c a vi c bón k t h p phân hoá h c, phân h u cơ, tàn dư cây tr ng, phân chu ng, ho c cây tr ng c ñ nh ñ m r t khác nhau tuỳ theo h th ng s d ng ñ t và h sinh thái, các ñi u ki n kinh t và xã h i. Ngư i nông dân trên toàn th gi i ñã bi n các h sinh thái t nhiên thành các h sinh thái nông nghi p ñ nh m m c ñích t o ra các s n ph m c n thi t. Quá trình chuy n ñ i này di n ra thông qua s ñi u ch nh h th ng s d ng ñ t, và các h th ng nông nghi p và canh tác. Nó ám ch s thay ñ i m i quan h gi a r ng ho c cây, h th ng chăn nuôi, ñ ng c chăn th và các khu v c canh tác. Quá trình chuy n ñ i này không th x y ra m t cách thu n nh t b i vì kh năng ti p c n c a ngư i nông dân r t khác nhau theo t ng vùng ñ n tài nguyên thiên nhiên, v n và công c và l c lư ng lao ñ ng s n có trong các trang tr i. T t c s thay ñ i này ñ u có tác d ng sâu s c ñ n qu n lý dinh dư ng cây tr ng. Vì v y, s khuy n cáo v quá trình qu n lý dinh dư ng cây tr ng không th theo m t mô hình c ñ nh c a h th ng canh tác và s d ng ñ t, nhưng nh t thi t ph i có s giám sát s thay ñ i qu n lý dinh dư ng cây tr ng n m trong chi n lư c chung tăng cư ng b n v ng s c s n xu t c a ñ t và ñư c t ch c l i thành các tiêu chí ñ ngư i dân l a ch n theo m c ñích và ñi u ki n c a h . Thêm vào ñó, vi c cung c p dinh dư ng cây tr ng cho h ñ t-th c v t là k t qu t các ngu n có trong t nhiên (mưa, c ñ nh ñ m, phong hoá ñ t, t dư i t ng ñ t sâu lên t ng m t), t các ngu n tái s d ng rác th i và b i các s n ph m ñư c t o ra t h th ng trang tr i (ph thu c và tái sinh) và t khai thác m c a các ngu n không có kh năng tái sinh (ñ t, phân khoáng). Trong quá trình chuy n ñ i t h th ng t nhiên sang h th ng nông nghi p, ngu n dinh dư ng cây tr ng trong h th ng ñ t-th c v t ñã ñư c ñi u ch nh. M c dinh dư ng ñó là nhân t quan tr ng c a s b n v ng trong s d ng ñ t. Qu n lý ñ t gi a các h th ng canh tác s b n v ng n u như ñi u ki n ñ t không tr nên b gi m s c s n xu t m t m c ñ cho phép ñ i v i quá trình thâm canh (v t lý ñ t, kh năng d tr c a cây tr ng, kh năng cung c p dinh dư ng cây tr ng). Tuy nhiên quá trình khai thác các ngu n ch t dinh dư ng d tr trong ñ t ñã làm gi m hàm lư ng ch t h u cơ, tr c ti p thông qua quá trình khoáng hoá các h p ch t h u cơ gi i phóng ra các ch t dinh dư ng c n thi t, và dán ti p n u như quá trình khai thác làm gi m kh năng t o sinh kh i và s cung c p các ch t h u cơ nh m bù ñ p các ngu n h u cơ trong ñ t b khoáng hoá. H th ng canh tác hơn h n cây tr ng ñơn ñi u và h th ng nông nghi p hơn h n m t cánh ñ ng ñơn l là nh ng tr ng tâm ti p c n ñ phát tri n IPNS trong th c ti n các vùng sinh thái nông nghi p chính trong m t qu c gia và các lo i hình trang tr i khác nhau. IPNS xác ñ nh các m i liên k t t t nh t c a t t c các d ng dinh dư ng cây tr ng trên các cánh ñ ng 115
  16. khác nhau nh m ñ t cân b ng dinh dư ng cây tr ng và năng su t cao, ñ ng th i duy trì ñ màu m c a ñ t và ki m soát s m t mát ch t dinh dư ng. Hư ng ti p c n h th ng nông nghi p giúp ngư i dân ch n l a nh ng k thu t IPNS thích ng nh t trong m i tình hu ng và trong c quá trình tăng hi u su t lao ñ ng và tăng cư ng s n xu t nông nghi p. C n ph i nhìn vào s th t r ng các v t ch t s n có ñ a phương t cây tr ng và th c v t b n ñ a như là các s n ph m nông nghi p ñư c s d ng ho c nh ng nơi các ngu n v t ch t ñó thi u h t thì c n ph i ñ t ñúng v trí c a các ch t h u cơ. nh ng vùng ñ t và trang tr i nơi mà không có s n ñ t canh tác (R ng, ñ ng c , nh ng cánh ñ ng b hoá), s phát tri n s n xu t sinh kh i ñư c ñ t ra nh m phân ph i m t cách t t hơn các ngu n dinh dư ng cây tr ng cho các khu v c canh tác trong m t h th ng b n v ng. Tăng cư ng sinh kh i giai ño n b hoá và ngay c b ru ng vành ñai c a các cánh ñ ng cũng ñư c ñ c p t i nh ng nơi ñ t ñai b khan hi m ho c nh ng cánh ñ ng b h n ch nhi u vùng và trang tr i. Các ngu n ch t h u cơ ñư c coi là có ti m năng như: cây h ñ u m c nhanh là m t ph n c a h th ng canh tác và nó nh p vào trong ñ t m t giai ño n thích h p như là ngu n phân xanh; lá và cành c a nh ng cây h ñ u ñư c tr ng theo ñư ng ñ ng m c sau khi b c t xén thành băng ñư c s d ng ñ che ph ñ ng ru ng và làm phân xanh bón cho các băng canh tác xen k gi a chúng (Alley cropping); ngu n th c ăn h ñ u ñư c k t h p v i s phát tri n vi khu n n t s n trong giai ño n canh tác; và c vi c s d ng bèo hoa dâu trên nh ng cánh ñ ng ng p nư c. Nh ng hi n tư ng sau ph i ñư c hi u trong b i c nh c a vi c tái s d ng ch t h u cơ và h th ng dinh dư ng t ng h p cây tr ng: (i) S d ng h p lý tàn dư c a cây tr ng s mang l i m t ph n ch t dinh dư ng ñáng k cho cùng m t cánh ñ ng; (ii) S d ng h p lý các cây tr ng và cây b i h ñ u và s h p nh t sinh kh i c a chúng s h p th ñ m t khí quy n cung c p cho h th ng và ñôi khi các ch t dinh dư ng r a trôi dư i vùng r và các ch t khoáng t ng dư i ñư c r cây h ñ u hút lên t ng trên cho cây tr ng hàng năm; (iii) Khi m t lư ng sinh kh i ñư c mang ra kh i cánh ñ ng ho c m t trang tr i ho c chăn th ñ i gia súc các vùng ñ t không canh tác là s v n chuy n ch t dinh dư ng t vùng này qua vùng khác. Vì th lo i tr ñ m có th ñư c c ñ nh b ng sinh h c trong h th ng cây tr ng-ñ t, IPNS làm h n ch các m t mát dinh dư ng trong h th ng và nâng cao tính hi u qu c a dinh dư ng, nhưng nó không ph i là quá trình cung c p dinh dư ng cây tr ng cho toàn b h th ng. Tuy nhiên, nh ng h th ng này có kh năng chuy n ñ i sinh kh i v i giá tr kinh t th p (rơm c khô t vùng hoang m c) thành sinh kh i có giá tr cao hơn (ngô h t và r ). Tương ph n v i các hư ng ti p c n như ñ u vào dinh dư ng th p (LEI) và nông nghi p h u cơ, IPNS bao hàm c hư ng ti p c n ñ u vào dinh dư ng v a ph i có tính ñ n ñ màu m th c t c a ñ t và phương th c qu n lý dinh dư ng cây tr ng cho m c tiêu năng su t cây tr ng không ch d a trên h canh tác và h th ng nông nghi p mà c các vùng ñ a lý khác bi t ho c làng xã như là m t h th ng năng ñ ng. Quá trình phân tích các chu trình dinh dư ng cây tr ng, v n chuy n ch t dinh dư ng và hi u l c dinh dư ng cây tr ng r t có ích khi ñ i ch ng v i h sinh thái t nhiên nguyên b n, khi mà ñi u ñó có th th c hi n và k t h p phân tích trong c quá trình ti n hoá lâu dài c a h sinh thái nông nghiêp. S phân tích quá trình qu n lý dinh dư ng cây tr ng có liên quan ñ n t ng vùng và các khái ni m và phương pháp ph thu c vào kích thư c c a nơi ñó. Quá trình phân tích này ph i ñư c th c hi n trên ñ ng ru ng, trang tr i, làng xã ho c các nhóm ngư i trong m t lãnh th , m c ñ trung bình lưu v c. Liên quan ñ n qu n lý dinh dư ng cây tr ng, s thách th c c a thâm canh hoá cây tr ng bao g m c s tăng cư ng ngu n v n dinh dư ng cây tr ng, quá trình nâng cao hi u qu ngu n v n ñó và quá trình làm gi m nh ng m t mát dinh dư ng t h th ng canh tác. S thách th c này ph i ñư c gi i quy t ít nh t m c ñ trang tr i và trong nhi u trư ng h p áp d ng toàn b cho c làng xã. Chương trình IPNS c a FAO phát tri n s liên k t và thúc ñ y s lan r ng c a khái ni m h dinh dư ng t ng h p sao cho s d ng m t cách t t nh t t t c các ngu n dinh dư ng cây tr ng 116
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2