Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu hiện trạng hữu cơ và biện pháp nâng cao khả năng cố định các bon trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

BÙI THỊ PHƯƠNG LOAN

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG HỮU CƠ VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH CÁC BON TRONG ĐẤT CÁT BIỂN VÙNG BẮC TRUNG BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI, NĂM 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

BÙI THỊ PHƯƠNG LOAN

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG HỮU CƠ VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH CÁC BON TRONG ĐẤT CÁT BIỂN VÙNG BẮC TRUNG BỘ

CHUYÊN NGÀNH : Khoa học đất

MÃ SỐ

: 9.62.01.03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Phạm Quang Hà

TS. Trần Minh Tiến

HÀ NỘI, NĂM 2018

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả

nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan, một phần đã

được công bố trên các tạp chí chuyên ngành với sự đồng ý và cho phép của các đồng

tác giả. Phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được

cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm 2018

Tác giả luận án

Bùi Thị Phương Loan

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đối với hai thầy hướng dẫn khoa học là

PGS.TS. Phạm Quang Hà - Phó Viện trưởng Viện Môi trường Nông nghiệp và TS.

Trần Minh Tiến - Phó Viện trưởng Viện Thổ nhưỡng Nông hóa. Hai thầy đã tận

tình hướng dẫn giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này.

Xin chân thành cám ơn các thầy, cô giáo đã trang bị cho tôi kiến thức chuyên môn

và những đóng góp quí báu trong suốt quá trình tôi làm luận án. Xin chân thành cám

ơn Ban giám đốc Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam (VAAS), lãnh đạo và các cán

bộ Ban Đào tạo sau đại học của VAAS đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi

trong quá trình thực hiện nghiên cứu sinh.

Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Môi trường Nông nghiệp (IAE),

Ban Chủ nhiệm, Chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước phục vụ mục

tiêu quốc gia về biến đổi khí hậu (KHCN-BĐKH/11-15); Văn phòng chương

trình quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu - Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ

môn Mô hình hóa và CSDL Môi trường (IAE), những đồng nghiệp trong nhóm

làm việc, người dân xã Nghi Tiến, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An đã tạo điều

kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình tôi, những người thường

xuyên động viên, tạo mọi nguồn lực cần thiết, trực tiếp tạo nên thành công này.

Hà Nội, ngày tháng năm

Tác giả luận án

Bùi Thị Phương Loan

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH xi

MỞ ĐẦU 1

1. Mục tiêu nghiên cứu 2

1.1. Mục tiêu tổng quát 2

1.2. Mục tiêu cụ thể 2

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 3

2.1. Ý nghĩa khoa học 3

2.2. Ý nghĩa thực tiễn 3

2.3. Tính mới của luận án 3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN 4

1.1. Chất hữu cơ, vai trò chất hữu cơ trong đất 4

1.1.1.Đặc điểm, vai trò của chất hữu cơ trong đất 4

1.1.2.Thành phần chất hữu cơ của đất 6

1.1.3.Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất 9

1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng 12 hợp chất mùn trong đất

1.1.5. Vai trò và lợi ích của chất hữu cơ trong đất 14

1.1.6. Các biện pháp cải thiện chất và lượng của chất hữu cơ trong đất và 18 trong các loại sử dụng đất

1.2. Tổng quan về đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ, quá trình hình thành, 26 phân loại, tính chất và vai trò chất hữu cơ trong đất cát biển

1.2.1. Ðiều kiện và quá trình hình thành đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và 26 một số tính chất đất

iv

1.2.2. Phân bố các loại đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ 30

1.2.3. Nguy cơ thoái hoá hữu cơ trong đất cát biển và vai trò hữu cơ trên 33 đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

1.3. Các loại sử dụng đất chính trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và ảnh 36 hưởng của chúng đến tính chất đất cát biển.

1.3.1. Các loại sử dụng đất chính trên đất cát biển 36

1.3.2.Ảnh hưởng của các loại sử dụng đất đến tính chất đất/ hữu cơ trong 40 đất cát biển.

1.4. Cơ sở khoa học, kinh nghiệm quốc tế và trong nước về ứng dụng mô hình 42 để đánh giá hàm lượng các bon trong đất và tính tổng lượng phát thải KNK

1.4.1.Mô hình tính toán phát thải mê tan (MEM) 43

1.4.2. Mô hình phát thải khí mê tan từ hệ thống canh tác lúa (MERES) 43

1.4.3. Mô hình tính toán cân bằng các bon (EX-ACT) 43

1.4.4. Mô hình sinh địa hóa trong đất (DNDC) 44

1.4.5. Dự báo biến đổi khí hậu vùng Bắc Trung Bộ theo kịch bản BĐKH 48

Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 51

2.1. Đối tượng nghiên cứu 51

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 51

2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 51

2.2.2. Thời gian nghiên cứu 51

2.3. Nội dung nghiên cứu 51

2.4. Phương pháp nghiên cứu 53

2.4.1. Phương pháp thu thập thông tin và điều tra 53

2.4.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 53

2.4.3. Phương pháp phân tích đất 57

2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 58

2.4.5. Phương pháp ứng dụng mô hình hóa 59

2.4.6. Phương pháp phân tích hiệu quả thí nghiệm và mô hình 60

2.5. Một số đặc tính về tính chất đất và vật liệu hữu cơ sử dụng trong thí nghiệm 60

v

2.5.1. Tính chất đất tại vùng nghiên cứu 60

2.5.2. Hàm lượng dinh dưỡng các loại vật liệu sử dụng tại vùng nghiên cứu 61

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 63

3.1. Hiện trạng sử dụng đất cát biển vùng BắcTrung Bộ và các loại sử dụng đất 63

3.1.1. Đặc điểm khí hậu tại vùng Bắc Trung Bộ 63

3.1.2. Hiện trạng sản xuất trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ 64

3.2. Hiện trạng chất hữu cơ (lượng và chất) của đất trong mối quan hệ với 67 tính chất đất và loại/kiểu sử dụng đất

3.2.1. Một số đặc điểm lý, hóa học của đất cát biển trên một số loại/kiểu sử 67 dụng đất

3.2.2 Ảnh hưởng của các loại/kiểu sử dụng đất đến một số tính chất lý học 69 đất trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.2.3 Ảnh hưởng của kiểu sử dụng đất đến một số tính chất hóa học đất 71 trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.3. Đặc điểm hữu cơ trên các loại sử dụng đất cát biển ở vùng Bắc Trung Bộ 73

3.3.1. Ảnh hưởng của loại/kiểu sử dụng đất đến hàm lượng các bon hữu cơ 73 (OC%), axít humic và axít fulvic trong đất cát biển Bắc Trung Bộ

3.3.2. Mối quan hệ giữa hữu cơ trong đất (các bon hữu cơ và các axít mùn) 75 với các tính chất vật lý trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.4. Nghiên cứu nâng cao khả năng tích lũy các bon trong đất cát biển dưới 76 một số loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ

3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân

bón hữu cơ, TSH đến năng suất lúa và khả năng nâng cao hàm lượng các 76

bon trong đất cát biển.

3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân

bón hữu cơ, TSH và các biện pháp che tủ đến năng suất lạc và khả năng 84

nâng cao hàm lượng các bon hữu cơ trong đất cát biển

vi

3.5. Nghiên cứu giải pháp cải thiện lượng và chất hữu cơ trong đất cát biển 92 trên các loại hình sử dụng đất thông qua mô hình trình diễn

3.5.1. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân

khoáng đến hàm lượng các chất dinh dưỡng trên các loại sử dụng trong đất 92

cát biển

3.5.2. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân

khoáng đến tích lũy các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong các loại 93

sử dụng trên đất cát biển

3.5.3. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân 93 khoáng đến năng suất và hiệu quả kinh tế

3.6. Ứng dụng mô hình DNDC để mô phỏng tích lũy các bon hữu cơ và xác 96 định lượng phát thải khí nhà kính trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH

3.6.1. Mô phỏng sự thay đổi lượng SOC trên các loại sử dụng đất chuyên

lúa (2 vụ lúa) và chuyên màu ( 2 vụ lạc) trong đất cát biển theo kịch bản 96

BĐKH

3.6.2. Mô phỏng và dự báo phát thải khí nhà kính trong loại sử dụng chuyên 98 lúa (2 vụ lúa) và chuyên màu ( 2 vụ lạc) theo kịch bản BĐKH đến năm 2035

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Số TT Chữ viết tắt Giải thích

1 BĐKH Biến đổi khí hậu

2 CT Công thức

3 cs Cộng sự

Dung lượng cation trao đổi/ dung tích hấp thu 4 CEC

phân hủy cacbon - đề nitrat hóa 5 DNDC

6 ĐX Đông xuân

7 HCVS Phân hữu cơ vi sinh

8 KNK Khí nhà kính (GHG)

KHNNVN Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 9

10 Kali tổng số K2Ots

11 Kali dễ tiêu K2Odt

12 LSD Sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa

13 Nts Đạm tổng số

14 NS Năng suất

15 ND Nông dân

16 FP Kỹ thuật của nông dân

17 OC Cácbon tổng số

18 OM Chất hữu cơ trong đất

19 Lân tổng số P2O5ts

20 Lân dễ tiêu P2O5dt

21 RCBD Khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh

22 SOC Các bon hữu cơ trong đất

23 TN Thí nghiệm

24 TĐ Thu đông

25 TSH Than sinh học

Tr.đ Triệu đồng 26

viii

DANH MỤC BẢNG

TT Tên bảng Trang bảng

1.1. Thành phần tàn dư thực vật 6

1.2. Thành phần cơ bản của axit mùn theo Kononova 8

1.3. Khả năng phân hủy và thời gian tồn tại của một số nguồn chất hữu cơ 10

1.4. Hàm lượng mùn của một số loại đất Việt Nam 15

1.5. Thang đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong đất 34

1.6. Diện tích các loại đất cát biển theo tỉnh và toàn vùng 37

1.7. Tình hình sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ 37

1.8. Hệ thống luân canh cây trồng trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất 38 ở vùng Bắc Trung Bộ

1.9. Cơ cấu cây trồng trong đất cát biển dưới 1 số loại sử dụng đất ở vùng Bắc 38 Trung Bộ

1.10. Ảnh hưởng của loại hình sử dụng đất đến một số tính chất vật lý và hóa học 40 của đất cát biển

1.11. Biến đổi của nhiệt độ trung bình năm (oC) so với thời kỳ cơ sở vùng Bắc

Trung Bộ (Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung 48

bình với cận dưới 10% và cận trên 90%)

1.12. Biến đổi của lượng mưa năm (%) so với thời kỳ cơ sở ở vùng Bắc Trung Bộ

(Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với cận 49

dưới 20% và cận trên 80%)

2.1. Tính chất lý học trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất trước thí 60 nghiệm tại Nghi Lộc- Nghệ An

2.2. Tính chất hoá học trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất trước thí 61 nghiệm tại Nghi Lộc-Nghệ An

2.3. Hàm lượng các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong đất cát biển dưới một 61 số loại sử dụng đất trước thí nghiệm tại Nghi Lộc-Nghệ An

2.4. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các vật liệu nghiên cứu 62

ix

TT Tên bảng Trang bảng

3.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ 64

3.2. Tổng lượng phân bón sử dụng trong năm trong đất cát biển dưới một số loại sử 66 dụng đất vùng Bắc Trung Bộ

3.3. Thực trạng sử dụng phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch tại các tỉnh điều tra 67

3.4. Thành phần cấp hạt trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất trên đất 68 cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.5. Hữu cơ tổng số và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển dưới một 68 số loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ

3.6. Dung tích hấp thu và hàm lượng các cation trao đổi trong đất cát biển dưới 69 một số loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ

3.7. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến thành phần cấp hạt đất 77 trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lúa tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.8. Độ pH và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển sau 2 vụ canh 79 tác lúa tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.9. Hàm lượng các bon hữu cơ (OC%) và hàm lượng các axit mùn trong đất cát 80 biển sau 2 vụ canh tác lúa trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.10 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa trên đất cát biển tại Nghi Lộc, 82 Nghệ An.

3.11. Hiệu quả kinh tế của việc bón các loại phân bón hữu cơ, TSH trong loại sử 83 dụng đất 2 lúa trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.12. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ; TSH và vật liệu che phủ đến một số 85 tính chất vật lý trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lạc tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.13. Độ pH và hàm lượng các chất dinh dưỡng sau 2 vụ canh tác lạc trong đất cát 87 biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.14. Hàm lượng cácbon hữu cơ (OC%) và hàm lượng các axít mùn sau 2 vụ canh 88 tác lạc tromg đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.15. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lạc trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An. 89

x

TT Tên bảng Trang bảng

3.16. Hiệu quả kinh tế của việc bón các loại phân bón hữu cơ, TSH cho 2 vụ lạc 91 trên trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.17. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến

pH, hàm lượng dinh dưỡng và dung tích hấp thu trong các loại sử dụng trên 92

đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.18. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến

các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong các loại sử dụng trên đất cát 93

biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.19. Năng suất thực thu các loại cây trồng trên các loại sử dụng đất trong đất cát 94 biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.20. Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên các loại sử 95 dụng trong đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

3.21. Hàm lượng tổng các bon hữu cơ trên các loại sử dụng đất trong đất cát biển 97 theo kịch bản BĐKH

3.22. Tổng lượng phát thải CH4, N2O và CO2-e tính theo kg/ha/năm trên các loại

sử dụng đất trong đất cát biển theo kịch bản biến đổi khí hậu 102

xi

DANH MỤC HÌNH

TT Tên hình Trang Hình

12 1.1. Sơ đồ hình thành chất mùn

16 1.2. Sơ đồ quá trình biến hóa xác hữu cơ trong đất

18 1.3. Sơ đồ cấu tạo phân tử axit humic

47 1.4. Mô hình sinh địa hóa trong đất

62 2.1. Hình ảnh về các loại vật liệu sử dụng trong thí nghiệm

65 3.1. Cơ cấu thu nhập của nông dân tại các tỉnh điều tra 2013

3.2. Mối quan hệ của một số kiểu sử dụng đất đến thành phần cơ giới 70 trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.3. Mối quan hệ của một số kiểu sử dụng đất với một số tính chất hóa 72 học trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.4. Quan hệ giữa hàm lượng các bon hữu cơ, axít humic và axít

fulvic trong đất cát biển với các loại sử dụng đất vùng Bắc Trung 74

Bộ theo trục F1 và F2

3.5. Quan hệ giữa chất hữu cơ trong đất (các bon tổng số và các thành

phần mùn) với các tính chất vật lý và hóa học trong đất cát biển 75

vùng Bắc Trung Bộ

3.6. Tổng lượng phát thải khí metan (kg CH4/ha/vụ) trên loại sử dụng

đât chuyên lúa trong đất cát biển theo các kịch bản biến đổi khí 99

hậu đến năm 2035

3.7. Tổng lượng phát thải khí khí oxits nitơ (N2O) (kg N/ha/vụ) trên

các loại sử dụng đất chuyên lúa trong đất cát biển theo các kịch 100

bản biến đổi khí hậu đến năm 2035

3.8. Tổng lượng phát thải khí khí oxits nitơ (N2O) (kg N/ha/vụ) trên

loại sử dụng đất chuyên màu trong đất cát biển theo các kịch bản 101

biến đổi khí hậu đến năm 2035

1

MỞ ĐẦU

Đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ có diện tích khoảng 215,3 nghìn ha (chiếm

41% diện tích đất cát biển cả nước), bao gồm 3 nhóm chính: cồn cát trắng, cồn cát

vàng; đất cát ven biển (theo bản chú dẫn bản đồ Đất Việt Nam, tỷ lệ 1/1.000.000),

phân bố dọc theo bờ biển từ Thanh Hóa đến Thừa Thiên - Huế. Đất cát biển vùng

này có đặc trưng là có lớp mặt màu trắng hoặc trắng xám, nếu ở địa hình cao thường

có một tầng màu vàng hoặc loang lổ đỏ vàng, nhiều nơi xuất hiện kết von. Hình thái

phẫu diện đã có sự phân hóa khá rõ, lớp đất mặt thường trắng hơi xám hoặc xám

sáng, có nơi hơi vàng; các tầng dưới thường chặt, khả năng tích lũy oxyt sắt lớn nên

màu sắc thường vàng hoặc vàng nhạt. Thành phần cơ giới cát đến cát rời - cát pha,

nghèo mùn và các chất dinh dưỡng, khả năng trao đổi dung tích hấp thu (CEC) rất

thấp, thường chỉ đạt < 10 cmolc/kg; khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng rất kém

nên chất hữu cơ trong đất bị khoáng hóa nhanh, khả năng cải tạo hữu cơ cho đất kém.

(Hồ Quang Đức, 2015).

Nhìn chung, đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ hiện nay là loại đất có rất nhiều

yếu tố hạn chế đối với sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là rất nghèo dinh dưỡng,

nghèo hữu cơ, hệ quả của chế độ khí hậu thời tiết Bắc Trung Bộ dẫn đến tốc độ

khoáng hoá nhanh, triệt để trong quá trình thành tạo đất; do đó cần có các nghiên

cứu về biện pháp làm tăng tích lũy các bon trong đất canh tác.

Thực tế chất hữu cơ trong đất tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, phụ thuộc vào

nhiều yếu tố. Sự biến hoá vật liệu hữu cơ trong đất là một quá trình sinh hoá học

phức tạp, xảy ra với sự tham gia trực tiếp của vi sinh vật, động vật, oxy không khí

và nước. Trong đất sét và sét pha, quá trình phân giải xác hữu cơ có chậm hơn ở đất

cát và cát pha, song mùn lại được tích luỹ nhiều hơn vì khoáng hoá trong đất sét, sét

pha yếu hơn nhiều, các phần tử nhỏ của đất cũng liên kết và giữ mùn tốt hơn. Duy

trì chất hữu cơ và độ ẩm đất được coi là những yếu tố quan trọng hàng đầu giữ vai

trò điều tiết độ phì nhiêu của đất. Hàm lượng chất hữu cơ vừa là nguồn năng lượng,

vừa là dinh dưỡng chính cho vi sinh vật đất, ảnh hưởng đến quá trình khoáng hoá và

chất dinh dưỡng trong đất. Thông thường chất hữu cơ trong đất chứa khoảng 58%

lượng các bon hữu cơ. Các bon hữu cơ trong đất (SOC) đóng vai trò rất quan trong

2

trong các hệ sinh thái, ảnh hưởng đến cấu trúc đất, khả năng giữ nước của đất, khả

năng hình thành các phức chất với các ion kim loại, khả năng cung cấp chất dinh

dưỡng cho cây trồng. Do vậy suy giảm hàm lượng các bon hữu cơ trong đất có ảnh

hướng lớn đến độ phì của đất, mức độ ổn định của đất và sản xuất nông nghiệp.

Hơn thế nữa, lượng các bon hữu cơ trong đất đóng một vai trò quan trọng đối với

quá trình cân bằng các bon trong chu trình các bon toàn cầu. SOC vừa là nguồn

năng lượng, vừa là dinh dưỡng chính cho vi sinh vật đất, ảnh hưởng đến quá trình

khoáng hoá và chất dinh dưỡng trong đất. Chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong

việc hình thành, duy trì và phát triển độ phì nhiêu và khả năng sản xuất của đất. Các

bon hữu cơ trong đất nhiệt đới có tuổi phóng xạ thấp, đã ít về lượng lại bị thoái hóa

nhanh. Cố định các bon trong đất, đặc biệt là trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

có vai trò quan trọng trong việc giữ gìn độ phì nhiêu đất và sử dụng đất bền vững,

bảo vệ môi trường. Do đó cần có các nghiên cứu về biện pháp làm tăng tích lũy các

bon trong đất canh tác.

Với những lý do trên, luận án: “Nghiên cứu hiện trạng hữu cơ và biện pháp

nâng cao khả năng cố định các bon trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ” được

thực hiện nhằm xác định cơ sở khoa học để nâng cao hữu cơ trong đất cát biển, tăng

độ phì đất và nâng cao năng suất cây trồng. Mặt khác nâng cao hữu cơ trong đất cát

biển chính là tăng cố định các bon trong đất cát biển, góp phần hình thành các vật

liệu hữu cơ bền, tăng quá trình mùn hoá, giảm khoáng hoá và phát thải CO2 góp

phần giảm phát thải khí nhà kính.

1. Mục tiêu nghiên cứu 1.1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu đề xuất được giải pháp nâng cao độ phì nhiêu đất cát biển thông qua cải thiện chất và lượng hữu cơ nhằm góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đất,

bảo đảm hiệu quả của sản xuất trồng trọt, giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ môi trường trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ.

+ Đánh giá được hiện trạng hữu cơ (các bon tổng số và thành phần mùn)

1.2. Mục tiêu cụ thể: trong đất cát biển ở các loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ.

3

+ Xác định được mối quan hệ giữa các bon tổng số trong đất với tính chất vật

lý, hoá học trong đất cát biển.

+ Lượng hóa được khả năng tích lũy các bon trong đất cát biển dưới một số

loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ.

+ Đề xuất được một số biện pháp canh tác cải thiện hữu cơ để nâng cao hiệu

quả sử dụng đất góp phần giảm phát thải KNK tại vùng nghiên cứu.

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 2.1. Ý nghĩa khoa học: 1. Xác định được đặc điểm chất hữu cơ trong mối quan hệ với loại sử dụng đất

và tính chất lý, hóa học của đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ làm cơ sở sử dụng đất bền vững. 2. Bổ sung cơ sở khoa học để đề xuất qui trình canh tác hợp lý trên đất cát biển

giúp nông dân tăng năng suất trồng trọt, tăng độ phì đất, đảm bảo sản xuất bền vững

và góp phần giảm phát thải khí nhà kính.

2.2. Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần cải thiện độ phì nhiêu đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ, nâng cao khả

năng tích lũy các bon trong đất để nâng cao năng suất và chất lượng nông sản, tạo

điều kiện phát triển bền vững nền tăng trưởng xanh cho vùng đất cát ven biển trong

định hướng phát triển nền các bon thấp. Đóng góp vào xây dựng quy trình cải tạo

vùng đất cát ven biển nói chung ở nước ta

2.3. Tính mới của luận án Nghiên cứu khả năng cố định các bon trong đất cát biển trong mối quan hệ

với loại sử dụng đất và biện pháp giảm phát thải khí nhà kính.

Xác định được các giải pháp kỹ thuật cải thiện hấp phụ các bon trong đất

cát biển và dự báo phát thải khí nhà kính theo kịch bản BĐKH đến năm 2035.

Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm giảm quá trình thoái hóa hữu cơ trong đất, giảm phát thải KNK, phục vụ sử dụng đất bền vững và bảo vệ môi trường.

4

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN

1.1. Chất hữu cơ, vai trò chất hữu cơ trong đất

1.1.1. Đặc điểm, vai trò của chất hữu cơ trong đất

Chất hữu cơ được định nghĩa như là một nhóm các nguyên tố các bon có

nguồn gốc từ sinh vật sống và lắng đọng bên trên hoặc bên trong các thành phần cấu

tạo nên trái đất. Chất hữu cơ trong đất bao gồm những tàn dư của tất cả xác động

vật và thực vật nằm rải rác trên bề mặt quả đất. Sự tích lũy các bon trong các loại

đất khác nhau là khác nhau. Những vùng đất bị rửa trôi và chứa nhiều axit (đất cát

hoặc đất bồi phù sa) thì tỷ lệ phần lớn chất hữu cơ sẽ tồn tại dưới dạng xác thực vật

và axit fulvic. Những vùng đất trung tình và đất kiềm tỷ lệ lớn các chất hữu cơ tồn

tại dưới dạng axit humic và humin (Pettit 2004).

Dấu hiệu cơ bản làm đất khác đá mẹ là đất có chất hữu cơ. Hàm lượng và tính

chất của chúng tác động mạnh mẽ đến quá trình hình thành đất, quyết định nhiều

tính chất: lý, hoá, sinh và độ phì nhiêu của đất.

Chất hữu cơ đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự hình thành đất và độ phì

nhiêu của đất. Toàn bộ các hợp chất hữu cơ có trong đất được gọi là chất hữu cơ của

đất. Chất này bao gồm các tàn dư hữu cơ (xác thực vật, động vật không hoàn toàn giữ

được cấu trúc ban đầu), các chất hữu cơ riêng biệt có bản chất đặc trưng hoặc không

đặc trưng. Chất hữu cơ trong đất bao gồm tất cả các thành phần hữu cơ sau: Tàn dư

động thực vật còn tươi (chưa phân hủy); Chất hữu cơ đang thối rữa; Chất hữu cơ bền

vững (mùn); Sinh vật sống. Có thể chia chất hữu cơ của đất làm 2 phần: những tàn

tích hữu cơ chưa bị phân giải (rễ, thân, lá cây, xác động vật) vẫn giữ nguyên hình thể

và những chất hữu cơ đã được phân giải. Phần hữu cơ sau có thể chia thành 2 nhóm:

nhóm những hợp chất hữu cơ ngoài mùn và nhóm các hợp chất mùn.

Nhóm hữu cơ ngoài mùn gồm những hợp chất có cấu tạo đơn giản hơn như:

protit, gluxit, lipit, linhin, tanin, sáp, nhựa, este, rượu, axit hữu cơ, anđehit... Nhóm

này chỉ chiếm 10% - 15% chất hữu cơ phân giải nhưng có vai trò rất quan trọng với

đất và cây trồng. Nhóm các hợp chất mùn bao gồm các hợp chất hữu cơ cao phân

5

tử, có cấu tạo phức tạp, nhóm này chiếm 85% - 90% chất hữu cơ được phân giải

(Pettit R. E. 2004).

Vai trò chất hữu cơ trong đất:

+ Đối với tính chất vật lý: Theo nghiên cứu của Cochrane và Aylmore (1994);

Thomas và cs (1996) cho thấy chất hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý

của đất. Một trong những ảnh hưởng quan trọng là hình thành cấu trúc và đuy trì độ

bền cấu trúc của đất. Chất hữu cơ và mùn có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu

của đất, các keo mùn gắn kết các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền

vững từ đó ảnh hưởng toàn bộ lý tính của đất như chế độ nước (tính thấm và giữ

nước tốt hơn), chế độ khí, chế độ nhiệt (sự hấp thu nhiệt và giữ nước tốt hơn), giảm

tính dính dẻo, tăng cường khả năng cày xới đất.

+ Đối với tính chất hóa học đất: chất hữu cơ làm gia tăng CEC, tăng khả năng

giữ chất dinh dưỡng cho đất, tăng cường độ sự phóng thích chất dinh dưỡng từ các

thành phần khoáng trong đất bị hòa tan bởi các acid hữu cơ. Theo Trần Văn Chính

(2006), chất hữu cơ và mùn tham gia phản ứng hóa học của đất, cải thiện điều kiện

oxy hóa, gắn liền với sự di động và kết tủa của các nguyên tố vô cơ trong đất. Nhờ

có nhóm các định chức các hợp chất mùn nói riêng, chất hữu cơ nói chung làm tăng

khẳ năng hấp thụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời làm tăng tính

đệm của đất.

+ Chất hữu cơ đất có tác dụng duy trì bảo vệ đất: Chất hữu cơ không chỉ là

nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng mà còn giúp duy trì chất lượng đất theo

hướng bền vững nhằm đạt năng suất cao qua sự cải tạo tính chất lý, hóa và sinh học

đất (Flaig, 1984). Chất hữu cơ nói chung là nguồn thức ăn quan trọng của hệ vi sinh

vật, là môi trường sống của hệ vi sinh vật đất. Chất mùn nói riêng, có tác dụng

chất kích thích sinh trưởng và là chất kháng sinh để chống lại bệnh hại của cây

trồng (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).

Theo các tác giả Võ Thị Gương (2010), Trần Văn Chính (2006), sự tạo phức

của chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong cải thiện độ phì nhiêu của đất. Phức liên

kết giữa vi sinh vật sống như vi khuẩn, nấm - khoáng sét - chất hữu cơ thì quan

6

trọng rất nhiều so với quan niệm trước đây. Đó là tiến trình tạo nên môi trường

không thể thiếu được cho các phản ứng sinh hóa học xảy ra.

1.1.2. Thành phần chất hữu cơ của đất

 Các chất mùn không điển hình của đất

Các chất mùn không điển hình trong đất bao gồm các chất hữu cơ thông

thường là sản phẩm phân giải từ xác động thực vật như amino axit, protein,

hydratcacbon, lipit và các axit hữu cơ khác (Bảng 1.1). Sản phẩm phân giải thường

là quá trình oxi hóa triệt để thành CO2 và nước hoặc có thể hình thành nên các hợp

chất trung gian như các loại axit hữu cơ, axit amin, rượu, phenol, quinol,…

Bảng 1.1. Thành phần tàn dư thực vật

Thành phần

STT 1 2 3 4 5 6 Các hợp chất hòa tan (đường, amino axit…) Xenlulo Hemixenlulo Linhin Các chất sáp, chất béo, dầu và nhựa Protein Tỷ lệ (%) 5 – 30 10 – 50 10 – 30 5 – 30 1 – 8 1 -20

Nguồn: Sylvia và cộng sự (2005)

Các hợp chất hữu cơ thuộc nhóm polysacarit (xenlulo, hemixenlulo và linhin)

đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành và tích lũy chất hữu cơ trong đất. Hàm

lượng xenlulo và hemixenlulo có thể chiếm 10 - 60% trong các thực vật thân thảo.

Xenlulo thường chiếm 15% khối lượng khô của cây non nhưng có thể lên trên 50%

trong thân cây gỗ, rơm rạ và lá già. Hàm lượng linhin trong cây non thường nhỏ dưới

5%, cây trưởng thành 15% và cây gỗ già có thể chiếm 35% chất khô (Stevenson F. J,

1994; Sylvia David M.và cs, 2005).

Các hydratcacbon chiếm khoảng 10 - 25% tổng số các bon của đất, có nguồn

gốc chính từ thực vật và vi sinh vật. Nếu như quá trình phân hủy không bị giới hạn

bởi điều kiện môi trường (hàm lượng nước trong đất, độ chua, sự có mặt các chất

độc hại,…), và sự hấp phụ bởi các phần tử khoáng sét thì hầu hết các hydratcacbon

đều bị phân hủy nhanh. Kết quả của quá trình phân hủy các hydratcacbon thường

tạo ra các đường đơn (Nieder R. và Benbi D.K, 2008)

7

 Chất mùn điển hình của đất

Chất mùn điển hình của đất là những hợp chất hữu cơ cao phân tử đặc trưng,

chúng tồn tại tương đối ổn định trong đất phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên và lịch sử

quản lý sử dụng đất. Sự hình thành chất mùn từ các tàn dư là một quá trình phức tạp

với các phản ứng hóa sinh học khác nhau nhờ sự xúc tác tổng hợp của phức hệ các

enzym hoặc các phản ứng hóa học thông thường, sau đó những sản phẩm trung gian

này được trùng hợp để tạo thành (Nguyễn Lân Dũng, 1984). Chất hữu cơ điển hình

của đất được chia thành 2 nhóm: Các bitum, humin và các axit mùn, trong đó các

axit mùn là thành phần quan trọng đặc biệt của chất hữu cơ đất. Dựa vào các tính đặc

trưng khác nhau như độ phân tán, khả năng ngưng tụ, mức độ polime hóa, thành phần

và tính chất quang học, đặc biệt là khả năng hòa tan trong các dung môi khác nhau

người ta chia axit mùn thành các loại khác nhau. Các axit mùn chủ yếu là humic và

fulvic. Axit humic có màu tối (từ nâu đến đen) có khả năng hòa tan trong dung dịch

kiềm loãng nhưng không hòa tan trong dung dịch axit loãng. Còn axit fulvic có màu

vàng sáng, có khả năng hòa tan trong cả dung dịch kiềm và axit. Về thành phần các

nguyên tố hóa học, axit humic có tỷ lệ C/N cao nhưng hàm lượng O, H thấp hơn so

với axit fulvic (bảng 1.2).

Axit humic là một thành phần quan trọng của chất hữu cơ trong đất được

hình thành do sự tích tụ và phân huỷ không hoàn toàn tàn dư thực vật trong điều

kiện yếm khí. Axit humic là 1 trong 3 thành phần (axit humic, axit fulvic và hợp

chất humin) trong hợp chất mùn hữu cơ của đất (Pettit R. E, 2004). Axit humic là

chất vô định hình có cấu trúc phức tạp, phân tử có dạng hình khối, trong môi trường

kiềm có đường kính 30 Å, trong môi trường axit là 60 – 100 Å. Trong nhiều năm,

axit humic tích lũy trong đất để giúp đất tăng khả năng giữ chất dinh dưỡng, khả

năng giữ nước, là nguồn thức ăn cho các vi sinh vật có lợi cho đất. Đây là cách để

giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng để duy trì độ phì nhiêu của đất và đảm bảo phát

triển bền vững của thiên nhiên. Axit humic ít tồn tại ở dạng tự do trong đất mà chủ

yếu tồn tại dạng liên kết gọi là muối Humate khi kết hợp với các cation hóa trị 1/2

như NH4, Na, K, Ca, Mg. Humat của ion hóa trị 1 hòa tan vào nước vì vậy dễ bị rửa

trôi nên đất chứa nhiều Humat Na thường nghèo mùn. Humat K, Ca, Mg không hòa

8

tan vào nước và tồn tại ở dạng gel kết cấu bền vững và cây dễ hấp thụ; liên kết với

các ion Fe, Al hoặc một số nguyên tố vi lượng, nguyên tố gây độc hoặc ô nhiễm đất

(Pb, Cd, mn, Cu, Zn...) để hình thành muối phức.

Axit fulvic là hỗn hợp của axit béo và axit thơm yếu mà tan trong môi trường

nước ở các điều kiện pH khác nhau (axit, trung tính và kiềm). Axit fulvic có độ axit

cao (pH = 2,6 - 2,8) và có khả năng hòa tan tốt trong nước, rượu, kiềm và axit loãng

(Stevenson F. J, 1994). Chúng có nhiều gốc Cacbonxyl (COOH) và hydroxyl

(COH), do đó axit fulvic có phản ứng hóa học cao hơn. Khả năng chuyển đổi ion

của fulvic cũng cao gấp đôi axít humic. Do kích thước phân tử tương đối nhỏ, axit

fulvic có thể dễ dàng được hấp thụ qua rễ cây, thân cây và lá. Nhờ đó, chúng mang

theo các vi lượng từ bề mặt vào tận trong mô. Axit fulvic là thành phần chính của

các loại phân bón lá chất lượng cao.

Bảng 1.2. Thành phần cơ bản của axit mùn theo Kononova

Nguyên tố Axit humic (%) Axit fulvic (%)

C 52 – 60 44 – 48

O 30 – 33 44 – 48

H 3,5 – 5,5 4,0 – 5,5

N 3,5 – 5,0 1,5 - 25

Nguồn: Stevenson (1994)

 Sinh khối vi sinh vật đất

Sinh khối vi sinh vật thường chiếm 1-3% tổng C hữu cơ và 2-6% tổng N hữu

cơ trong đất. Ở các hệ sinh thái khác nhau thì có sinh khối vi sinh vật khác nhau,

cao nhất ở vùng đất rừng và đất nông nghiệp nhiệt đới (986 – 3420 µg/g đất) và

thấp nhất là vùng cực (126 µg/g đất). Các hoạt động chuyển đất rừng sang đất canh

tác nông nghiệp làm suy thoái các bon có thể làm giảm nhanh sinh khối vi sinh vật.

Tuy nhiên sinh khối vi sinh vật ở đất đồng cỏ cao hơn đất canh tác.

Theo Wood M., (2009), cho thấy trong đất nông nghiệp, sự biến cố C, N

trong sinh khối đất phụ thuộc nhiều vào điều kiện đất, thành phần và tính chất của

các tàn dư hữu cơ đầu vào. Sinh khối vi sinh vật và hàm lượng chất hữu cơ luôn có

9

mối tương quan thuận. Nếu sinh khối trung bình 1500 kg C/ha thì hàm lượng chất

hữu cơ trong đất dao động 2 -2,5% .

1.1.3. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất

Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong đất:

Stevenson (1994), cho biết quá trình biến đổi và chuyển hóa các hợp chất

hữu cơ trong đất rất phức tạp, bao gồm các chuỗi phản ứng sinh hóa với sự tham gia

tích cực của hệ sinh vật. Theo Stevenson, chất hữu cơ thường bị biến đổi thành 3

con đường chính là phân giải liên tục các chất hữu cơ để biến thành các chất vô cơ

gọi là quá trình khoáng hóa, phân giải không hoàn toàn và tái tổng hợp thành các

hợp chất cao phân tử gọi là quá trình mùn hóa và trong quá trình vi giải vi sinh vật

sử dụng các nguyên liệu này làm nguồn thức ăn tạo ra sinh khối cơ thể gọi là quá

trình đồng hóa. Các quá trình này luôn xảy ra đồng thời ở trong đất nhưng tùy thuộc

vào điều kiện cụ thể sẽ có những quá trình nhất định chiếm ưu thế hơn.

Quá trình khoáng hóa trải qua nhiều bước trung gian do hoạt động của hệ vi

sinh vật và enzym đất để tạo thành sản phẩm cuối cùng là các chất dinh dưỡng

khoáng, CO2 và nước. Quá trình này phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ, độ ẩm, hàm

lượng oxi, hoạt tính vi sinh vật, biện pháp sử dụng, hệ thống canh tác, quản lý đất

và mùa vụ (Hội Khoa học Đất Việt Nam,2000).

Nhìn chung, các hợp chất hữu cơ dễ hòa tan, các chất tiết từ rễ thực vật

thường phân hủy rất nhanh, thời gian tính bằng ngày. Phân động vật, cỏ khô và

thảm mục phân hủy nhanh, thời gian thường dưới 5 năm. Rơm rạ, tàn dư của cây lá

kim và xenlulo có mức độ phân hủy trung bình, thời gian từ <1 đến 10 năm. Vỏ cây,

gỗ và lihin có khả năng phân hủy rất chậm thời gian từ 10 đến 100 năm. Nếu bảo vệ

tốt, thời gian tồn tại của chất hữu cơ đất có thể từ 5 năm đến 1000 năm. Ảnh hưởng

của các phần tử khoáng đến sự ổn định của chất hữu cơ đất giảm dần từ khoáng

Alophan > khoáng vô định hình > Smetit > Illit > Kaolinit (Nieder R. và Benbi D.

K, 2008). Bảng 1.3 đã chỉ ra khả năng phân hủy và thời gian tồn tại của một số

nguồn chất hữu cơ trong đất.

10

Bảng 1.3. Khả năng phân hủy và thời gian tồn tại của một số nguồn chất hữu cơ

Thời gian tồn tại TT Chất hữu cơ Khả năng phân hủy (năm)

Chất hữu cơ đất Nhanh đến rất chậm < 5 đến 1000 1

Phân động vật 2 Nhanh <5

Cỏ khô, cỏ và tàn dư 3 Nhanh <5

Tàn dư lá rụng 4 Nhanh <5

Thảm mục rừng tùng bách Trung bình 5 1 – 10

6 Rơm rạ Trung bình < 1 – 10

7 Lá thông Trung bình < 1 – 10

8 Vỏ cây Chậm 10 – 100

9 Gỗ Chậm 10 – 100

10 Gluco Rất nhanh < 1 – 10

11 Xenlulo Trung bình < 1 – 10

12 Linhin Chậm 10 – 100

Nguồn: Nieder và Benbi (2008)

Theo Nguyễn Lân Dũng, (1984); Wood., (2009): Tốc độ phân hủy xác hữu

cơ do vi sinh vật còn phụ thuộc lớn và chất lượng của tàn dư hữu cơ, đặc biệt là tỷ

lệ C/N. Khi tỷ lệ C/N thích hợp sẽ thúc đẩy quá trình khoáng hóa xảy ra mạnh. Khi

C/N quá cao (>30) sẽ ức chết quá trình phân giải chất hữu cơ. Nếu tỷ lệ C/N cao

hơn 20 thì giai đoạn đầu của quá trình phân giải vi sinh vật phải lấy N từ môi trường

gây ra sự canh tranh N với cây trồng. Tỷ lệ C/N thấp hơn 20, kết hợp với điều kiện

môi trường thuận lợi, quá trình phân giải sẽ thuận lợi, môi trường đất sẽ có N tích

luỹ, vi sinh vật và cây trồng không xảy ra sự cạnh tranh N nhưng lại thúc đẩy quá

trình khoáng hóa làm mất chất hữu cơ. Tuy nhiên C/N quá thấp (<10) quá trình

phân hủy chất hữu cơ bị đình trệ.

Quá trình khoáng hoá chất hữu cơ trong đất (vô cơ hoá):

Đây là quá trình biến đổi phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau.

Trước hết các chất hữu cơ phức tạp bị phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản hơn

11

gọi là các sản phẩm trung gian. Tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường và hoạt động

của các vi sinh vật đất mà quá trình khoáng hoá chất hữu cơ có thể diễn ra theo hai

con đường khác nhau là thối mục và thối rữa.

- Thối mục là quá trình phân giải hiếu khí diễn ra trong điều kiện có đầy đủ

2-. Đây là quá trình toả nhiệt và kết quả làm tăng nhiệt

oxy. Sản phẩm cuối cùng của quá trình này chủ yếu là các chất ở dạng oxy hoá như

-, PO4

3-, SO4

CO2, H2O, NO3

độ của đất.

- Thối rữa là quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện thiếu oxy do ngập nước

hoặc do các vi sinh vật hiếu khí phát triển nhanh đã sử dụng hết oxy trong đất. Sản

phẩm cuối cùng của quá trình thối rữa bên cạnh các chất ở dạng oxy hoá như CO2,

H2O còn có một lượng lớn các chất ở dạng khử như CH4, H2S, PH3, NH3...

Tốc độ khoáng hoá các chất hữu cơ trong đất phụ thuộc vào bản chất chất

hữu cơ, điều kiện môi trường và hoạt động của sinh vật đất. Nhìn chung các hợp

chất đường và tinh bột dễ bị khoáng hoá nhất; tiếp đó là các chất protein,

hemixenlulo, xenlulo; các hợp chất linhin, nhựa sáp khó bị phân huỷ hơn.

Các điều kiện môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, chế độ không khí, thành phần

và tính chất dung dịch đất cũng có ảnh hưởng mạnh đến tốc độ của quá trình

khoáng hoá. Thông thường ở độ ẩm đất 70%, pH 6,5 – 7,5, nhiệt độ 25 – 300C và có

đủ không khí là thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật đất và do đó quá trình

khoáng hoá cũng xảy ra mạnh. Trong điều kiện như vậy chất hữu cơ bị phân giải

nhanh chóng và mùn ít được tích luỹ. Chính vì vậy mà quá trình phân huỷ chất hữu

cơ ở các đất có thành phần cơ giới nhẹ (như đất cát) cũng diễn ra nhanh hơn so với

các đất có thành phần cơ giới nặng (đất thịt nặng và đất sét).

Quá trình tổng hợp chất mùn trong đất

Theo Stevenson (1994), chất mùn có thể được hình thành theo một trong bốn

con đường khác nhau. Các axit amin được hình thành trong đất có thể phản ứng với

linhin đã biến đổi (con đường 4) hay ngưng tụ với quinon (con đường 2 và 3) và với

sản phẩm đường khử (con đường 1) để tạo thành chất mùn (hình 1.1).

12

Hình 1.1. Sơ đồ hình thành chất mùn (Stevenson F. J. 1994)

Thành phần và chất lượng của các tàn dư hữu cơ được coi là một trong những

yếu tố kiên quyết ảnh hưởng đến chất mùn của đất. Một số các hợp chất hữu cơ

đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành và tích lũy mùn là hemixenlulo,

xenlulo và linhin.

1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp

chất mùn trong đất

1.1.4.1. Các yếu tố môi trường đất

Các yếu tố môi trường có ảnh hưởng đến quá trình phân giải và tổng hợp

chất mùn trong đất như cấu trúc đất, nhiệt độ, độ ẩm, phản ứng của đất, hàm lượng

dinh dưỡng khoáng; thành phần, số lượng và cường độ hoạt động của vi sinh vật

cũng như sự có mặt của các tác nhân bất lợi khác.

- Điều kiện nhiệt ẩm:

Trong điều kiện thoáng khí, độ ẩm vừa phải (60­80% độ trữ ẩm đồng ruộng), nhiệt độ thích hợp (25 300C) sẽ giúp vi sinh vật phát triển mạnh dẫn đến quá trình

khoáng hóa chiếm ưu thế, chất hữu cơ bị phân giải và mùn ít được tích lũy. Thường

ở đất có sự luân phiên giữa thời gian khô và ẩm sẽ thuận lợi cho quá trình tích lũy

chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất.

- Thành phần cơ giới đất:

Đất có thành phần cơ giới nhẹ, có độ thoáng khí cao thì chất hữu cơ thường

bị phân hủy nhanh, ngược lại đất có thành phần cơ giới nặng lại chặt bí cản trở hoạt

13

động sinh học đất đều không thích hợp cho tích lũy chất mùn. Điều kiện thuận lợi

cho tích lũy chất mùn là đất có thành phần cơ giới trung bình, có cấu trúc và bảo

đảm điều kiện thuận lợi về chế độ nhiệt, ẩm. Đất phải có tỷ lệ khoáng sét vừa phải

để tạo các liên kết phức hợp với chất hữu cơ đất.

Tính chất hóa học và khoáng vật đất

Phản ứng của đất, các loại khoáng sét, các ion kim loại kiềm và kiềm thổ, Fe,

Al có khả năng liên kết hạn chế rửa trôi mùn. Khi đất quá chua hay quá kiềm sẽ

không thích hợp để tích lũy chất hữu cơ. Đất ít chua hoặc trung tính, giàu các kim

loại kiềm thổ và có tỷ lệ các chất dinh dưỡng thích hợp là điều kiện tốt cho sự tích

lũy và nâng cao chất lượng mùn.

Số lượng và chất lượng xác hữu cơ:

Xác hữu cơ chứa nhiều chất dễ phân giải sẽ bị phân hủy nhanh hơn khi gặp

điều kiện thuận lợi. Còn xác hữu cơ chứa nhiều các chất khó phân hủy như nhựa,

sáp, tannin thì bị phân hủy chậm. Nguồn chất hữu cơ phong phú sẽ là điều kiện

thuận lợi cho quá trình mùn hóa. Các tàn dư mùa vụ tồn tại trong hoặc trên bề mặt

đất làm giảm xói mòn và mất các bon hữu cơ từ đất vào trầm tích cũng góp phần

bảo vệ chất hữu cơ trong đất.

Hoạt động của vi sinh vật:

Đất có quá nhiều vi sinh vật hoạt động mạnh dẫn đến quá trình phân giải

nhanh, mùn ít được tích lũy và ngược lại. Mùn chỉ được tích lũy khi có số lượng và

thành phần vi sinh vật ở mức thích hợp. Các bon hữu cơ đất cũng ảnh hưởng tới đa

dạng quần thể vi sinh vật. Vi khuẩn đất hoạt động mạnh làm mất các bon do khoáng

hóa, một số nấm như mycorrhiza làm chậm phân hủy chất hữu cơ đất do có sự liên

kết với khoáng sét và các khoáng khác.

1.1.4.2. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất và tỉ lệ C/N

Quá trình phân giải chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất phụ thuộc rất

lớn vào tỷ lệ C/N, phản ánh mối quan hệ giữa hàm lượng C, N và có ảnh hưởng trực

tiếp đến hoạt động của nhóm vi sinh vật. Các vi sinh vật dị dưỡng trong đất luôn có

nhu cầu phân hủy các vật chất hữu cơ để lấy C, N và năng lượng xây dựng lên khối

14

cơ thể, giúp chúng tồn tại phát triển. Các vi sinh vật có tỷ lệ C/N trung bình là 7/1,

khi phân giải các chất hữu cơ vi sinh vật thường chỉ sử dụng 1/3 lượng C làm nguồn

năng lượng và 2/3 để xây dựng tế bào. Do đó, trung bình vi sinh vật cần tỷ lệ C/N là

21/1 để đáp ứng đủ nhu cầu của chúng. Tuy nhiên tỷ lệ C/N của các sinh vật khác

nhau rất xa. Nguyên sinh động vật và giun tròn có C/N<10, phần lớn các vi khuẩn

có C/N=5, nấm mốc có C/N=15, tàn dư thực vật họ Ngũ cốc có tỷ lệ C/N cao,

thường> 40, cây họ Đậu có C/N <40; trung bình trong các tàn dư thực vật là 30.

Căn cứ vào tỷ lệ C/N có thể thấy nhu cầu N của vi khuẩn trong quá trình khoáng

hóa chất hữu cơ nhiều hơn nấm.

Khi tỷ lệ C/N thấp, hoạt động của các vi sinh vật phân giải xác hữu cơ thấp

và lượng CO2 giải phóng ít. Nếu đưa vào trong đất một khối lượng xác hữu cơ có tỷ

lệ C/N thích hợp sẽ thúc đẩy sự hoạt động và phát triển của các vi sinh vật tăng lên

một cách mãnh liệt. Do đó, chất hữu cơ bị phân giải mạnh, lúc này quá trình nitrat

hóa bị kìm hãm do các vi sinh vật đã lấy nitơ trong đất để tồn tại và cấu tạo nên cơ

thể của chúng. Sự phân giải chất hữu cơ diễn ra đến khi nó đạt được trạng thái cân

bằng thì tỷ lệ C/N cũng được xác định và tương đối ổn định.

1.1.5. Vai trò và lợi ích của chất hữu cơ trong đất

Chất hữu cơ là hợp phần quan trọng của đất, được coi là chỉ thị để phân biệt

đất khác với mẫu chất; là kho dự trữ các chất dinh dưỡng đồng thời là nguồn năng

lượng đảm bảo cho các hoạt động sống của các sinh vật trong đất; là chìa khóa

trong bảo vệ sức khỏe đất và duy trì chức năng sản xuất của đất; là khởi đầu của

vòng tiểu tuần hoàn sinh học, đặc biệt là giúp tuần hoàn và khép kín chu trình các

bon trong tự nhiên. Có thể nói chất hữu cơ có liên quan chặt chẽ, quyết định hầu hết

đến các tính chất lý, hóa, sinh học và duy trì tính ổn định của hệ sinh thái đất.

Hàm lượng, chất lượng, tính chất của chất hữu cơ trong đất có vai trò quyết

định đến quá trình hình thành và tính chất cơ bản của đất. Hàng năm, khoảng 50 -

80% N có thể được cung cấp từ chất hữu cơ của đất và gần 100% N trong hệ sinh thái

tự nhiên, trương đương 11 - 300kg/ha/vụ thu hoạch (Kamau D.M. và cs, 2008)

Hàm lượng hữu cơ và mùn biến động rất lớn giữa các loại đất, nhìn chung các

loại đất nông nghiệp có hàm lượng hữu cơ và mùn không cao. Đa số đất đồi núi của

15

nước ta có hàm lượng chất hữu cơ từ 1 - 2%, có khoảng 20% diện tích đất có hàm

lượng chất hữu cơ < 1%. Ðất có hàm lượng chất hữu cơ và mùn cao nhất là các đất trên

núi cao, quanh năm mây mù che phủ, hoặc đất lầy thụt quanh năm ngập nước, các đất

này có hàm lượng OM  6%. Ðất nghèo chất hữu cơ nhất là các đất cát hoặc đất bạc

màu, các đất này có OM  1% (Phan Liêu,1978 và Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978)

Bảng 1.4. Hàm lượng mùn của một số loại đất Việt Nam

Loại đất Loại đất

Mùn (%) 7,24 Phù sa sông Hồng không Mùn (%) 1,36 Feralit mùn trên núi

được bồi

5,30 Phù sa sông Thái Bình 3,89 Phù sa sông Mã 2,97 Bạc màu (Vĩnh Phúc) 2,93 Bạc màu (Nghệ An) 2,51 Chiêm trũng (Hà Nam) 1,42 Lầy thụt (Thanh Hoá) 3,45 Cát biển* 1,82 Mặn trung tính (Nam Ðịnh) 1,02 1,16 0,98 0,83 3,12 6,22 0,90 0,98

Macgalit trên đá bọt Feralit trên đá bazan (còn rừng) Feralit trên đá bazan (cà phê) Feralit trên phiến thạch mica Feralit trên phiến thạch sét Feralit trên phiến sa thạch Feralit trên đá granit (còn rừng) Feralit trên đá granit (đã canh tác) Feralit trên đá gơnai Feralit trên phù sa cổ 2,05 Mặn trung tính (Thanh Hoá) 1,83 Mặn chua (Hải Phòng) 0,95 1,35

Nguồn: * Phan Liêu,1978 và Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978

Bên cạnh lợi ích cung cấp các chất dinh dưỡng cho thực vật, chất hữu cơ còn

có vai trò giữ, điều hòa nước và nhiệt độ trong đất. Việc cải thiện cấu trúc đất thông

qua vai trò của chất hữu cơ có thể nâng cao khả năng thấm lọc, giảm xói mòn và rửa

trôi. Ở đất thịt pha sét, khi hàm lượng chất hữu cơ trong tầng đất mặn (0 - 15 cm)

tăng 1 -2% thì khả năng dự trữ nước là 37,5 - 7,5m3/ha/năm. Khoảng 20 -80% CEC

của đất là do vai trò của chất hữu cơ, vì vậy khi tăng chất hữu cơ sẽ tăng CEC. Ở

đất đồi núi Việt Nam sau 15 năm khai hoang có CEC giảm từ 28 xuống 13

cmolc/kg đất do sự suy giảm của chất hữu cơ có trong đất (Nguyễn Tử Siêm, 1990).

Ngoài hợp chất hữu cơ trong tàn tích sinh vật có chứa một lượng các nguyên

tố tro. Lượng chứa và tỷ lệ giữa chúng phụ thuộc vào từng loại sinh vật và điều kiện

16

sống của chúng. Trong thành phần tro có K, Ca, Mg, Si, P, S, Fe...Chúng được chứa

nhiều ở các cây thân cỏ.

Phân hữu cơ:

Ðối với đất trồng trọt, nhất là những nơi có mức độ thâm canh cao thì phân

hữu cơ là một nguồn lớn bổ sung chất hữu cơ cho đất. Trong các thập niên 70, 80 của

thế kỷ XX, ở nhiều vùng đất, người dân thu hoạch cả hạt lẫn cây, vì vậy phân hữu cơ

gần như nguồn chính để tăng lượng mùn trong đất. Hiện nay có nhiều loại phân hữu

cơ: phân chuồng, phân bắc, phân rác, phân xanh, bùn ao... Số lượng và chất lượng

của chúng tuỳ theo trình độ kỹ thuật canh tác, thâm canh cây trồng ở mỗi nơi.

Quá trình biến hoá xác hữu cơ trong đất:

Sự biến hoá xác hữu cơ trong đất là một quá trình sinh hoá học phức tạp, xảy

ra với sự tham gia trực tiếp của vi sinh vật, động vật, oxy không khí và nước.

Xác hữu cơ trong đất chịu sự tác động của 2 quá trình song song tồn tại, tuỳ

theo điều kiện đất, khí hậu, thành phần xác sinh vật mà một trong hai quá trình ấy

chiếm ưu thế. Hai quá trình này là: quá trình khoáng hoá xác hữu cơ và quá trình

mùn hoá xác hữu cơ.

Sự biến hoá xác hữu cơ trong đất có thể được khái quát bằng sơ đồ sau:

Hình 1.2. Sơ đồ quá trình biến hóa xác hữu cơ trong đất

Nguồn: Trần Văn Chính và cộng sự, (2006)

Quá trình khoáng hoá xác hữu cơ:

+, Ca2+, Mg2+, K+...Đây là quá trình biến

Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ thành các chất

-, NH4

khoáng đơn giản như CO2, H2O, NO3

đổi phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau. Tuỳ thuộc vào điều kiện môi

17

trường và hoạt động của các vi sinh vật đất mà quá trình khoáng hoá chất hữu cơ có

thể diễn ra theo hai con đường khác nhau là thối mục và thối rữa.

- Thối mục là quá trình hiếu khí diễn ra trong điều kiện có đầy đủ oxy. Sản

2-. Đây là quá trình toả nhiệt và kết quả làm tăng nhiệt độ của đất.

phẩm cuối cùng của quá trình này chủ yếu là các chất ở dạng oxy hoá như CO2, H2O,

-, PO4

3-, SO4

NO3

- Thối rữa là quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện thiếu oxy do ngập nước

hoặc do các vi sinh vật hiếu khí phát triển nhanh đã sử dụng hết oxy trong đất. Sản

phẩm cuối cùng của quá trình thối rữa bên cạnh các chất ở dạng oxy hoá như CO2,

H2O còn có một lượng lớn các chất ở dạng khử như CH4, H2S, PH3, NH3...

Tốc độ khoáng hoá các chất hữu cơ trong đất phụ thuộc vào bản chất chất

hữu cơ, điều kiện môi trường và hoạt động của sinh vật đất. Các yếu tố ảnh hưởng

đến quá trình khoáng hoá:

+ Thành phần xác hữu cơ: Khoáng hoá mạnh nhất là các loại đường, tinh bột,

sau đó đến protit, hemicenlulo và xenlulo, bền vững hơn cả là linhin, sáp, nhựa, cho

nên đối với những tàn tích sinh vật khác nhau, có thành phần hoá học khác nhau thì

tốc độ các quá trình khoáng hoá không thể giống nhau.

+ Ðặc điểm của đất và khí hậu: tốc độ khoáng hoá cũng phụ thuộc vào độ

pH, thành phần cơ giới đất, độ ẩm, nhiệt độ... Khoáng hoá cần điều kiện thoáng khí,

nước, nhưng nếu độ ẩm cao quá gây ra yếm khí, vi sinh vật khó hoạt động. Kết quả

hiện nay cho thấy ở các điều kiện ẩm độ 70%, đủ ánh sáng, pH 6,5 - 7,5, nhiệt độ

25 - 30˚C là thích hợp cho sự hoạt động của vi sinh vật, và do đó khoáng hoá xảy ra

mạnh mẽ.

Trong điều kiện nhiệt đới ẩm, tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ trong đất rất

cao. Theo những nghiên cứu của Nguyễn Vi (1999), thì các chất hữu cơ bón vào đất

ở Việt Nam sẽ bị phân giải nhanh, bình quân 9 tháng đến 1 năm gần như đã phân

giải hết. Đất mới khai hoang có hàm lượng hữu cơ khá cao (5 - 6%), song chỉ cần

sau 4 -5 năm canh tác cây lương thực ngắn ngày, lượng chất hữu cơ giảm trung bình

50 - 60% . Nguyên nhân của sự suy giảm là ngoài lượng cây trồng sử dụng, thì quá

trình khoáng hóa mạnh hữu cơ do nhiệt độ cao, quá trình rửa trôi, xói mòn là những

18

nguyên nhân chính. Nhưng nguyên nhân quan trọng nhất là việc bổ sung hữu cơ cho

đất, cho cây không được chú ý đúng mức, chỉ nặng về phân hóa học.

Quá trình mùn hóa xác hữu cơ:

Mùn hoá là quá trình tổng hợp những sản phẩm phân giải xác hữu cơ dẫn đến

sự hình thành những hợp chất mùn.

Mùn là những hợp chất hữu cơ cao phân tử phức tạp mà phân tử bao gồm

nhiều đơn vị cấu tạo khác nhau, chúng được nối với nhau bằng các cầu nối. Mỗi

đơn vị cấu tạo bao gồm nhân vòng, mạch nhánh, chúng chứa nhiều nhóm định chức

khác nhau và mang tính axit.

Dragunop đã đưa ra sơ đồ cấu tạo phân tử axit humic (Hình 1.3)

Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo phân tử axit humic

Như vậy quá trình hình thành mùn có 3 bước cơ bản như sau:

Bước 1: từ protit, gluxit, linhin, tanin... (trong xác hữu cơ, hoặc là sản phẩm

tổng hợp của vi sinh vật) phân giải thành các sản phẩm trung gian.

Bước 2: tác động giữa các hợp chất trung gian để tạo thành những liên kết

hợp chất, đó là những hợp chất phức tạp.

Bước 3: trùng hợp các liên kết trên tạo thành các phân tử mùn

1.1.6. Các biện pháp cải thiện chất và lượng của chất hữu cơ trong đất và trong

các loại sử dụng đất

Chất hữu cơ trong đất đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì độ phì

nhiêu của đất và vì thế có thể làm tăng cường mức độ sản xuất nông nghiệp. Thêm

vào đó, nó là một nguồn dinh dưỡng cho cây trồng, làm cải thiện các đặc tính lý hóa

và sinh học của đất. Sự cải thiện này đối với đất tạo nên kết quả: (i) cây trồng trở

nên chống chịu tốt hơn đối với khô hạn, sâu bệnh và tính độc; (ii) giúp sự hấp thu

dinh dưỡng của cây trồng; (iii) tự chủ được chu trình dinh dưỡng hữu hiệu bởi sự

19

hoạt động mạnh mẽ của vi sinh vật. Những yếu tố đó có vai trò làm giảm rủi ro thu

hoạch, nâng cao thu nhập, giảm chi phí phân bón vô cơ cho nông dân (Misra R.V.,

Roy R.N and Hiraoka H., 2003).

Kết hợp cung cấp phân hữu cơ với phân vô cơ được xem là biện pháp kỹ

thuật có hiệu quả trong việc duy trì độ phì nhiêu của đất, ổn định năng suất cây

trồng, gia tăng hoạt động của vi sinh vật, đồng thời cải thiện tính chất vật lý, góp

phần quan trọng trong phát triển nông nghiệp bền vững (Giller và cs, 1997). Bón

phân khoáng vừa tăng sinh trưởng cây trồng vừa tăng độ che phủ, hạn chế xói mòn,

thoái hóa đất, đó là biện pháp “hữu cơ hoá các chất vô cơ” để cải tạo độ phì nhiêu

đất. Nghiên cứu dài hạn về ảnh hưởng của việc bón phân xanh (nguồn phụ phẩm

nông nghịêp tại chỗ) trên đất phiến thạch sét tại Brazil sau 17 năm đã chỉ ra rằng,

trong công thức luân canh: cây phân xanh-ngô-đậu xanh-ngô với sử dụng tối đa

nguồn hữu cơ từ thân lá ngô và cây họ đậu đã làm tăng hàm lượng các bon trong

tầng đất mặt (0-17,5 cm) 24% và đạm tổng số tăng 15% và hàm lượng kali dễ tiêu

cũng tăng 5% so với đối chứng với công thức đối chứng độc canh hai vụ ngô

(Diekow và cs, 2005).

Đánh giá ảnh hưởng của biện pháp kỹ thuật đến hàm lượng các chất dinh

dưỡng trong đất, kết quả nghiên cứu sau 3 năm cho thấy rằng khi vùi phế phụ phẩm

với lượng 5 tấn/ha đã làm cho hàm lượng cacbon hữu cơ (OC) trong đất thay đổi từ

5,2 g/kg đến 5,5 g/kg đất. Hàm lượng lân dễ tiêu cũng có chiều hướng thay đổi tích

cực từ 33,45 kg/ha đến 38,79 kg/ha và hàm lượng kali dễ tiêu trong đất cũng thay

đổi từ 154,90 kg/ha đến 158,83 kg/ha (Gangwar và cs, 2005) .

Ở trong nước cũng có nhiều công trình nghiên cứu đáng chú ý về việc bón

phân cải tạo đất. Độ chua của đất cũng được thay đổi dưới ảnh hưởng của việc bón

phân, bón vôi 500kg/ha trong 3 năm liên tục tăng pH đất từ 0,1 lên 0,5 đơn vị, trung

bình là 0,2 đơn vị. Bón phân và vôi ngoài việc tác động đến độ chua của đất còn ảnh

hưởng tới thành phần các chất dinh dưỡng trong đất. Sau 2 năm bón phân liên tục

trên một nền đất đã có ảnh hưởng đến chất hữu cơ và hàm lượng đạm tổng số trong

đất. Hàm lượng hữu cơ tổng số tăng lên cùng với việc tăng lượng phân NPK bón

20

vào hàng năm. Mặt khác độ dễ tiêu của lân và kali trong đất cũng thay đổi theo do

ảnh hưởng của phân bón. Khi tăng mức đầu tư phân bón NPK hàng năm thì hàm

lượng lân và kali dễ tiêu cũng tăng lên (Nguyễn Công Vinh và cs, 1998).

Nghiên cứu về vai trò của chất hữu cơ trong hấp thụ dinh dưỡng của đất đồi

mới khai hoang phục hoá nhận thấy chất hữu cơ đóng góp to lớn trong CEC của đất,

khi chất hữu cơ giảm thì CEC của đất cũng giảm rõ rệt, sau khai hoang trồng cây

ngắn ngày bình quân 25% xuống 16%.( Nguyễn Tử Siêm, 1990).

Theo Bhogal A. và cs (2001), xác nhận rằng bón bổ sung phân hữu cơ trong

thời gian từ 7 - 23 năm đã làm thay đổi tính chất vật lý đất như: độ xốp, dung trọng,

kết cấu đất, khả năng giữ nước và cung cấp dinh dưỡng, làm tăng năng suất cây

trồng, tăng hiệu quả kinh tế, giảm lượng đất mất do xói mòn và lắng cặn chảy tràn.

Phạm Tiến Hoàng (2003), cho rằng, nếu không bón kết hợp phân hữu cơ

với phân khoáng thì cho dù lượng phân khoáng có đủ cao cũng không cho năng

suất bằng bón kết hợp phân khoáng với phân hữu cơ. Theo Ngô Ngọc Hưng và cs

(2004), thông thường sử dụng phân hữu cơ nhằm mục đích cung cấp dưỡng chất,

làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất, bón phân hữu cơ không những góp

phần làm gia tăng độ phì của đất mà còn ảnh hưởng đến độ hữu dụng của lân trong

đất. Ngoài việc cải tạo tình trạng dinh dưỡng của đất, phân hữu cơ còn làm tăng

lượng chất hữu cơ và mùn trong đất mà phân hóa học không có được.

Theo Anthony và cs (2003), cho thấy khi bón rơm rạ vào đất làm tăng hàm

lượng các chất dinh dưỡng, cân bằng các bon (OC) 348 kgC/ha lớn hơn so với

không bón gốc rạ là 322 kgC/ha. Đối với đạm khi bón rơm rạ cũng làm tăng hàm

lượng đạm trong đất, cân bằng đạm là 60 kgN/ha cao hơn so với không bón là 51

kgN/ha. Đối với lân và kali trong đất đã cho cân bằng dương khi sử dụng nguồn phế

phụ phẩm P: 23,1 kgP2O5/ha và K là 11,7 kgK2O/ha, trong khi đó không bón phế

phụ phẩm thì cân bằng của P là 19,2 kg P2O5/ha và K là -33,5 kg K2O/ha.

Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và khả năng thay thế phân hoá học, Giller

và cs (1998), đã chỉ ra rằng: sử dụng phân chuồng với mức 12 tấn/ ha kết hợp với

80 kg N cho năng suất tương đương với mức 120 kg N. Ngoài ra các tính chất vật lý

21

và hoá học đất cũng được thay đổi đáng kể sau 3 năm thí nghiệm liên tục hàm lượng

hữu cơ tăng 0,072% so với đối chứng, hàm lượng lân tăng 0,15 mg/kg và kali dễ

tiêu cũng tăng đáng kể so với đối chứng. Nghiên cứu dài hạn về ảnh hưởng của việc

sử dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp (đã xử lý thành phân bón hữu cơ) trên đất

phiến thạch sét tại Brazil của Dieko (2005), sau 17 năm đã chỉ ra rằng, trong công

thức luân canh với sử dụng tối đa nguồn hữu cơ từ cây họ đậu trong đó có cây lạc

đã làm tăng hàm lượng cacbon trong tầng đất mặt (0 - 17,5 cm) 24% và đạm tổng số

tăng 15% và hàm lượng kali dễ tiêu cũng tăng 5% so với đối chứng với công thức

đối chứng độc canh hai vụ ngô.

Nguyễn Tử Siêm và cs (1999), đã cho rằng có mối tương quan rất chặt giữa

hàm lượng chất hữu cơ với hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất, cụ thể hệ số

tương quan (r) giữa hữu cơ và đạm trong đất là 0,86; giữa hữu cơ và lân dễ tiêu là

0,98 và giữa hữu cơ và kali trao đổi là 0,95. Các nguyên tố vi lượng như Ca và Mg,

hệ số tương quan là 0,86 và 0,79 và mối quan hệ giữa dung tích hấp thu (CEC) và

hữu cơ là 0,87.

Trần Thúc Sơn, (1999), nghiên cứu về quan hệ giữa hàm lượng hữu cơ và

đạm trong đất lúa đã chỉ ra rằng đạm tổng số trong đất lúa và hàm lượng hữu cơ có

tương quan rất chặt, tùy theo từng loại đất mà mối quan hệ giữa đạm và hàm lượng

hữu trong đất là khác nhau, đất phù sa sông Thái Bình có hệ số tương quan r = 0,72;

đất bạc màu r = 0,75 và đất cát biển r = 0,6p và tốc độ thấm của đất).

Trần Thị Thu Hà (2004), đã xác định trên đất phù sa nghèo dinh dưỡng ở

Thừa Thiên Huế bón 30 kg N/ha cho năng suất lạc cao nhất và cao hơn từ 8,4 đến

11,4% so với lượng bón 40 và 50 kg N/ha .

Lê Thanh Bồn (1997), Trần Thị Thu Hà (2006) xác định trên đất cát biển Thừa

Thiên Huế, bón 40 kg N/ha làm tăng năng suất so với đối chứng không bón 10,18% .

Lê Văn Quang và cs (2006), nghiên cứu về liều lượng phân chuồng cho lạc

thấy rằng đối với giống lạc Sen Lai trồng trên đất cát tỉnh Hà Tĩnh bón phối hợp

lượng phân bón 15 tấn phân chuồng, 30 N, 90 P2O5, 60 K2O cho 1 ha vừa tăng khả

năng sinh trưởng và năng suất (đạt 24,23 tạ/ha) lại vừa cho hiệu suất phân bón cao

nhất (64,4 kg lạc vỏ/1 tấn phân chuồng).

22

Nghiên cứu của Hoàng Văn Tám và cs (2014), trên đất xám vùng Đông Nam

Bộ cho thấy bón phân hữu cơ ngoài cải thiện một số chỉ tiêu độ phì nhiêu của đất

xám (nâng cao hàm lượng hữu cơ trong đất và sức chứa ẩm đồng ruộng), dung tích

hấp thu của đất đã tăng từ 6,33 cmol/kg ở công thức không bón phân hữu cơ lên

6,86 cmol/kg ở công thức bón phân hữu cơ 7 tấn/ha.

Nghiên cứu của Lê Hồng Lịch và cs (2005), cho thấy bón hữu cơ cho cà phê

đã làm tăng dung tích hấp thu của đất bazan so với trước thí nghiệm, cụ thể khi bón

với lượng 5 kg/gốc và 10 kg/gốc, sau năm thứ nhất dung tích hấp thu của đất tương

ứng với hai mức bón là 20,3 cmolc/kg và 21,0 cmolc/kg đất, sau hai năm bón phân

hữu cơ liên tục, dung tích hấp thu của đất được cải thiện, tương ứng 20,9 cmolc/kg

đất và 22,3 cmolc/kg đất, trong khi đó ở công thức đối chứng dung tích hấp thu có

chiều hướng giảm từ 19,6 cmolc/kgđất ở năm thứ nhất xuống còn 18,5 cmolc/kgđất

ở năm thứ hai.

Theo kết quả nghiên cứu hiệu lực của lân trên đất cát biển của Nguyễn Thị

Dần (1991), cho rằng đất cát biển có hàm lượng hữu cơ 0,6 - 1,0%; đạm tổng số

0,03 - 0,09%; hàm lượng kali tổng số thấp (0,75%); hàm lượng lân, kali dễ tiêu: 3 -

5 mgP2O5/100g và 6 - 7 mg K2O,/100g, có độ chua trung bình, khả năng hấp thu

kém dễ bị rửa trôi thì hiệu suất 1 kg P2O5 (dạng supe photphat) ở mức bón 60

P2O5 cho trung bình 4,5 - 5,0 kg lạc vỏ. Hiệu lực 1 kg P2O5 đầu tư là 3,0 - 4,5 kg

lạc vỏ, cá biệt đạt 7 - 8 kg lạc vỏ. Để đạt hiệu quả kinh tế cao thì nên đầu tư ở mức

60 kg P2O5/ha và để đạt năng suất cao nên đầu tư ở mức 90 kg P2O5/ha.

Nghiên cứu của Hồ Huy Cường và cs (2016), sử dụng các loại phân hữu cơ

để thí nghiệm trên đất cát ở huyện Phù Cát tỉnh Bình Định là phân chuồng và các

loại phân hữu cơ khoáng Trùn Lửa, Voi Thái và Đầu Bò No5. Kết quả thí nghiệm

cho thấy, bón các loại phân hữu cơ đã làm tăng năng suất giống lạc LDH.01 từ 27,3

- 32,8%, năng suất và hiệu quả kinh tế của công thức bón 500 kg phân hữu cơ

khoáng Trùn Lửa/ha hoặc 500 kg phân hữu cơ khoáng Đầu Bò No5/ha đạt tương

đương so với công thức bón 5 tấn phân chuồng/ha.

23

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thu Hà và cs (2016), trên đất cát biển đã sử

dụng 20 kg chế phẩm VSV/ha cho cây lạc trên đất cát biển tại Nghệ An và Bình

Định làm cho hàm lượng P2O5 dễ tiêu tăng 1,6 - 4,4 mg/100g đất, có sự cải thiện về

hàm lượng K2O dễ tiêu, và độ ẩm đất; mật độ VSV hữu ích trong đất tăng 10 lần,

năng suất thực thu tăng 17,1 -17,3%, lợi nhuận tăng 21,4 - 27,8% (tương đương 7,4

- 13,6 triệu đồng/ha) so với đối chứng và hiệu suất sử dụng chế phẩm VSV đạt 24,5

- 32,0 kg lạc/kg chế phẩm.

Nghiên cứu của Hoàng Văn Tám và cs (2013), cho thấy bón phân hữu cơ vi

sinh cho cây lạc trên đất xám Trảng Bàng, Tây Ninh với liều lượng từ 500 - 2000

kg/ha/vụ có bổ sung phân khoáng cho bằng công thức đối chứng (60 kg N + 60 kg

P2O5 + 90 kg K2O/ha) đã cho năng suất trung bình 2 vụ tăng 0,34 - 0,94 tấn/ha/vụ,

tương đương 15,69 - 34,31% so với đối chứng; lượng phân đạm tiết kiệm được 5 -

20 kg N/ha/vụ tương đương 8,3 - 33,3% tổng lượng N; phân lân tiết kiệm được 15 -

60 kg P2O5/ha/vụ tương đương 25 - 100% tổng lượng lân và lượng phân kali tiết

kiệm được 5 - 20 kg K2O/ha/vụ tương đương 5,5 - 22,2% tổng lượng kali.

Sử dụng các biện pháp che tủ khác nhau để giảm thiểu cường độ bốc thoát

hơi nước của đất canh tác. Bên cạnh đó, việc tăng chỉ số về dung lượng các cation

trao đổi (CEC) trên đất cát bằng các loại phân hữu cơ, các khoáng chất...để nâng

cao khả năng giữ nước và giữ phân cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất.

Về ảnh hưởng của loại vật liệu phủ đất trong sản xuất lạc, theo nghiên cứu

của A.Ramakrishna và cs (2006), thực hiện nghiên cứu trong vụ xuân ở miền

Bắc Việt Nam và theo nghiên cứu dài hạn (từ năm 1992 đến năm 1999) của P.K.

Ghosh và cs trong vụ hè ở Ấn Độ có đánh giá chung khi so sánh giữa che phủ

bằng vật liệu ni lông chuyên dụng và rơm là: cả hai loại vật liệu cơ bản đều có

ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng, phát triển của lạc, hạn chế cỏ dại và hiệu quả

kinh tế như nhau. Tuy nhiên, áp dụng phủ đất bằng rơm vừa tiện lợi và thân thiện

với môi trường hơn ni lông, vừa cung cấp một phần đáng kể dinh dưỡng cho đất.

Theo Nguyễn Thị Chinh và cs (2001), việc che phủ ni lông cho giống lạc

L02 trong vụ xuân năng suất tăng 43%, trong vụ thu đông năng suất đã tăng lên

54,7% so với không che phủ.

24

Than sinh học không những cải thiện hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu mà còn tăng

cả khả năng giữ dinh dưỡng trong đất. Các sản phẩm hữu cơ thoái hóa như tro than hoặc

tro bay thì không có khả năng này. Điều này rất quan trọng với các loại đất bị phong hóa

hấp phụ ion kém. Nếu trộn một lượng lớn TSH từ cây gỗ cứng vào đất thì CEC có thể

tăng 50% so với đối chứng (Tryon, E. H. 1948, Mbagwu, J. S. C., Piccolo, A. 1997).

Lehmann và cs (2002), thì chỉ ra rằng sự rửa trôi NH4

+ trên đất + được TSH hấp phụ và lượng đạm được cây lúa hút khi bón kết hợp phân bón và TSH cũng có sự ảnh

Ferralsols khi bón nhiều TSH, điều đó cho thấy rằng NH4

+. Việc giảm tỷ lệ rửa trôi của phân N khoáng bổ sung

hưởng đến việc giữ NH4

trong đất cùng với TSH làm tăng hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng.

Theo nghiên cứu của Hoàng Minh Tâm và cs (2013), khi bón từ 5 - 10 tấn

TSH từ trấu kết hợp với 5 tấn phân chuồng trên đất cát làm tăng các chỉ tiêu sinh

trưởng, nốt sần và tăng năng suất quả vượt trội từ 17,15 - 45,97% và năng suất hạt từ

26,74 - 60,63% của cây lạc so với đối chứng không bón. TSH có thể gián tiếp ảnh

hưởng đến khả năng dễ tiêu của các chất dinh dưỡng bằng cách thay đổi độ pH

của đất (Hass, A., Gonzalez, J.M., Lima, I. M., Godwin, H. W., J. Halvorson, J.,

Boyer, D. G. (2012).

Theo nghiên cứu của Trần Viết Cường (2015), TSH cũng làm tăng các

cation Ca, Mg, K và Na trong đất, Ca tăng từ 2,2 đến 4,2 cmolc/kg, Mg tăng từ

0,3 đến 1,0 cmolc/kg, K tăng từ 2,5 đến 24,5 cmolc/kg và Na tăng từ 0,2 đến 0,9

cmolc/kg, tương ứng với 1%, 5% và 10% TSH bón vào đất. Các cation này góp

phần làm tăng pH của đất đồng thời cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng khi bổ

sung TSH vào đất. Ở trong đất, các chất khoáng và chất hữu cơ có ảnh hưởng

đến khả năng giữ nước của đất. Mặc dù đất có hàm lượng chất hữu cơ cao dẫn đến

khả năng giữ nước cao nhưng nó chỉ mang tính chất tạm thời trừ khi hàm lượng

chất hữu cơ luôn luôn được duy trì.

Sử dụng than sinh học không chỉ chất hữu cơ có khả năng cung cấp dinh

dưỡng, đặc biệt là K và Ca mà còn tăng CEC và sức hút giữ nước của đất. Kết quả

nghiên cứu của Kimetu và cs (2008) đã bón 6 tấn BC-C/ha, còn Steiner và cs

25

(2007), 2010 đã bón 11 tấn/ha, và có hiệu quả tốt. Than sinh học là chất hữu cơ có

tiềm năng hấp phụ cao và hoạt tính bề mặt lớn BC (Liang và cs, 2006) và chứa

nhiều dinh dưỡng khoáng (Nguyen và cs., 2008) đã báo cáo rằng sự giảm thấm lọc

dinh dưỡng khỏi đất Anthosol liên quan với hàm lượng than hoạt tính cao.

TSH cải thiện khả năng giữ nước và ổn định cấu trúc đất: TSH không những

làm thay đổi đặc tính hóa học đất mà còn ảnh hưởng tính chất lý học đất như khả

năng giữ nước của đất và hạt kết (Piccolo và cs 1996). Những tác dụng này có thể

nâng cao lượng nước dễ tiêu cho cây trồng và giảm xói mòn đất (Mbagwu và

Piccolo, 1997). Những đặc tính lý hóa học của các loại đất nghèo hữu cơ thường

được cải thiện bằng các hình thức canh tác gắn liền với việc sử dụng chất hữu cơ

như phân xanh, chất thải hữu cơ và các chất mùn từ than (Mbagwu và cs, 1991;

Piccolo và Mbagwu, 1990). Một nhược điểm rất lớn của việc sử dụng tàn dư hữu cơ

là phải bón một lượng rất lớn từ 50 đến 200 tấn ha–1 thì mới cải thiện được một

phần đặc tính của đất. Đáp ứng được lượng bón lớn như vậy là không thực tế

(Piccolo và cs, 1996). Trong khi đó Mbagwu and Piccolo (1997) cho thấy chỉ cần

bón một lượng nhỏ (1.5 tấn ha - 1) than giàu axít humic cũng làm tăng từ 20 đến

130% hạt kết ổn định, trong khi phải cần đến một lượng 50 - 200 tấn ha - 1 sản

phẩm hữu cơ chưa phân hủy để tăng đáng kể lượng hạt kết bền trong đất. Hơn nữa

chất thải hữu cơ lại có thể chứa rất nhiều chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ.

Phân hữu cơ vi sinh: là loại phân hỗn hợp của các nguyên liệu có nguồn gốc

hữu cơ và các vi sinh vật có lợi bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn được sử dụng để

làm phân bón. Việc bổ sung các loại vi sinh vật có khả năng phân huỷ xenlluloza

cao (Aspergillus, Trichoderma và Penicillium), cố định nitơ tự do (Azotobacter),

phân giải lân (Aspergillus, Penicillium, Pseudomonas, Bacillus) và các chủng vi

sinh vật đối kháng (Pseudomonas, Bacillus) với mật độ 106-108 cfu/g cùng các

nguyên tố dinh dưỡng như đạm dạng hữu cơ, lân dạng quặng photphorit (liều lượng

5%) đã làm tăng chất lượng của phân bón đáng kể.

Áp dụng các biện pháp thủy lợi: Ðất cát biển có độ phì nhiêu thấp để canh

tác được trên đất cát biển trước hết phải quan tâm đến vấn đề thủy lợi để giải quyết

yêu cầu nước tưới cho cây trồng. Xây dựng các đê phân thủy, đê chính, các hồ chứa

26

nước trên cát, kênh thoát lũ, tưới tiêu nhằm tạo độ ẩm cho đất cát mà bấy lâu nay

vốn không giữ được ẩm và nước.

1.2. Tổng quan về đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ, quá trình hình thành, phân

loại, tính chất và vai trò chất hữu cơ trong đất cát biển.

1.2.1. Ðiều kiện và quá trình hình thành đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và một

số tính chất đất

Ðất cát biển vùng Bắc Trung Bộ được phân bố chủ yếu ở ven biển các tỉnh

Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên -Huế. Ngoài ra còn một số

diện tích phân bố ở các cửa sông lớn hoặc trên những vùng đất được hình thành từ

nền đá mẹ sa thạch hay granit. Mỗi loại đất cát ven biển có đặc điểm, chất lượng

hữu cơ khác nhau phụ thuộc vào điều kiện, nguồn gốc hình thành của chúng.

+ Ðiều kiện hình thành: Do phạm vi phân bố của nhóm đất cát biển trải dài

khắp Bắc Trung Bộ cho nên các yếu tố hình thành đất ở đây như các điều kiện khí

hậu, thảm thực vật cũng có sự thay đổi nhất định theo từng vùng. Vùng Bắc Trung

Bộ có lượng mưa lớn tập trung vào các tháng 7, 8, 9. Lượng mưa trung bình trên

2000 mm/năm. Thực vật tự nhiên chủ yếu là các loại thực vật chịu hạn như: cây bắt

mồi, cây nắp ấm, sim, mua đất, cỏ gừng, cỏ dầy, dứa gai... Trên những vùng có điều

kiện tưới, nông dân có thể trồng được lúa và một số cây hoa màu như khoai lang,

lạc, thuốc lào, đậu đỗ, vừng, kê, ớt, năng suất tùy thuộc vào lượng nước mưa và

lượng nước tưới hàng năm.

+ Quá trình hình thành: Phan Liêu, (1986) cho rằng đất cát biển rất trẻ (từ kỷ

đệ tứ đến hiện đại). Ðất cát biển được hình thành từ hai quá trình chính đó là quá

trình hoạt động địa chất của biển, vận động nâng lên của thềm biển cũ (bằng chứng

là các bãi vỏ sò, ốc ở Diễn Châu, Nghệ An) và quá trình bồi tụ tạo lập đồng bằng

của hệ thống các con sông ngắn ở miền Trung. Do hệ thống sông miền Trung

thường ngắn do phần lớn được bắt nguồn từ phía Ðông của dãy Trường Sơn chảy

thẳng ra biển nên có độ dốc lớn, dòng chảy ở các con sông này rất mạnh do đó các

sản phẩm lắng đọng lại thường là những hạt vật liệu thô chủ yếu là các hạt cát có

kích thước khác nhau. Ngoài ra, về cấu tạo địa chất ở khu vực đầu nguồn phần lớn

27

có cấu tạo đá mẹ khó phong hóa như các loại đá granit, riolit, cát kết... nên chất liệu

của các sản phẩm phong hóa cũng thường rất thô.

Đất cát biển tại tỉnh Thanh Hóa: Diện tích 20.247 ha, chiếm 1,82% diện tích

tự nhiên, phân bố tập trung ở các huyện ven biển. Vùng đất cát ven biển có địa hình

lượn sóng chạy dọc bờ biển, độ cao trung bình 3 - 6 m. Đất có thành phần cơ giới

nhẹ, nghèo chất dinh dưỡng, khả năng giữ nước, giữ màu kém... nên năng suất cây

trồng thấp. Song đất có thành phần cơ giới nhẹ nên dễ canh tác, thích hợp cho nhiều

loại cây trồng như hoa màu, cây công nghiệp, cây ăn quả, trồng rừng ven biển... và

nuôi trồng thủy sản. Đây là vùng có nhiều tiềm năng để phát triển nông nghiệp (trồng

trọt, chăn nuôi gia cầm, nuôi trồng thủy sản). Tuy nhiên trong quá trình canh tác cần

tăng cường bón phân cho đất và áp dụng các biện pháp cải tạo đất (Nguồn: Theo số

liệu điều tra của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Thanh Hóa, 2015)

Đất cát biển tại tỉnh Nghệ An: Có diện tích 21.400 ha tập trung ở vùng ven

biển, đất có thành phần cơ giới thô, không có kết cấu, dung tích hấp thụ thấp. Đất

cồn cát và đụn cát có diện tích 5.647ha chiếm 18,3% diện tích vùng. Loại đất này

phân bố rộng khắp dọc ven biển của cả 5 huyện, thị và thành phố nhưng nhiều nhất

ở huyện Nghi Lộc. Phần lớn là những hạt cát rời rạc, chất lượng xấu, không có kết

cấu. Loại đất này chủ yếu là trồng phi lao phòng hộ biển. Các chất dinh dưỡng như

mùn, đạm, lân đều nghèo, kali tổng số cao nhưng kali trao đổi thấp. Sự đa dạng về

thổ nhưỡng và địa hình đồng thời kéo theo sự đa dạng về loại hình canh tác cây

trồng trên đất cát biển: rừng phi lao ven biển ở các bãi cát, cồn cát 704 ha; đồi rừng

và đồi trọc 5.074ha (có rừng 1.034ha); lúa 2 vụ 6.571 ha; cây màu và cây công

nghiệp 1.111 ha; vườn tạp 459 ha; khu dân cư và các công trình kết cấu hạ tầng

phúc lợi công cộng 5.283,1ha (Nguồn: Theo số liệu điều tra của Sở NN và PTNT

tỉnh Nghệ An, 2015)

Đất cát biển tại tỉnh Hà Tĩnh: Là một trong những nhóm đất chiếm diện tích

khá lớn trong tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh (36.237 ha). Tuy nhiên hiệu quả

sử dụng nhóm đất này là chưa cao, được phân bố tại các khu vực có độ dốc từ 0o độ

đến 3o, trên 3o loại đất này hiếm, tập trung tại 5 huyện ven biển: Thạch Hà, Nghi

28

Xuân, Can Lộc, Cẩm Xuyên và Kỳ Anh. Nhóm đất cát biển ở Hà Tĩnh có tuổi rất

trẻ là tuổi Đệ Tứ gắn liền với hoạt động kiến tạo và được hình thành do sự bồi lắng,

chủ yếu từ giải sản phẩm granit của giải Trường Sơn và núi Hồng Lĩnh với sự hoạt

động đặc thù của hệ thống ven biển. Tuy nhiên ở huyện Thạch Hà một số cồn cát

nằm sâu trong vị trí nội đồng lại được hình thành sớm và gắn liền với quá trình biển

tiến. Về cơ bản là cát trong đó cát mịn là thành phần chiếm ưu thế nhất (71-94%).

limon và sét chiếm dưới 30 % phân lớp rõ có nơi còn lẫn vỏ sò, hến… đất thường

phản ứng chua đến ít chua pHKCl <5.0 ở tất cả các tầng đất. Hàm lượng chất hữu cơ

ở các tầng đất nghèo (0,59-1.25 %) càng xuống tầng dưới càng giảm, đạm tổng số ở

lớp đất mặt trung bình càng xuống sâu càng giảm. Thích hợp cho trồng các cây

công nghiệp ngắn ngày như lạc, đậu, bông, các cây rau cây màu, cây ăn quả, trồng

cây gỗ như phi lao, bạch đàn tại các cồn cát ven biển…Còn tại những vùng chủ

động nước phát triển cây lúa. (Nguồn: Theo số liệu điều tra của Sở NN&PTNT tỉnh

Hà Tĩnh, 2015)

Đất cát biển tại tỉnh Quảng Bình: Đất cát Quảng Bình có diện tích 37.243

ha, chiếm 4,63% diện tích tự nhiên, được hình thành ven biển do quá trình bồi đắp

từ sản phẩm thô (Granit) của dải Trường Sơn Bắc với sự hoạt động của quá trình bờ

biển và các hệ thống sông. Chúng được tạo thành các dải rộng, hẹp, cao, thấp khác

nhau, phân bố ở các xã ven biển từ xã Quảng Đông (huyện Quảng Trạch) dến xã

Ngư Thuỷ, Sen Thuỷ (huyện Lệ Thuỷ). Đất cát Quảng Bình có 2 đơn vị đất:

+ Cồn cát trắng vàng Cc (Lucvic Arenosols ART): Diện tích 27.659 ha

chiếm 3,44% diện tích tự nhiên, chiếm 81,98% diện tích đất cát, phân bố ở các xã

ven biển thuộc các huyện Quảng Trạch, Bố Trạch, Đồng Hới, Quảng Ninh, Lệ

Thuỷ. Đất cồn cát trắng vàng có phản ứng chua pHkcl : 4,5 - 4,8. Hàm lượng mùn

và đạm ở các tầng đều rất nghèo (0,25 - 0,3%; 0,05 - 0,06%). Lân, Kali tổng số và

dễ tiêu đều rất thấp, tổng lượng Cation kiềm trao đổi đều rất nghèo <1 meq/100g

đất, dung tích hấp thụ CEC rất thấp <3 meq/100g đất. Thành phần cơ giới rất nhẹ, tỷ

lệ cấp hạt cát ở các tầng rất cao đều trên 95%, tỷ lệ cấp hạt thịt nhỏ hơn 5%, cấp hạt

sét gần như không có.

29

+ Đất cát có diện tích ít hơn được chia làm các loại:

 Đất cát biển trung bình, ít chua: Có diện tích 9.319 ha, chiếm 1,16%

diện tích tự nhiên toàn tỉnh, chiếm 23,0% diện tích đất cát. Phân bố ở các huyện

Quảng Trạch, Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thuỷ.

 Đất cát biển trung tính ít chua glây nông C-gl. Diện tích 1.856 ha,

chiếm 0,23% diện tích đất tự nhiên, chiếm 4,98% diện tích đất cát.

 Đất cát biển trung tính ít chua glây sâu: C-g2 Diện tích 2075 ha

chiếm 0,26% diện tích đất tự nhiên, chiếm 5,57% diện tích đất cát.

 Đất cát biển chua Cd. Diện tích 265 ha, chiếm 0,03% diện tích đất tự

nhiên, chiếm 0,71% diện tích đất cát. (Nguồn: Theo số liệu điều tra của Sở

NN&PTNT tỉnh Quảng Bình, 2014)

Đất cát biển tại tỉnh Quảng Trị: Phân bố sâu vào trong đất liền, hình thành

giải rộng khá bằng phẳng bởi sự bồi lắng của sông và biển, kéo dài dọc theo quốc lộ

1A thuộc phạm vi các huyện Gio Linh,, Triệu Phong, Hải Lăng, Cam Lộ. Các bãi

bằng thường có hạt thô, phân lớp rõ, bề mặt có màu trắng hoặc xám trắng. Diện tích

8.874 ha, chiếm 1,87% diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Đất cát biển có phản ứng chua

(pHKCl: 4,56). Hàm lượng mùn và đạm tổng số tầng mặt nghè, các tầng dưới rất

nghèo. Hàm lượng lân tổng số thấp 0,043%, kali tổng số nghèo 0,18%; lân và kali

dễ tiêu đều rất nghèo (2,2 và 2,6 mg/100g đất). Tổng lượng cation kiềm trao đổi

thấp 1,6 cmolc/kg. Thành phần cơ giới cát thô. Đất cát biển tuy nghèo dinh dưỡng

và có thành phần cơ giới nhẹ nhưng vẫn có khả năng canh tác trổng lúa, màu cho

năng suất (nguồn: Theo số liệu điều tra của Sở NN&PTNT tỉnh Quảng Trị, 2014)

Đất cát biển tỉnh Thừa Thiên- Huế: Có diện tích 19.604 ha, chiếm 3,9% tổng

diện tích tự nhiên của tỉnh, phân bố không thành dải dài tiên tục, có ở tất cả các

huyện ven biển của tỉnh, gồm: Quảng Điền, Hương Thủy (nay là Thị xã Hương

Thủy), Hương Trà, Phú Vang, Phong Điền, Phú Lộc.

Hình thái phẫu diện đã có sự phân hóa khá rõ, lớp đất mặt thường trắng hơi

xám hoặc xám sáng, có nơi hơi vàng; các tầng dưới thường chặt, khả năng tích lũy

oxyt sắt lớn nên màu sắc thường vàng hoặc vàng nhạt. Thành phần cơ giới cát đến

30

cát rời - cát pha, nghèo mùn và các chất dinh dưỡng, nhưng so với loại cồn cát trắng

vàng thì tỷ lệ cấp hạt sét cao hơn, kết cấu đất tốt hơn, hàm lượng mùn cao hơn, nên

khả năng giữ nước, giữ phân tốt hơn nhiều. Đây là loại đất có độ phì tự nhiên thấp,

nhưng có lợi thế về thành phần cơ giới nhẹ, mực nước ngầm nông, lại thích hợp với

nhiều loại cây trồng như: cây công nghiệp ngắn ngày, cây ăn quả, rau màu, dưa, cà,

cây gia vị... nếu chọn được canh tác cây trồng thích hợp, chú ý vấn đề thủy lợi, đầu

tư thêm phân hữu cơ và các loại phân bón khác, thì có thể thu được hiệu quả kinh tế

cao khi sản xuất trên loại đất này. (ttps://www.thuathienhue.gov.vn/vi-vn/Thong-tin-

du-dia-chi)

1.2.2. Phân bố các loại đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

* Ðất cát biển điển hình (C): tên theo FAO-UNESCO: Haplic Arenosols

(ARh) được phân bố chủ yếu dọc ven bờ biển Bắc Trung bộ từ Thanh Hóa đến Hà

Tĩnh có những giồng cát là dấu vết của quá trình biển lùi. Ðất cát biển có độ phì

nhiêu khá hơn loại trên, tùy theo địa hình và khả năng tưới có thể trồng lúa, các loại

hoa màu như ngô, khoai, đậu, lạc, mía và một số cây lâu năm khác...

Ðiều kiện và quá trình hình thành: đất cát biển được hình thành do sự bồi

lắng phù sa biển kết hợp với những cồn cát thấp, thoải nằm ở ven biển tạo thành

những dải đất khá bằng phẳng nằm ở ven biển. Thực vật tự nhiên thường gặp là

những loại cây có khả năng chịu hạn tốt như dứa dại, xương rồng... Các loại cây

trồng chính được trồng ở đây là các loại cây màu và các cây công nghiệp ngắn

ngày và cả lúa.

Theo Đặng Văn Thuyết (2005) cho thấy, dựa vào điều kiện hình thành, đặc

trưng hình thái và kết quả phân tích tính chất của đất, trên vùng cát ven biển Bắc

Trung Bộ có 11 loại đất chính:

1. Cát trắng vàng di động sát biển: Đất có màu trắng hơi vàng, 96 – 99% là

cát, chỉ có 2 - 2,5% limon và 1 – 2% sét, 0,63% chất hữu cơ và 0,02% đạm tổng số,

có phản ứng gần trung tính (pH = 6,8). Loại này có lợi thế về độ phì so với các đất

cát khác, do vậy tuy chưa có thực vật định cư ngoài lác đác vài đám rau muống biển

nhưng nếu được trồng thì phi lao mọc tốt.

31

2. Cát trắng di động ở vùng giữa: Đất màu trắng hơi vàng không có cây che

phủ với 98% là cát, không có hạt sét nên độ rời rạc cao, khả năng giữ nước kém, pH

=4,8-5,0 mùn < 0,06%, đạm < 0,002%. P2O5 và K2O dễ tiêu, Ca2+, Mg2+ trao đổi

đều giảm so với loại cát di động mới hình thành sát biển. Do vậy đất này không chỉ

luôn ở tình trạng bất ổn định nhất mà còn có độ phì kém nhất.

3. Cát vàng cồn cố định: Đất màu vàng, lớp phủ thực vật là trảng cây bụi che

phủ tới 60-70%, có thành phần cát 86-87%, limon 2-6% và đặc biệt là sét tăng cao

7-11%. Đất hơi chua (pH = 4,0-4,6) nhưng mùn và đạm đều thấp, riêng P2O5 và

K2O dễ tiêu, Ca2+, Mg2+ trao đổi cao hơn các loại đất khác.

4. Cát trắng xám cồn cố định: Đất có màu hơi xám, được cố định nhờ cỏ, cây

bụi chịu hạn và phi lao trồng. Thành phần chính là cát 96-98% và 1,5 – 2,0% limon,

đất chua (pH = 3,8-4,2), mùn và đạm khá hơn đất cồn cát vàng, Ca2+, Mg2+ trao đổi,

P2O5 và K2O dễ tiêu đều thấp. Đất này tuy đã cố định nhưng độ phì vẫn kém.

5. Cát vàng bãi cố định: Đất có màu vàng giống đất cồn cát vàng, địa hình

khá bằng phẳng, rộng và cao nên không bị ngập và có mực nước ngầm ở sâu. Cũng

có đủ 3 thành phần cát 93 – 94%, limon 4 – 6% và riêng hạt sét tăng theo chiều sâu

từ 0,8 đến 5,6%, có lớp phủ cỏ quăn, một số nơi có trảng truông cây bụi. Đất hơi

chua (pH = 4,1-4,4), mùn 0,3-0,6% và đạm đều khá hơn (0,02-0,04%). Ca2+, Mg2+

trao đổi, P2O5 và K2O dễ tiêu rất thấp. Nhờ khả năng dính kết của cát tăng nên khó

bị di động do gió và nước. Nếu giải quyết được chế độ nước và đầu tư thâm canh sẽ

nâng cao khả năng sử dụng của đất.

6. Cát trắng xám, bãi cố định: Đất có màu trắng xám, bằng phẳng, rộng và

cao nên mực nước ngầm sâu. Có rừng phi lao chồi xen cỏ quăn và lác đác cây bụi

chịu hạn đôi nơi trồng dưa hấu, lạc, vừng,… Có khoảng 90-95% cát và gần 5%

limon và sét, đất vẫn hơi chua (pH = 4,0-4,4) và mùn còn khá như bãi cát vàng nh-

ưng đạm, P2O5, K2O tổng số thấp hơn. P2O5, K2O dễ tiêu thì cao hơn trong khi độ

chua thuỷ phân thấp hẳn so với loại trên. Hạn chế chính của loại đất này là thiếu nư-

ớc, nhất là mùa khô.

32

7. Cát xám trắng, bãi cố định: Đất có màu trắng xám được hình thành do sự

tích đọng và bồi tụ cát ở nơi thấp. Thành phần cơ giới chủ yếu là cát (98%) và một

ít limon (1,5 – 2%), đất hơi chua (pH=4,3 – 4,9) mùn, đạm, P2O5, K2O, khả năng

hấp phụ đều có hàm lượng đáng kể trừ Ca2+, Mg2+. Hơn nữa, có chế độ nước bán

ngập và mực nước ngầm nông nên thuận lợi cho canh tác nông nghiệp.

8. Cát xám trắng, chua, bãi cố định: Màu đất xám đen trên nền cát mới được

bồi tụ do cát bị lấn lấp ở nơi thấp do gió và nước mang lại. Cũng có hơn 98% là cát

và 1,4-1,6% limon, đất thường chua, có nơi ít chua (pH = 4,5-5,1), mùn, đạm, P2O5,

K2O tuy không cao nhưng thuộc loại khá, dung tích hấp thụ cao ở tầng mặt (3,6

cmolc/kg). Lợi thế chính của đất này là luôn ẩm có nơi bị ngập nên có thể làm bãi

chăn thả hoặc cải tạo để canh tác nông nghiệp. Một số nơi đã trồng phi lao nhưng

không lên líp nên cây thường bị chết do ngập nước.

9. Cát trắng xám ít chua, bãi cố định: Đất có màu xám trắng hình thành trên

nền cát mới ở các bãi cát thấp của hệ thống các suối trước khi chảy ra biển bị bồi

lấp do nước đưa cát trở lại biển. Mùa mưa chỉ bị ngập tạm thời, mùa khô vẫn có n-

ước rỉ ngầm nên luôn ẩm và thường được lên luống trồng khoai lang. Đất vẫn có

95-97% cát, 3,0-4,0% limon và sét, ít chua hơn (pH= 5,0-5,2), mùn, đạm, P2O5,

K2O cũng khá, Ca2+, Mg2+khá nhất (0,2-0,6 cmolc/kg) và độ chua thuỷ phân thấp

nên thuận cho trồng cây nông nghiệp hơn.

10. Bãi cát trắng xám, thấp bán ngập, gần trung tính: Đất gần trung tính, pH

= 6,5-6,8, mùn chiếm khá cao 0,4%, P2O5 = 0,4 mg/100g, K2O = 1,8 mg/100g, dạng

này dùng để trồng khoai lang, đỗ, lạc hoặc các loại rau màu 1 vụ.

11. Bãi cát trắng xám, ngập nước quanh năm, ít chua đến trung tính: Đất

thuộc loại ít chua đến trung tính, pH = 5,5-7,0; mùn chiếm khá cao 0,5%, P2O5 = 0,5

mg/100g, K2O = 1,8 mg/100g. Loại đất này còn để hoang hoá nhiều, một số là các

bàu – nơi dự trữ nước ngọt

33

1.2.3. Nguy cơ thoái hoá hữu cơ trong đất cát biển và vai trò hữu cơ trên đất cát

biển vùng Bắc Trung Bộ

1.2.3.1. Nguy cơ thoái hoá hữu cơ trong đất cát biển

Trên quan điểm sinh thái học và môi trường, đất là một vật thể sống và tuân

theo quy luật: Phát sinh > phát triển > già cỗi > thoái hóa, đặc biệt sự thoái hóa có

thể xảy ra ngay trong giai đoạn phát sinh hay chuyển hóa đất, các nguyên nhân thoái

hóa đất rất đa dạng, phức tạp và gắn liền với các điều kiện phát sinh đất.

Vùng đồng bằng ven biển thoái hoá đất do các quá trinh cát bay, cát chảy,

mặn hoá, phèn hoá, ngày càng gia tăng. Thoái đất và sạt lở bờ biển vùng Bắc Trung

bộ là hệ quả tương tác phức tạp giữa các quá trình tự nhiên và hoạt động kinh tế-xã

hội phản ánh quy luật địa đới và phi địa đới thuộc vùng nhiệt đới gió mùa. Đặc

điểm nổi trội là quá trình tương tác lục địa và đại dương, sông và biển. Thoái hoá

đất vừa là sản phẩm phát sinh nội sinh như sự già hoá, leterit hoá ở vùng đồi núi hay

mặn hoá, phèn hoá, sạt lở do triều cường, biển dâng ở đồng ven biển... Đồng thời

vừa là hậu quả khai thác của con người. Bởi vậy để hiểu bản chất của thoái hoá đất

và dự báo thoái hoá cần nghiên cứu trên quan điểm tổng hợp địa lý.

Các quá trình thoái hoá chất hữu cơ trong đất cát biển được biểu hiện:

- Quá trình cát bay, cát nhảy phổ biến ở vùng duyên hải nơi có các cồn cát

và hứng chịu gió biển, gió núi. Có nơi cát bay lấp đất canh tác tiến vào sát chân núi.

Vào mùa mưa cộng với triều cường làm chảy cát tạo thành các dòng cát chảy. Cát

bay và cát chảy đang là dấu hiệu xuất hiện sa mạc hoá cục bộ ở nhiều nơi.

- Quá trình hình thành kết von và đá ong hoá. Quá trình tích tụ Secquioxyt

(R2O3) trong đất là qui luật phổ biến trong đất nhiệt đới khu vực. Nguyên nhân tầng

đá ong trở thành mặt chắn địa hoá ngăn nguồn cung cấp vật chất đỏ bazan của khu

vực cũng xuất hiện khá nhiều kết von - đá ong laterit.

- Quá trình mặn hoá, phèn hoá diễn ra theo qui luật triều dâng và nước biển

ngấm ở vùng đất ven biển tình trạng mặn hoá, phèn hoá ngày càng gia tăng cùng

với sự xuất hiện các quá trình sạt lở bờ biển.

34

1.2.3.2. Vai trò chất hữu cơ trong đất cát biển

Về mặt số lượng chất hữu cơ, chỉ tiêu cơ bản nhất để đánh giá là tỷ lệ % OC (các

bon hữu cơ tổng số) hoặc tỷ lệ % OM (chất hữu cơ tổng số = OC x 1,72) so với đất khô

kiệt. Giá trị các chỉ tiêu này càng cao thì đất càng tốt. W. Siderius , 1992 đã đánh giá

hàm lượng chất hữu cơ trong đất (phân tích theo Walkley-Black) theo tiêu chuẩn sau:

Bảng 1.5.Thang đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trong đất

Phân cấp OC (%) OM (%)

Rất giàu > 3,50 > 6,0

Giàu 2,51 - 3,50 4,3 - 6,0

Trung bình 1,26 - 2,51 2,2 - 4,3

Nghèo 0,60 - 1,26 1,0 - 2,2

Rất nghèo < 0,60 < 1,0

Nguồn: W. Siderius, 1992

+ Tỷ lệ C/N cũng là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng chất hữu cơ đất.

Tỷ số này càng thấp chất lượng càng tốt, nó chứng tỏ xác hữu cơ được phân giải

mạnh, giải phóng nhiều đạm là nguyên tố mà vi sinh vật hấp thụ để tổng hợp các

hợp chất chứa đạm và là nguyên tố cần thiết cho dinh dưỡng của cây trồng. Tỷ lệ

C/N trong đất dao động trong khoảng 8 - 20.

+ Tỷ lệ , tỷ lệ này càng cao chất lượng mùn càng tốt.

+ Chất hữu cơ và mùn trong đất là dấu hiệu cơ bản phân biệt đất với đá mẹ.

Sự tích luỹ của chất hữu cơ và mùn trong đất gắn liền với sự phát sinh đất.

+ Sự tích luỹ chất hữu cơ và mùn tập trung ở tầng đất mặt là dấu hiệu hình

thái quan trọng biểu thị độ phì nhiêu của đất.

+ Với lý tính đất: Chất hữu cơ và mùn có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu

đất, các keo mùn gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững, từ

đó ảnh hưởng đến toàn bộ lý tính đất như chế độ nước (tính thấm và giữ nước tốt

hơn), chế độ khí, chế độ nhiệt (sự hấp thu nhiệt và giữ nhiệt tốt hơn), các tính chất

vật lý phổ biến của đất, việc làm đất cũng dễ dàng hơn

35

+ Với hoá tính đất: Chất hữu cơ xúc tiến các phản ứng hoá học, cải thiện điều

kiện oxy hoá, gắn liền với sự di động và kết tủa của các nguyên tố vô cơ trong đất.

Nhờ có nhóm định chức các hợp chất mùn nói riêng, chất hữu cơ nói chung làm

tăng khả năng hấp phụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời làm tăng

tính đệm của đất.

+ Chất hữu cơ đất (kể cả các chất mùn và ngoài mùn) đều chứa một lượng

khá lớn các nguyên tố dinh dưỡng: N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố vi lượng,

trong đó đặc biệt là N. Những nguyên tố này được giữ một thời gian dài trong các

hợp chất hữu cơ, vì vậy chất hữu cơ đất vừa cung cấp thức ăn thường xuyên vừa là

kho dự trữ dinh dưỡng lâu dài của cây trồng cũng như vi sinh vật đất.

+ Chất hữu cơ còn là nguồn lớn cung cấp CO2 cho thực vật quang hợp.

+ Chất hữu cơ đất chứa một số chất có hoạt tính sinh học (chất sinh trưởng tự

nhiên, men, vitamin...) kích thích sự phát sinh và phát triển của bộ rễ, làm nâng cao

tính thẩm thấu của màng tế bào, huy động dinh dưỡng...

+ Chất hữu cơ đất có tác dụng duy trì bảo vệ đất:

 Chất hữu cơ chứa các hợp chất kháng sinh cho thực vật chống lại sự phát

sinh sâu bệnh và là môi trường rất tốt làm tăng hoạt tính của hầu hết vi sinh vật đất.

 Tăng cường sự phân giải của vi sinh vật hoặc xúc tác cho sự phân giải

các thuốc bảo vệ thực vật trong đất.

 Cố định các chất gây ô nhiễm trong đất, làm giảm mức độ dễ tiêu của

các chất độc cho thực vật.

Hàm lượng hữu cơ và mùn biến động rất lớn giữa các loại đất, nhìn chung:

+ Tỷ lệ giữa các bon của axit humic và các bon của axit fulvic trong hầu hết

các loại đất đều < 1, nghĩa là lượng axit fulvic cao hơn hẳn lượng axit humic.

Nguyên nhân của đặc điểm này có thể do trong điều kiện nhiệt độ, ẩm độ cao, hàm

lượng bazơ thấp đã hạn chế việc tạo thành axit humic.

+ Nhiều nghiên cứu cũng thấy rằng các axit humic của đất Việt Nam hầu hết

thuộc nhóm axit humic di động và rất gần với axit fulvic vì nhân thơm của chúng

thể hiện kém, đó cũng là đặc điểm chung của đất nhiệt đới (Fritland, 1973). Theo

36

chiều sâu phẫu diện đất, càng xuống sâu, đất càng chứa ít bazơ hơn, nên axit humic

hình thành càng ít.

Chất hữu cơ trong tầng đất mặt là một phần quan trọng của việc mất đất.

Trung bình trên toàn cầu lượng đất mất do xói mòn có thể thay đổi từ 150-1.500

triệu tấn/năm (Nguyễn Tử Siêm, 2001). Bón phân hữu cơ cho đất (phân chuồng,

phân rác, phân bắc, nước giải, phân gia cầm, bùn ao, các loại phân chế biến khác).

Bón phân hữu cơ, đặc biệt là phân chuồng không những tăng chất lượng hữu cơ cho

đất, nguồn thức ăn đầy đủ các chất, mà còn cung cấp cho đất một lượng vi sinh vật

phong phú.

Trồng cây phân xanh (bèo dâu, điền thanh, các loại muồng, các loại đậu,

lạc..). Ở vùng đất cát, trong hệ thống luân canh để tăng cường chất hữu cơ cho đất

có thể trồng các loại cây cho nhiều chất xanh như lạc, khoai, khi thu hoạch để thân

lại đồng ruộng, hoặc gặt lúa xong ở những ruộng dầm nên cầy vùi rạ.

Bón vôi, đặc biệt bón vôi kết hợp với bón phân hữu cơ là biện pháp tạo mùn

ở dạng humat Ca hoặc fulvat Ca ít tan tránh được rửa trôi, đồng thời điều hòa phản

ứng đất tạo điều kiện cho vi sinh vật đất hoạt động mạnh.

Vì vậy việc nghiên cứu các biện pháp để nâng cao mùn trong đất cát biển cả

về số lượng lẫn chất lượng, bảo vệ chất hữu cơ đất là rất cần thiết, nhất là trong điều

kiện đất cát biển nghèo chất hữu cơ và mùn dễ bị khoáng hoá và rửa trôi khỏi đất.

1.3. Các loại sử dụng đất chính trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và ảnh hưởng của chúng đến tính chất đất cát biển.

1.3.1. Các loại sử dụng đất chính trên đất cát biển

Ở vùng duyên hải Bắc Trung Bộ có 4 nhóm đất cát biển gồm: cồn cát trắng,

cồn cát vàng, đất cát biển và đất cát biển glây (theo Phan Liêu,1986). Theo khảo sát

Viện QH&TKNN, 2002 nhóm đất cát biển có diện tích lớn nhất là 106.148 ha phân

bố ở 6 tỉnh thuộc vùng (bảng 1.6)

Các loại sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ ở đây rất đa dạng : Các cồn

cát trắng, thường trồng cây lâm nghiệp. Đất dành cho nông nghiệp, gồm đất trồng

màu, đất trồng cây lưu niên, vùng đất thấp có điều kiện nước tưới thì trồng lúa.

37

Bảng 1.6. Diện tích các loại đất cát biển theo tỉnh và toàn vùng (ĐVT: 1000 ha)

TT Loại đất Thanh Hoá Nghệ An Hà Tĩnh Quảng Bình Quảng Trị

Toàn vùng Tỷ lệ 1000 ha % 36,3 74,7 9,3 19,1 - 1,2 - 1,99 - 12,34 27,6 - Thừa Thiên Huế 25,4 - 21,7 3,6

3 106,1 51,7 19,6 26,43 25,68 5,6 19,8 8,9

- -

5,7 205,7 2,7 100 - 20,8 28,42 38,02 3,8 37,1 1,5 46,8 32,3 34,5 1 Cồn cát trắng 2 Cồn cát vàng Đất cát biển điển hình 4 Đất cát Glây Cộng

Nguồn: Viện QH & TKNN, 2002

Theo kết quả điều tra khảo sát của Viện QH&TKNN, 2002 cho thấy: 63% đất

cát được sử dụng cho mục đích nông lâm ngư nghiệp. Trong đó đất cát chiếm 58% diện tích sử dụng so với tổng diện tích đất cát sử dụng cho mục đích nông nghiệp.

Đây cũng là loại đất được người dân địa phương sử dụng hiệu quả so với loại các loại

đất cát khác trong nhóm (bảng 1.7)

Bảng 1.7. Tình hình sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

ĐVT: ha

TT Loại sử dụng

Loại đất Đất cát biển Tổng cộng Đất cát glây

Tổng diện tích Sử dụng cho NL nghiệp

2 vụ lúa 2 vụ lúa + 1 vụ màu 1 vụ lúa + 1 vụ màu 1 vụ lúa

Rau màu và cây CNNN

Sử dụng cho mục đích khác

I 1.1 Sử dụng cho nông nghiệp 1.1.1 Lúa 1.1.2 Cây ngắn ngày khác 1.1.3 Cây dài ngày 1.2 Nuôi trồng thủy sản 1.3 Sử dụng cho lâm nghiệp II III Đất chưa sử dụng Cồn cát trắng 74.725 32.334 5.193 1.196 993 203 2.157 2.157 1.840 154 26.987 8.021 34.370 Cồn cát vàng 19.102 106.148 5.723 205.698 15.712 76.375 5.547 129.968 68.183 5.547 79.906 54.075 5.547 60.818 19.123 19.123 12.802 12.802 21.243 20.250 2.853 750 1.900 14.122 11.802 14.122 11.802 4.966 2.036 441 287 49.621 7.905 33.955 23.238 41.775 6.535 983 163 163 820 14.729 2.696 694 % so với tổng diện tích 100 62,9 38,7 29,4 11,6 6,2 10,3 1,4 6,8 6,8 2,4 0,2 24,0 16,4 20,7

Nguồn: Viện QH & TKNN, 2002

38

Các công thức luân canh những loại cây trồng chính ở vùng đất cát biển được thể hiện ở bảng 1.8. Kết quả cho thấy đất cát ven biển điển hình ở vùng Bắc Trung

Bộ hiện có 54.170 ha đất canh tác chuyên trồng hoa màu cây trồng cạn, đất trồng

chuyên 2 vụ lúa có 18.170 ha. (Nguyễn Văn Linh, 2011)

Bảng 1.8. Hệ thống luân canh cây trồng trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ

TT Hệ thống luân canh Cơ cấu (%)

Loại sử dụng đất Chuyên lúa

Chuyên màu

Lúa xuân – lúa mùa Lạc xuân - vừng – khoai lang đông Lạc xuân - đậu tương – ngô Lạc xuân – dưa các loại Ngô xuân – ngô hè thu Đậu tương xuân – dưa các loại Các loại rau theo mùa vụ

1 2 3 4 5 6 7 Diện tích (ha) 18.170 26.120 4.570 10.280 7.150 2.300 3.750 72.340 Chuyên rau

25,1 36,1 6,3 14,2 9,9 3,2 5,2 100 Nguồn: Nguyễn Văn Linh, 2011 Tổng cộng

Vùng đất cát biển điển hình Bắc Trung Bộ có diện tích gieo trồng là 182.870

ha, trong đó có 48.120 ha là trồng lạc chiếm 26,3% tiếp theo là diện tích trồng lúa

36.340 ha chiếm 19,9%, diện tích trồng khoai lang đông 26.120 ha, diện tích vừng

26.120 ha chiếm 14,2%, diện tích trồng rau 15.000 ha chiếm 8,2% diện tích gieo

trồng (bảng 1.9)

Bảng 1.9. Cơ cấu cây trồng trong đất cát biển dưới 1 số loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ

TT Loại sử dụng đất Kiểu sử dụng đất Diện tích gieo trồng (ha)

Chuyên lúa

Chuyên màu

Lúa Lạc Khoai lang đông Vừng Ngô Dưa các loại Đậu tương Rau các loại

Cơ cấu (%) 19,9 26,3 14,2 14,2 6,4 6,8 3,7 8,2 100 36.340 48.120 26.120 26.120 11.720 12.580 6.870 15.000 182.870 1 2 3 4 5 6 7 8 Chuyên rau Tổng cộng

Nguồn: Nguyễn Văn Linh, 2011

39

Các giống cây trồng phổ biến trong vùng hiện nay là:

- Lúa: các giống có năng suất cao, chống chịu tốt, phẩm chất khá như các

giống lúa lai (Nhị ưu 725, Dưu 725, Kinh Sở Ưu 1588, Thiên ưu 998, Thiên ưu 128,

Khải phong, Quy 1,…), lúa thuần ( Khang dân, Xi23, XM12, MTL61, CN2, HT1,

LT2, nếp IR352, Nếp 97, 87 và vật tư NA1).

- Lạc: Lạc sen Nghệ An, lạc sen lai, L02, L08, L14 lạc sẻ, lạc dù, lạc giấy,

V79, L23, TB 25, trạm dầu, sán dầu

Về thời vụ:

- Vụ Đông Xuân: Bắt đầu gieo trồng từ cuối tháng 11 đến tháng 12, thu

hoạch vào tháng 4 – 5 (tuỳ từng loại cây trồng, từng giống và từng tiểu vùng). Do

yếu tố thời tiết chi phối nên vụ này có diện tích gieo trồng lớn nhất so với các vụ

khác, cây trồng phổ biến là lúa, ngô, khoai, lạc, đậu tương, rau các loại, đậu đỗ…

- Vụ hè thu thường được bắt đầu từ tháng 5 thu hoạch vào tháng 9 (với lúa

thường thu hoạch vào đầu tháng 9). Đây cũng là vụ chính trong vùng có diện tích

gieo trồng các loại cây như lúa, ngô, khoai lang, đậu tương, vừng, đậu đỗ, rau các

loại, dưa và lạc (diện tích lạc vụ này thường ít, chủ yếu trồng để làm giống). Với lúa

trong vụ hè thu thường dùng các giống ngắn ngày (có thời gian sinh trưởng từ 90 –

100 ngày ). Năng suất các loại cây trồng trong vụ hè thu thường khá cao do năng

lượng bức xạ lớn, nắng nhiều, bố trí vụ hè thu đã tận dụng được các lợi thế của

vùng và né tránh được các điều kiện bất lợi của thời tiết như bão, lũ, úng lụt.

Vụ mùa thường bắt đầu gieo trồng vào tháng 6 thu hoạch vào tháng 10 và 11

đây là vụ có diện tích lúa gieo trồng khá với các cây trồng chính là lúa và rau mầu

khác như ngô, khoai lang, đậu đỗ, rau các loại.

Vụ Đông thường được gieo trồng từ tháng 9, tháng 11, 12 thu hoạch từ tháng

12 đến tháng 2 năm sau. Vụ đông thường phát triển mạnh ở Thanh Hoá, Nghệ An

với các cây trồng chính gồm ngô, khoai lang, khoai tây, rau các loại đây là vụ cho

năng suất khá ít sâu bệnh.

40

1.3.2. Ảnh hưởng của các loại sử dụng đất đến tính chất đất/ hữu cơ trong đất cát biển.

Chế độ canh tác khác nhau cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến cải thiện tính chất

lý, hóa học đất của đất cát biển. Bón phân hữu cơ, TSH không những làm tăng năng

suất cây trồng, mà còn cải thiện rõ rệt tính chất đất, đặc biệt là các loại đất có thành

phần cơ giới nhẹ như đất cát, đất xám bạc mầu (Hoàng Thị Minh, 2005; Trần Thị

Tâm, 2003).

Nghiên cứu của Nguyễn Văn Toàn (2004), cho thấy, canh tác lúa nước trên

đất cát biển có xu hướng ổn định và duy trì độ phì nhiêu đất hơn là canh tác chuyên

màu. Kết quả phân tích 30 mẫu đất của 02 loại hình sử dụng đất (canh tác lúa nước

và cây trồng cạn) ở bảng 1.10, chỉ ra rằng hàm lượng hữu cơ, đạm tổng số, lân tổng

số và lân dễ tiêu, canxi, dung tích hấp thu và tỷ lệ sét trong đất cát biển canh tác lúa

nước đều vượt trội hơn canh tác cây trồng cạn. Sự gia tăng độ phì tự nhiên của đất

cát biển canh tác lúa nước phản ánh mức độ thâm canh cao của canh tác lúa, lượng

phân bón gồm cả phân hữu cơ và vô cơ bón cho lúa cao hơn các cây trồng cạn khác

ở vùng nghiên cứu

Bảng 1.10: Ảnh hưởng của loại hình sử dụng đất đến một số tính chất vật lý và

hóa học của đất cát biển

Loại hình sử dụng đất cát Chỉ tiêu Canh tác lúa nước

pH KCl Hữu cơ (%) Tổng số (%) - N - P2O5 - K2O

Dễ tiêu (mg/ 100 g đất):

- P2O5 - K2O

Cation tr.đổi (cmolc/kg đất):

- Ca++ - Mg++

CEC (cmolc/kg đất) : Tỷ lệ sét (%) 4,5 1,5 0,09 0,05 0,6 5,7 7,0 2,3 0,5 7,0 10,0

Canh tác cây trồng cạn 4,9 0,7 0,05 0,02 0,5 5,0 4,0 1,9 0,5 4,5 8,0 Nguồn: Nguyễn Văn Toàn, 2004

41

Khi nghiên cứu một số đặc tính lý, hóa học của 265 mẫu đất cát biển tỉnh

Thừa Thiên Huế, Hoàng Thị Thái Hòa và cs (2007), Lê Thanh Bồn (1998) cho thấy:

Đất có tỷ lệ sét rất thấp (trung bình chỉ khoảng 3,8 %), tất cả các mẫu đất đều chua

(pH KCl trung bình là 4,28), N tổng số nghèo (0,05 % N), nghèo mùn và đặc biệt là

dung tích hấp thu rất thấp, CEC < 2 cmolc/kg, do vậy khả năng dự trữ các cation

trao đổi trong đất rất thấp. Đất trồng lạc có hàm lượng sắt, nhôm trao đổi và dung

tích hấp phụ thấp hơn đất lúa.

Cũng liên quan đến nghiên cứu về dung tích hấp thu và mối liên hệ với một

số tính chất hóa lý học của đất cát, Bùi Thị Phương Loan và Phạm Quang Hà (2005)

cho rằng đất cát biển có CEC tương đối thấp (khoảng 9,0 cmolc/kg), nhưng chất

lượng CEC khá tốt với sự đóng góp của các cation dinh dưỡng như Ca2+, Mg2+ vào

thành phần của CEC với tỷ lệ tương ứng là 24,89% và 3,44%. Mặc dù có hàm

lượng OC và sét rất thấp (0,52%OC và 11,6% sét), thấp hơn nhiều so với đất đỏ

vàng trên phiến thạch sét (2,01%OC và 53,9% sét), nhưng CEC trong đất cát lại cao

hơn so với đất đỏ vàng trên phiến thạch sét (CEC khoảng 7,39 cmolc/kg). Điều này

chỉ có thể giải thích căn cứ vào thành phần khoáng sét. Trong đất cát biển thành

phần khoáng sét chủ yếu là hydromica và halluazit, trong khi thành phần khoáng sét

chủ yếu trong đất đỏ vàng trên phiến thạnh sét là kaolilit. Tuy nhiên, nghiên cứu của

Hoàng Thái Ninh và cs (2007) cho rằng thành phần khoáng chiếm ưu thế trong đất

cát biển chủ yếu là kaolilit và illit, chính vì vậy nên đất cát biển có độ mầu mỡ rất

kém và dung tích hấp thu thấp (0,39 - 2,01 cmolc/kg).

Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Minh Hiếu và cs (2011) khi nghiên cứu về

đất cát biển (vùng trồng lạc) tại Quảng Bình cho thấy: Đất có độ phì tự nhiên thấp,

đa số các yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng phát triển của cây lạc đều

thuộc loại rất nghèo đến nghèo; kali và phốt pho là hai yếu tố dinh dưỡng hàng đầu

hạn chế năng suất lạc. Đặc biệt, cây hoa màu, cây công nghiệp ngắn ngày sẽ phát

triển tốt trên đất cát biển nếu có đủ nước tưới và được đầu tư phân bón cân đối.

Theo các tác giả Phạm Quang Hà và cs (2005); Hoàng Thị Thái Hòa và cs

(2010); Viện TNNH, 2001; Trần Thị Tâm và cs (2003), đã sử dụng phụ phẩm cây

42

trồng nông nghiệp bón cho cây trồng trên đất cát biển đem lại hiệu quả kinh tế cao

và tăng được hàm lượng mùn ở trong đất.

1.4. Cơ sở khoa học, kinh nghiệm quốc tế và trong nước về ứng dụng mô hình để

đánh giá hàm lượng các bon trong đất và tính tổng lượng phát thải KNK

Hiện nay, trên thế giới đã đưa ra một số phương pháp để ước tính lượng tổng

lượng các bon và KNK phát thải từ canh tác lúa nước. Trong đó, phương pháp

truyền thống được áp dụng ở nhiều quốc gia đặc biệt là các nước đang phát triển là

áp dụng phương pháp của IPCC với hệ số phát thải được đưa ra cho từng lĩnh vực.

Tuy nhiên, hệ số phát thải cho mỗi vùng, mỗi quốc gia là không giống nhau, mỗi

quốc gia cần tìm ra hệ số phát thải riêng cho từng lĩnh vực của chính quốc gia đó.

Một phương pháp khác đã được đưa ra trong nhiều năm trở lại đây bởi các nhà khoa

học trên thế giới là áp dụng các mô hình tính toán phát thải khí nhà kính kết hợp với

viễn thám để đo đạc, thẩm định và kiểm tra lượng KNK phát thải phục vụ cho nhu

cầu kiểm kê khí nhà kính của quốc gia.

Trong thời gian gần đây, nhiều công cụ tính toán KNK, cân bằng các bon đã

được phát triển và áp dụng ở các lĩnh vực khác nhau như năng lượng, công nghiệp,

giao thông vận tải, nông - lâm nghiệp, để phục vụ đánh giá, phân tích và hoạch định

chính sách. Các công cụ tính toán KNK bao gồm các công cụ định lượng dựa trên

phần mềm website, excel, hoặc phần mềm tự động khác. Mỗi công cụ có phạm vi

áp dụng khác nhau, có thể đánh giá các khía cạnh khác nhau về kinh tế - xã hội

(KT-XH) và môi trường. Hầu hết các công cụ tính toán KNK được phát triển tại

nhiều quốc gia như Ôxtrâylia, Niu-Di-Lân, Anh, Canađa, Pháp. Các tổ chức phi

chính phủ cũng đã phát triển một số công cụ tính toán KNK để nâng cao nhận thức

về biến đổi khí hậu (BĐKH) và thúc đẩy các hoạt động thân thiện với môi trường.

Hầu hết các công cụ tính toán KNK đều có trên website và có thể dễ dàng truy cập,

tải về để sử dụng. Các bản mô tả và hướng dẫn sử dụng, cùng một số trường hợp

nghiên cứu áp dụng công cụ tính toán KNK cũng có thể dễ dàng tìm thấy trên

website của công cụ. Cách tiếp cận cũng khác nhau với mục tiêu cụ thể và tổng

quát, phạm vi tính toán và cấp độ đánh giá khác nhau, phù hợp với từng quy mô địa

lý. Một số mô hình được áp dụng như sau:

43

1.4.1.Mô hình tính toán phát thải mê tan (MEM)

Mô hình MEM (Methane Emission Model) (Cao, Dent, & Heal, 1995) phát

triển để tính toán khí mê tan phát thải từ hệ thống canh tác lúa nước đã được áp

dụng ở Trung Quốc và một số quốc gia trên thế giới.

Các dữ liệu đầu vào của MEM bao gồm: Các chất hữu cơ trong đất, tỷ lệ

quang hợp, diện tích lá lúa, số giờ nắng, nhiệt độ và pH của đất. Nhìn chung đây là

mô hình tính toán phát thải khí mê tan đơn giản, có độ chính xác không cao.

1.4.2. Mô hình phát thải khí mê tan từ hệ thống canh tác lúa (MERES)

Mô hình MERES (Methane Emissions from Rice Eco-Systems) (Arah &

Kirk, 2000) là mô hình mô phỏng mô tả động lực của phát thải khí mê tan từ ruộng

lúa được tưới tiêu và phát triển thuật toán dựa trên trên mô hình mô phỏng cây trồng

CERES-Rice. Mô hình được liên kết với một tiểu mô hình tính toán phát thải nồng

độ của khí mê tan và oxy trong đất ngập nước dựa trên cơ sở hoạt động của các vi

khuẩn sinh mê tan (methanogen) và được tính toán bằng cách sử dụng các chất hữu

cơ trong đất hiện có (SOM) từ (i) tỷ lệ phân huỷ của SOM bao gồm tàn dư cây trồng

trước đó và bất kỳ bổ sung của chất hữu cơ, (ii) tiết ra từ rễ (sửa đổi từ bản gốc mô

hình CERES-Rice sử dụng dữ liệu trong phòng thí nghiệm gần đây), và (iii) sự phân

2-), được chuyển thành

hủy của rễ chết trong thời vụ hiện tại. Một phần khác được xác định dựa trên sự tập

-, Mn3

+, Fe3+, SO4

trung của các chất oxy hóa trong nước (NO3

carbon dioxide do vi khuẩn methanogens. Dữ liệu đầu vào của mô hình MERES

được sử dụng với các dữ liệu không gian về khí hậu, đất đai, biện pháp quản lý cây

trồng, và diện tích trồng lúa để ước tính tổng các phát thải khí mê tan ở cấp quốc gia

và khu vực.

1.4.3. Mô hình tính toán cân bằng các bon (EX-ACT)

Mô hình EX-ACT (The EX-Ante Carbon-balance Tool) : Đây là mô hình được

xây dựng bởi FAO cung cấp các ước tính về phát thải khí nhà kính của ngành nông

nghiệp và lâm nghiệp thông qua tính toán cân bằng cácbon. Mô hình EX-ACT giúp

các nhà thiết kế dự án đánh giá và lựa chọn cho các hoạt động dự án với lợi ích về

kinh tế và giảm nhẹ biến đổi khí hậu. Công cụ này chỉ đánh giá chung trên 1 khu

44

vực, không chi tiết hóa cho từng mùa vụ và từng giai đoạn

(www.fao.org/tc/exact/carbon-balance-tool-EX-ACT)

Để chạy phần EX-ACT cần các dữ liệu đầu vào như sau:

+ Miêu tả chung về dự án (gồm vị trí địa lí, đặc điểm đất đai khí hậu của vùng

nghiên cứu, thời gian thực hiện dự án).

+ Tình hình thay đổi sử dụng đất

+ Các thông tin về cây trồng và quản lý cây trồng

+ Các hoạt động đồng cỏ và chăn nuôi

+ Các thông tin về thoái hoá đất

+ Các thông tin đầu vào khác (phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, năng lượng

tiêu thụ).

1.4.4. Mô hình sinh địa hóa trong đất (DNDC)

Mô hình DNDC (Denitrification - Decomposition: phân hủy cacbon - đề nitrat

hóa) là mô hình sinh địa hóa trong đất, cho phép dự báo lượng các bon được giữ lại

trong đất, hàm lượng đạm bị mất và sự phát thải một số khí nhà kính như CO2, CH4 từ

các hệ sinh thái nông nghiệp (ISEOP, 2009). Mô hình được xây dựng với các thông số

đầu vào gồm các thông số về tính chất lý hóa của đất, thông số về điều kiện khí hậu

như nhiệt - ẩm, thông số về cây trồng như lịch gieo trồng, thu hoạch, phương thức

chăm bón… Mô hình này được xây dựng trên nhiều phương trình sinh địa hóa thực

nghiệm trong các điều kiện môi trường khác nhau như yếm khí, kỵ khí…

( http://www.dndc.sr.unh.edu)

Cấu trúc của mô hình gồm: hợp phần thứ nhất về khí hậu, đất, cây trồng và

mô hình con về phân hủy dùng để đánh giá nhiệt độ, độ ẩm, thế oxy hóa khử của đất

và biến trình của các yếu tố trong phẫu diện, năng suất cây trồng, ước lượng hàm

lượng cacbon đưa vào đất từ các cây trồng. Các thông số này chịu sự tác động của

đặc trưng khí hậu, đất, cây trồng và hoạt động của con người. Hợp phần thứ hai

gồm mô hình con về nitrat hóa, khử nitrat và mô hình con về oxy hóa khử nhằm ước

lượng sự phát thải các khí CO2, CH4, NH3, NO, N2O, N2 từ các hệ canh tác nông

45

nghiệp. Mô hình DNDC nhằm mô phỏng lại mối quan hệ giữa các chu trình sinh địa

hóa cacbon, nitơ và các yếu tố sinh thái.

Sinh trưởng cây trồng đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh C,

N trong đất và chế độ nước, hơn nữa có thể ảnh hưởng đến một loạt các quá trình

sinh hóa hoặc địa hóa học xảy ra trong đất. Một mô hình con được xây dựng trong

DNDC để mô phỏng sự phát triển của cây trồng. Một nhóm các thông số cây trồng

có thể được cung cấp hoặc thay đổi bởi người sử dụng để xác định cây trồng của

mình. Các thông số cây trồng bao gồm năng suất tiềm năng, sinh khối phân bố ở

từng bộ phận rễ, thân lá, tỷ lệ các bon/ ni tơ (C/N), nhiệt độ từng ngày, nhu cầu

nước, và dinh dưỡng đạm. Sự tăng trưởng cây trồng được mô phỏng bởi quá trình

tích ôn, quang hợp, sự hấp thu đạm và nước theo từng bước thời gian hàng ngày.

Nhu cầu N được tính toán dựa trên sự tăng trưởng của cây trồng tối ưu hóa hàng

ngày và tỷ lệ C/N. Lượng đạm hấp thu thực tế của cây trồng có thể bị giới hạn bởi N

hoặc nguồn nước có sẵn trong suốt vụ mùa.

Các nghiên cứu ứng dụng mô hình DNDC đánh giá ảnh hưởng của thay đổi

sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu cơ trong đất. Mô hình DNDC đã

được nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng

đất nông nghiệp đến SOC như Li và cs (2012); Smith và cs (2013); Qin, X., H.

Wang và cs (2013); Liu và cs (2006); Tang và cs (2010); Zhang và cs (2009); Shi và

cs (2010); Xu và cs, (2011). Các nghiên cứu trên đã đánh giá sự thay đổi lượng

SOC theo không gian, thời gian ở các vùng đất canh tác. Sau những nghiên cứu

trên, các nghiên cứu áp dụng mô hình DNDC ở quy mô vùng tập chung vào các

nghiên cứu chuyên sâu hơn cho đất trồng lúa ở Trung Quốc. Ở các nghiên cứu này,

lượng SOC được tính toán dựa trên đơn vị cơ sở là đơn vị hành chính. Kết quả là

tổng khối lượng SOC cho đơn vị hành chính đó, không phải cho từng đơn vị canh

tác. Thêm vào đó, mô hình DNDC để dự báo hàm lượng cacbon trong đất cũng như

đánh giá mức độ thay đổi lượng cacbon trong đất khi thay đổi sử dụng đất ở tỉnh

Quzhou, Trung Quốc. Các tác giả trên cũng kết luận mô hình DNDC mang lại kết

46

quả có thể chấp nhận được khi được áp dụng ở quy mô tỉnh. Ưu điểm của mô hình

DNDC là cho phép tính toán định lượng hàm lượng cacbon trong đất ở quy mô vùng.

Tiếp sau đó, các tác giả Trung Quốc tiếp tục kiểm chứng khả năng áp dụng

mô hình DNDC để đánh giá động lực SOC trong các vùng nông nghiệp của Trung

Quốc. Họ đã sử dụng mô hình DNDC để ước lượng lượng SOC ở 5 hệ canh tác:

ngô, lúa mì – ngô, khoai tây, lúa – lúa, lúa mì – lúa. Họ cũng khẳng định rằng mô

hình DNDC phù hợp cho nghiên cứu động lực SOC ở các vùng nông nghiệp Trung

Quốc. Kết luật này cũng phù hợp với kết luận của các nhà nghiên cứu Trung Quốc

trình bày ở trên. Áp dụng mô hình DNDC ở các vùng nông nghiệp nhiệt đới đang

ngày càng được quan tâm. Năm 2011, Syeda đã đánh giá khả năng áp dụng mô hình

DNDC cho nghiên cứu sự biến đổi SOC ở Bangladesh. Kết quả đã khẳng định mô

hình DNDC phù hợp cho nghiên cứu SOC ở vùng nông nghiệp nhiệt đới.

Theo Nguyễn Thanh Tuấn và cs (2014), các bon hữu cơ trong đất (SOC) có

vai trò rất quan trọng trong duy trì độ phì và mức độ ổn định của đất trong các hệ

sinh thái nông nghiệp. Mô hình DNDC đã được kiểm chứng và áp dụng để ước

lượng lượng SOC trong các hệ canh tác ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong khi đó

vẫn chưa được áp dụng ở Việt Nam. Áp dụng mô hình DNDC để ước lượng lượng

SOC ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị cho

thấy mô hình DNDC phù hợp cho ước lượng SOC ở các hệ canh tác: (1) Lạc, (2)

Lạc - Khoai lang, (3) Ngô - đậu, (4) Lúa - lúa, (5) Sắn. Hệ số tương quan giữa kết

quả đo đạc và ước lượng là 0.91, chỉ số mức độ phù hợp xấp xỉ 0.95, sai số bình

phương trung bình (RMSE) là 0,045. Ngoài ra, kết quả cũng chỉ ra rằng mức độ

nhạy cảm của các yếu tố đầu vào của mô hình đối với kết quả đầu ra là khác nhau ở

mỗi hệ canh tác. Lượng SOC ban đầu, thành phần cơ giới đất, mức độ cày bừa ảnh

hưởng lớn nhất đến kết quả đầu ra, tiếp sau đó là các yếu tố hàm lượng sét trong đất,

bón phân hữu cơ... và tiếp đến là lượng phế phẩm để lại đồng ruộng, nhiệt độ

Biến động sử dụng đất có ảnh hưởng quan trọng đối với sự phát thải khí nhà

kính vào khí quyển và lượng SOC. Theo Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu,

từ năm 1850 đến 1998, khoảng (136 ± 55) x 109 tấn CO2 đã phát thải vào trong khí

47

quyển do thay đổi sử dụng đất và hoạt động canh tác, trong đó (78 ± 12) x 109 tấn

CO2 phát thải trên do sự suy giảm SOC. Những ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất

nông nghiệp như sự thay đổi diện tích đất nông nghiệp theo không gian, theo thời

gian và phương thức canh tác đều tác động đến lượng cacbon trong đất. Để đảm bảo

được nền nông nghiệp bền vững cần thiết phải có các biện pháp quản lý hợp lý

không những duy trì và nâng cao năng suất cây trồng mà còn phải duy trì và nâng

cao lượng cacbon trong đất. Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng đất trong nông

nghiệp đến lượng cacbon trong đất là một trong hướng được nhiều nước quan tâm.

Tuy nhiên, vấn đề trên ở nước ta vẫn còn bỏ ngỏ.

Toàn bộ mô hình được điều khiển bởi bốn yếu tố sinh thái chính, cụ thể là

khí hậu, đất đai, thực vật, và quản lý. Yếu tố quan trọng cho một mô phỏng thành công

để có được dữ liệu đầu vào đầy đủ và chính xác về bốn quá trình điều khiển chính này.

Trình tự mô phỏng phát thải KNK được thể hiện qua hình sau đây:

Hình 1.4. Mô hình sinh địa hóa trong đất (DNDC) (nguồn: hướng dẫn sử dụng mô hình DNDC:Version 9.5)

Lý do chọn mô hình tính toán phát thải DNDC:

+ Mô hình tính toán phát thải dựa vào sự tổng hợp của quá trình sinh địa hóa trong hệ sinh thái nông nghiệp và có tính đến các yếu tố khí tượng, đất đai và quản lý canh tác cho từng loại cây trồng trong tính toán phát thải. + Mô hình DNDC dự báo được hàm lượng các bon trong đất cũng như đánh giá mức độ thay đổi lượng các bon trong đất khi thay đổi sử dụng đất. Ưu điểm của mô hình DNDC là cho phép tính toán định lượng hàm lượng các bon trong đất ở quy mô vùng + Tính toán phát thải được cho quy mô nhỏ (thửa ruộng, vùng, quốc gia).

48

+ Mô hình DNDC có thể tính toán sự phát thải theo ngày, theo từng giai đoạn sinh trưởng của lúa và hiệu chỉnh được theo từng đợt đo nên số liệu tính toán

phát thải có độ chính xác cao

+ Đồng thời, mô hình DNDC có giao diện dễ sử dụng, các thông số đầu vào

dễ xác định.

1.4.5. Dự báo biến đổi khí hậu vùng Bắc Trung Bộ theo kịch bản BĐKH

(MONRE, 2016) 1.4.5.1. Kịch bản biến đổi khí hậu đối với nhiệt độ trung bình

Bảng 1.11. Biến đổi của nhiệt độ trung bình năm (oC) so với thời kỳ cơ sở vùng Bắc Trung Bộ (Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình

với cận dưới 10% và cận trên 90%)

TT Tỉnh, thành phố

1

Thanh Hóa

2

Nghệ An

3

Hà Tĩnh

4

Quảng Bình

5

Quảng Trị

6 Thừa Thiên - Huế

TB BTB

2016-2035 0,7 (0,3÷1,1) 0,7 (0,3÷1,1) 0,6 (0,3÷1,0) 0,6 (0,3÷1,1) 0,6 (0,4÷1,2) 0,7 (0,4÷1,1) 0,65 (0,3÷1,2)

Kịch bản RCP4.5 2046-2065 1,6 (1,1÷2,3) 1,6 (1,1÷2,2) 1,5 (1,0÷2,1) 1,5 (1,0÷2,1) 1,4 (1,0÷2,0) 1,4 (0,9÷2,0) 1,5 (1,0÷2,3)

2080-2099 2,2 (1,6÷3,2) 2,2 (1,5÷3,1) 2,0 (1,4÷2,9) 2,0 (1,5÷2,8) 1,9 (1,3÷2,8) 1,9 (1,3÷2,7) 2,05 (1,3÷2,8)

2016-2035 1,0 (0,6÷1,5) 1,0 (0,6÷1,5) 0,9 (0,6÷1,3) 0,9 (0,6÷1,2) 0,9 (0,6÷1,2) 0,8 (0,6÷1,2) 0,9 (0,6÷1,5)

Kịch bản RCP8.5 2046-2065 2,1 (1,4÷3,2) 2,0 (1,4÷3,1) 1,9 (1,3÷2,8) 1,9 (1,3÷2,8) 1,9 (1,3÷2,7) 1,9 (1,3÷2,6) 2,0 (1,3÷3.2)

2080-2099 3,7 (2,9÷5,2) 3,7 (2,9÷5,2) 3,5 (2,8÷4,8) 3,3 (2,7÷4,7) 3,3 (2,6÷4,6) 3,3 (2,6÷4,5) 3,5 (2,6÷4,2)

Nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016

Theo mô phòng biển đổi khí hậu (kịch bản BĐKH 2016), nhiệt độ trung bình năm trên toàn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,6÷0,8oC. Vào giữa thế kỷ, mức tăng từ 1,3÷1,7oC. Trong đó khu vực Bắc Trung bộ từ 1,5÷1,6oC; Theo kịch bản RCP8.5, nhiệt độ trung bình năm trên toàn quốc có mức tăng phổ biến từ 0,8÷1,1oC. Trong đó khu vực Bắc Trung bộ ở giai đoạn 2016-2035 giao động từ 0,8÷1,0oC; Vào giữa thế kỷ, mức tăng từ 1,9÷2,1oC. Nhiệt độ tháng có xu hướng tăng cao trong mùa mưa hơn trong mùa khô. Vào mùa mưa, nhiệt độ năm 2035 dự kiến tăng khoảng từ 1,2oC đối với kịch bản RCP4.5; 1,3oC đối với kịch bản RCP8.5 Xu hướng duy nhất là có sự sụt giảm trong

49

khi có gia tăng nhiệt độ vào mùa mưa (xảy ra vào tháng 08). Vào mùa khô, gia tăng

nhiệt độ không nhiều, đặc biệt giữa tháng 2 và 4.

1.4.5.2. Kịch bản biến đổi khí hậu đối với lượng mưa trung bình năm

Mô phỏng dự đoán gia tăng toàn bộ lượng mưa tại vùng Bắc Trung Bộ sẽ có

mưa nhiều trong tương lai dọc theo vùng ven biển, trong khi các khu vực nội địa

Lượng mưa được dự báo là sẽ gia tăng với xu hướng chung là kịch bản phát thải

càng cao thì lượng mưa càng xảy ra nhiều và ngược lại. Theo kịch bản RCP4.5,

vào đầu thế kỷ, lượng mưa năm có xu thế tăng ở hầu hết cả nước, phổ biến từ

5÷10%. Vùng Bắc Trung Bộ có thể tăng trên 20%., xu hướng gia tăng thấp hơn các

xu hướng khác và gia tăng lượng mưa cao nhất vào khoảng 23,6% vào năm 2035

trung bình 11,7% và trung bình trên 18,3 giai đoạn 2080-2099. Kịch bản RCP8.5

trình bày mức gia tăng lượng mưa cao nhất vào khoảng 24,5% (TB: 14,5%) vào

năm 2035 và trên 19,3% vào giai đoạn 2080-2099.

Bảng 1.12. Biến đổi của lượng mưa năm (%) so với thời kỳ cơ sở ở vùng Bắc

Trung Bộ (Giá trị trong ngoặc đơn là khoảng biến đổi quanh giá trị trung bình với

cận dưới 20% và cận trên 80%)

Kịch bản RCP4.5

Kịch bản RCP8.5

Tỉnh, thành

TT

phố

2016-2035 2046-2065 2080-2099 2016-2035 2046-2065 2080-2099

10,1

17,6

21,3

13,8

18,6

25,5

1 Thanh Hóa

(3,7÷16,8)

(11,5÷23,6)

(14,2÷29,0)

(8,5÷19,0)

(13,0÷24,5)

(19,9÷31,2)

10,2

16,8

18,1

16,6

21,6

26,4

2 Nghệ An

(2,4÷17,7)

(10,6÷23,1)

(10,3÷26,3)

(7,7÷24,5)

(14,1÷28,5)

(18,8÷33,6)

3

Hà Tĩnh

11,3 (6,0÷16,6)

16,3 (8,5÷24,4)

13,0 (3,4÷22,6)

12,9 (6,8÷18,9)

14,1 (8,9÷19,0)

17,4 (10,6÷24,4)

4 Quảng Bình

10,1 (3,5÷16,5)

12,6 (3,8÷22,0)

10,9 (0,0÷21,4)

10,8 (4,0÷17,4)

14,1 (8,2÷19,6)

12,1 (5,5÷19,0)

5 Quảng Trị

11,4 (2,9÷20,0)

16,6 (7,5÷26,2)

20,1 (9,8÷31,3)

16,5 (9,9÷22,8)

16,8 (10,7÷22,6)

16,4 (8,2÷24,2)

Thừa Thiên -

17,0

22,5

26,2

16,5

18,6

21,2

6

Huế

(10,4÷23,6)

(10,7÷34,3)

(15,4÷38,1)

(9,0÷23,3)

(12,9÷23,9)

(13,8÷28,2)

11,7

17,1

18,3

14,5

17,3

19,3

TB BTB

(2,4÷23,6)

(3,8÷34,3)

(0,0÷38,1

(4,0÷24,5)

(8,2÷28,5)

(5,5÷33,6)

Nguồn: Bộ Tài nguyên Môi trường, 2016

50

Tổng quan những kết quả nghiên cứu cho thấy hữu cơ và vai trò hữu cơ

trong đất nói chung và đất cát biển nói riêng trong hệ thống trồng cây hàng năm

chiếm một vị trí quan trọng. Việc nghiên cứu các biện pháp để nâng cao hàm lượng

các bon trong đất cả về số lượng lẫn chất lượng, bảo vệ chất hữu cơ đất là rất cần

thiết, nhất là trong điều kiện nước ta chất hữu cơ và mùn dễ bị khoáng hoá và rửa

trôi khỏi đất. Đất cát biển chiếm khoảng 1,45 tổng diện tích tự nhiên của Việt Nam,

là loại đất nghèo dinh dưỡng, cơ giới nhẹ, nghèo hữu cơ và các chất dinh dưỡng

tổng số, dễ tiêu; CEC thấp. Đã có một số nghiên cứu trong và ngoài nước đưa ra

một số biện pháp hạn chế thoái hoá, bảo vệ đất và nâng cao năng suất cây trồng như

bón phân kết hợp biện pháp canh tác (hệ thống luân canh cây trồng sản xuất..) trong

1 số loại đất nói chung. Tuy nhiên vấn đề nghiên cứu đặc điểm hữu cơ và để tìm ra

một giải pháp tối ưu nhằm nâng cao khả năng cố định cacbon trong đất cát biển

vùng Bắc Trung bộ cho từng loại sử dụng đất chưa được thực hiện.

Chính vì vậy tổng quan nghiên cứu trong luận án này sẽ làm cơ sở để chứng

minh lý do lựa chọn “Nghiên cứu đặc điểm hữu cơ và biện pháp nâng cao khả năng

cố định các bon trong đất cát biển vùng Bắc Trung bộ” nhằm làm sáng tỏ thêm vai

trò của chất hữu cơ (chủ yếu là mùn) trong quá trình hình thành đất cũng như tham

gia vào việc nâng cao độ phì nhiêu đất góp phần ổn định năng suất cây trồng, tăng

thu nhập trên 1 đơn vị diện tích canh tác trên đất cát biển nghèo dinh dưỡng

51

Chương 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

+ Đất: Đất cát ven biển Bắc Trung Bộ tại hai tỉnh Nghệ An và Thừa Thiên Huế

được lựa chọn để nghiên cứu. Tổng số 86 mẫu đất đã được lấy trên các loại sử dụng đất

khác nhau (38 mẫu đất được lấy ở ba huyện: Quỳnh Lưu, Diễn Châu và Nghi Lộc thuộc

tỉnh Nghệ An và 48 mẫu đất được lấy tại bốn huyện: Phong Điền, Quảng Điền, Phú

Vang và Phú Lộc thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế) (phụ lục 1)

Đất bố trí thí nghiệm và mô hình: đất cát biển tại xã Nghi Tiến, huyện Nghi Lộc,

tỉnh Nghệ An

+ Cây trồng: Giống lúa Kinh Sở Ưu 1588 được trồng trong cơ cấu Lúa xuân

và lúa mùa; giống lạc L14 được trồng trong cơ cấu lạc Đông Xuân- Thu Đông

+ Phân bón: Phân đạm urê (46% N), phân supe phốtphát (16% P2O5), phân

kali clorua (60% K2O).

+ Vật liệu được làm từ phụ phẩm nông nghiệp: Phân ủ từ rơm và phân

chuồng; than sinh học.

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1. Địa điểm nghiên cứu

+ Thí nghiệm đồng ruộng và bố trí mô hình diện rộng: trên đất cát biển tại xã Nghi

Tiến, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An.

+ Địa điểm phân tích mẫu: Mẫu đất được phân tích tại Viện Môi trường Nông

nghiệp

2.2.2. Thời gian nghiên cứu

Thí nghiệm đồng ruộng: Đối với cây lúa: thực hiện 2 vụ : vụ Xuân - vụ Mùa

năm 2015. Đối với cây lạc: thực hiện 2 vụ, vụ Đông Xuân- Thu Đông năm 2015

Mô hình khảo nghiệm diện rộng: thực hiện trong 2 vụ: vụ lúa Xuân-lúa Mùa

năm 2016 và lạc Đông Xuân - Thu Đông năm 2016.

2.3. Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Đánh giá hiện trạng sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ (hiện

trạng các loại và kiểu sử dụng đất)

52

+ Điều tra, khảo sát về tình hình thâm canh cây trồng tại vùng nghiên cứu (kỹ

thuật trồng, bón phân, tưới nước, giống…) trong quan hệ với chu kỳ sản xuất nhằm

đánh giá thực trạng độ phì nhiêu đất cát biển.

+ Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên (khí hậu, địa hình, địa chất, nguồn

nước tưới...) có khả năng hạn chế độ phì nhiêu đất và những tác động khác gây suy

thoái hữu cơ đất.

+ Lấy mẫu đất theo các loại sử dụng đất để phân tích đánh giá chất và lượng

hữu cơ trong đất cát biển theo cơ cấu cây trồng

Nội dung 2: Hiện trạng chất hữu cơ (lượng và chất) của đất trong mối quan hệ

với tính chất đất và loại/kiểu sử dụng đất

+ Xác định lượng và chất hữu cơ trong một số loại sử dụng đất: Phân tích

tính chất lý học và hóa học đất cát biển (TPCG, dung trọng, độ xốp, pHKCl, OC,

thành phần mùn (hunmic, fulvic), N P, K tổng số, CEC, …).

+ Xác định mối quan hệ giữa hàm lượng hữu cơ trong đất với các tính chất

vật lý, hoá học đất cát biển

Nội dung 3: Nghiên cứu nâng cao tích lũy các bon trong đất cát biển dưới loại

hình sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ (bố trí theo dõi thí nghiệm)

+ Bố trí thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng

(NPK) kết hơp với các vật liệu hữu cơ đến khả năng cải tạo độ phì nhiêu đất và

nâng cao hàm lượng cácbon trong đất cát biển

Thí nghiệm 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hơp với các phân

bón hữu cơ, TSH đến năng suất lúa và khả năng nâng cao hàm lượng các bon trong

đất cát biển.

Thí nghiệm 2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hơp với các phân

bón hữu cơ, TSH và chế độ che phủ đến năng suất lạc và khả năng nâng cao hàm

lượng các bon trong đất cát biển.

Nội dung 4: Ứng dụng mô hình DNDC để mô phỏng tích lũy các bon và xác định

lượng phát thải khí nhà kính trong đất cát biển.

53

Nội dung 5: Nghiên cứu giải pháp cải thiện lượng và chất hữu cơ của đất cát

biển vùng Bắc Trung Bộ.

2.4. Phương pháp nghiên cứu

2.4.1. Phương pháp thu thập thông tin và điều tra

Nghiên cứu về hiện trạng sản xuất và canh tác cây trồng trên đất cát biển

vùng Bắc Trung bộ được thực hiện tại 2 tỉnh là Nghệ An và Thừa Thiên- Huế. Dữ

liệu thứ cấp được thu thập thông qua các báo cáo tổng kết hàng năm, số liệu thống

kê về điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, định hướng và chiến lược sản

xuất nông nghiệp tại các Sở Nông nghiệ và PTNT của khu vực nghiên cứu. Thông

tin từ nông hộ được thu thập theo phương pháp điều tra nhanh nông thôn bằng bảng

câu hỏi, tiến hành phỏng vấn 160 hộ gia đình theo phiếu điều tra (mỗi tỉnh điều tra

80 phiếu).

2.4.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

2.4.2.1. Thí nghiệm chính quy

Thí nghiệm 1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hơp với các phân

bón hữu cơ, TSH đến năng suất lúa và khả năng nâng cao hàm lượng các bon

trong đất cát biển.

1. Công thức thí nghiệm:

T1: 100% NPK (đối chứng)

T2: 100% NPK + 5 tấn phân ủ

T3: 100% NPK +3 tấn TSH

T4: 80% NPK + 5 tấn phân ủ + 1.5 tấn TSH

T5: 80% NPK + 5 tấn HCVS

T6: 80% NPK + 5 tấn HCVS+ 1.5 tấn TSH

T7: 70% NPK + 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn phân ủ+ 1.5 tấn TSH

2. Bố trí thí nghiệm

- Các thí nghiệm được tiến hành trong 2 vụ (vụ Xuân và vụ Mùa) năm 2015

tại xã Nghi Tiến, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An

54

- Thí nghiệm được bố trí với 7 công thức và 3 lần lặp theo khối ngẫu nhiên

hoàn chỉnh (RCBD), với diện tích 20 m2 / ô ngăn cách nhau bởi bờ ruộng

3. Lượng phân bón và cách bón

+ Liều lượng phân bón tính cho 1 ha ở công thức nền như sau: 80 kg N, 90

kg P2O5 và 90kg K2O/ ha đối với vụ Xuân và 70 kg N, 80 kg P2O5 và 80kg K2O /ha

đối với vụ Mùa

+ Bón lót: 100% TSH/ phân ủ/ phân HCVS và phân lân;

+ Bón thúc 1: Lúc lúa được 2,5 - 3 lá (sau sạ 10-12 ngày) với 30 % lượng

đạm và 50 % lượng kali.

+ Bón thúc 2: Sau lần 1 khoảng 15-20 ngày. Lượng đạm bón khoảng 40 %

tổng lượng đạm.

+ Bón thúc 3: Bón đón đòng, trước trỗ khoảng 15-20 ngày với 30 % lượng

đạm và 50 % lượng kali.

4. Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

Các yếu tố cấu thành năng suất lúa

Theo dõi năng suất lý thuyết, năng suất thực thu trên các ô thí nghiệm.

5. Cách lấy mẫu để phân tích và thu hoạch thí nghiệm Năng suất lúa lý thuyết: Thu hoạch 10 khóm/m2 và tính toán các yếu tố cấu thành

năng suất.

Năng suất thực thu: thu hoạch toàn bộ ô thí nghiệm, phơi khô và tính năng suất hạt.

6. Phương pháp tính năng suất

Năng suất lý thuyết: Năng suất lúa: NSLT (tạ/ha) = số bông/m2 x số hạt

chắc/bông x P1.000 hạt/10.000.

Năng suất thực thu: lấy năng suất của toàn ô thí nghiệm và quy ra năng suất

trên ha.

7. Lấy mẫu và phân tích mẫu đất trước và sau 2 vụ thí nghiệm (tầng 0-20 cm)

Mẫu đất được lấy tại tầng mặt (0-20 cm) trên các công thức thí nghiệm, mỗi

công thức được lấy tại 5 vị trí khác nhau theo tiêu chuẩn lấy mẫu TCVN 4046:1985.

Mẫu được chuyển về phòng phân tích viện Môi trường Nông nghiệp phân tích các chỉ

tiêu: độ xốp, dung trọng, thành phần cơ giới, pHKCl, OC%, thành phần mùn (humic,

fuvic), N, P, K tổng số, P2O5dt; K2O dt, CEC

55

Thí nghiệm 2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các vật liệu

hữu cơ và chế độ che phủ đến năng suất lạc và khả năng nâng cao hàm lượng

các bon trong đất cát biển.

1. Công thức thí nghiệm:

T1: 100% NPK (đối chứng)

T2: 100% NPK + 5 tấn phân ủ

T3: 80% NPK + 5 tấn phân ủ + che phủ nilong

T4: 80% NPK + 5 tấn phân ủ + che phủ rơm rạ

T5: 80% NPK + 2.5 tấnTSH + che phủ ni long

T6: 80% NPK + 2.5 tấnTSH + che phủ rơm rạ

T7: 70% NPK + 2.5 tấn phân ủ + 1.5 tấn TSH + che phủ nilong

T8: 70% NPK + 2.5 tấn phân ủ + 1.5 tấn TSH + che phủ rơm rạ

2. Bố trí thí nghiệm:

Các thí nghiệm được tiến hành trong 2 vụ ( vụ Đông Xuân và vụ Thu Đông)

năm 2015 tại xã Nghi Tiến, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An

Thí nghiệm được bố trí với 8 công thức và 3 lần lặp theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh. Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 20 m2, kích thước: 4 mét × 5 mét, bố trí 4

(hàng × hàng 25 cm, hạt × hạt 10 cm).

luống/ô thí nghiệm, kích thước luống: 1,1 mét × 4 mét, gieo 4 hàng lạc/luống. Mật độ gieo trồng: 40 cây/m2 3. Lượng phân bón và cách bón phân:

+ Liều lượng phân bón tính cho 1 ha ở công thức nền như sau: 40 kg N + 80

kg P2O5 + 60 kg K2O + 500 kg vôi .

+ Bón lót: 100% TSH/ phân ủ; phân lân, 50% lượng vôi;

+ Bón thúc lần 1 kết hợp với xới xáo nhẹ khi cây được 3 lá thật: 70% lượng

phân đạm và 50% lượng phân kali;

+ Bón thúc lần 2 kết hợp với xới xáo vun gốc khi kết thúc ra hoa rộ đợt 1:

30% phân đạm, 50% lượng phân kali và 50% lượng vôi còn lại.

+ Tủ rơm rạ: 1 tấn/ha

4. Chỉ tiêu theo dõi thí nghiệm

Các yếu tố cấu thành năng suất : Số quả chắc/cây : Theo dõi 5 cây/ 1 ô thí

nghiệm, đếm tổng số quả chắc trên từng cây. Tính trung bình cho 1 cây.

56

Khối lượng 100 quả (g) : Cân ngẫu nhiên 100g quả khô, đếm số quả và quy

ra số lượng 100 quả của từng ô thí nghiệm.

Tỷ lệ hạt chắc (%) : Khối lượng hạt chắc/Khối lượng hạt của mẫu x 100.

Năng suất lạc lý thuyết: Thu hoạch 5 cây và tính toán các yếu tố cấu thành

năng suất.

Năng suất thực thu: Thu hoạch toàn bộ ô thí nghiệm, phơi khô và tính năng

suất quả khô.

5. Lấy mẫu và phân tích mẫu đất trước và sau 2 vụ thí nghiệm (tầng 0-20 cm)

Mẫu đất được lấy tại tầng mặt (0-20 cm) trên các công thức thí nghiệm, mỗi

công thức được lấy tại 5 vị trí khác nhau theo tiêu chuẩn lấy mẫu TCVN 4046:1985

Mẫu được chuyển về phòng phân tích viện Môi trường Nông nghiệp phân

tích các chỉ tiêu: độ ẩm, độ xốp, dung trọng, thành phần cơ giới, pHKCl, OC%,

thành phần mùn (humic, fuvic), N, P, K tổng số, P2O5 dt, K2O dt, CEC

2.4.2.2. Khảo nghiệm trên diện rộng

Xây dựng mô hình trình diễn ứng dụng các biện pháp canh tác tối ưu cho cây

lúa vụ Xuân-vụ Mùa và cây lạc vụ Đông Xuân-vụ Thu Đông trên đất cát biển năm

2016 (khảo nghiệm trên diện rộng trên 2 loại cây x 0.3ha/mô hình/cây).

Mô hình 1: Xây dựng mô hình canh tác 2 vụ lúa áp dụng bón phân hữu cơ tổng

hợp kết hợp giảm lượng phân khoáng

1. Lúa canh tác theo nông dân (FP)

2. Lúa xuân-lúa mùa canh tác theo quy trình (MH)

Mức phân bón cho lúa vụ xuân:

FP: canh tác truyền thống (80N + 90P2O5 + 90K2O)

MH: NPK (-30%) + 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH

a. Phương pháp bố trí: Mô hình được bố trí theo kiểu ô lớn, không có lần nhắc lại.

Mô hình được bố trí trên diện tích 0,3 ha của 5 hộ gia đình.

b. Mức phân bón cho lúa vụ mùa:

FP: canh tác truyền thống (70N + 80P2O5 + 80K2O)

MH: NPK (-30%) + 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH

c. Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm; hiệu quả kinh tế

57

d. Phương pháp thu hoạch: thu hoạch 5 vị trí khác nhau trong mô hình, mỗi vị trí thu hoạch 20 m2, cân khối lượng hạt tươi sau đó lấy mẫu 1 kg để tính khối lượng

chất khô trung bình từ đó tính được năng suất của từng mô hình

Mô hình 2: Xây dựng mô hình canh tác Lạc vụ Đông Xuân-vụ Thu Đông áp dụng

bón phân hữu cơ tổng hợp kết hợp giảm lượng phân khoáng và che tủ nilong

1. Lạc thuần canh tác theo nông dân (FP)

2. Lạc vụ Đông Xuân- vụ Thu Đông trồng theo quy trình (MH)

a. Phương pháp bố trí: Mô hình được bố trí theo kiểu ô lớn, không có lần nhắc lại.

Mô hình được bố trí trên diện tích 0,3 ha của 5 hộ gia đình.

b. Mức phân bón cho lạc vụ Đông Xuân- vụ Thu Đông :

FP: canh tác truyền thống: 100% NPK (40N + 80P2O5 + 60K2O + 500 kg

vôi; Giống lạc L14 địa phương)

MH: NPK(-30%) + 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + che phủ nilong

c. Chỉ tiêu theo dõi: Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm; hiệu quả kinh tế

d. Phương pháp thu hoạch: thu hoạch 5 vị trí khác nhau trong ô, mỗi vị trí thu hoạch 20 m2, cân khối lượng quả sau đó lấy mẫu 1 kg để tính khối lượng chất khô

trung bình từ đó tính được năng suất của từng mô hình

2.4.3. Phương pháp phân tích đất:

Đất được phân tích theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN):

- Xác định thành phần cơ giới: Theo phương pháp ống hút Robinson (TCVN

8567:2010);

- Xác định dung trọng đất: Theo phương pháp dùng ống trụ bằng kim loại

đóng thẳng xuống đất và lấy mẫu đất còn nguyên dạng không bị phá hủy.

- Xác định tỷ trọng đất: Theo phương pháp picnomet.

d – d1

- Xác định độ xốp: Tính toán theo công thức: P(%)= ---------- x 100

d

* Trong đó: P là độ xốp tính bằng %, d1 là dung trọng đất, d là tỷ trọng đất

- Xác định độ ẩm đất (TCVN4048:2011): Xác định theo công thức sau:

P1 – P2

A= -------- x 100

P2

58

Trong đó: A là độ ẩm đất tính bằng %; P1 là khối lượng đất mẫu trước khi

sấy; P2 là khối lượng đất mẫu sau khi sấy ở nhiệt độ 1050C.

- Xác định pHKCl: Đo bằng pH meter với điện cực thuỷ tinh, tỷ lệ đất/dịch

là 1/2,5

- Xác định chất hữu cơ tổng số (OC%): Theo TCVN8941:2011;

- Xác định hàm lượng nitơ tổng số (N%): Theo TCVN: 6498:1999;

- Xác định hàm lượng phốt pho tổng số (P2O5%): Theo TCVN8940:2011;

- Xác định hàm lượng kali tổng số (K2O%): Theo TCVN: 8660:2011;

- Xác định hàm lượng lân dễ tiêu (P2O5 mg/100g): Theo TCVN 8942:2011

(Xác định P2O5 dễ tiêu: Theo phương pháp Bray II)

- Xác định hàm lượng kali dễ tiêu (K2O mg/100g): Theo TCVN 8569:2010

(Chiết K bằng axetatamon 1M (pH = 7), xác định K trong dung dịch bằng quang kế

ngọn lửa)

- Xác định dung tích hấp thu (CEC: cmolc/kg): Theo TCVN: 8568:2010; - Xác định Ca2+ và Mg2+: Theo TCVN: 8569:2010.

-Xác định Mùn thành phân (Axít Humic; Funvic): Theo phương pháp

Cononova-Bebtricova.

- Xác định trữ lượng các bon trong đất SOC (tấn/ha): Trữ lượng các bon

trong đất thực tế được xác định dựa vào hàm lượng các bon trong đất, dung trọng và

độ sâu tầng đất theo công thức: SOC (tấn/ha) = H x BD x C x 100 Trong đó: SOC: Trữ lượng các bon trong đât (tấn/ha); BD: Dung trọng đất (g.cm3);

H: Chiều sâu lớp đấy tính toán (cm); C: Hàm lượng các bon trong đất (g/100g đất)

2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:

Sử dụng phương pháp phân tích giai thừa tương ứng (Analyse Factorielle

Correspondence - AFC) để đánh giá mối quan hệ giữa hàm lượng các bon tổng số

(OC) trong đất với các loại/kiểu sử dụng đất khác nhau;

Sử dụng phương pháp phân tích thành phần chính (Principle Component

Analysis - PCA) để đánh giá mối quan hệ giữa các tính chất lý, hóa học đất với các

loại sử dụng đất khác nhau tại vùng Bắc Trung Bộ.

Số liệu được xử lý bằng chương trình Excel và phần mềm IRRISTAT 5.0. Số

liệu xử lý gồm có trung bình, phân tích ANOVA, LSD0.05

59

2.4.5. Phương pháp ứng dụng mô hình hóa

Toàn bộ mô hình được điều khiển bởi 4 yếu tố sinh thái chính, cụ thể là khí

hậu, đất đai, thực vật, và quản lý. Trình tự mô phỏng phát thải KNK được thể hiện

thông qua các bước sau đây:

Bước 1. Thu thập dữ liệu

Thu thập số liệu khí tượng và phân tích số liệu khí tượng nông nghiệp phục vụ

xây dựng mô hình tính toán phát thải (DNDC)

Dữ liệu đầu vào:

+ Dữ liệu khí tượng

+ Đặc điểm cây trồng (loại, giống)

+ Tính chất đất (Loại đất, cấu trúc đất, pH, OC, dung trọng)

+ Quản lý canh tác (Ngày cấy, phân bón, thời điểm tưới tiêu).

Bước 2: Chạy và tính toán

Bước 3. Hiệu chỉnh mô hình DNDC

Mô hình DNDC được hiệu chỉnh theo số liệu thực tế với các công cụ thống kê như hệ số mô hình hiệu quả (EF) và hệ số xác đinh (R2) được sử dụng đánh giá

độ chính xác của mô hình dự báo (Smith et al., 1997).

Hai phương trình tính toán cho độ chính xác như sau:

Trong đó Oi là các giá trị quan sát được (đo được), Pi là giá trị dự đoán, O và

P là trung bình của chúng và n là số giá trị được ghép nối. Một giá trị EF dương cho

thấy dự đoán mô hình tốt hơn so với trung bình của các quan sát, và hiệu suất mô

hình tốt nhất có giá trị EF bằng 1. Hệ số xác định (R2) khảo sát sự tương quan giữa

các dự đoán mô hình và quan sát hiện trường.

Bước 4: Tính toán phát thải khí nhà kính

Tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP)

Dựa vào cách tính của IPCC 2007, tính toán tiềm năng nóng lên toàn cầu thông

qua việc quy đổi tất cả các loại khí về CO2 tương đương (CO2 e). Hệ số quy đổi CH4

về CO2e = CH4*25; Hệ số quy đổi N2O về CO2e = N2O*298 (Forster et al., 2007).

60

• Tổng lượng phát thải khí nhà kính được tính theo công thức sau:

• GWP = Phát thải CO2 + Phát thải CH4 x 25 + Phát thải N2O x 298

Phân tích kinh tế

Tổng thu = giá bán x năng suất thực thu

Tổng chi = Tổng chi phí biến động và chi phí cơ hội

Lãi thuần = Tổng thu – tổng chi

Giá nông sản và vật tư nông nghiệp được tính theo giá trung bình của năm 2015, 2016.

2.4.6. Phương pháp phân tích hiệu quả thí nghiệm và mô hình

2. 5. Một số đặc tính về tính chất đất và vật liệu hữu cơ sử dụng trong thí nghiệm

2.5.1. Tính chất đất tại vùng nghiên cứu

Kết quả phân tích một số chỉ tiêu vật lý, hóa học đất của vùng đất nghiên cứu

trước khi tiến hành thí nghiệm được trình bày trong bảng 2.1 và 2.2

Tính chất vật lý đất thí nghiệm

Bảng 2.1. Tính chất lý học trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất

trước thí nghiệm tại Nghi Lộc- Nghệ An

Thành phần cấp hạt (%) Độ Dung Sét Limon Cát mịn Cát thô Loại sử Kiểu sử xốp dụng đất dụng đất (<0,002 (0,02- (0,2-0,02 (>0,2 (%) trọng (g/cm3) mm) 0,002 mm) mm) mm)

Chuyên Lúa xuân- 44,87 1,25 8,9 14,9 67,7 8,5 lúa Lúa mùa

Chuyên Lạc ĐX - 44,62 1,44 3,1 12,4 69,3 15,3 màu Lạc TĐ

Đất thí nghiệm có thành phần cơ giới nhẹ, tỷ lệ cát mịn chiếm 67-70%, tỷ lệ

limon 12,4-14,9%; tỷ lệ sét thấp 3-9% tùy thuộc vào loại hình sử dụng. Dung trọng 1,25-1,44 g/cm3 và độ xốp (44,6-44,8%). Với tính chất vật lý của đất thí nghiệm đã

được phân tích, đất được phân loại theo thành phần cơ giới là đất cát pha thịt nhẹ

đối với loại sử dụng trồng 2 vụ lúa và đất cát đối với loại sử dụng chuyên màu.

Tính chất hóa học của đất thí nghiệm

Kết quả phân tích cho thấy đất có phản ứng chua, pH (pH KCl = 4,51 đối với

đất trồng 2 vụ lúa và pHKCl = 3,98 đối với đất chuyên màu). Hàm lượng đạm tổng

61

số rất thấp (N: 0,046- 0,072%); K2Ots nghèo (0,41-0,5%). Đất có hàm lượng lân

tổng số và lân dễ tiêu nghèo, dung tích hấp thu của đất rất thấp (CEC: 4,45-7,05

cmolc/kg) (bảng 2.2)

Bảng 2.2. Tính chất hoá học trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất

trước thí nghiệm tại Nghi Lộc-Nghệ An

N

P2O5 K2O

P2O5 K2O

pHKCl

(%)

(mg/100g đất)

Loại sử dụng đất Kiểu sử dụng đất

CEC (Cmolc/kg đất)

Chuyên Lúa xuân- 4,50 0,072 0,054 0,570 8,08 6,95 7,05 lúa Lúa mùa

Chuyên Lạc ĐX- 3,98 0,046 0,065 0,406 11,85 4,65 4,45 màu Lạc TĐ

Hàm lượng cácbon hữu cơ và các thành phần mùn trong đất

Tỷ lệ CH/CF trên đất 2 vụ lúa là 0,34 %, đất chuyên màu là 0,36% . Hàm

lượng các bon trong đất rất thấp (OC: 0,409-0,77%) (bảng 2.3)

Bảng 2.3. Hàm lượng các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong đất cát biển

dưới một số loại sử dụng đất trước thí nghiệm tại Nghi Lộc-Nghệ An

OC C/N Humic Fulvic CH/CF

% Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất Lúa xuân- 0,779 10,82 0,064 0,189 0,34 Chuyên lúa Lúa mùa

Lạc ĐX- Chuyên màu 0,409 8,48 0,040 0,110 0,36 Lạc TĐ

Từ kết quả phân tích về tính chất lý học và hóa của đất tại bảng 2.1; 2.2 và

2.3 cho thấy đất vùng nghiên cứu với thành phần cơ giới nhẹ, nghèo đạm, kali và hữu cơ, dung tích hấp thu thấp, đây là những yếu tố hạn chế cơ bản của đất cát biển mà cần phải khắc phục để nâng cao sức sản xuất của đất.

2.5.2. Hàm lượng dinh dưỡng các loại vật liệu sử dụng tại vùng nghiên cứu

Kết quả phân tích hàm lượng dinh dưỡng của vật liệu trước khi sử dụng

vào thí nghiệm được thể hiện ở bảng 2.4

Than sinh học có hàm lượng OC cao, hàm lượng CEC ở mức cao. Tổng hàm lượng nitơ (N) là 0,789%, hàm lượng phốt pho (P2O5ts) là 0,80% và hàm lượng kali tổng số (K2Ots) là 1,04%.

62

Phân ủ compost giàu hàm lượng các bon hữu cơ, hàm lượng OC cao đạt 17,7%; tổng hàm lượng Nitơ (N) là 1,88%, hàm lượng P2O5ts là 0,39% và hàm lượng K2Ots là 1,63% .

Phân hữu cơ vi sinh: Sử dụng phân HCVS Sông Gianh có hàm lượng OC cao đạt 15,5%; tổng hàm lượng Nitơ (N) là 3,0%, hàm lượng P2O5ts là 2,5% và hàm lượng K2Ots là 2,5%

Do vậy để cải thiện độ phì nhiêu của đất cát biển phục vụ cho sản xuất phải

bổ sung các loại vật liệu hữu cơ đặc biệt là các giải pháp bền vững nâng cao hiệu

quả tích lũy các bon trong đất cát biển trong bối cảnh BĐKH.

Bảng 2.4: Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các vật liệu nghiêm cứu

STT Chỉ tiêu Độ ẩm pH OC a.x humic N P2O5 K2O CEC 1 2 3 4 5 6 7 8 Đơn vị % % % % % % cmocl/kg Phân ủ 31,9 7,60 17,7 1,88 0,39 1,63 32,8 TSH 27,1 7,25 15,69 0,789 0,81 1,04 14,21 Phân HCVS 30,0 15,00 2,50 3,00 2,50 2,50

Than sinh học Phân HCVS Sông Gianh

Phân ủ Hình 2.1. Hình ảnh về các loại vật liệu sử dụng trong thí nghiệm

63

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Hiện trạng sử dụng đất cát biển vùng BắcTrung Bộ và các loại sử dụng đất

3.1.1. Đặc điểm khí hậu tại vùng Bắc Trung Bộ

Vùng Bắc Trung Bộ chia thành 4 mùa rõ rệt, mùa đông không khí giảm mạnh và mùa hè thì không khí lại tăng rất cao, các tháng mưa ít kéo dài, có những

năm hạn hán xảy ra cả trong mừa mưa làm ảnh hưởng đến một diện tích lớn cây trồng phụ thuộc vào nước mưa. Nhiệt độ trung bình hàng năm từ 23 - 24 0C tương ứng với tổng nhiệt năm là 8.700 0C. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng trong năm khá cao. Nhiệt độ trung bình các tháng nóng nhất (tháng 6 đến tháng 7) là 330C, nhiệt độ cao tuyệt đối 42,70C; nhiệt độ trung bình các tháng lạnh nhất (tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau) là 190C, nhiệt độ thấp tuyệt đối - 0,50C. Số giờ nắng trung bình/năm là 1.500 - 1.700 giờ. Tổng tích ôn là 3.5000C - 4.0000C - Gió mùa Đông Bắc thường xuất hiện vào mùa Đông từ tháng 10 đến tháng 4

năm sau, bình quân mỗi năm có khoảng 30 đợt gió mùa Đông Bắc, mang theo không khí lạnh, khô làm cho nhiệt độ giảm xuống 5 – 100C so với nhiệt độ trung bình năm.

- Gió phơn Tây Nam là một loại hình thời tiết đặc trưng cho mùa hạ của

vùng Bắc Trung Bộ. Loại gió này thường xuất hiện vào tháng 5 đến tháng 8 hàng

năm, số ngày khô nóng trung bình hằng năm là 20 - 70 ngày. Gió Tây Nam gây ra

khí hậu khô, nóng và hạn hán, ảnh hưởng không tốt đến sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân trên phạm vi toàn tỉnh.

Lượng mưa trong vùng phân bố không đồng đều theo cả không gian và thời

gian, có xu hướng giảm trong những năm gần đây, lượng mưa trung bình của cả

vùng là 2359 mm cao hơn so với ĐBSH là 768 mm. Vùng này lại thường xuyên

xảy ra hạn hạn, thiếu nước sản xuất vào mùa khô do địa hình phức tạp, đường bờ

biển kéo dài, hệ thống điều tiết nước ngọt khó khăn do nhiễm nước mặn. Mưa lũ ở

Bắc Trung bộ thường xảy ra từ tháng 7 đến tháng 10, như vậy, trong sản xuất nông nghiệp vùng cần có kỹ thuật làm đất, giống và bố trí mùa vụ thích hợp để tránh né các điều kiện thời tiết khắc nghiệt và bất thường.

Nhìn chung, vùng Bắc Trung Bộ nằm trong vùng khí hậu có nhiều đặc thù, phân bố rõ rệt trên toàn lãnh thổ và theo các mùa, tạo điều kiện cho nhiều loại cây trồng phát triển. Khí hậu có phần khắc nghiệt, đặc biệt là bão và gió Tây Nam gây trở ngại không nhỏ cho sự phát triển chung, nhất là sản xuất nông nghiệp. Mùa hè có gió Lào khô nóng thổi xen kẽ từ tháng 4 đến tháng 8 và tháng 10 đến tháng 3

64

năm sau có gió mùa đông bắc lạnh và ẩm. Gió mạnh làm cát bay tạo thành các cồn cát di động và vùi lấp làng mạc. Mưa lớn và tập trung vào mùa mưa tạo thành các

suối cát, lũ cát. Đất cát không có khả năng giữ nước nên trong mùa khô mực nước

ngầm tụt xuống quá sâu, thiếu nước nghiêm trọng cho sản xuất nông nghiệp và đời

sống. Đặc điểm của vùng này là đất xấu, nghèo mùn, nghèo đạm và các chất dinh dưỡng khác, tỷ lệ cát thường chiếm 95%.

3.1.2. Hiện trạng sản xuất trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ 3.1.2.1.Thực trạng và các loại sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Kết quả điều tra 160 hộ đại diện cho vùng Bắc Trung bộ (bảng 3.1) cho thấy bình quân diện tích đất nông nghiệp ở vùng Bắc Trung bộ là 5.941 m2/hộ. Tuy nhiên có sự khác biệt lớn về diện tích giữa các hộ nông dân lớn và nhỏ, diện tích đất trên hộ lớn nhất có diện tích 13.500 m2/hộ, trong khi hộ nông dân quy mô nhỏ chỉ có chưa đầy 543 m2/hộ.

Bảng 3.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Huế (n=80) BTB (n=160)

Nội dung Đơn vị Trung bình Trung bình Trung bình

m2/hộ 7.460 4.422 5941 Nghệ An (n=80) Khoảng dao động 543- 12.000 Khoảng dao động 1.000- 13.500 Khoảng dao động 770- 12.750

mảnh 4,3 1-7 3,1 1-5 3,7 1-6

Tổng diện tích đất canh tác Tổng số mảnh ruộng/hộ Kiểu sử dụng đất

m2/hộ 1150 1350 1250 Lúa 1 vụ

2 lúa m2/hộ 3.204 3.914 3559

2 Lúa -1 màu m2/hộ 2.250 2050 2150

1 lúa -1 màu m2/hộ 3.406 1.500 2453

Chuyên màu m2/hộ 2.965 1.671 2318 500- 2.500 500- 10.000 750- 6.750 1.000- 7.500 500- 10.000 500- 2050 1.000- 11.000 500- 3850 1.000- 3.000 500- 3.200 500- 2.275 750- 10.500 625- 5.300 1.000- 5250 500- 6.600

Nguồn: Số liệu điều tra, 2013 Trung bình mỗi hộ nông dân có 3,7 mảnh ruộng, giao động trong khoản 1-6

mảnh, các loại hình sử dụng đất chủ yếu trên đất biển vùng Bắc Trung bộ là đất

65

chuyên lúa; lúa-màu và chuyên màu với các kiểu sử dụng đất phổ biến: lúa 2 vụ;

lúa 1 vụ; 2 lúa+ 1 màu; 1 lúa + 1 màu; 1 lúa-2 màu; chuyên màu (ngô; lạc; vừng;

dưa hấu, khoai lang); chuyên rau. Qua cơ cấu diện tích các loại cây trồng trong hệ

thống sản xuất trồng trọt cho thấy các nông hộ trồng lúa và màu có vai trò lớn trong

hệ thống sản xuất nông nghiệp.

Ngoài ra việc lựa chọn loại hình sử dụng đất phụ thuộc rất nhiều vào nhu cầu

của xã hội, sự phát triển kinh tế xã hội của vùng, cũng như đặc điểm của từng nông

hộ, trong đó sự hiểu biết và trình độ học vấn của chủ hộ có tính chất quyết định đến

việc lựa chọn phương thức sản xuất và loại hình sử dụng đất nào đem lại hiệu quả

kinh tế cao nhất (Nguyễn Đăng Hào, 2012). Kết quả điều tra thực địa cho thấy thu

nhập của nông dân tại các vùng điều tra chủ yếu từ 6 nguồn chính gồm trồng trọt

chiếm 25%; chăn nuôi chiếm 14,4%; hoạt động nghề chiếm 16,3%; làm thuê, làm

mướn chiếm 19,4%; hoạt động dịch vụ chiếm 6,7% và nguồn khác chiếm 20%

(hình 1). Kết quả cho thấy thu nhập từ sản xuất nông nghiệp (chăn nuôi + trồng trọt)

chỉ chiếm dưới 50%; kết quả này phản ánh xu thế dịch chuyển lao động trong nông

thôn và thu nhập thấp từ sản xuất nông nghiệp cũng ảnh hưởng lớn đến khả năng

chuyển giao kỹ thuật canh tác mới trong nông nghiệp cho nông dân.

Hình 3.1. Cơ cấu thu nhập của nông dân tại các tỉnh điều tra, 2013

3.1.2.2. Công thức luân canh, lượng phân bón và năng suất một số cây trồng chính

trên các loại sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

66

Theo số liệu điều tra, các loại cơ cấu cây trồng trong hệ thống gồm: (i) lúa xuân

- lúa mùa; (ii) 2 lúa - 1 màu (lúa xuân muộn - lúa mùa sớm - cây vụ đông); (iii) 1 lúa - 1

màu (lạc, ngô, khoai lang, sắn); và (iv) chuyên màu (lạc, ngô, vừng, khoai lang, sắn).

Phân bón và năng suất một số cây trồng chính trên đất cát biển trình bày ở

bảng 3.3. Lượng phân bón sử dụng cho đất cát biển trung bình là 14,1 tấn phân

chuồng + 236,1 kgN + 110,6 kgP2O5 + 116,8 kgK2O/ha/năm (khoảng 464 kg

NPK/ha/năm), trong khi lượng phân bón ở khu vực BTB trung bình là 19,7 tấn phân

chuồng + 290,1 kgN + 140,9 kgP2O5 + 177,0 kgK2O/ha/năm (596 kg NPK/ha/năm),

sử dụng phân bón trên đất cát biển thấp hơn khá nhiều so với các loại đất khác trong

khu vực, điều này thể hiện mức độ ưu tiên của người dân trong sản xuất. Năng suất

đối với lúa trên đất cát biển trung bình từ 3,3 tấn/ha/vụ đến 3,8 tấn/ha/vụ; vừng

khoảng 0,91 tấn/ha/vụ; ngô 4,07 tấn/ha/vụ; lạc khoảng 2,5-3,2 tấn/ha/vụ; khoai lang

10-15 tấn/ha/vụ; hành 30-40 tấn/ha/vụ; dưa hấu khoảng 25-30 tấn/ha/vụ; đậu xanh

hoặc đậu đen năng suất 0,8-1,5 tấn/ha/vụ; điều 0,5-0,8 tấn/ha/vụ... Điều này khẳng

định trên đất cát có thể trồng rất nhiều loại cây trồng, và có tiềm năng cho năng suất

không kém các loại đất khác.

Bảng 3.2. Tổng lượng phân bón sử dụng trong năm trong đất cát biển dưới

một số loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ (n=160)

Kiểu sử dụng N P2O5 K2O Loại sử Phân chuồng

đất dụng đất (tấn/ha) (kg/ha/năm)

2 lúa 11,1 224,8 121,8 165,1 Chuyên lúa 1 lúa 6,2 78,0 32,1 78,9

2 lúa - 1 màu 20,2 322,8 169,7 213,4

Lúa- Màu 1 lúa - 1 màu 11,7 191,7 88,9 116,3

1 lúa - 2 màu 16,7 280,7 127,7 164,1

1 màu 6,0 89,3 52,0 101,3 Chuyên 2 màu 14,0 166,9 102,2 167,6 màu 3 màu 15,8 276,0 144,9 147,7

Chuyên rau Rau các loại 37,8 729,4 266,5 206,7

Số liệu tính trung bình trên năm; tính trên trung bình số phiếu diều tra Nguồn: Số liệu điều tra, 2013

67

3.1.2.3.Hiện trạng sử dụng vật liệu hữu cơ làm phân bón

Sử dụng phế phẩm sau trồng trọt trên vùng đất cát biển rất đa dạng. Người

dân sử dụng nguồn vật chất hữu cơ sẵn có trong nông hộ vào các mục đích khác

nhau như sử dụng làm chất đốt, thức ăn gia súc, che phủ cây trồng hoặc độn chuồng

gia súc. Tuy nhiên mức độ sử dụng là khác nhau giữa các hộ gia đình và ở từng địa

phương. Kết quả điều tra cho thấy có 21,3% số người được hỏi cho biết sau khi thu

hoạch phế phụ phẩm được thu gom tại ruộng và đốt bỏ; 12,5% sử dụng thân lá cây

trồng để độn chuồng gia súc; 19,4% sử dụng để ủ làm phân compost; 15% thu gom

phủ ruộng; và dưới 10% sử dụng để đun nấu, cày vùi và làm vật liệu khác (bảng 3.3).

Bảng 3.3. Thực trạng sử dụng phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch tại các tỉnh điều tra (n=80)

STT Cách thức sử dụng Nghệ An (%) Thừa Thiên Huế (%)

1 Đốt bỏ 18,4 23,4

2 Độn chuồng 15,9 9,2

3 Cày vùi 6,7 10,0

4 Ủ làm phân compost 28,4 15,9

Cho gia súc ăn 5 10,0 9,2

Làm nấm 6 4,2 5,9

Phủ ruộng 7 9,2 17,5

8 Làm than sinh học 0,0 0,0

9 Đun nấu truyền thống 5,0 7,5

10 Làm vật liệu 2,2 1,4

Nguồn: Số liệu điều tra, 2013

3.2. Hiện trạng chất hữu cơ (lượng và chất) của đất trong mối quan hệ với tính

chất đất và loại/kiểu sử dụng đất

3.2.1. Một số đặc điểm lý, hóa học của đất cát biển trên một số loại/kiểu sử dụng đất

Kết quả phân tích tính chất vật lý và hóa học đất trên một số loại/kiểu sử

dụng đất vùng Bắc Trung Bộ được thể hiện tại bảng 3.4 và 3.5.

68

Bảng 3.4. Thành phần cấp hạt trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ (n=86)

Thành phần cấp hạt (%)

Loại sử dụng đất Cát thô Cát mịn Limon Sét Kiểu sử dụng đất

Chuyên lúa

Lúa-màu

Chuyên màu

Lúa 2 vụ Lúa 1 vụ 1 lúa - 1 màu 1 lúa - 2 màu 2 lúa - 1 màu 2 màu 3 màu Sắn 51,4 53,8 66,3 77,7 52,1 81,7 67,7 22,0 19,7 11,0 6,9 3,3 18,3 2,9 6,3 1,0 7,2 7,7 5,0 1,3 9,9 3,1 4,7 2,0 21,7 27,5 21,8 17,7 19,7 12,3 21,3 75,0

Kết quả phân tích thành phần cấp hạt trong các loại sử dụng đất được thể

hiện trong bảng 3.4 cho thấy đất cát biển tại vùng Bắc Trung Bộ có tỷ lệ cát rất cao,

chiếm 77-92% (bao gồm cát thô+ cát mịn), trong đó chủ yếu là cát thô, đây có thể

coi là một trong những yếu tố hạn chế chính của loại đất này, hàm lượng limon và

sét thấp, thường dưới 11%, trong đó hàm lượng sét dưới 5%, cho nên cây trồng trên

loại đất này chủ yếu là khoai lang, sắn. Ở những khu vực đất có hàm lượng sét,

limon cao hơn (sét và limon chiếm 25-27%), canh tác cây trồng có sự thay đổi khá

rõ, thường là 2 lúa và 2 lúa - 1màu.

Bảng 3.5. Hữu cơ tổng số và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển

dưới một số loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ (n=86)

OC N P2O5 K2O Loại sử Kiểu sử dụng đất dụng đất %

Lúa 2 vụ 0,110 0,060 0,480 0,991

Chuyên lúa Lúa 1 vụ 0,170 0,020 0,240 0,883

1 lúa - 1 màu 0,070 0,080 0,360 0,761

Lúa-màu 1 lúa - 2 màu 0,061 0,040 0,320 0,540

2 lúa - 1 màu 0,100 0,040 0,470 0,964

2 màu 0,050 0,040 0,200 0,390 Chuyên 3 màu 0,030 0,051 0,270 0,411 màu Sắn 0,041 0,010 0,050 0,290

69

Bảng 3.6. Dung tích hấp thu và hàm lượng các cation trao đổi trong đất cát

biển dưới một số loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ (n=86)

CEC Ca2+ K+ Na+ Loại sử Kiểu sử dụng

dụng đất đất Mg2+ Cmolc/kg

Lúa 2 vụ 6,60 3,49 1,78 0,12 0,17 Chuyên lúa Lúa 1 vụ 5,01 0,74 0,35 0,07 0,35

1 lúa - 1 màu 4,52 2,67 1,13 0,08 0,24

Lúa-màu 1 lúa - 2 màu 2,42 1,16 0,93 0,04 0,20

2 lúa - 1 màu 5,74 2,37 0,62 0,09 0,73

2 màu 4,52 0,52 0,32 0,05 0,12 Chuyên 3 màu 1,28 0,80 0,16 0,07 0,08 màu Sắn 2,56 0,46 0,17 0,08 0,08

Tính chất hóa học của đất cát biển (bảng 3.5; 3.6) cũng cho thấy ngoại trừ đất

cát biển canh tác lúa 2 vụ, 2 vụ lúa-1màu có hàm lượng hữu cơ và đạm tổng số ở

mức trung bình, các canh tác còn lại tại vùng nghiên cứu đều có hàm lượng dinh

dưỡng hầu hết ở mức nghèo, OC% < 1%, dao động từ 0,3-0,8%; chất hữu cơ trong

đất phân giải mạnh, thể hiện ở tỷ lệ C/N thấp (C/N <14); đất nghèo đạm, lân và kali

tổng số 0,03 - 0,17% N; 0,01 - 0,41% P2O5; 0,05 - 0,48% K2O; các cation trong đất

cũng đều ở mức nghèo đến rất nghèo, CEC trong đất thấp (<6,7 cmolc/kg), các tính

chất của đất cát biển nghiên cứu cũng có những đặc tính tương tự như các nghiên

cứu trước đây của loại đất này (Lê Thanh Bồn, 1998; Nguyễn Văn Toàn, 2004;

Dương Viết Tình, 2005).

3.2.2. Ảnh hưởng của các loại/kiểu sử dụng đất đến một số tính chất lý học đất

trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Sử dụng phương pháp phân tích giai thừa tương ứng để đánh giá mối quan hệ

giữa tính chất vật lý đất với một số loại sử dụng đất trên đất cát biển cho thấy tổng

biến thiên của 2 trục F1 và F2 đạt 92%, điều này có nghĩa là chỉ cần sử dụng hai

trục F1 và F2 là đủ cho việc giải thích kết quả đánh giá (hình 3.2).

70

Hình 3.2. Mối quan hệ của một số kiểu sử dụng đất đến thành phần cơ giới trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Ghi chú: Row (dòng): biểu diễn các canh tác cây trồng; Column (cột): thành

phần cấp hạt và việc xác định các chiều của không gian biểu diễn qua trục F1, F2, F3

71

Kết quả phân tích được thể hiện tại hình 3.2 cho thấy: tại vùng nghiên cứu,

đất có hàm lượng cát cao được sử dụng trong trồng màu, luân canh và xen canh rau

màu. Đối với đất thịt nhẹ, thịt nhẹ pha sét và đất có hàm lượng cát thấp được sử

dụng cho cơ cấu cây trồng có lúa và luân canh lúa màu là chính. Khi xem xét về

mối quan hệ giữa thành phần cấp hạt đất với canh tác cây trồng, kết quả đánh giá

cũng chỉ ra rằng hàm lượng cát thô và cát mịn là hoàn toàn độc lập với nhau trong

khi đó giữa sét và limon lại có quan hệ khá chặt. Điều này có nghĩa là khi đất có

hàm lượng sét cao thì lượng limon cũng cao và được thể hiện rất rõ trong kiểu sử

dụng đất 2 vụ lúa và 2 lúa- 1 màu, trong khi đó đất có lượng cát mịn cao thì có quan

hệ chặt với kiểu sử dụng đất 2 vụ màu, 3 vụ màu hoặc lúa -màu, đất có tỷ lệ cát thô

cao chỉ có quan hệ chặt với canh tác trồng khoai lang, sắn và chuyên màu. Có thể

nói tính chất vật lý có ảnh hưởng mạnh đến việc lựa chọn cây trồng và kỹ thuật

canh tác các loại cây trên đất cát biển cũng chịu sự chi phối mạnh của tính chất vật

lý như thành phần cơ giới và khả năng giữ nước của đất (Trần Văn Lài, 1993; Trần

Thị Tâm và cs, 2004).

3.2.3 Ảnh hưởng của kiểu sử dụng đất đến một số tính chất hóa học trong đất cát

biển vùng Bắc Trung Bộ

Cùng với tính chất vật lý đất, tính chất hóa học đất có vai trò quan trọng

trong việc quyết định đến năng suất cây trồng. Sử dụng và cải tạo đất hợp lý vừa

nâng cao năng suất cây trồng vừa bảo vệ đất không bị thoái hóa là vấn đề hết sức

cần thiết và cấp bách đối với khu vực Bắc Trung Bộ. Để tìm hiểu ảnh hưởng của

loại/kiểu sử dụng đất đến một số tính chất hóa học đất trên đất cát biển, chúng tôi sử

dụng phương pháp phân tích thành phần chính nhằm tìm ra mối quan hệ giữa các

loại sử dụng đất với tính chất hóa học đất để từ đó bố trí, sử dụng phân bón hợp lý

cho vùng. Kết quả phân tích được thể hiện ở hình 3.3

72

Hình 3.3. Mối quan hệ của một số kiểu sử dụng đất với một số tính chất hóa học đất trong cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Ghi chú: Cột: biểu diễn các kiểu sử dụng đất; Dòng: biểu diễn các cation và dung

tích hấp thu của đất; Việc xác định các chiều của không gian biểu diễn qua trục F1, F2, F3

73

Kết quả phân tích tại hình 2 cho các loại sử dụng đất chủ yếu trong đất biển

vùng Bắc Trung Bộ là: chuyên lúa; lúa-màu; chuyên màu với các kiểu sử dụng đất

phổ biến: 2 vụ lúa; 2 lúa - 1 màu; 1 lúa - 1 màu; đất lúa 1 vụ và đất chuyên màu. Đất

sản xuất nông nghiệp có khá nhiều hạn chế, đất có thành phần cơ giới nhẹ, nhiều cát

thô và nghèo dinh dưỡng. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hàm lượng cát thô và

cát mịn là hoàn toàn độc lập với nhau trong khi đó giữa sét và limon lại có quan hệ

khá chặt và được thể hiện rất rõ trong kiểu sử dụng đất 2 vụ lúa và 2 lúa -1 màu. Đất

có lượng cát mịn cao có quan hệ chặt với canh tác trồng 2 vụ màu, 3 vụ màu hoặc

lúa- màu. Đất có lượng cát thô cao chỉ có quan hệ chặt với canh tác trồng khoai

lang, sắn và chuyên màu. Hàm lượng OC, N tổng số, Na+ và CEC có tương quan

dương đối với canh tác 2 lúa-1màu. Các chỉ tiêu còn lại có quan hệ với canh tác 2

lúa, 1 lúa-1màu và chuyên màu. Kết quả đánh giá đối với cơ cấu chuyên màu hoặc

lúa màu cũng chỉ ra rằng nếu thâm canh lâu dài và bền vững cần phải chú ý bón bổ

sung Mg2+ và Ca2+ để có được hiệu quả cao nhất.

3.3. Đặc điểm hữu cơ trên các loại sử dụng đất trong đất cát biển ở vùng Bắc

Trung Bộ

3.3.1. Ảnh hưởng của loại/kiểu sử dụng đất đến hàm lượng các bon hữu cơ

(OC%), axít humic và axít fulvic trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Phân tích thành phần chính (Principle Component Analysis - PCA) được áp

dụng để xác định các loại sử dụng đất đa chiều có tính chất định lượng. Có 16 biến

được đưa vào phân tích (Lúa 2 vụ, 2 lúa - 1 màu, 2 lúa - khoai lang, 1 lúa - 1 màu, 1

lúa - 2 màu, chuyên rau - màu, 1 lúa, lúa - khoai lang, lạc, sắn, sắn-lạc, lạc - khoai

lang - sắn, sắn -khoai lang) cho các kiểu sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ, kết quả

được thể hiện tại hình 3.4.

Kết quả tại hình 3.4 cho thấy trên trục không gian 3 chiều, cả 3 biến OC, axít

humic và axít fulvic đều cách xa tâm trục. Khi xoay sang trục F3 kết quả cho thấy

rõ mối quan hệ giữa các loại hình sử dụng đất với hàm lượng OC, axít humic và axít

fulvic. Hàm lượng OC tổng số và axít humic trong đất có quan hệ chặt hơn đối với

loại hình sử dụng đất lúa 2 vụ và chuyên trồng rau màu (Lạc-Rau, Đậu tương-Rau

74

và chuyên rau) trong khi đó axít fulvic lại có mối tương quan với các loại hình sử

dụng đất lúa 1 vụ, khoai lang, lúa-khoai lang và lúa màu. Các kết quả này hoàn toàn

phù hợp với các thí nghiệm tìm hiểu về mối quan hệ giữa một số loại hình sử dụng

đất trên đất cát biển với hữu cơ trong đất được bố trí đối với cây lúa và cây lạc của

tác giả tại huyện Nghi Lộc tỉnh nghệ An trong 2 năm từ năm 2015 đến 2016.

Hình 3.4. Quan hệ giữa hàm lượng các bon hữu cơ, axít humic và axít fulvic trong đất cát biển với các loại sử dụng đất vùng Bắc Trung Bộ theo trục F1 và F2

Ghi chú: Cột (Trục tung): biểu diễn hàm lượng OC, axít humic và axít fulvic trong đất; Dòng (Trục hoành): biểu diễn các kiểu sử dụng đất tại vùng Bắc trung bộ; Việc xác định các chiều của không gian biểu diễn qua trục F1, F2, F3

75

3.3.2. Mối quan hệ giữa hữu cơ trong đất (các bon hữu cơ và các axít mùn) với

các tính chất vật lý trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Chất hữu cơ trong đất có ảnh hưởng lớn đến quá trình hình thành cấu trúc và

duy trì độ bền cấu trúc của đất. Ngoài việc ảnh hưởng đến tính chất vật lý, chất hữu

cơ còn đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc nâng cao khả năng trao đổi CEC

trong đất. Nghiên cứu mối quan hệ giữa hữu cơ trong đất với các tính chất đất cát

biển vùng Bắc Trung Bộ bằng phương pháp phân tích thành phần chính cho thấy

các biến đầu vào ban đầu có 15 biến nhưng chỉ có 14 nhân tố. Kết quả phân tích

được thể hiện tại hình 3.5

Hình 3.5. Quan hệ giữa chất hữu cơ trong đất (các bon tổng số và các thành phần mùn) với các tính chất vật lý và hóa học trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Phân tích mối quan hệ giữa các bon hữu cơ với các tính chất vật lý và hóa học

đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ (hình 3.5) cho thấy: Chất hữu cơ trong đất (OC, axít

humic và axít fulvíc) đều có quan hệ mật thiết và tương quan tốt với sét và limon,

đồng thời cũng tương quan chặt với CEC trong đất. Vòng tròn tương quan cũng cho

thấy cát thô không có mối quan hệ nào với các các bon tổng số trong đất. Trong khi

76

đó cát mịn lại có tương quan âm với các cation kiềm và kiềm thổ. Xem xét mối quan

hệ giữa TPCG (trục F1) và hàm lượng các chất dinh dưỡng(trục F3): không phát hiện

thấy sự tương quan nào giữa cát thô với các chất hữu cơ trong đất cát biển. Hàm

lượng cácbon trong đất có sự tích lũy ổn định hơn đối với các kiểu sử dụng đất có

lúa (lúa 2 vụ, 2 lúa – 1 màu, 1 lúa – 1 màu, 1 lúa -2 màu) và đất chuyên rau màu.

Kết quả nghiên cứu và kết quả mô phỏng cũng chỉ ra rằng hàm lượng axít

fulvic không có mối tương quan hay độc lập với các bon hữu cơ và axít humic trong

đất. Hàm lượng các bon hữu cơ (OC%) và axít humic trong đất có quan hệ chặt đối

với kiểu sử dụng đất lúa 2 vụ và chuyên trồng rau màu (Lạc-rau, đậu tương-rau và

chuyên rau) trong khi đó axít fulvic lại có mối tương quan với các kiểu sử dụng đất

lúa 1 vụ, khoai lang, lúa-khoai lang và lúa- màu. Chất hữu cơ trong đất (OC, axít

humic và axít fulvíc) đều có quan hệ mật thiết và tương quan tốt với sét và limon,

đồng thời cũng tương quan chặt với CEC trong đất. Vòng tròn tương quan cũng cho

thấy cát thô không có mối quan hệ nào với các chất hữu cơ trong đất.

3.4. Nghiên cứu nâng cao khả năng tích lũy các bon trong đất cát biển dưới một

số loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ.

3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân bón

hữu cơ, TSH đến năng suất lúa và khả năng nâng cao hàm lượng các bon trong

đất cát biển.

Việc đánh giá ảnh hưởng tiêu cực hay tích cực của biện pháp canh tác đến sự

thay đổi đặc điểm lý, hóa tính của đất đòi hỏi thời gian dài, liên tục và nghiêm ngặt

trong phương pháp bố trí theo dõi. Do vậy, trong khuôn khổ nội dung của luận án

tập trung theo dõi và so sánh mức độ biến động của một số chỉ tiêu lý, hóa tính của

đất sau khi áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác so với mức canh tác thông

thường của người dân nhằm đánh giá khả năng tăng độ phì nhiêu và tích lũy các

bon trong đất cát biển

3.4.1.1. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến một số tính chất lý,

hóa học trong đất cát biển

77

 Ảnh hưởng đến thành phần cấp hạt (%): Thành phần cấp hạt đất ảnh

hưởng tới khả năng hấp thụ trao đổi ion và dự trữ dinh dưỡng trong đất. Đây là

một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì của đất. Thành phần cấp

hạt đất ở các công thức có áp dụng bón các loại phân bón hữu cơ và TSH đều có

sự cải thiện so với công thức đối chứng, tuy nhiên do thời gian bố trí thí nghiệm

được triển khai trong 2 vụ, nên tác dụng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến

thành phần cấp hạt chưa được cải thiện rõ nét (bảng 3.7). Đất có thành phần cơ

giới nhẹ, hàm lượng cát mịn chiếm chủ yếu trong thành phần cấp hạt. Hàm lượng

sét giao động từ 9,1-9,6%; limon 14,9-15,7% và cát (bao gồm cát thô và cát mịn)

74,9-76,0%.

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến thành phần

cấp hạt đất trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lúa tại Nghi Lộc, Nghệ An

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 Lsd 0.05

Công thức

Sét (<0,002) 9,1 9,3 9,4 9,2 9,3 9,3 9,6 0,27 Thành phần cấp hạt (%) cát mịn Limon (0,2-0,02) (0,02-0,002) 67,9 14,9 67,2 15,0 67,2 15,3 67,6 15,7 67,1 15,5 67,3 15,5 67,4 15,6 0,80 0,32 cát thô (>0,2) 8,1 8,5 8,2 7,5 8,2 8,0 7,5 0,97

Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các lần lặp sau 2 vụ

Kết quả nghiên phân tích cho thấy đối với loại sử dụng đất chuyên lúa (lúa 2

vụ), công thức áp dụng các biện pháp bón TSH, phân ủ và phân HCVS kết hợp với

giảm lượng phân khoáng liên tục trong 2 vụ đã làm tăng hàm lượng sét và limon so

với công thức đối chứng của người dân và trước thí nghiệm. Đã thấy sự sai khác rõ

về thành phần cơ giới giữa các công thức áp dụng các biện pháp kỹ thuật so với

công thức canh tác truyền thống.

 Ảnh hưởng đến độ chua của đất (pHKCl)

78

Kết quả phân tích đất sau 2 vụ tại các công thức nghiên cứu ở mức chua nhẹ,

pHKCl giao động từ 4,54 đến 4,63, trong đó thấy có sự thay đổi rõ rệt giữa hình

thức canh tác thông thường của người dân và khi áp dụng các biện pháp kỹ thuật

bón phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp, TSH và kỹ thuật tổng hợp, tuy

nhiên mức độ thay đổi không lớn, nằm trong khoảng 0,01-0,09 đơn vị. Như vậy, kết

quả phân tích có thể nhận định việc canh tác khi bổ sung thêm thành phần hữu cơ đã

góp phần hạn chế giảm độ chua pH trên loại sử dụng đất 2 lúa.

Khi bón các loại phân hữu cơ, TSH đã làm cho tính chất đất được cải thiện,

giá trị pH đã tăng lên. Ở các công thức có bón phân HCVS kết hợp với TSH và

phân ủ có giá trị pHKCl cao hơn so với công thức đối chứng.

 Ảnh hưởng đến hàm lượng các chất dinh dưỡng:

Hàm lượng đạm tổng số (N%) ở mức nghèo đến trung bình thấp, dao động từ

0,077 - 0,098%. Hàm lượng đạm (N) tổng số trong đất của các công thức giảm phân

khoáng kết hợp bón phân HCVS, TSH, phân ủ đều cao hơn từ 9,1-23,6% so với

công thức đối chứng, tăng cao nhất ở CT7. Hàm lượng lân tổng số (P2O5%) ở mức

trung bình (giao động từ 0,056-0,064%), hàm lượng Kts ở mức trung bình, dao

động từ 0,597 – 0,614 %. Lân dễ tiêu và kali dễ tiêu ở mức nghèo. Ở các công thức

có áp dụng các loại phân bón hữu cơ, TSH kết hợp giảm lượng phân khoáng đã làm

tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển lên từ 10-14% so với canh

tác thông thường của người dân và tăng từ 12-25% so với trước thí nghiệm. Điều

này chứng tỏ bổ sung các vật chất hữu cơ được bón vào đất sẽ làm tăng hàm lượng

các chất dinh dưỡng trong đất lên một cách có ý nghĩa .

Ảnh hưởng đến hàm lượng dung tích hấp thu của đất (CEC): Lượng và chất

của CEC là một chỉ tiêu quan trọng về độ phì nhiêu của đất, phản ánh khả năng

chứa đựng và điều hòa dinh dưỡng có liên quan đến phương pháp bón phân hợp lý.

CEC là chỉ tiêu tương quan với chất hữu cơ trong đất. Kết quả phân tích sau 2 vụ

cho thấy hàm lượng CEC của các công thức thí nghiệm dao động trong khoảng 7,16

- 8,33 cmolc/kg đất, tăng so với trước thí nghiệm từ 0,35 đến 1,17 comlc/kg. CEC

79

thấp nhất tại CT1 và cao nhất tại CT7 (áp dụng các biện pháp hỗn hợp: NPK (-30%)

+ 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn phân ủ+ 1,5 tấn TSH)

Bảng 3.8. Độ pH và hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lúa tại Nghi Lộc, Nghệ An

N K2O Công thức pHKCl

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 Lsd 0.05 4,54 4,55 4,57 4,58 4,60 4,63 4,63 0,65 0,077 0,084 0,086 0,094 0,088 0,089 0,098 0,46 P2O5 (%) 0,056 0,066 0,065 0,065 0,066 0,064 0,064 0,65 0,597 0,633 0,605 0,586 0,608 0,582 0,614 0,26 P2O5 mg/100g) 8,81 9,20 8,67 10,64 8,78 12,21 10,27 2,85 CEC (cmolc/kg) 7,16 7,51 7,69 7,84 8,20 8,26 8,33 0,18

Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các lần lặp sau 2 vụ

3.4.1.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến khả năng tích lũy

chất hữu cơ và các axit mùn trong loại sử dụng đất 2 lúa.

 Ảnh hưởng đến hàm lượng các bon hữu cơ (OC%):

Các bon hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc cung cấp chất dinh dưỡng

cho cây trồng đồng thời tham gia việc cải tạo tính chất vật lý của đất. Kết quả xác

định ảnh hưởng của việc bón các loại vật liệu hữu cơ, than sinh học từ phụ phẩm

nông nghiệp và phân hữu cơ vi sinh đến tích lũy chất hữu cơ được trình bày ở bảng

3.9 cho thấy đối với hàm lượng các bon hữu cơ trong các công thức bón TSH, phân

ủ, phân HCVS tăng 9,8-24,9% so với canh tác thông thường của người dân (dao

động trong khoảng 0,83-1,13% ). Ở công thức sử dụng phân HCVS kết hợp với

phân ủ và than sinh học đồng thời giảm 30% lượng phân khoáng đã cho hàm lượng

các bon hữu cơ tăng cao nhất, tiếp đến là công thức bón phân ủ và bón TSH.

 Ảnh hưởng đến hàm lượng axit humic và axit fulvic

Kết quả ở bảng 3.9 cho thấy hàm lượng các axit mùn khá thấp và có khoảng

giao động khá rộng từ 0,067-0,088% đối với axit humic và 0,173-0,234% đối với

axit fulvic. Trong đó axit fulvic luôn chiếm ưu thế hơn hẳn so với axit humic, được

80

thể hiện rõ ở tỷ lệ CH/CF. Sau 2 vụ thí nghiệm áp dụng các biện pháp hữu cơ và

giảm phân khoáng hàm lượng axit humic đã tăng 1,20 đến 1,44 lần so với trước thí

nghiệm và tăng 1,14 đến 1,38 lần so với công thức canh tác của nông dân; tương tự

hàm lượng axit fulvic đã tăng không đáng kể 1,05 đến 1,24 lần so với trước thí

nghiệm và tăng 1,04 đến 1,18 lần so với công thức canh tác của nông dân, ở CT7

hàm lượng fulvic đã có xu hướng giảm nhẹ. Sự khác nhau ở các tỷ lệ thể hiện rõ sự

tích lũy theo từng loại vật liệu cung cấp vào và sự phân hủy theo thời gian. Như vậy

các vật liệu hữu cơ, phân HCVS đã có tác dụng cải thiện, nâng cao sự tích lũy

humic trong đất cát biển.

 Tỷ lệ giữa axit humic và axit fulvic (CH/CF):

Tỷ lệ CH/CF được cải thiện rõ rệt sau 2 vụ. Ở công thức canh tác thông thường

của người dân (CT1) không có sự chênh lệch so với trước thí nghiệm, trong khi đó

ở các công thức có áp dụng bón phân hữu cơ, TSH và phân HCVS kết hợp với việc

giảm lượng phân khoáng từ 20-30% đã làm tăng tỷ lệ CH/CF theo thời gian (so với

trước TN). Tỷ lệ CH/CF có giá trị cao nhất ở CT4 và thấp nhất ở CT2, tuy nhiên đều

cao hơn công thức đối chứng và trước thí nghiệm từ 1,19 đến 1,50 lần. Điều này 1

lần nữa chứng minh tác dụng của việc bón các loại vật liệu hữu cơ, than sinh học từ

phụ phẩm nông nghiệp và phân hữu cơ vi sinh đến tích lũy hàm lượng cácbon và

các axit mùn trong đất trồng lúa.

Bảng 3.9. Hàm lượng các bon hữu cơ (OC%) và hàm lượng các axit mùn trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lúa trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

OC C/N Fulvic CH/CF Công thức

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 Lsd 0.05 0,808 0,942 0,899 0,978 0,887 0,993 1,010 0,81 Humic (%) 0,067 0,077 0,081 0,079 0,083 0,081 0,088 0,74 0,198 0,234 0,223 0,207 0,217 0,206 0,197 0,76 0,338 0,329 0,363 0,382 0,382 0,393 0,447 0,41 10,49 11,21 10,45 10,40 10,08 11,16 10,31 0,83

Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các lần lặp sau 2 vụ

81

Xét về mặt xu thế, ở các công thức bón TSH, phân ủ và phân HCVS cho thấy

giá trị của tất cả các chỉ tiêu theo dõi đều có chiều hướng tăng lên so với đối chứng.

Việc bón giảm lượng phân khoáng và kết hợp với các loại phân HCVS đã duy trì và

nâng cao được lượng các bon trong đất mặt khác làm cho sinh trưởng sinh dưỡng

của cây trồng tăng. Kết quả là đã làm tăng hệ số che phủ đất và hạn chế rửa trôi chất

dinh dưỡng. Tác dụng này còn thể hiện rõ nét hơn ở các công thức bón phân ủ và

phân HCVS.

Như vậy việc canh tác lúa theo phương thức cải tiến (bón các loại phân hữu

cơ, TSH) đã góp phần hạn chế suy giảm pH, tăng hàm lượng các bon hữu cơ, đạm

và lân tổng số trong đất, qua đó góp phần hạn chế thoái hóa đất sau canh tác; tăng

được chất và lượng hữu cơ sau 2 vụ canh tác. Việc tận dụng phế phụ phẩm trong

nông nghiệp bằng các hình thức khác nhau trả lại cho đất có ý nghĩa rất lớn trong

canh tác bền vững và giảm thiểu biến đổi khí hậu.

3.4.1.3. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến các yếu tố cấu thành

năng suất và năng suất lúa

Kết quả số liệu ở bảng 3.10 cho thấy: Số bông/m2 của các công thức thí nghiệm trong vụ xuân dao động từ 245-260 bông/m2, trong đó tại CT4 có số bông/m2 cao nhất (264 bông), công thức đối chứng (CT1) có số bông/m2 thấp nhất (245 bông/m2); vụ mùa tất cả các công thức thí nghiệm đều có số bông/m2 cao hơn so với công thức đối chứng, trong đó cao nhất là CT7 (262 bông/m2). Trong vụ

xuân, tất cả các công thức thí nghiệm áp dụng các biện pháp kỹ thuật (bón TSH,

phân compost, phân HCVS kết hợp giảm lượng phân khoáng từ 20-30%) đều có số

hạt chắc/bông cao hơn công thức đối chứng (cao nhất là CT7: 150 hạt/bông) và thấp

nhất là CT1 (140 hạt/bông), các công thức còn lại có số hạt/bông dao động từ 143-

147 hạt/bông. Vụ mùa, các công thức có số hạt chắc trên bông từ 135 – 147

hạt/bông, đạt cao nhất là CT7 và thấp nhất là CT1.

Khối lượng 1000 hạt của các công thức thí nghiệm giữa vụ xuân và vụ mùa

chênh lệch nhau không lớn, biến động từ 18, 1-19,6 g; các CT có khối lượng 1000

hạt tương đối cao ở vụ xuân là: CT2,3,5,6,7 có trọng lượng giao động từ (19,0 -19,6

g), ở vụ mùa là: CT3,5,7 có trọng lượng giao động từ (18,6-18,9 g); Năng suất lý

82

thuyết các công thức thí nghiệm ở vụ xuân dao động từ 6,16 – 7,19 tấn/ha, trong đó

công thức đạt năng suất lý thuyết cao, cao hơn công thức đối chứng CT1 từ 0,64-

1,03 tấn/ha; đối với vụ mùa cao hơn công thức đối chứng từ 0,58 đến 1,43 tấn/ha.

Bảng 3.10. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lúa trên đất cát biển

tại Nghi Lộc, Nghệ An.

Công Số hạt NSLT NSTT P1000hạt thức Số bông /m2 chắc/bông (tấn/ha) (tấn/ha)

244,7 236,5

140,1

135,7

18,9

18,1

6,16

5,49

4,69

4,11

VX VM VX VM VX VM VX VM VX VM

255,6 243,5

145,3

142,7

19,0

18,4

6,89

6,07

5,12

4,42

CT1

249,6 248,2

147,4

143,8

19,0

18,6

6,80

6,35

5,28

4,78

CT2

264,6 257,4

143,3

141,5

18,5

18,3

6,85

6,38

5,42

4,59

CT3

257,1 253,7

144,7

141,9

19,1

18,7

6,93

6,48

5,49

4,64

CT4

260,5 255,4

146,8

143,5

19,2

18,5

7,08

6,51

5,62

4,88

CT5

258,9 262,3

149,7

146,9

19,6

18,9

7,19

6,92

5,84

5,21

CT6

CT7

CV(%) 3,60 1,90 0.80 0.73

Đối với vụ xuân, năng suất lúa thực thu tại các công thức thí nghiệm dao

Lsd(0.05) 0.43 0.21 0.28 0.18

động từ 4,69-5,84 tấn/ha. Trong đó tại CT7 (công thức bón kết hợp 2,5 tấn HCVS +

2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + giảm 30% lượng phân khoáng) có năng suất đạt cao

nhất (5,84 tấn/ha) cao hơn công thức đối chứng có ý nghĩa về mặt thống kê, tăng

19,35% so với công thức đối chứng; các công thức còn lại có năng suất thực thu khá

(5,12-5,62 tấn/ha) có ý nghĩa về mặt thống kê so với đối chứng, tăng từ 9,2-24,5%

so với canh tác đại trà (CT1).

Năng suất thực thu vụ mùa các công thức dao động từ 4,13-5,23 tấn/ha.

Trong đó, CT6 và CT7 có năng suất cao (4,11-5,21 tấn/ha), cao hơn có ý nghĩa về

mặt thống kê so với công thức đối chứng. Năng suất tăng từ 7,5-26,8% so với canh

tác đại trà của dân (CT1).

Như vậy kết quả triển khai thí nghiệm cho thấy, sau 2 vụ (bảng 3.10) áp

dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác (bón TSH, phân ủ, phân HCVS kết hợp với

83

giảm bón phân khoáng) năng suất trên phạm vi toàn thí nghiệm đã tăng đáng kể có

ý nghĩa (P<0,05) trong tất cả các công thức áp dụng biện pháp kỹ thuật so với công

thức bón phân khoáng. Năng suất vụ mùa tăng 7,5-26,8% và vụ xuân tăng 9,2-

24,5% so với canh tác thông thường của nông dân trên tất các công thức.

Kết quả cũng cho thấy rõ sự ảnh hưởng của việc bón kết phân hữu cơ, TSH

kết hợp giảm 30% lượng phân khoáng sau 2 vụ đã có tác dụng rõ rệt trong việc tăng

năng suất cây trồng đáng kể, cho năng suất tăng cao nhất, 24,5% ở vụ xuân và

26,8% ở vụ mùa. Điều này chứng tỏ than sinh học kết hợp phân bón hữu cơ có tác

động tích cực tới sinh trưởng và năng suất lúa trên đất cát ven biển.

So với đối chứng, CT3, CT4, CT5, CT6 giảm 20% so với CT1 và CT7 giảm

30% so với phương thức canh tác truyền thống. Điều đó có nghĩa là lượng phân

khoáng có thể giảm 14-16 kgN/ha/vụ, 16-18 kg P2O5/ha/vụ và 16-18 kg K2O/ha/vụ

đối với mức giảm 20%. Đối với CT7 (giảm 30% lượng phân khoáng NPK) giảm 21-

24 kgN/ha/vụ, 24-27 kg/ha/vụ P2O5 và K2O, năng suất lúa đã tăng 12,6-24,5% trong

vụ xuân và 11,7-26,8% trong vụ mùa so với đối chứng

3.4.1.4. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH và sự giảm thiểu lượng

phân khoáng đến hiệu quả kinh tế

Kết quả phân tích kinh tế của các công thức thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.11

Bảng 3.11. Hiệu quả kinh tế của việc bón các loại phân bón hữu cơ, TSH trong

loại sử dụng đất 2 lúa trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

NS 2vụ, Tổng thu, Tổng chi, Lãi/ha, Tỷ lệ Công thức tấn/ha tr .đ/ha tr .đ/ha tr.đ/ha (B/C)

CT1 8,80 52,800 38,818 13,982 1,36

CT2 9,54 57,240 43,862 13,378 1,31

CT3 10,06 60,360 46,556 13,804 1,30

CT4 10,01 60,060 49,004 11,056 1,23

CT5 10,13 60,780 44,758 16,022 1,36

CT6 10,50 63,000 47,548 15,452 1,32

CT7 11,05 66,300 50,294 16,006 1,32

*Ghi chú: Giá phân ủ: 1.200 đ/kg; Ure: 10.300 đ/kg; Lân Văn Điển: 3000 đ/kg; phân hữu cơ vi sinh:3.000 đ/kg.; Than sinh học: 7.000 đ/kg; Kali: 11.600 đ/kg; giống: 12.000 đ/kg; Công lao động: 150.000 đ/công; Giá lúa: 6.000 đ/kg;

84

Qua số liệu ở bảng 3.11 phân tích hiệu quả kinh tế của các công thức thí

nghiệm, cho thấy:

- Tổng thu trên một đơn vị diện tích sản xuất: Qua kết quả phân tích hiệu

quả kinh tế trong năm cho thấy áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác khác nhau

thì có tổng thu trên 01 ha khác nhau. Trong đó, ở công thức 7 (CT7) có tổng thu

cao nhất đạt 66,3 triệu đồng; công thức canh tác truyền thống cho tổng thu thấp

nhất là 52,8 triệu đồng.

- Tổng chi trên một đơn vị diện tích sản xuất bao gồm: Tền giống, thuốc bảo

vệ thực vật, phân bón và công lao động của người dân. Tổng chi tính cho 01 ha ở

các công thức thí nghiệm dao động từ 38,8 – 50,3 triệu đồng; trong đó chi phí cao

nhất là công thức bón giảm 30% lượng NPK (-30%) + 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn

phân ủ+ 1,5 tấn TSH; thấp nhất là công thức bón 100% NPK (canh tác truyền

thống của dân).

- Lãi thuần trên một đơn vị diện tích sản xuất: Là số tiền chênh lệch giữa tổng thu

và tổng chi của các công thức thí nghiệm. Lãi thuần trung bình cao nhất cả hai vụ ở

công thức CT5 đạt 16,2 triệu đồng; tiếp theo là CT7, CT6, CT3, CT1, CT2 từ 13,9-

16,0 triệu đồng; Công thức 4 (CT4) có lãi thuần trên một đơn vị sản xuất thấp nhất.

Như vậy, khi áp dụng các biện pháp canh tác cải tiến (bón than sinh học,

phân ủ từ phế thải nông nghiệp, phân hữu cơ vi sinh ) chẳng những có vai trò hạn

chế thoái hóa đất sản xuất, mà hiệu quả kinh tế trên đơn vị đất canh tác còn đạt cao

hơn so với trồng lúa bón phân khoáng thông thường.

3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân bón

hữu cơ, TSH và các biện pháp che tủ đến năng suất lạc và khả năng nâng cao

hàm lượng các bon hữu cơ trong đất cát biển.

3.4.2.1. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ và TSH đến một số tính chất lý,

hóa học đất

Kết quả phân tích sau 2 vụ được thể hiện ở bảng 3.12 cho thấy, việc tăng độ

che phủ bề mặt nhờ phân bón hữu cơ kết hợp với che tủ còn có ý nghĩa trong việc

hạn chế khoáng hóa đất, khi khoáng hóa xảy ra thì sét bị rửa trôi trước tiên, sau đó

là đến limon. Do bị mất sét và limon mà hàm lượng tương đối của cát tăng lên

tương ứng. Nếu xét trên tương quan giữa 3 chỉ tiêu này thì thấy rằng hàm lượng sét

85

và limon tăng dần từ CT3 đến CT8 và hàm lượng cát giảm lên theo cùng chiều

hướng, điều này đồng nghĩa với việc mức độ khoáng hóa giảm dần từ CT2 đến

CT8, Và hiệu lực của việc bón các loại phân bón hữu cơ và TSH kết hợp các yếu tố

dinh dưỡng (NPK) đã cải thiện được độ ẩm, độ xốp và thành phần cơ giới đất 1

cách đáng kể.

Bảng 3.12. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ; TSH và vật liệu che phủ

đến một số tính chất vật lý trong đất cát biển sau 2 vụ canh tác lạc tại Nghi

Lộc, Nghệ An

Thành phần cấp hạt (%)

Công thức

Sét (<0,002mm) 3,23 Limon (0,02-0,002mm) 12,57 Cát mịn (0,2-0,02mm) 68,96 Cát thô (>0,2mm) 15,24 CT1

CT2 3,30 69,48 14,12 13,10

CT3 3,44 70,03 12,69 13,84

CT4 3,51 70,33 12,34 13,82

CT5 3,70 70,75 12,28 13,27

CT6 3,68 70,28 12,33 13,71

CT7 3,64 70,37 12,18 13,81

CT8 3,86 70,55 11,52 14,07

Lsd 0,05 0,28 0,42 0,46 0,32

 Ảnh hưởng đến độ chua của đất ( pHKCl)

Kết quả phân tích đất sau 2 vụ trồng lạc cho thấy, đất tại các công thức thí

nghiệm có phản ứng từ rất chua đến chua. Giá trị pHKCl thấp nhất ở CT1 (canh tác

truyền thống) và cao nhất ở CT8. Như vậy đã thấy thấy có sự thay đổi rõ rệt giữa hình

thức canh tác thông thường của người dân và khi áp dụng các biện pháp kỹ thuật bón

phân hữu cơ từ phế phụ phẩm nông nghiệp, than sinh học và kỹ thuật tổng hợp và

tăng 0,01-0,4 đơn vị sau 2 vụ canh tác và tăng 0,01-0,3 đơn vị so với đối chứng

 Ảnh hưởng đến hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất:

Kết quả phân tích một số tính chất hóa học sau 2 vụ thí nghiệm được trình

bày ở bảng 3.13: Các chỉ tiêu theo dõi ở CT1 ngang bằng hoặc cao hơn không nhiều

trước khi tiến hành thí nghiệm. Xét về mặt xu thế, từ CT1 đến CT8 giá trị của tất cả

các chỉ tiêu theo dõi đều có chiều hướng tăng lên. Như vậy, việc bón giảm lượng

86

phân khoáng kết hợp bón TSH, phân ủ hoặc phân ủ kết hợp biện pháp tủ ni lông

hoặc phủ rơm rạ đã duy trì và nâng cao được chất lượng đất. Khi liều lượng phân

bón được bổ sung thêm hữu cơ, một mặt bổ sung thêm một nguồn dinh dưỡng cho

đất, mặt khác làm cho sinh trưởng sinh dưỡng của cây trồng tăng, Kết quả là đã làm

tăng hệ số che phủ đất và hạn chế khoáng hóa, rửa trôi chất dinh dưỡng đặc biệt là

trên đất cát nghèo dinh dưỡng, Tác dụng này còn thể hiện rõ nét hơn ở các công

thức có bón kết hợp 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + che phủ rơm rạ hoặc tủ ni lông

(CT7 và CT8), Bên cạnh đó, hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ bị rửa trôi như đạm

tổng số (Nts), lân tăng liên tục từ CT1 đến CT8 cũng là một trong những bằng

chứng thuyết phục cho giả thiết này.

Kết quả phân tích tại các công thức thí nghiệm cho thấy hàm lượng Kts ở

mức nghèo, dao động từ 0,41-0,5%. Tại các công thức có áp dụng các biện pháp

bón TSH, phân ủ và giảm lượng phân khoáng cho hàm lượng Kts cao hơn so với

công thức đối chứng, cao nhất là CT8 bón 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + che phủ

nilong kết hợp giảm 30% lượng phân khoáng có hàm lượng kali tổng số đạt 0,495%

tăng 17,9% so với trước thí nghiệm và 15,7% so với đối chứng.

Kết quả cũng cho thấy chiều hướng sau 2 vụ, hàm lượng lân và kali dễ tiêu

trong đất ở các công thức có bón phân ủ, TSH kết hợp giảm 20% -30% lượng phân

khoáng đều có xu thế cao hơn so với công thức đối chứng nhưng chưa đem lại sự

khác biệt rõ giữa các công thức CT3, CT7 và CT8. So sánh về hàm lượng các chất

dinh dưỡng dễ tiêu trong đất trước thí nghiệm và sau 2 vụ lạc cho thấy hàm lượng

đạm và lân dễ tiêu có phần cao hơn so với trước thí nghiệm từ 11,1-17,3%, nguyên

nhân là do quá trình phân giải hữu cơ nhanh dẫn đến đạm và lân trong phân hữu cơ

được giải phóng nhiều hơn

Hàm lượng CEC trong đất tầng mặt ở các công thức thí nghiệm dao động từ

4,52-5,65 cmolc/kg phản ánh đất có hàm lượng CEC rất nghèo. Kết quả phân tích

sau 2 vụ của các công thức thí nghiệm áp dụng các biện pháp bón phân hữu cơ+

TSH kết hợp với tủ nilông hoặc che phủ rơm rạ đã làm tăng hàm lượng dung tích

hấp thu trong đất lên từ 0,28 đến 0.89 comlc/kg so với trước thí nghiệm và từ 0,40-

0.93 cmolc/kg so với canh tác truyền thống,

So sánh giữa 2 biện pháp bón phân hữu cơ, TSH kết hợp che phủ nilông và

87

tủ rơm rạ thì xu thế phương pháp tủ nilông có hàm lượng dung tích hấp thu cao hơn

so với phương pháp tủ rơm rạ tuy nhiên giá trị tăng không nhiều.

Bảng 3.13. Độ pH và hàm lượng các chất dinh dưỡng sau 2 vụ canh tác lạc trong đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

CEC N P2O5 K2O P2O5 K2O

pHKCl (mg/100g) (cmolc/kg) (%)

Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 Lsd 0,05 4,03 4,08 4,24 4,18 4,26 4,28 4,3 4,31 0,78 0,067 0,071 0,072 0,074 0,07 0,072 0,073 0,081 0,24 0,047 0,055 0,054 0,052 0,052 0,053 0,054 0,056 0,25 0,417 0,424 0,456 0,463 0,429 0,452 0,484 0,495 0,35 12,15 13,18 13,74 13,44 13,87 13,77 13,24 13,3 0,33 4,76 4,81 4,51 4,79 4,83 4,9 4,97 4,99 0,14 4,49 4,77 4,98 5,05 5,16 5,20 5,38 5,49 0,26

Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các lần lặp sau 2 vụ

3.4.2.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH và các biện pháp tủ đến khả năng

tích lũy các bon hữu cơ và các axit mùn trong đất cát biển trên các loại sử dụng đất chuyên màu (2 vụ lạc)  Ảnh hưởng đến hàm lượng các bon hữu cơ:

Kết quả xác định ảnh hưởng của việc bón các loại vật liệu hữu cơ, TSH từ

phụ phẩm nông nghiệp và các biện pháp tủ đến tích lũy các bon hữu cơ được trình

bày ở bảng 3.14 cho thấy đối với hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong các công

thức bón TSH, phân ủ tăng 1,5-19,6% so với trước thí nghiệm và từ 5,1-23,0% so với canh tác thông thường của người dân (dao động trong khoảng 0,411-0,489%). Ở công thức sử dụng phân ủ và TSH đồng thời giảm 30% lượng phân khoáng kết

hợp với tủ ni lông đã cho hàm lượng cácbon tăng cao nhất, tiếp đến là công thức bón phân ủ và TSH.  Ảnh hưởng đến hàm lượng axít humic và axít fulvic:

Sau 2 vụ thí nghiệm áp dụng các biện pháp hữu cơ và giảm phân khoáng

hàm lượng axit humic đã tăng 1,05 đến 1,50 lần so với trước thí nghiệm và tăng

1,11 đến 1,42 lần so với công thức canh tác của nông dân; tương tự hàm lượng axit

88

fulvic đã tăng 1,02 đến 1,09 lần so với trước thí nghiệm và tăng 1,01 đến 1,06 lần so

với công thức canh tác của nông dân. CT 7 và CT8 có xu thế tích lũy hàm lượng

cácbon hữu cơ và các thành mùn cao nhất.

Sự khác nhau ở các tỷ lệ thể hiện rõ sự tích lũy theo từng loại vật liệu cung

cấp vào và sự phân hủy theo thời gian, trong đó axit fulvic luôn chiếm ưu thế hơn

hẳn so với axit humic, được thể hiện rõ ở tỷ lệ CH/CF

 Tỷ lệ giữa axít humic và axit fulvic (CH/CF):

Kết quả phân tích cho thấy tỷ lệ axit humic và axit fulvic (CH/CF) được cải

thiện rõ rệt sau 2 vụ. Ở công thức canh tác thông thường của người dân (CT1)

không có sự chênh lệch so với trước thí nghiệm, trong khi đó ở các công thức có áp

dụng bón phân ủ, TSH kết hợp với biện pháp tủ đồng thời bón giảm lượng phân

khoáng từ 20-30% đã làm tăng tỷ lệ CH/CF theo thời gian (so với trước TN), Tỷ lệ

CH/CF có giá trị cao nhất ở CT7 và CT8. Điều này 1 lần nữa chứng minh tác dụng

của việc bón các loại vật liệu hữu cơ, TSH từ phụ phẩm nông nghiệp đã cải thiện rất

rệt độ phì nhiêu trong đất cát biển trồng lạc, tích lũy và nâng cao độ phì nhiêu

cacbon trong đất cát biển lên từ 5,1-22,3% so với canh tác truyền thống và so với

trước thí nghiệm.

Bảng 3.14. Hàm lượng cácbon hữu cơ (OC%) và hàm lượng các axít mùn sau 2

vụ canh tác lạc tromg đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

OC C/N Fulvic CH/CF

Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 Lsd 0,05 0,411 0,415 0,446 0,432 0,470 0,483 0,489 0,506 0,21 8,75 7,55 8,25 8,32 9,05 9,11 9,06 9,04 0,54 Humic % 0,042 0,047 0,048 0,050 0,053 0,050 0,056 0,060 0,79 0,113 0,118 0,115 0,119 0,114 0,118 0,117 0,120 0,93 0,374 0,395 0,418 0,417 0,467 0,422 0,483 0,500 0,66

Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các lần lặp sau 2 vụ

Tóm lại tính chất lý hóa học của đất sau 2 vụ thí nghiệm đều được duy trì và

nâng cao so với trước thí nghiệm, trừ công thức canh tác truyền thống, Các công

89

thức bón giảm phân khoáng từ 20-30% kết hợp với TSH, phân ủ compost và có tủ

rơm rạ hoặc tủ nilong đều thể hiện sự vượt trội về cải thiện chất lượng đất và hạn

chế khoáng hóa, rửa trôi chất dinh dưỡng trong đất cát biển.

3.4.2.3. Ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật bón phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm

phân khoáng và các biện pháp che tủ lên năng suất lạc trong đất cát biển.

Hiệu quả của việc bón TSH, phân ủ từ phụ phẩm nông nghiệp kết hợp với

biện pháp che tủ được thể hiện thông qua chỉ tiêu về cấu thành năng suất và năng

suất của cây trồng. Kết quả được thể hiện trong bảng 3.15

Đối với các yếu tố cấu thành năng suất: Ảnh hưởng của các biện pháp áp dụng

khác nhau đối với chỉ tiêu số quả chắc/cây; khối lượng 100 quả khá rõ và khá đồng

đều giữa 2 vụ tiến hành thí nghiệm. Về số quả chắc/cây biến động từ 8,7-11,8 quả

chắc/cây, trung bình là 10,6 quả/cây. Đạt cao nhất ở CT8 và thấp nhất ở CT1 (công

thức canh tác theo truyền thống), Về khối lượng quả chắc biến động trong khoảng

137-169 g đối với vụ Đông Xuân và từ 113-152 g đối với vụ Thu Đông, cao nhất là ở

CT7 và CT8, thấp nhất là ở CT1. So sánh giữa biện pháp che tủ nilong và tủ rơm rạ

thì xu thế khối lượng quả chắc ở biện pháp tủ nilong tăng hơn so với tủ rơm rạ.

Bảng 3.15. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất lạc trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An.

Công thức Số cây thực thu/m2 NSLT (tấn/ha) NSTT (tấn/ha) Quả chắc/cây (quả) Khối lượng 100 quả (gam)

CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8

CV(%) Lsd 0.05 ĐX 26,6 27,4 27,9 26,9 26,4 27,5 28,5 28,8 TĐ 21,8 22,4 22,4 21,8 23,0 23,0 24,0 23,4 ĐX 8,7 10,3 9,8 10,5 10,9 11,3 11,6 11,8 ĐX ĐX TĐ TĐ 137,1 121,0 3,62 7,3 137,9 120,9 4,61 9,3 145,9 119,8 4,43 8,7 8,6 143,6 112,6 4,41 10,6 162,9 151,5 4,60 9,2 163,4 113,1 5,11 10,4 166,3 113,1 4,94 11,2 169,3 152,5 5,05 8,65 2,97 TĐ 3,29 4,22 3,92 3,65 4,51 3,89 4,42 4,81 9,75 3,47 ĐX 2,50 2,74 2,64 2,63 2,84 3,05 3,11 3,24 6,93 2,59 TĐ 2,19 2,45 2,24 2,75 3,02 3,07 3,32 3,18 7,48 2,97

90

Đối với năng suất lý thuyết và năng suất thực thu: Trên đất cát biển kết quả

thí nghiệm cho thấy bón than sinh học kết hợp với phân ủ, giảm 20-30% lượng phân

khoáng cho năng suất lạc Đông Xuân và lạc Thu Đông trung bình cao hơn 13,9-

45,2 % có ý nghĩa so với chỉ bón phân khoáng(canh tác truyền thống). NSLT dao

động khá lớn từ 3,62 tấn/ha đến 5,05 tấn/ha đối với vụ đông xuân và từ 3,29-4,81

tấn/ha đối với vụ thu đông. NSTT dao động trong khoảng từ 2,50 đến 3,24 tấn/ha

đối với vụ Đông Xuân và từ 2,19 tấn/ha đến 3,32 tấn/ha đối với vụ Thu Đông.

Trên nền giảm 30% NPK so với mức bón truyền thống của dân kết hợp bón

2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + che phủ rơm rạ và có năng suất thực thu cao nhất,

đứng thứ hai là công thức bón 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH + che phủ nilong. Năng

suất thực thu đạt thấp nhất ở công thức bón 100% phân khoáng (40 kg N + 60 P2O5

và 60 K2O)

Trong cùng một mức bón phân vô cơ th́ì càng tăng liều lượng phân hữu cơ

và TSH th́ì năng suất càng tăng và năng suất có sự sai khác rất rõ giữa các công

thức bón phân ủ so với công thức bón TSH và sự sai khác rõ rệt giữa biện pháp tủ

nilong và tủ rơm rạ. Riêng ở CT8 cho năng suất lạc cao nhất ở cả 2 vụ.

Như vậy trên cả 2 vụ Đông Xuân và Tthu Đông qua kết quả ở bảng 3.15 đã

khẳng định bón phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm lượng phân khoáng 20-30% so với

canh tác truyền thống trên nền có tủ rơm rạ và tủ nilong đã tăng năng suất lạc có ý

nghĩa so với chỉ bón 100% lượng phân khoáng (canh tác truyền thống). Đối với vụ

Đông Xuân năng suất thực thu tăng 9,6-29,6%; đối với vụ Thu Đông tăng từ 11,9-

40,2%

Về ảnh hưởng của che phủ đến năng suất cây lạc cho thấy, tại các công thức

có che phủ rơm rạ và nilong, năng suất lạc cao hơn từ 15-20% so với canh tác bình

thường (không có che phủ). Năng suất tại các công thức che phủ nilong đạt cao

nhất, tiếp theo là năng suất tại các công thức che phủ rơm rạ.

91

3.4.2.4. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH, vật liệu che phủ và sự giảm

thiểu lượng phân khoáng đến hiệu quả kinh tế trên đất cát biển

Bảng 3.16. Hiệu quả kinh tế của việc bón các loại phân bón hữu cơ, TSH cho 2 vụ lạc trên trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

NS 2vụ, Tổng thu, Tổng chi, Lãi/ha, Công thức Tỷ lệ (B/C) tấn/ha tr .đ/ha tr .đ/ha tr.đ/ha

CT1 4,69 70,308 60,790 9,518 1.16

CT2 5,19 77,781 65,947 11,834 1.18

CT3 4,88 73,098 60,790 12,308 1.20

CT4 5,38 80,559 61,650 18,909 1.31

CT5 5,86 87,931 66,807 21,124 1.32

CT6 6,12 91,841 61,650 30,191 1.49

CT7 6,43 96,400 65,148 31,252 1.48

Ghi chú: Giá lạc giống: 30.000 đ/kg; urê: 10.500 đ/kg, supe lân: 4.000 đ/kg, kali clorua: 11.000 đ/kg; phân ủ: 1.200 đ/kg, vôi bột: 1.500 đ/kg, thuốc BVTV: 600.000 đ/ha; công lao động: 150.000 đ/công, giá lạc vỏ: 15.000đ

CT8 6,42 96,247 63,736 32,511 1.51

Qua số liệu ở bảng 3.16 phân tích hiệu quả kinh tế của các biện pháp kỹ thuật

kết hợp giảm phân khoáng cho thấy: lãi cao nhất ở công thức bón TSH + phân ủ +

phủ nilong hoặc rơm rạ kết hợp điều chỉnh giảm 30% lượng phân khoáng với cả vụ

Đông Xuân và Thu Đông cho lãi ròng cao nhất, tổng 2 vụ đạt lãi thuần 32,5 triệu

đồng/năm. Sử dụng bón TSH kết hợp bón phân ủ cho cây lạc trên đất cát biển tại

Nghệ An cho lợi nhuận tăng 19,5-69% (đạt từ 11,8-32,5 triệu đồng/ha/năm). Như

vậy sử dụng các biện pháp bón phân hữu cơ, TSH từ phụ phẩm nông nghiệp cho sản

xuất lạc trên đất cát biển tỉnh Nghệ An cho hiệu quả cao, tiếp theo là CT4, CT5,

CT6, CT7 từ 19.8 – 31,2 triệu đồng/năm; CT1 1 (canh tác truyền thống) có lãi thuần

trên một đơn vị sản xuất thấp nhất.

Tính về mặt lợi nhuận và thu nhập thì các công thức trồng lạc có bón phân ủ

cao hơn trồng lạc canh tác theo truyền thống. Trong khi đó các công thức bón giảm

lượng phân khoáng kết hợp bón TSH+ phân ủ và tủ rơm rạ (hoặc nilong) cho lợi

nhuận và thu nhập cao hơn hẳn.

92

3.5. Nghiên cứu giải pháp cải thiện lượng và chất hữu cơ trong đất cát biển trên

các loại hình sử dụng đất thông qua mô hình trình diễn

3.5.1. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến

hàm lượng các chất dinh dưỡng trên các loại sử dụng trong đất cát biển.

Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến

pH, hàm lượng dinh dưỡng và dung tích hấp thu trong các loại sử dụng trên đất cát

biển được thể hiện trong bảng 3.17 cho thấy: pHKCl trong loại sử dụng đất chuyên

lúa dao động trong khoảng 4,54 - 4,61, đất chua. Ở mô hình áp dụng quy trình kỹ

thuật khi bón các loại phân hữu cơ từ phế phụ phẩm trồng trọt đã làm cho đất được

cải thiện, giá trị pH đã tăng lên. Các ruộng mô hình có bón phân hữu kết hợp TSH

có giá trị pHKCl cao hơn so với các ruộng đối chứng.

Trên cả 2 loại sử dụng đất, mô hình áp dụng quy trình sau 2 vụ đã liên tục đã

làm tăng Nts, Kts, Pts, dung tích hấp thu (CEC) so với mô hình canh tác truyền

thống. Hàm lượng CEC của các công thức mô hình dao động trong khoảng 7,10 -

8,27 cmolc/kg đối với loại sử dụng đất chuyên lúa và từ 4,59 - 5,12 cmolc/kg đối với

loại sử dụng đất chuyên màu (canh tác 2 vụ lạc). Hầu hết các ruộng mô hình áp dụng

quy trình đều có dung tích hấp thu trong đất tăng lên so với ruộng đối chứng 16,5%

trên loại sử dụng đất chuyên lúa và 11,5% trên loại sử dụng đất chuyên màu.

Bảng 3.17. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân

khoáng đến pH, hàm lượng dinh dưỡng và dung tích hấp thu trong các loại sử

dụng trên đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

Mô hình pHKCl N (%) P2O5 (%) K2O (%) CEC (cmolc/kg)

Loại sử dụng đất chuyên lúa (lúa vụ Xuân+ vụ Mùa)

FP 4,54 0,078 0,055 0,599 7,10

MH 4,61 0,092 0,063 0,611 8,27

Loại sử dụng đất chuyên màu (lạc Đông Xuân- lạc Thu Đông)

FP 4,05 0,049 0,069 0,420 4,59

MH 4,29 0,054 0,080 0,483 5,12

93

3.5.2. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng

đến tích lũy các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong các loại sử dụng trên

đất cát biển

Đối với hàm lượng các bon hữu cơ trong mô hình áp dụng quy trình kỹ thuật

tăng 21,9% so với mô hình canh tác truyền thống của người dân (trong loại sử dụng

đất 2 lúa). Ở mô hình trồng lạc áp dụng quy trình hàm lượng các bon hữu cơ trong

đất tăng 22,9% so với mô hình đối chứng.

Sau 2 vụ triển khai mô hình diện rộng áp dụng các biện pháp hữu cơ và giảm

phân khoáng hàm lượng axit humic đã tăng 30,8% so với mô hình canh tác truyền

thống (đối với loại sử dụng đất chuyên lúa) và tăng 34,9% đối với loại sử dụng đất

chuyên màu so với mô hình đối chứng (canh tác truyền thống) tương tự hàm lượng axit

fulvic đã tăng 9,4% trong loại sử dụng đất chuyên lúa và đến 8,0% loại sử dụng đất

chuyên màu so với mô hình canh tác của nông dân. Trong tất cả các mô hình triển khai

đều có hàm lượng axits fulvic lớn hơn axits hunmic vì trong quá trình chuyển hóa chất

hữu cơ thành axit mùn và chuyển hóa từ mùn hunmic thành mùn fulvic thuận lợi hơn

vì vậy lượng axit fulvic tích lũy trong đất nhiều hơn axit hunmic.

Bảng 3.18. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân

khoáng đến các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong các loại sử dụng trên

đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

OC C/N Humic Fulvic CH/CF Mô hình %

Loại sử dụng đất chuyên lúa (vụ Xuân + vụ Mùa)

FP 0,812 10,41 0,192 0,34 0,065

MH 0,990 10,76 0,210 0,40 0,085

Loại sử dụng đất chuyên màu (lạc 2 vụ: Đông Xuân + Thu Đông)

FP 0,406 8,29 0,112 0,38 0,043

MH 0,499 9,24 0,121 0,48 0,058

3.5.3. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng

đến năng suất và hiệu quả kinh tế

Trên loại sử dụng đất chuyên lúa: Kết quả nghiên cứu áp dụng bón các loại phân

bón hữu cơ, TSH kết hợp giảm 30% phân khoáng cho thấy tại công thức canh tác

94

theo nông dân thu được tổng số 8,94 tấn/ha/năm trong khi đó năng suất lúa ở mô

hình áp dụng kỹ thuật đạt tới 11,36 tấn/ha/năm (tăng 2,42 tấn /ha/năm tương đương

với 21,3%). Ngoài ra phế phụ phẩm của cây lúa (rơm rạ và thóc) còn có thể cung cấp

1 lượng phụ phẩm để tạo TSH và ủ phân hữu cơ cung cấp cải tạo đất, bổ sung một

lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng cần thiết cho đất sau 1 thời gian bị cây trồng lấy đi.

Như vậy qua kết quả của mô hình một lần nữa chứng minh kết quả của canh

tác trồng 2 lúa trên đất cát biển dùng các biện pháp kỹ thuật kết hợp với giảm lượng

bón phân khoáng không những tăng năng suất cây trồng trên 1 đơn vị diện tích canh

tác mà còn cung cấp hữu cơ và đạm trả lại cho đất sau 1 quá trình canh tác.

Trên loại sử dụng đất chuyên màu: Áp dụng bón các loại phân bón hữu cơ,

TSH kết hợp giảm 30% phân khoáng và biện pháp che tủ nilon cho thấy: dưới tác

dụng của biện pháp kỹ thuật bón hữu cơ, TSH và giảm phân bón và che tủ nilong

đã làm năng suất lạc tăng rõ rệt. Trên phạm vi toàn mô hình năng suất lạc ở mô

hình trồng theo qui trình luôn cao hơn năng suất canh tác theo truyền thống. Năng

suất lạc trung bình của các hộ trong mô hình canh tác theo khuyến cao đã tăng so

với canh tác theo dân là 2,22 tấn/ha (tương đương 27,3% năng suất đối chứng)

Bảng 3.19. Năng suất thực thu các loại cây trồng trên các loại sử dụng đất trong đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

Tăng so với ngoài mô hình Mô hình Kiểu sử dụng đất Năng suất (tấn/ha) % Tổng (tấn/ ha/năm) Năng suất (tấn/ha)

8,94 - FP

11,36 2,42 21,30 MH Loại sử dụng đất chuyên lúa (vụ Xuân + vụ Mùa) Vụ Xuân Vụ Mùa Vụ Xuân Vụ Mùa 4,56 4,38 5,89 5,47

Loại sử dụng đất chuyên màu (lạc 2 vụ: Đông Xuân + Thu Đông)

- 5,90 FP

8,12 2,22 27,34 MH Vụ ĐX Vụ TĐ Vụ ĐX Vụ TĐ 3,08 2,82 4,39 3,73

95

Đánh giá hiệu quả kinh tế mô hình:

Đối với loại sử dụng đất chuyên lúa, mô hình canh tác của người dân (FP) đầu

tư chi phí sản xuất cho cả năm hết 41,5 triệu đồng/ha /năm và cho thu nhập 53,6

triệu với lãi thuần đạt 12,1 triệu/ha/năm. Áp dụng canh tác theo qui trình: bón giảm

30% lượng phân khoáng kết hợp các biện pháp kỹ thuật bón TSH + Phân HCVS +

phân ủ đã cho hiệu quả rất rõ rệt, lãi của mô hình đạt 19,18 triệu /ha/năm tăng

36,5% so với canh tác theo truyền thống (12,1 triệu/ha/năm).

Đối với loại sử dụng đất chuyên màu, khi áp dụng tiến bộ kỹ thuật thì hiệu quả

kinh tế của cây lạc trong mô hình cũng cao hơn cây lạc canh tác theo phương thức

truyền thống, lãi thuần đạt 35,2 triệu/ha/năm tăng 50,3% so với công thức canh tác

theo dân (17,7 triêu/ha).

Bảng 3.20. Hiệu quả kinh tế của việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trên các

loại sử dụng trong đất cát biển tại Nghi Lộc, Nghệ An

Tổng thu, Tổng chi, Lãi/ha, Năng suất Tỷ lệ Mô hình tr .đ/ha tr .đ/ha tr.đ/ha (tấn/ha/năm) (B/C) /năm /năm /năm

Loại sử dụng đất chuyên lúa (vụ Xuân + vụ Mùa)

FP 8,94 53,640 41,510 12,130 1.29

MH 11,36 68,160 49,042 19,118 1.38

Loại sử dụng đất chuyên màu (lạc 2 vụ: Đông Xuân + Thu Đông)

FP 5,90 70,800 53,280 17,520 1.33

MH 8,12 97,440 62,180 35,260 1.57

Thực trạng sản xuất tại địa phương của nông dân trên đất cát biển đại đa số sử

dụng 100% phân khoáng và không có các phương thức bảo vệ đất nên năng suất cây

trồng ngày càng thấp và đất giảm độ phì nhiêu nhanh chóng. Kết quả áp dụng các giải

pháp kỹ thuật tận dụng phế phụ phẩm làm các nguồn nguyên liệu bón vào đất giảm

30% lượng phân khoáng trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ mặc dù chưa đem lại

sự khác biệt rõ ràng về các tính chất lý hóa học, nhưng các tính chất hóa học đất đặc

biệt là pH, OC%, các axit mùn, CEC và một số tính chất lý học đất đã được duy trì

và cải thiện theo chiều hướng tích lũy dương, trong khi đó ở công thức không bón

phân các tính chất lý hóa đất đều có dấu hiệu không tăng thậm chí có xu hướng giảm,

96

sự khác biệt về tính chất đất sau thí nghiệm giữa các công thức bón phân hữu cơ so

với không bón cho đã làm rõ về vai trò của các loại phân bón hữu cơ, TSH và các

biện pháp tủ trong việc cải tạo độ phì đất cát biển. Trên thực tế để làm thay đổi tính

chất của đất canh tác (tính chất vật lý và hóa học) cần phải có thời gian đủ dài với

những biện pháp bảo vệ hoặc bổ sung hữu cơ liên tục mới đem lại sự thay đổi một

cách rõ nét về lý hóa tính đất. Phương thức có bón phân bón N,P,K cân đối kết hợp

với việc dùng các biện pháp kỹ thuật canh tác (bón TSH, phân ủ từ phụ phẩm nông

nghiệp, phân HCVS đối với lúa) và bón TSH, phân ủ từ phụ phẩm nông nghiệp kết

hợp tủ nilong đối với cây lạc được áp dụng với qui mô lớn trong sản xuất được nhân

dân địa phương chấp nhận. Như vậy luận án đã đáp ứng được những mục tiêu nghiên

cứu đề ra là tăng năng suất cây trồng, nâng cao thu nhập, cải thiện cuộc sống cho

người dân ngoài ra còn có tác dụng bảo vệ môi trường đất, nâng cao hàm lượng dinh

dưỡng và tích lũy hàm lượng các bon hữu cơ trong đất cát biển.

3.6. Ứng dụng mô hình DNDC để mô phỏng tích lũy các bon hữu cơ và xác định

lượng phát thải khí nhà kính trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH

3.6.1. Mô phỏng sự thay đổi lượng SOC trên các loại sử dụng đất chuyên lúa (2

vụ lúa) và chuyên màu ( 2 vụ lạc) trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH (thông

qua mô hình DNDC)

Chất hữu cơ nói chung, các bon trong đất nói riêng có vai trò rất quan trọng

đối với độ phì, mức độ ổn định của đất, sản xuất nông nghiệp và quá trình cân bằng

các bon trong chu trình các bon toàn cầu. Biến động sử dụng đất có ảnh hưởng quan

trọng đối với sự phát thải khí nhà kính vào khí quyển và tổng lượng SOC.

Với trữ lượng các bon vào khoảng 1.500 tỉ tấn, đất là bể các bon lớn thứ 2

trên trái đất sau địa dương, lớn hơn 2 lần lượng các bon trong không khí và khoảng

ba lần lượng các bon tích lũy trong thực vật của các hệ sinh thái trên cạn (Batjes,

1996; Houghton, 2007) và là mắt xích quan trọng của chu trình các bon toàn cầu

(Davidson và Janssens, 2006; Lal, 2005). Mô hình DNDC đã được nhiều nhà khoa

học sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến

SOC như Li và cs, Smith và cs. Các nghiên cứu trên đã đánh giá sự thay đổi lượng

SOC theo không gian, thời gian ở các vùng đất canh tác.

Trên loại sử dụng đất: Chuyên lúa (canh tác lúa xuân-lúa mùa) và chuyên màu

(canh tác 2 vụ lạc): Các kịch bản sử dụng để đánh giá mức độ nhạy cảm của các yếu

97

tố đầu vào đối với kết quả đầu ra khi áp dụng mô hình DNDC ước lượng lượng SOC

ở hệ canh tác lúa và hệ thống canh tác lạc trên địa bàn nghiên cứu được mô tả trong

bảng 2.1; 3.17; 3.18. Trên loại sử dụng đất 2 lúa có thành phần cơ giới cát pha thịt

nhẹ, pHKCl dao động trong khoảng 4,54 - 4,61, đất chua. Hàm lượng Nts, Kts, Pts,

dung tích hấp thu (CEC) ở mức thấp. Hàm lượng CEC dao động trong khoảng 7,10 -

8,27 cmolc/kg, hàm lượng các bon tổng số thấp; Trên loại sử đất chuyên màu (trồng

2 vụ lạc) thường được trồng tập trung ở các vùng đất cát nội đồng và cát ven biển.

Đất trồng lạc thường có thành phần cơ giới thị nhẹ (cát pha thịt, thịt pha cát, cát). Đất

ít chua (pH khoảng 4,7 – 5,0), hàm lượng sét thấp (dưới 10%), lượng OC thấp, hàm

lượng đạm, lân và kali tổng số ở mức nghèo, lân và kali dễ tiêu rất nghèo. Thực tế

canh tác tại điểm nghiên cứu, lượng phế phẩm sau canh tác lạc (thân, lá, rễ) để lại

ruộng là rất ít. Phần lớn lá được sử dụng cho chăn nuôi, thân và rễ sử dụng cho mục

đích đốt tạo ra năng lượng. Phân đạm urê được sử dụng và bón 2 lần trong một vụ

(bón lót và bón thúc). Phân ủ và TSH được sử dụng cho bón lót. Độ sâu cày bừa

khoảng 20 cm.

Kết quả ước lượng lượng SOC theo mô hình DNDC năm 2016 được so sánh

với kết quả phân tích mẫu đất thực tế của mô hình trình diễn tại các địa điểm nghiên

cứu mẫu. Sự chênh lệch giữa lượng SOC theo mô hình và số liệu phân tích thực tế

được so sánh với sai số do lấy mẫu và phân tích để đánh giá độ chính xác kết quả mô

hình (bảng 3.21)

Bảng 3.21. Hàm lượng tổng các bon hữu cơ trên các loại sử dụng đất trong đất

cát biển theo kịch bản BĐKH

SOC (%) Chênh lệch (tấn/ha) MH STT Loại sử dụng đất Kiểu sử dụng đất C-A C-B

FP RCP4.5 (A) 1,781 RCP8.5 (B) 1,532 TN (C) 2,030 0,249 0,498 Chuyên Lúa xuân- 1 lúa lúa mùa MH 2,080 1,890 2,475 0,395 0,585

FP 0,967 0,931 1,169 0,202 0,238 Chuyên Lạc ĐX- 2 màu Lạc TĐ MH 1,112 1,108 1,437 0,325 0,329

FP: Canh tác của nông dân; MH: Áp dụng kỹ thuật vào mô hình; A: Kịch bản phát

thải thấp (RCP4.5); B: Kịch bản phát thải cao ( RCP8.5); C: thí nghiệm

98

Trong loại sử dụng đất chuyên lúa (lúa-lúa) và loại sử dụng đất chuyên màu

(lạc-lạc) trên đất cát biển ở tỉnh Nghệ An cho thấy: nguồn các bon hữu cơ bổ sung

vào đất ở các loại sử dụng đất này chủ yếu là từ phân ủ compost, TSH, phân HCVS.

Sự khác biệt về phương thức canh tác hiện tại trên đất cát biển, lượng SOC tầng mặt

(0 - 20 cm) từ 17 - 20 tấn/ha tập trung ở hệ thống lúa – lúa trên đất cát biển đối với

kịch bản RCP4.5 và từ 15,3-18,9 tấn/ha kịch bản RCP8.5. Trên đất cát biển, tốc độ

suy giảm SOC ở hệ thống canh tác lúa là 0,249-0,395 tấn/ha/năm, hệ thống lạc-lạc

0,220-0,325 tấn/ha/năm đối với kịch bản phát thải thấp (RCP4.5) và tốc độ suy

giảm SOC ở hệ thống canh tác lúa là 0,498-0,585 tấn/ha/năm, hệ thống lạc-lạc

0,238 - 0,329 tấn/ha/năm đối với kịch bản RCP8.5.

3.6.2. Mô phỏng và dự báo phát thải khí nhà kính trong loại sử dụng chuyên

lúa (2 vụ lúa) và chuyên màu ( 2 vụ lạc) theo kịch bản BĐKH đến năm 2035

(thông qua mô hình DNDC)

3.6.2.1.Kết quả mô phỏng phát thải khí nhà kính (KNK) trên loại sử dụng đất

chuyên lúa (2 vụ lúa) trong đất cát biển

Đối với phát thải khí mê tan (CH4)

Tỷ lệ phát thải CH4 khác biệt rõ rệt giữa 2 vụ trồng lúa. Có sự khác biệt đáng

kể giữa lượng khí thải CH4 tích lũy trong mô hình áp dụng biện pháp kỹ thuật bón

TSH kết hợp bón phân HCVS; phân ủ à giảm 30% lượng phân khoáng khoáng so

với mô hình canh tác truyền thống của người dân (vụ xuân: giảm 19,4% và vụ mùa

giảm 25,3% so với đối chứng, p <0,05).

Áp dụng bón NPK (-30%) + 2,5 tấn HCVS + 2,5 tấn phân ủ + 1,5 tấn TSH

giảm tỷ lệ phát thải CH4 1,19 lần (-19,4% so với bón phân NPK) đối với vụ xuân và

1,25 lần (-25,3% so với bón NPK) đối với vụ mùa.

Mô phỏng dự báo cho năm 2035: đối với kịch bản phát thải thấp (RCP4.5)

cho thấy giảm tỷ lệ phát thải CH4 bằng 1,23 lần (-23,3% so với bón phân NPK) ở vụ

xuân và 1,28 lần (-27,6% so với bón NPK) ở vụ mùa. Còn đối với kịch bản phát thải

cao (RCP8.5) đã có sự chênh lệch so với kịch bản phát thải thấp và so với nền đối

chứng (giảm 15,6% lượng phát thải CH4 ở vụ xuân và 23,5% ở vụ mùa).

99

Hình 3.6. Tổng lượng phát thải khí metan (kg CH4/ha/vụ) trên loại sử dụng đât chuyên lúa trong đất cát biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2035

Đối với phát thải khí oxits nitơ (N2O):

Cũng như với CH4, hàm lượng N2O cũng được mô phỏng trên hệ thống canh

tác 2 vụ lúa (xuân và mùa) theo 2 kịch bản phát thải thấp (RCP4.5) và kịch bản phát

thải cao (RCP8.5) đến năm 2035. Mô hình phát thải N2O trung bình từ việc bón

(phân bón hữu cơ; TSH giảm 30% lượng NPK;) giảm 25,1% ở vụ xuân và 29,2% so

với việc chỉ bón phân khoáng. Tổng lượng phát thải N2O tích lũy ở mô hình canh

tác của dân là 0,607 kg N/ha/vụ đối với vụ xuân và 0,489kgN/ha/vụ đối với vụ mùa.

Tổng lượng phát thải N2O tích lũy ở mô hình áp dụng biện pháp kỹ thuật là 0,485

kg N/ha/vụ đối với vụ xuân và 0,378 kg N/ha/vụ đối với vụ mùa. Đối với kịch bản

phát thải thấp (RCP4.5) cho thấy giảm phát thải 12,2% so với bón phân NPK ở vụ

xuân và 15,3% ở vụ mùa. Còn đối với kịch bản phát thải cao (RCP8.5) giảm 6,2%

lượng phát thải N2O ở vụ xuân và 20,2% ở vụ mùa.

100

Hình 3.7. Tổng lượng phát thải khí khí oxits nitơ (N2O) (kg N/ha/vụ) trên các loại sử dụng đất chuyên lúa trong đất cát biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2035

3.6.2.2. Kết quả mô phỏng phát thải khí nhà kính (KNK) trên các loại sử dụng đất

chuyên màu (2 vụ lạc)

Đối với phát thải khí oxits nitơ (N2O):

Trên nền đất cát trồng 2 vụ lạc, kết quả mô phỏng cho thấy: phát thải N2O trung

bình từ việc bón (phân bón TSH + phân ủ kết hợp giảm 30% lượng phân khoáng và tủ

ni lông) đã làm tổng lượng phát thải khí N2O giảm 3,1% đến 12,3% so với việc chỉ bón

phân khoáng theo canh tác truyền thống ở tất cả các kịch bản. (hình 3.8)

Tổng lượng phát thải N2O tích lũy ở mô hình áp dụng kỹ thuật bón phân

giảm 30% phân khoáng kết hợp với phân ủ compost và than sinh học là 0,701 kg

N/ha/vụ đông xuân và 0,535 kg N/ha/vụ thu đông so với canh tác truyền thống. Đối

với các kịch bản phát thải thì tổng lượng phát thải trên cây lạc đối với vụ đông xuân

cao hơn vụ thu đông 1,3-1,7 lần.

Điều này là bằng chứng cho việc áp dụng TSH hoặc việc áp dụng TSH kết

hợp với phân hữu cơ làm giảm đáng kể lượng N2O phát ra từ hệ thống canh tác

chuyên màu (2 vụ lạc)

101

.

Hình 3.8. Tổng lượng phát thải khí khí oxits nitơ (N2O) (kg N/ha/vụ) trên loại sử dụng đất chuyên màu trong đất cát biển theo các kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2035

3.6.2.3.Tiềm năng năng suất trong sự nóng lên toàn cầu dưới ảnh hưởng của các

loại sử dụng trên đất cát biển

Tiềm năng năng suất trong sự nóng lên toàn cầu của các mô hình thử nghiệm

cho thấy tiềm năng năng suất khi áp dụng phân áp dụng các giải pháp tổng hợp đã

giảm từ 5,6-25,6% so với việc bón NPK theo canh tác truyền thống tùy theo từng hệ

thống cây trồng (bảng 3.22).

Trên đất cát biển, tiềm năng nóng lên toàn cầu (GWP) của loại sử dụng đất

chuyên lúa và loại sử dụng đất chuyên màu áp dụng các giải pháp khác nhau dựa

trên những đặc tính bức xạ của IPCC đối với CH4 và N2O hay CO2 quy đổi (CO2-e)

được thể hiện trong bảng 3.22. Tổng GWP tính trong nghiên cứu này không bao

gồm các phát thải CO2 từ các mô hình. Trong hệ thống canh tác 2 lúa có tiềm năng

năng suất GWP cao hơn một cách đáng kể (p <0,001) so với loại sử dụng đất

chuyên màu (2 lạc).

Đối với loại sử dụng đất chuyên lúa: Tổng lượng phát thải khí nhà kính trong

vụ xuân dao động từ 7.566-9.040 kg CO2-e / ha / vụ và 9.903-12.412 kg CO2-e / ha

/vụ trong vụ mùa. Tổng phát thải trong cả năm đối với loại sử dụng đất chuyên lúa

giao động trong khoảng 17.468-21.452 kg CO2-e / ha/ năm. Mô hình áp dụng biện

102

pháp kỹ thuật đã giảm được 22,8% tổng lượng phát thải so với phương thức canh

tác truyền thống của người dân.

Khi mô phỏng tổng lượng phát thải trên ha/năm ở kịch bản phát thải thấp và

phát thải cao so với năm hiện tại và so với mô hình đối chứng thì có sự chênh lệch

nhưng không đáng kể

Đối với loại sử dụng đất chuyên màu (2 vụ lạc): Tổng lượng phát thải khí nhà

kính dao động từ 211 -235 kg CO2-e / ha / vụ đông xuân và 159- 175 kg CO2-e / ha

/vụ thu đông phụ thuộc vào kỹ thuật áp dụng. Tổng phát thải trong cả năm đối với

loại sử dụng đất chuyên màu giao động trong khoảng 370-410 kg CO2-e / ha/ năm.

Mô hình áp dụng biện pháp kỹ thuật đã giảm được 10,7% tổng lượng phát thải so

với phương thức canh tác truyền thống của người dân.

Bảng 3.22. Tổng lượng phát thải CH4, N2O và CO2-e tính theo kg/ha/năm trên các loại sử dụng đất trong đất cát biển theo kịch bản biến đổi khí hậu

Tổng

Chênh

Tổng

Mô

CH4

N2O

CO2e

lệch %

Kịch bản

Vụ

CO2e

hình

(kg/ha/vụ)

(kg/ha/vụ)

(kg/ha/

MH so

(kg/ha/vụ

năm)

với ĐC

9.041

VX

354,4

0,607

21.454

FP

ĐC: Năm

12.413

VM

490,7

0,489

hiện tại

7.565

VX

296,8

0,485

2016

17.467

-22.8

MH

9.903

VM

391,6

0,378

9.506

VX

373,3

0,583

22.562

FP

13.055

VM

516,9

0,446

Kịch bản

RCP4.5

7.722

VX

302,7

0,52

17.968

-25.6

MH

10.245

VM

405,2

0,387

9.373

VX

368,6

0,531

22.757

FP

13.384

VM

530,3

0,423

Kịch bản

RCP8.5

8.117

VX

318,7

0,500

18.954

-20.1

MH

10.837

VM

429,3

0,352

Loại sử dụng đất chuyên lúa (vụ Xuân + vụ Mùa)

Loại sử dụng đất chuyên màu (lạc 2 vụ: Đông Xuân + Thu Đông)

103

Tổng

Chênh

Tổng

Mô

CH4

N2O

CO2e

lệch %

Kịch bản

Vụ

CO2e

hình

(kg/ha/vụ)

(kg/ha/vụ)

(kg/ha/

MH so

(kg/ha/vụ

với ĐC

năm)

ĐX

235

0,789

410

ĐC: Năm

FP

TĐ

175

0,587

hiện tại

ĐX

211

0,708

-2016

MH

370

-10.7

TĐ

159

0,535

ĐX

241

0,809

412

FP

TĐ

170

0,572

Kịch bản

RCP4.5

ĐX

223

0,747

374

MH

-10.0

TĐ

152

0,509

ĐX

260

0,872

411

FP

TĐ

151

0,508

Kịch bản

RCP8.5

ĐX

252

0,845

389

MH

-5.6

TĐ

138

0,462

Như vậy, kết quả mô phỏng KNK trong các loại sử dụng đất chuyên lúa và

chuyên màu và tổng phát thải trên vụ đã tìm thấy sự khác biệt giữa các công thức

bón các loại vật liệu khác nhau (kết hợp của than sinh học, phân ủ hoặc phân bón vô

cơ). Lượng phát thải KNK tích lũy từ đất được sử dụng các loại phân kết hợp TSH,

phân ủ và giảm lượng phân khoáng đã làm giảm quá trình phát thải KNK so với đối

chứng, tuy vậy do tính biến động cao về điều kiện đất đai, kỹ thuật canh tác, thời vụ

nên các khuyến cao về canh tác giảm phát thải rất phụ thuộc vào điều kiện thực tế

của mỗi vùng (Akiyama H, Yan X, Yagi K, 2010; Mai văn Trịnh và nnk, 2012).

Trong quá trình canh tác trong đất cát biển thích ứng với BĐKH, kết quả của

luận án đã minh chứng cơ sở khoa học, có các định hướng khuyến cáo phù hợp khi

sử dụng các loại phân hữu cơ và phân khoáng cho cây trồng trong điều kiện BĐKH

để có thể giảm phát thải khí nhà kính và bảo đảm năng cây trồng trên đất cát biển.

104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận:

1. Các loại sử dụng đất chủ yếu trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ là đất

chuyên lúa (với kiểu sử dụng: lúa 2 vụ; lúa 1 vụ ); lúa- màu (với kiểu sử dụng: 2

lúa+ 1 màu; 1 lúa + 1 màu; 2 màu+ 1 lúa) và đất chuyên màu. Đất sản xuất nông

nghiệp có khá nhiều hạn chế, đất có thành phần cơ giới nhẹ, nhiều cát thô và nghèo

dinh dưỡng, hàm lượng các bon hữu cơ trong đất thấp.

2. Kết quả nghiên cứu đã xác định được mối quan hệ giữa các bon tổng số

trong đất với tính chất vật lý, hoá học trong đất cát biển.

+ Chất hữu cơ trong đất cát biển vùng nghiên cứu thấp, chất lượng hữu cơ

thấp, có đặc điểm của quá trình fulvat. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các bon hữu cơ

trong đất cát biển có sự tích lũy ổn định hơn trên các kiểu sử dụng đất thuộc loại 2

lúa và lúa-màu, như: lúa 2 vụ, 2 lúa -1 màu, 1 lúa -1 màu, 1 lúa-2 màu. Chất hữu cơ

trong đất (OC, axít humic và axít fulvíc) đều có quan hệ mật thiết và tương quan tốt

với hàm lượng sét, limon và dung tích hấp thu (CEC).

+ Hàm lượng cát thô và cát mịn hoàn toàn độc lập với nhau trong khi đó giữa

sét và limon lại có quan hệ khá chặt và được thể hiện rất rõ trong kiểu sử dụng đất 2

vụ lúa và 2 lúa -1 màu. Đất có lượng cát mịn cao có quan hệ chặt với cơ cấu trồng 2

vụ màu, 3 vụ màu hoặc lúa màu. Hàm lượng OC, N tổng số, Na+ và CEC có tương

quan dương đối với kiểu sử dụng đất 2 lúa; 2 lúa-1màu

3. Lượng hóa khả năng cố định các bon trong đất cát biển dưới một số loại sử

dụng trong đất cát biển ở vùng Bắc Trung Bộ:

+ Sau 2 vụ canh tác, các loại sử dụng đất chuyên lúa và chuyên màu (2 vụ lạc)

khi áp dụng các biện pháp tổng hợp, gồm bón các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp

với phân khoáng và biện pháp tủ (đối với loại sử dụng đất chuyên màu) đã làm tăng

hàm lượng axit humic lên 1,2 đến 1,44 lần so với trước TN và tăng 1,14 đến 1,38

lần so với canh tác truyền thống (đối với canh tác 2 vụ lúa) và tăng 1,05 đến 1,50

lần so với trước TN và tăng 1,11 đến 1,42 lần so với canh tác truyền thống (đối với

chuyên màu); tỉ lệ CH/CF tăng lên, chứng tỏ quá trình mùn hóa đươc cải thiện rõ rệt;

105

+ Cải thiện hàm lượng dinh dưỡng trong đất cát biển, tích lũy và nâng cao hàm

lượng các bon hữu cơ trong đất cát biển lên từ 9,8-24,9% so với canh tác truyền

thống và so với trước TN. Các tính chất hóa học khác của đất cũng được nâng lên

có ý nghĩa (tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất cát biển lên từ 10-14% so

với canh tác truyền thống và tăng từ 12-25% so với trước TN.)

4. Mô phỏng tốc độ suy giảm các bon hữu cơ trong đất và xác định được

lượng phát thải khí nhà kính trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH:

+ Đối với kịch bản phát thải thấp (RCP4.5): Tốc độ suy giảm các bon hữu cơ

đất (SOC) ở loại sử dụng đất chuyên lúa là 0,249 – 0,395 tấn/ha/năm, ở loại sử dụng

đất chuyên màu (canh tác 2 vụ lạc) là 0,220 – 0,325 tấn/ha/năm

+ Đối với kịch bản cao (RCP8.5): Tốc độ suy giảm SOC ở loại sử dụng đất

chuyên lúa là 0,498 – 0,585 tấn/ha/năm, ở loại sử dụng đất chuyên màu (canh tác 2

vụ lạc) 0,238 – 0,329 tấn/ha/năm.

+ Trên các kiểu sử dụng đất, tổng lượng phát thải KNK trong vụ mùa ở kiểu

sử dụng đất 2 lúa cao gấp 1,32 lần vụ xuân. Đối với kiểu sử dụng đất 2 lạc thì ngược

lại, tổng lượng phát thải vụ xuân lại cao gấp 1,23 lần so với vụ thu đông. Tổng phát

thải trong cả năm đối với kiểu sử dụng đất 2 lúa giao động trong khoảng 17.468-

21.452 kg CO2-e /ha/năm; đối với kiểu sử dụng đất 2 vụ lạc giao động trong khoảng

370-410 kg CO2-e /ha/năm

5. Đề xuất một số biện pháp canh tác cải thiện hữu cơ để nâng cao hiệu quả sử

dụng đất góp phần giảm phát thải KNK tại vùng nghiên cứu:

+ Đối với loại sử dụng đất chuyên lúa: Ứng dụng giải pháp tổng hợp bón kết

hợp phân hữu cơ, HCVS, TSH đồng thời giảm 20-30% lượng phân khoáng so với

mức bón của dân đã làm tăng năng suất lúa lên 12,62-19,35% trong vụ xuân và

14,14-21,03% trong vụ mùa so với canh tác truyền thống của dân

+ Đối với loại sử dụng đất chuyên màu: Bón phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm

20-30% lượng phân khoáng so mức bón của dân trên nền có tủ rơm rạ và tủ nilong đã

tăng năng suất lạc có ý nghĩa so với chỉ bón 100% lượng phân khoáng (canh tác

106

truyền thống). Đối với vụ Đông Xuân năng suất lạc thực thu tăng 9,6-29,6%; đối với

vụ Thu Đông tăng từ 11,9-40,2%.

+ Khi bón giảm 30% lượng phân khoáng kết hợp bón TSH, phân HCVS và

phân ủ đã giảm được 22,8% tổng lượng phát thải KNK/năm/ha so với phương thức

canh tác truyền thống trên loại sử dụng đất chuyên lúa (2 vụ) và đã giảm 10,7%

tổng lượng phát thải KNK/năm/ha trên loại sử dụng đất chuyên màu (2 vụ lạc)

+ Về hiệu quá kinh tế: bón giảm 30% lượng phân khoáng kết hợp bón TSH,

phân HCVS và phân ủ compost cho lợi nhuận 19,2 triệu /ha/năm ( tăng 36,5%) so

với canh tác truyền thống (13,9 triệu/ha/năm) trên loại sử dụng đất chuyên lúa (2

lúa) và 35,2 triệu/ha/năm ( tăng 50,3%) so với canh tác theo truyền thống (17,7 triệu

đồng) trên loại sử dụng đất chuyên màu (canh tác 2 vụ lạc).

Kiến nghị:

+ Cần tiếp tục nghiên cứu dài hạn các biện pháp nâng cao các bon hữu cơ

trong đất cát biển để làm cơ sở khoa học áp dụng các giải pháp kỹ thuật nhân rộng

sản xuất trên các loại sử dụng trong đất cát biển ở các địa phương khác trong vùng

đảm bảo sản xuất bền vững, cải thiện thu nhập trên một đơn vị diện tích, phục hồi

độ phì của đất cát biển sau khi canh tác và đặc biệt giảm phát thải khí nhà kính góp

phần giảm thiểu biến đổi khí hậu;

+ Mở rộng mô hình thí điểm, đào tạo cho nông dân tự sản xuất và áp dụng quy

trình kỹ thuật và công nghệ để nâng cao hiệu quả sử dụng đất, canh tác bền vững và

nâng cao khả năng tích lũy các bon hữu cơ trong đất cát biển dưới tác động của biến

đổi khí hậu.

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN

LUẬN ÁN

1. Bùi Thị Phương Loan, Phạm Quang Hà (2016), “Nghiên cứu đặc điểm hữu cơ

trên các loại hình sử dụng đất cát biển ở vùng Bắc Trung Bộ”, Tạp chí Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 16, 2016 tr 20-25.

2. Bùi Thị Phương Loan, Phạm Quang Hà, Trần Minh Tiến (2016), “Nghiên cứu

hiện trạng sản xuất và cơ cấu cây trồng trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ”,

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số 17, 2016 tr3-9.

3. Bùi Thị Phương Loan, Trần Minh Tiến (2016), “Nghiên cứu mối quan hệ giữa

tính chất lý-hóa học đất cát biển với một số cơ cấu cây trồng chính tại vùng Bắc

Trung Bộ”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 6(67),

2016 tr 96-100

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt

1. Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC190/SC3. TCVN 5979:2007, Xác định

pHKCl: Đo bằng pH meter, tỷ lệ đất/dịch là 1/2,5.

2. Ban kỹ thuật TCVN/TC 190, Chất lượng đất .TCVN 6498:1999, Chất lượng

đất - Xác định nitơ tổng số - Phương pháp Kendan (Kjedahl) cải biên

3. Lê Thanh Bồn (1998), “Thành phần và một số đặc điểm của nguyên tố lân ở

đất cát biển”, Tạp chí Khoa học Đất, Hội Khoa học đất Việt Nam, số 10, tr54-

62.

4. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016), Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển

dâng cho Việt Nam năm 2016, NXB Tài nguyên Môi trường và bản đồ Việt Nam.

5. Trần Văn Chính (chủ biên), Cao Việt Hà, Đỗ Nguyên Hải, Hoàng Văn Mùa,

Nguyễn Hữu Thành và Nguyễn Xuân Thành (2006), Giáo trình Thổ

nhưỡng học, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, 364 trang

6. Trần Văn Chính (2010), Giáo trình Thổ nhưỡng học, Trường Đại học Nông

nghiệp I Hà Nội. 297 trang

7. Hồ Huy Cường, Nguyễn Phi Hùng, Cái Đình Hoài, Phan Trần Việt, Nguyễn

Thị Hằng Ni, Trần Quốc Đạt, Phạm Vũ Bảo (2016), “Ảnh hưởng của phân

bón hữu cơ đến năng suất giống lạc LDH.01 trên đất cát và đất đen đá bọt

bazan”, Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, số 12, tr.56-61.

8. Trần Viết Cường, Đoàn Thu Hòa, Lê Hồng Sơn, Phạm Quang Hà, Nguyễn

Mạnh Khải (2015), “Nghiên cứu ảnh hưởng của bón than sinh học đến tích luỹ

một số kim loại nặng trong rau muống trồng trên đất xám bạc màu”, Tạp chí

Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 1 (54), tr.112-117.

9. Nguyễn Lân Dũng (1984), Vi sinh vật đất và sự chuyển hóa các hợp chất hữu

cơ các bon, ni tơ, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

10. Ngô Thị Đào và Vũ hữu Yêm (2005). Đất và phân bón, Nhà xuất bản Đại học

Sư phạm Hà Nội.

11. Hồ Quang Đức (2015), “Các loại đất chính và sự thiếu hụt dinh dưỡng đối với

đất trồng Việt Nam, Đất Việt Nam – Hiện trạng sử dụng và thách thức”, Kỷ

yếu hội thảo Quốc gia, NXB Nông nghiệp, tr, 59-70.

12. Võ Thị Gương, Ngô Xuân Hiền, Hồ Văn Thiệt, và Dương Minh (2010), “Cải

thiện sự suy giảm độ phì nhiêu hóa lý và sinh học đất vườn cây ăn trái tại

ĐBSCL”. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ, 92 trang.

13. Nguyễn Thu Hà, Trần Tiến Dũng, Nguyễn Thị Hằng (2016), “Hiệu quả sử dụng

chế phẩm vi sinh vật đối với cây lạc trên đất cát biển tại tỉnh Nghệ An và Bình

Định”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 1(62), tr.8-12.

14. Trần Thị Thu Hà (2004), “Thăm dò ảnh hưởng của liều lượng và tỷ lệ

đạm - lân đến năng suất lạc trên đất phù sa nghèo dinh dưỡng’’, Tạp chí Nông

nghiệp và phát triển nông thôn, (5/2004), tr. 637-639.

15. Trần Thị Thu Hà (2006), Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân cân đối

cho lạc trên hai loại đất trồng lạc chính ở Thừa Thiên Huế, Luận án tiến sĩ

nông nghiệp, Đại học Huế, Huế.

16. Nguyễn Đăng Hào (2012), “Các nhân tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn chiến

lược sinh kế của các nông hộ tại vùng cát ven biển tỉnh Thừa Thiên-Huế”, Tạp

chí Khoa học Đại học Huế, tập 72B, số 3.

17. Nguyễn Minh Hiếu, Lê Thanh Bồn, Hồ Khắc Minh (2011), “Những tiềm

năng và thách thức cho phát triển sản xuất lạc trên đất cát biển tỉnh

Quảng Bình”, Tạp chí Nông nghiệp và PTNT, Số 7, trang 3-7.

18. Hoàng Thị Thái Hòa và cộng sự (2010), “Đặc tính hóa học của một số loại

phân hữu cơ và phụ phẩm cây trồng sử dụng trong nông nghiệp trên vùng đất

cát biển tỉnh Thừa Thiên Huế”, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, số 57/2010

trang 59 – 68.

19. Hoàng Thị Thái Hoà, Phạm Khánh Từ, Phạm Quang Hà, Chiang C.N, Jeseph

Dufey, (2007), “Nghiên cứu một số đặc tính lý, hóa học đất cát biển Thừa

Thiên Huế”. Tạp chí Khoa học Đất, số 27, tr 44-48.

20. Phạm Tiến Hoàng (2003), “Phân hữu cơ trong hệ thống quản lý dinh

dưỡng tổng hợp cho cây trồng”, Tạp chí khoa học đất, trường Đại học Cần

Thơ, Hội Khoa Học đất Việt Nam, tr. 49-52.

21. Ngô Ngọc Hưng, Võ Thị Gương, Nguyễn Mỹ Hoa, Đỗ Thị Thanh Ren (2004),

Giáo trình phì nhiêu đất, Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng, Trường Đại

học Cần Thơ.

22. Khoa học đất Việt Nam (2000), Đất Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

23. Trần Văn Lài (1993), Kỹ thuật gieo trồng lạc, đậu, vừng. NXB Nông Nghiệp,

Hà Nội .

24. Phạm Văn Linh (2011), Nghiên cứu kỹ thuật canh tác tổng hợp cho 1 số cây

trồng chính vùng đất cát ven biển Bắc Trung Bộ. Luận án Tiến sĩ, Viện

KHNN Việt Nam, 151 trang.

25. Lê Hồng Lịch, Trình Công Tư (2005), “Hiệu quả sử dụng nguồn tàn dư sẵn có

trên lô bón cho cà phê kinh doanh ở Đắc Lắk”. Tạp chí Khoa học đất, số 23,

trang 75 - 78.

26. Bùi Thị Phương Loan, Phạm Quang Hà (2005), “Dung tích hấp thu và mối

quan hệ với một số tính chất hoá lý học trong một số loại đất ở miền Bắc Việt

Nam”, Tạp chí Khoa học đất, số 21, tr 5-9,

27. Bùi Thị Phương Loan, Phạm Quang Hà, Nguyễn Thị Lan (2005), “Một số tính

chất hoá học của đất cát biển vùng Diễn Châu, Nghệ An”, Kết qủa nghiên cứu

khoa học quyển 4, Viện Thổ nhưỡng Nông hoá.

28. Bùi Thị Phương Loan và cộng sự (2015), Nghiên cứu, xây dựng quy trình kỹ

thuật canh tác và bảo vệ đất cho cây trồng chủ lực tại các vùng đồng bằng

dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, Báo cáo kết quả khoa học công nghệ

giai đoạn 2013-2015, Đề tài cấp NN/Mã số BDKH27

29. Phan Liêu (1978), Đất cát biển Việt Nam, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

30. Phan Liêu (1986), Đất cát biển nhiệt đới, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.

31. Hoàng Thái Ninh, Hoàng Thị Thái Hòa, Joseph Dufey, Phạm Quang Hà

(2007), “Khoáng sét và mối quan hệ giữa số lượng và cường độ của kali trong

đất cát biển Thừa Thiên Huế.” Tạp chí Khoa học Đất, Số 26, tr.42-46.

32. Hoàng Thị Minh (2005), “Dung tích hấp thu (DTHT) và thành phần cation

trao đổi ở đất bạc màu, các biện pháp cải thiện DTHT và ảnh hưởng của

DTHT đến năng suất lúa”. Tạp chí Khoa học Đất, số 22.

33. Lê Văn Quang, Nguyễn Thị Lan (2006), “Xác định liều lượng phân chuồng

bón thích hợp cho lạc xuân trên đất cát huyện Nghi Xuân, Hà Tĩnh”, Tạp chí

Khoa học đất , số 19, tr.28-30.

34. Nguyễn Tử Siêm (1990), Chất hữu cơ và độ phì nhiêu đất đồi, Một số kết quả

nghiên cứu khoa học trạm thí nghiệm cây nhiệt đới Tây Hiếu

35. Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên (1999), Đất đồi núi Việt Nam-thoái hoá và phục

hồi, NXB Nông nghiệp Hà Nội, tr.17.

36. Trần Thúc Sơn (1999), “Quản lý dinh dưỡng tổng hợp cho cây trồng ở vùng

đồng bằng sông Hồng”. Kết quả nghiên cứu khoa học, quyển 3, Viện Thổ

nhưỡng Nông hóa, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội, trang 250 - 267.

37. Hoàng Văn Tám, Đỗ Trung Bình, Lê Xuân Đính (2013), “Hiệu lực của phân

hữu cơ vi sinh đối với cy lâạc trên đất xám Trảng Bàng, Tây Ninh”, Tạp chí

Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Số 24/2013, tr. 54-58.

38. Hoàng Văn Tám, Đỗ Trung Bình, Lê Xuân Đính (2014), “Ảnh hưởng của

phân hữu cơ sinh học đến một số tính chất đất xám Đông Nam Bộ”, Tạp chí

Nông nghiệp và PTNT, số 1, trang 26 - 32.

39. Hoàng Minh Tâm, Trần Tiến Dũng, Nguyễn Thị Hương (2013), Đánh giá vai

trò của phân hữu cơ và than sinh học làm từ vỏ trấu đối với lạc trên đất cát

vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ (tiếng Anh), Tài liệu hội thảo quốc tế về hữu

cơ và than sinh học tại Hà Nội, Việt Nam, trang 73 – 77.

40. Trần Thị Tâm và cộng sự (2003), Nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp

để tạo nền thâm canh tăng năng suất, chất lượng nông sản và giảm thiểu lượng

phân khoáng bón cho cây trồng trong cơ cấu có lúa. Báo cáo khoa học năm

2003, Viện thổ nhưỡng nông hoá.

41. Trần Thị Tâm, Hoàng Ngọc Thuận, Vũ Dương Quỳnh (2004), Nghiên cứu sử

dụng phụ phẩm nông nghiệp để tạo nền thâm canh tăng năng suất, chất lượng

nông sản và giảm thiểu lượng phân khoáng bón cho cây trồng trong cơ cấu có

lúa, Báo cáo khoa học, Viện Thổ nhưỡng Nông hóa.

42. Dương Viết Tình (2005), Phân vùng sinh thái nông nghiệp và một số giải

pháp kỹ thuật cho lạc trên đất cát biển Thừa Thiên Huế, Luận ánTiến sỹ nông

nghiệp, Đại học Huế.

43. Nguyễn Văn Thuyết (2005), Phân vùng phòng hộ vùng cát ven biển Bắc

Trung Bộ (http://vafs.gov.vn/vn/2005/07/phan-vung-phong-ho-vung-cat-ven-

bien-bac-trung-bo/).

44. Nguyễn Văn Toàn (2004), “Đặc điểm đất cát vùng duyên hải Bắc TrungBộ và

thực trạng sử dụng”, Tạp chí Khoa học Đất, số 20, tr, 25-29.

45. Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Xuân Hải, Trần Văn Ý (2014), “Khả năng áp

dụng mô hình DNDC (Denitrification – Decomposition) xác định lượng

Cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ sinh thái nông nghiệp đồng bằng ven biển

tỉnh Quảng Trị”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Chuyên san các Khoa học Trái

đất và Môi trường, 30 (3), 37 – 48.

46. Nguyễn Công Vinh, Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, Nguyễn Thị Mai (1998),

Tính chất cơ bản của đất và tác động phân bón tới năng suất cây trồng trên đất

đỏ vàng. Canh tác bền vững trên đất dốc ở Việt Nam, NXB Nông nghiệp,

1998.

47. Nguyễn Vy, Trần Khải (1978), Nghiên cứu hóa học đất vùng Bắc Việt Nam.

NXB Nông nghiệp, Hà Nội, trang 189-215.

48. Nguyễn Vy (1999), Nghiên cứu độ phì nhiêu thực tế trong thời đại công

nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta, Kết quả nghiên cứu khoa học kỷ niệm 30

năm thành lập Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, tr.128

49. Viện Quy hoạch và thiết kế Nông nghiệp (2002), Hiện trạng sử dụng đất cát

biển Bắc Trung Bộ. Báo cáo kết quả đề tài cấp Bộ

50. Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp 2011, TCVN 8660:2011, Chất

lượng đất - Phương pháp xác định kali tổng số.

51. Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, 2011. TCVN 8940:2011, Phân tích

đất - Phương pháp xác định Phốt pho tổng số.

52. Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp, 2011. TCVN 8941:2011, Chất

lượng đất - Xác định các bon hữu cơ tổng số, Phương pháp Walkley Black.

53. Viện thổ nhưỡng Nông hóa và Vụ Khoa học Công nghệ và Chất lượng sản

phẩm (2001), Những thông tin cơ bản về các loại đất chính Việt Nam. Nhà

xuất bản Thế giới, Hà Nội.

54. Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, 2011. TCVN 4048:2011, Chất lượng đất - Phương

pháp xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt.

55. Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2010. TCVN 8567:2010, Xác định thành phần

cơ giới: Theo phương pháp ống hút Robinson .

56. Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2010. TCVN 8568:2010, Xác định dung tích

hấp thu (CEC): Theo phương pháp amon axetat pH = 7.

57. Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2010. TCVN 8569:2010, Xác định Ca2+, Mg2+

trao đổi: Chiết Ca, Mg bằng axetatamon 1 M (pH = 7), xác định Ca2+, Mg2+

trong dung dịch trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.

Tài liệu tiếng anh

58. Anthony, W. G, Blair, Y, Konboon, R, Lefroy and K, Naklang (2003),

“Managing crop residuces, fertilizer and leaf litters to improve soil C, nutrient

balance, and the gain yield of rice and wheat cropping system in ThaiLand and

Australia”, Journal Agricultural, Ecosystem and Environment - Volume 100,

pp 251-263.

59. Arah JRM & Kirk GJD (2000), “Modelling rice-plant-mediated methane

emission” , Journal Nutrient Cycling in Agroecosystems 58: 221–230.

60. Batjes, N. H. (1996), “Total carbon and nitrogen in the soils of the world,

European”, Journal of Soil Science, 47, pp. 151-163.

61. Bhogal A, Shepherd MA, Hatch DJ, Brown L, Jarvis SC (2001), “Evaluation

of two N cycle models for the prediction of N mineralization from grassland

soils in the UK”. Soil Use Manage 17:163–172

62. Cao M. K., Dent, J. B. and Heal, O. W. (1995), “Methane emissions from

China's paddyland”, Journal of Agriculture, Ecosystems & Environment,

Volume 55, Issue 2, September 1995, Pages 129-137.

63. Cochrane, H.R., Aylmore, L.A.G., (1994), “The effects of plant roots on soil

structure”, Proceedings of 3rd Triennial Conference ‘‘Soils 94’’, 207–212.

64. Davidson, E.A., Janssens, I.A. (2006), “Temperature sensitivity of soil carbon

decomposition and feedbacks to climate change”, Nature, Vol 440, 165 – 173

(2006).

65. Dieko W. (2005), Tea somaclones with high yield and quality potential,

International symposium on innovation in tea science and sustainable

development in tea industry, pp.317.

66. FAO (2006), World reference base for soil resources 2006: a framework for

international classification, correlation and com- munication, World Soil

Resources Report No, 103, Rome.

67. Flaig, W. (1984), Soil organic matter as a source of nutrients, In Organic

Matter and Rice, p. 73-91, International Rice Research Institute, Laguna.

68. Forster, P., et al., (2007), Changes in atmospheric constituents and in radiative

forcing climate change 2007: The physical science basis, Working Group 1 to

the Fourth Assessment Report of the Intergo Climate change, eds. S. Solomon

et al., eds.. pp. 129–234, Univ. Press, New York.

69. Gangwar K.S., K.K. Singh, S.K. Sharma and O.K. Tomar (2005), “Alternative

tilliage and crop residues management in Wheat after Rice in sandy loam soils

of Indo-Gangetic Plain”, Soil and Telliage Reaserch, Webpage www,

sciencedirect,com, 11pp

70. Giller, K.E., E. Witter, and S.P. McGrath. (1998), “Toxicity of heavy metals

to microorganisms and microbial processes in agricultural soils”, A review.

Soil Biol. Biochem, 30, pp. 1389-1414.

71. Ghosh, P.K., Bandyopadhyay, K.K., Devi Dayal, Mohanty, M. (2006),

“Evaluation of straw and polythene mulch for enhancing productivity of

irrigated summer groundnut”, Field Crops Research, Vol. 99, Issues 2- 3, pp.

76-86.

72. Hass, A., Gonzalez, J.M., Lima, I. M., Godwin, H. W., J. Halvorson, J., Boyer, D.

G. (2012), “Chicken manure biochar as liming and nutrient source for acid

Appalachian soil”, Journal of Environmental Quality, 41, pp. 1096-1106.

73. Houghton, R.A. (2007), “Balancing the global carbon buget”, Annu Rev,

Earth Planet. Sci., 35, 313-347,

doi:10.1146/annurev.earth.35.031306.140057

74. Kamau D. M., Spiertz J.H.J., Oenema O., (2008), “Carbon and nutrient

storages of tea plantations differing in age, genotype and plant population

density”, Plant and Soil (307). p,29-39.

75. Kimetu, J.M., Lehmann, J., Ngoze, S.O., et al. (2008),” Reversibility of Soil

Productivity Decline with Organic Matter of Differing Quality along a

Degradation Gradient”, Ecosystems, 11, 726-739.

76. Lal, R (2005), “Forest soils and cacbon sequestration”, For. Ecol. Manage.

220, 242-258.

77. Lehmann, J., Silva, J. P., Rondon, M., Silva, C. M., Greenwood, J., Nehls,

T., Steiner, C., Glaser, B. (2002), “Slash-and-char - a feasible alternative for

soil fertility management in the central Amazon”, Soil Science: Confronting

New Realities in the 21st Century, 7th World Congress of Soil Science,

Bangkok (in press).

78. Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J.,

O'Neill, B., Skjemstad, J.O., Thies, J., Luizao, F.J., Petersen, J., Neves,

E.G. (2006), “Black Carbon increases cation exchange capacity in soils”, Soil

Science Society of America Journal, 70, pp. 1719 – 1730

79. Li, C., Salas, W., Zhang, R., Krauter, C., Rotz, A., Mitloehner, F., (2012),

“Manure-DNDC: a biogeochemical process model for quantifying greenhouse

gas and ammonia emissions from livestock manure systems”, Nutri. Cycl.

Agroecosyst. 93, 163–200

80. Liu QH, Shi XZ, Weindorf DC, Yu DS, Zhao YC, et al. (2006), “Soil organic

carbon storage of paddy soils in China using the 1:1,000,000 soil database and

their implications for C sequestration”, Global Biogeochemical Cycles 20:

GB3024 doi:10.1029/2006GB002731

81. Mbagwu, J. S. C., Piccolo, A. (1997), “Effects of humic substances from

oxidized coal on soil chemical properties and maize yield”. In: Drozd J.,

Gonet S S,, Senesi N., Weber J. (eds). The role of humic substances in the

ecosystems and in environmental protection, IHSS, Polish Society of

Humic Substances, Wroclaw, Poland, pp. 921-925.

82. Mbagwu JSC, Piccolo A, Spallacci P (1991), “Effects of field appli-cations of

organic wastes from different sources on chemical, rheological and structural

properties of some Italian surface soils”. Biores Tech 37:71–78

83. Misra R.V., Roy R.N and Hiraoka H., (2003), On-farm composting methods,

Fao, Roma

84. Nieder R, and Benbi D,K (2008), “Cacbon and Nitrogen in the terrestrial

environment”, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, Vol. 171 (6).

85. Nguyen, B. T, Lehmann, J., Kinyangi, J., Smernik, R., Riha, S.,

Engelhard, M. (2008), « Longterm black carbon dynamics in cultivated

soil”, Biogeochemistry, 89, pp. 295-308.

86. Pettit, R.E. 2004, “Organic matter, humus, humate, humic acid, fulvic acid and

humin: Their importance in soil fertility and plant health” [Online]. Retrieved

from www.humate.info/mainpage.htm

87. Pham Quang Ha, Bui Huy Hien, H,T,T, Hoa, P,K,Tu, H,T, Ninh, B,T,P, Loan,

V,D, Quynh and J,E, Dufey (2005), “Overview of sandy soils managemnt in

Vietnam, Management of tropical Sandy soils for Sustainable Agriculture”,

IRD, IWMI, ,FAO, 27Nov, 2 Dec, 2005. Khon Kaen, Thailand, Workshop

Proceeding

88. Piccolo, A., Pietramellara, G., Mbagwu, J. S. C. (1996), « Effects of

coalderived humic substances on water retention and structural stability of

Mediterranean soils”, Soil Use and Management, 12, pp. 209- 213.

89. Piccolo A, Mbagwu JSC (1990), “Effects of different organic waste

amendments on soil microaggregates stability and molecular sizes of humic

substances”, Plant Soil 123:27–37

90. Qin, X., H. Wang, Y. Li, Y. Li, B. McConkey, R. Lemke, C. Li, K. Brandt, Q.

Gao, Y. Wan, S. Liu, Y. Liu, C. Xu. (2013), “A long-term sensitivity analysis

of the denitrification and decomposition model”, Environmental Modelling &

Software 43 :26-36.

91. Ramakrishna, A., Hoang Minh Tam, Suhas P. Wani, Tran Dinh Long

(2006), “Effect of mulch on soil temperature, moisture, weed infestation and

yield of groundnut in northern Vietnam”, Field Crops

Research,Volume 95, Issues 2–3, pp. 115-125.

92. Siderius W. (1992), “Soil derived land qualities” SOL. 48. Soil Science

Division, Department of Land Resources and Urban Science, International

Institute of Aerospace Survey and Earth Sciences, The Netherlands. pp. 37–84

93. Shi XZ, Yang RW, Weindorf DC, Wang HJ, Yu DS, et al.

(2010), “Simulation of organic carbon dynamics at regional scale for paddy

soils in China”, Climatic Change 102: 579–593.

94. Smith, W.N., B.B. Granta, R.L. Desjardins, R. Kroebel, C. Li, B. Qian, D.E.

Worth, B.G. McConkey, C.F. Drury (2013), “Assessing the effects of climate

change on crop production and GHG emissions in Canada”. Agriculture,

Ecosystems and Environment 179 (2013) 139– 150.

95. Steiner C, Das KC, Melear N, Lakly D (2010), “Reducing nitrogen loss

during poultry litter composting using biochar”, J Environ Qual 39(4):1236–

1242, doi:10,2134/jeq2009,0337.

96. Stevenson F, J (1994), Humus chemistry, genesis, composition, reactions,

John wiley & Sons, INC

97. Sylvia David M,, Zuberer David A,, Hartel Peter G,, and Fuhrmann Jeffry J,

(2005), “Carbon transformtions and soil organic matter formation Principles

and Applications of Soil Microbiology”, Upper Saddle River, New Jersey

(13). p, 285-332

98. Tang HJ, Qiu JJ, Wang LG, Li H, Li CS, et al. (2010), “ Modeling soil organic

carbon storage and its dynamics in croplands of China”. Agricultural Sciences

in China 9(5): 704–712.

99. Thomas, G.W., Haszler, G.R., Blevins, R.I., (1996), “The effect of organic

matter and tillage on maximum compactibility of soils using the proctor test”,

Soil Science 161, 502–508

100. Tryon, E. H. (1948), “Effect of charcoal on certain physical, chemical, and

biological properties of forest soils”, Ecological Monographs, 18, pp.81-115.

101. Xu SX, Shi XZ, Zhao YC, Yu DS, Li CS, Wang SH, Tan MZ, Sun WX

(2011), “Carbon sequestration potential of recommended management

practices for paddy soils of China, 1980-2050”. Geoderma 166(1):206-213

DOI: 10.1016/j.geoderma.2011.08.002.

102. Xu SX, Shi XZ, Zhao YC, Yu DS, Wang SH, Zhang LM, Li CS, Tan MZ

(2011), “Modeling Carbon Dynamics in Paddy Soils in Jiangsu Province of

China with Soil Databases Differing in Spatial Resolution”, Pedosphere

21(6):696-705

103. Wood M, (2009), Environmental Soil Biology, Blackie academicand

104. Zhang LM, Yu DS, Shi XZ, Xu SX, Weindorf DC, et al. (2009), “Quantifying

methane emissions from rice fields in the Taihu region, China by coupling a

detailed soil database with biogeochemical model”, Biogeosciences 6: 739–749

PHỤ LỤC 1

Bảng 1. Địa điểm, vị trí lấy mẫu đất trên các loại sử dụng trong đất cát biển

vùng Bắc Trung Bộ

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

1

Chuyên lúa

2 lúa

lúa xuân- lúa mùa NA04

2

Chuyên lúa

2 lúa

lúa xuân- lúa mùa NA05

3

Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa NA09

4

Chuyên lúa

2 lúa

lúa xuân- lúa mùa NA13

5

Chuyên lúa

2 lúa

NA17

lúa xuân - lúa mùa

6

Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa NA18

7

Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa NA19

Cánh đồng Ông Hà -Xuân Hương - Nghi Đức - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng dưới - Nghi Tiến - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Gò ghe - Nghi Tiến - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Soi - xóm 18 - Nghi Phong - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Kim Lan - xóm 4 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng Dộc Lũy - xóm 4 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng 5ha xóm 5 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An

8

Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa NA27

Cánh đồng tây sông -xóm 3 xuân khánh - Diễn Kỳ - Diễn Châu - Nghệ An

9

Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa TTH43

Cánh đồng Giữa - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế

10 Chuyên lúa

2 lúa

TTH47

Lúa xuân-thu đông

Cánh đồng Đạt Kênh Mới - Đông Cao - Quảng Thái - Quảng Điền - Huế

11 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-hè thu TTH48

Cánh đồng Thất Tộc - Đông Cao - Quảng Thái - Quảng Điền - Huế

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

12 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH45

13 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH51

14 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH52

Cánh đồng Giữa - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế Cánh đồng lô 12 - Thủy Lập - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế Cánh đồng Biền - Đội 4 - Thủy Lập - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế

15 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH53

Cánh đồng lô 18 - Đội 5 - Thủy Lập - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế

16 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH54

Cánh đồng làng A1 - Thủy lập - Quảng lợi - Quảng Điền - Huế

17 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân- hè thu TTH55

Cánh đồng Cổ Vịt - Đội 14 - Thủy Lập - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế

18 Chuyên lúa

2 lúa

TTH56

Lúa xuân- lúa hè thu

19 Chuyên lúa

2 lúa

TTH58

Lúa đông xuân- lúa hè thu

20 Chuyên lúa

2 lúa

TTH59

Lúa đông xuân- lúa hè thu

21 Chuyên lúa

2 lúa

TTH60

Lúa đông xuân- lúa hè thu

22 Chuyên lúa

2 lúa

TTH61

Lúa đông xuân- lúa hè thu

23 Chuyên lúa

2 lúa

TTH62

Lúa đông xuân- lúa hè thu

Cánh đồng Cọi - Đội 5 - Thủy Lập - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế Cánh đồng Ba Thê - Vĩnh Lưu - Phú Lương - Phú Vang - Huế Cánh đồng Mẫu Ngang - Vĩnh Lưu - Phú Lương - Phú Vang - Huế Cánh đồng Bà So - Vĩnh Lưu - Phú Lương - Phú Vang - Huế Cánh đồng Ruộng Xóm - Vĩnh Lưu - Phú Lương - Phú Vang - Huế Cánh đồng Xóm 2- Vĩnh Lưu - Phú Lương - Phú Vang - Huế

24 Chuyên lúa

2 lúa

TTH66

Lúa đông xuân- lúa hè thu

Cánh đồng Cồn Mè - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang -

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

Huế

25 Chuyên lúa

2 lúa

Lúa xuân-lúa mùa TTH79

26 Chuyên lúa

1 Lúa

Lúa đông xuân

NA16

27 Chuyên lúa

1 lúa

Lúa xuân

TTH46

28 Chuyên lúa

1 lúa

Lúa xuân

TTH77

29 Chuyên lúa

1 lúa

Lúa xuân

TTH78

30 Lúa- màu

NA20

2 lúa - 1 màu

lúa xuân-lúa mùa- ngô đông

31 Lúa- màu

NA23

2 lúa - 1 màu

Lúa xuân-lúa mùa-khoai lang đông

32 Lúa- màu

Lúa-lúa-lạc

TTH69

2 lúa - 1 màu

33 Lúa- màu

TTH44

2 lúa-1 màu

Lúa xuân-Lúa hè thu-Ngô dông

34 Lúa- màu

Lúa-lúa-lạc

TTH74

2 lúa - 1 màu

Cánh đồng thôn Nghĩa lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Cánh đồng Lù uy - xóm 6 - Nghi Trường - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Đường Cày + Đức Phú + Phong Hàa - Phong Điền Cánh đồng Nghị Chương - Nghĩa lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Cánh đồng Nghị Chương - Nghĩa lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Cánh đồng Sò Lau - xóm 3 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng Canh Lăng- xóm 3 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng Thác trên - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế Cánh đồng trong - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế Cánh đồng Đường Kiệt - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

35 Lúa- màu

Lúa-lúa-dưa hấu TTH86

2 lúa 1 màu

Cánh đồng 2B - Vinh Hưng - Phú Lộc - Huế

36 Lúa- màu

NA01

1 lúa - 2 màu

lúa xuân- lạc hè thu- ngô đông

Cánh đồng Hòa Đò - Kim Nghĩa - Nghi Ân - Nghi

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

Lộc - Nghệ An

37 Lúa- màu

NA26

1 lúa - 2 màu

Lạc xuân- lúa mùa-ngô đông

38 Lúa- màu

NA02

1 lúa - 1 màu

Lạc đông xuân- lúa hè thu

39 Lúa- màu

Lúa-lạc (ngô)

NA10

1 lúa -- 1 màu

40 Lúa- màu

Lúa- Khoai lang

NA14

1 lúa - 1 màu

41 Lúa- màu

Lạc-lúa

NA15

1 lúa - 1 màu

Cánh đồng vãi trên -thôn 3 - Diễn Kỳ - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng Cửa Tây - Xóm 11 - Nghi Phú - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng man (20ha) - xóm 1 - Nghi Phong - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Sau - xóm 13 - Nghi Ân - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng ba mẫu tư - xóm 14 - Nghi Trường - Nghi Lộc - Nghệ An

42 Lúa- màu

Lúa-Lạc

TTH67

1 lúa - 1 màu

Cánh đồng Thác - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

43 Lúa- màu

Lúa-lạc

TTH68

1 lúa - 1 màu

Thôn Xuân Thiên - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

44 Lúa- màu

Lúa-Lạc

TTH70

1 lúa - 1 màu

45 Lúa- màu

Lúa- lạc

TTH73

1 lúa - 1 màu

46 Lúa- màu

Lúa - lạc

TTH75

1 lúa - 1 màu

Cánh đồng Trợ Dài - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế Cánh đồng Mỏ Riều - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế Cánh đồng Đường Kiệt - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

47 Lúa- màu

Lúa-Lạc

TTH83

1 lúa 1 màu

Phụng Chánh - Vinh Hưng - Phú Lộc - Huế

48 Lúa- màu

Lúa -lạc

TTH84

1 lúa 1 màu

Phụng Chánh - Vinh Hưng - Phú Lộc - Huế

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

49 Lúa- màu

Lúa - lạc

TTH85

1 lúa 1 màu

50 Lúa- màu

Ngô-Lúa-lạc

NA03

2 màu - 1 lúa

51 Lúa- màu

Ngô-Lúa-lạc

NA11

2 màu - 1 lúa

52

NA06

Chuyên màu

Chuyên màu

Lạc xuân - vừng – ngô

53

Lạc xuân - ngô

NA07

Chuyên màu

Chuyên màu

54

Lạc-ngô-lạc

NA08

Chuyên màu

Chuyên màu

55

Lạc-ngô-lạc

NA12

Chuyên màu

Chuyên màu

56

NA21

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc xuân- dưa hấu vụ mùa-ngô đông

57

NA22

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc xuân- Vừng vụ mùa-Ngô đông

58

Lạc-vừng-lạc

NA24

Chuyên màu

chuyên màu

Cánh đồng 2A - Phụng Chánh - Vinh Hưng - Phú Lộc - Huế Cánh đồng 19/5 - Xuân Hương - Nghi Đức - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Cửa Đền- xóm 1 - Nghi Phong - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Đông Trùng - Xóm 6 - Nghi Ân - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Đội Dưới - Xóm 6 - Nghi Phong - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Xóm4 - Nghi Tiến - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Nương Cung Tăng - xóm 4 - Nghi Phong - Nghi Lộc - Nghệ An Cánh đồng Kim Âu - xóm 2 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng cồn phù vong - xóm 1 - Diễn Hải - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng vãi -thôn 4 - Diễn Kỳ - Diễn Châu - Nghệ An

59

Lac- vừng-lạc

NA25

Cánh đồng trên - Diễn Kỳ - Diễn Châu - Nghệ An

Chuyên màu

chuyên màu

60

NA28

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc xuân- vừng vụ mùa-ngô đông

61

NA29

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc xuân- vừng vụ mùa-ngô đông

Cánh đồng sò - xóm 6 - Diễn Thịnh - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng sò cửa - xóm 12 - Diễn Thịnh - Diễn Châu - Nghệ An

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

62

NA30

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc xuân- vừng vụ mùa-ngô đông

63

lạc xuân- lạc mùa NA31

Chuyên màu

chuyên màu

64

Lạc xuân-lạc mùa NA32

Chuyên màu

chuyên màu

65

lạc-lạc-khoai lang NA33

Chuyên màu

chuyên màu

Cánh đồng sò cửa - xóm 12 - Diễn Thịnh - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng Ô bảy - xóm 2 - Diễn Thịnh - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng trong- xóm 8 - Diễn Thành - Diễn Châu - Nghệ An Cánh đồng su- xóm 6 - Diễn Thành - Diễn Châu - Nghệ An

66

Sắn-Lạc

Sắn-Lạc

TTH39

Chuyên màu

Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế

67

mía - lạc

TTH40

Chuyên màu

1 mía - 1 lạc

68

Sắn-Lạc

TTH41

Chuyên màu

1 sắn - 1 lạc

69

Sắn-Lạc

TTH42

Chuyên màu

Chuyên màu

70

NA36

Chuyên màu

chuyên màu

Lạc đông xuân- lạc hè thu-hành

71

TTH49

Chuyên màu

Chuyên màu

Lạc-sắn-khoai lang

72

TTH50

Chuyên màu

Chuyên màu

Lạc-sắn-khoai lang

73

Khoai-Ớt

TTH57

Chuyên màu

Chuyên màu

Vườn nhà Anh Quý - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế Vườn nhà Bác Chiến - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế Vườn nhà chú Giống - Đức Phú - Phong Hòa - Phong Điền - Huế Cánh đồng rục giếng tơ - đồng tâm - quỳnh bảng - quỳnh lưu - nghệ an Cánh Đồng Sa Sm - Đông Cao - Quảng Thái - Quảng Điền - Huế Vườn nhà Bác Năm - Đông Cao - Quảng Thái - Quảng Điền - Huế Trang trại ông Lợi - Xóm Trung - Quảng Lợi - Quảng Điền - Huế

74

Lac- lạc

TTH63

Chuyên màu

Chuyên màu

Cánh Đồng Tạng - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

STT

Cơ cấu cây trồng KHM

Địa điểm

Loại sử dụng đất

Kiểu sử dụng đất

75

Lạc-Lạc-Sắn

TTH64

Chuyên màu

Chuyên màu

Cánh Đồng xóm 4 Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

76

Lạc-Khoai

TTH65

Chuyên màu

Chuyên màu

Cánh Đồng Tạng - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

77

Lạc- khoai lang

TTH71

Chuyên màu

Chuyên màu

Cánh đồng Cồn Bạc - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

78

TTH72

Chuyên màu

Chuyên màu

Lạc- Lạc (khoai lang)

Cánh đồng thôn - Xuân Thiên Thượng - Vinh Xuân - Phú Vang - Huế

79

Lạc-sắn

TTH76

Chuyên màu

Chuyên màu

80

Lạc-sắn

TTH80

Chuyên màu

Chuyên màu

81

TTH81

Chuyên màu

Chuyên màu

Lạc-sắn (khoai lăng)

82

Lạc- Ớt

TTH82

Chuyên màu

Chuyên màu

Vườn nhà bác Hồng - Nghĩa lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Vườn nhà - Nghĩa Lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Vườn nhà - Nghĩa Lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế Cánh đồng Cả-Nghĩa Lập - Vinh Phú - Phú Vang - Huế

83

Rau các loại

NA34

Chuyên rau

chuyên trồng rau

Cánh đồng phú lương- xóm 3 - Quỳnh Lương - Quỳnh lưu - Nghệ An

84

Rau các loại

NA35

Chuyên rau

chuyên rau

Cánh đồng Vườn vụ- xóm 6 - Quỳnh Lương - Quỳnh lưu - Nghệ An

85

Rau các loại-hành NA37

Chuyêm rau

chuyên rau

86

Rau các loại

NA38

Chuyên Rau

Chuyên Rau

Xóm đồng văn - quỳnh bảng - quỳnh lưu - nghệ an Cánh đồng Quán - Thanh Minh - Quỳnh Bảng - Quỳnh Lưu - Nghệ An

PHỤ LỤC 2:

Sơ đồ vị trí bố trí thí nghiệm tại huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An

PHỤ LỤC 3. Đặc điểm phẫu diện đất vùng nghiên cứu

+ Đối với loại sử dụng đất chuyên lúa

Địa điểm: xã Nghi Tiến, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An

Địa hình: Bằng phẳng

Hiện trạng thảm thực vật: Ruộng lúa mới thu hoạch

Canh tác: 2 lúa

Tên loại đất: (Việt Nam) Đất thịt nhẹ pha cát

FAO-UNESCO: Cambic Avenosols

Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái phẫu diện đất trồng lúa

Độ sâu,cm Mô tả phẫu diện

0-20

20-40

40-70

70-120 Xám (Ẩm: 10YR 5/2; Khô: 2,5Y 8/1), cát, ẩm, mịn, xốp, tơi bở, có nhiều rễ lúa, chuyển lớp rõ rệt, Vàng nhạt (Ẩm: 10YR 6/4; Khô: 10YR 6/4), cát, ẩm, mịn, mềm, xốp, tơi bở, còn ít rễ lúa, chuyển lớp rõ, Vàng hơi đậm (Ẩm: 2,5Y 6/4; Khô: 10YR 6/3), thịt, ướt, xốp, xuất hiện nhiều vệt rỉ sắt loang lổ, chuyển tiếp rõ, Xám (Ẩm: 5Y 6/1; Khô: 5Y 7/1) xen lẫn các vệt rỉ sắt (ẩm: 5YR 4/8; Khô: 7,5YR 4/6), thịt, ướt, xốp, mềm,

Hình 3.1. Hình ảnh khu thí nghiệm và phẫu diện đất chuyên lúa tại Nghi Lộc, Nghệ An

+ Đối với loại sử dụng đất chuyên màu (trồng lạc)

Địa điểm: xã Nghi Tiến, Nghi Lộc, Nghệ An

Thời tiết ngày lấy mẫu: Nắng nóng

Tên đất: (Việt Nam) Đất cát biển

FAO-UNESCO: Haplic Arenosols Ký hiệu: ARh

Mẫu đất: Cát biển Địa hình: Bằng phẳng

Hiện trạng thảm thực vật: Lạc đang thời kỳ sinh trưởng

Trạng thái mặt đất: Mặt đất khô, có lẫn ít cỏ dại

Canh tác: chuyên màu (Lạc 2 vụ)

Bảng 3.2. Đặc điểm hình thái phẫu diện đất trồng lạc

Độ sâu,cm Mô tả phẫu diện

0-20

20-40

40-90

90-130 Vàng sáng (ẩm: 10YR 7/2; Khô: 10YR 6/3), cát, hơi ẩm, mịn, xốp, tơi bở, bề mặt khô, có nhiều rễ lạc, ít ổ màu nâu đỏ rỉ sắt, chuyển tiếp rõ, Nâu vàng xám (ẩm: 10YR 3/2; Khô: 10YR 5/2), cát, hơi ẩm, mịn, xốp, tơi bở, chặt hơn tầng trên, còn nhiều rễ lạc, có ít ổ vàng xen lẫn ổ xám trắng loang lổ, chuyển tiếp rõ Vàng (ẩm: 10YR 5/8; Khô: 10YR 7/8), cát, ẩm, mịn, xốp, tơi bở, có nhiều vệt vàng hơi sáng dọc theo chiều sâu phẫu diện, chuyển tiếp rõ, Trắng vàng hơi xám (ẩm: 2,5YR 6/2; Khô: 2,5YR 8/2), cát, ẩm, mịn, xốp, tơi bở,

Ảnh cảnh quan và phẫu diễn

Hình 3.2. Hình ảnh khu thí nghiệm và phẫu diện đất chuyên màu tại Nghi Lộc, Nghệ An

PHỤ LỤC 4: Mẫu phiếu điều tra

VIỆN KHOA HỌC NN VIỆT NAM VIỆN MÔI TRƯỜNG NÔNG NGHIỆP Số phiếu: Ngày điều tra: Người điều tra: ........./ …...../2013 ………………………

PHIẾU ĐIỀU TRA THU THẬP SỐ LIỆU

I. THÔNG TIN CHUNG

Nam Nữ Họ và tên:………………………………… Giới tính: Thôn: …………………Xã:……………………………………….…………. Huyện:………………………………………….Tỉnh:………………………. Trình độ của chủ hộ…………………………………………. Chúng tôi rất mong muố Ông/bà cung cấp cho chúng tôi một số thông tin về hoạt động sản xuất nông nghiệp trong thời gian qua: 1. Gia đình ông/bà có bao nhiêu khẩu: ……………………………………………

2. Gia đình ông/bà có bao nhiêu lao động:…………………………………… 3. Diện tích canh tác của gia đình:………………………………………… 4. Số mảnh ruộng của gia đình:……………………………………………… 5. Diện tích đất 2 lúa:………………………………………… 6. Diện tích đất lúa – màu: ……………………………………………… 7. Diện tích đất màu:……………………………………………………… 8. Các loại cây trồng canh tác của gia đình:……………………………………… 9. Các công thức luân canh:

Ghi chú TT Loại đất Xuân Vụ Mùa Đông

1 2 3 4 2 lúa Lúa-màu Đất màu Đất khác

10. Thu nhập bình quân:………………….triệu đồng/năm, trong đó

Ngập Mặn Hạn Phèn Rét hại Khác

* Trồng trọt………………………. triệu đồng/hộ/năm * Chăn nuôi……………………….triệu đồng/hộ/năm * Ngành nghề:…………………… triệu đồng/hộ/năm * Dịch vụ:……………………….. triệu đồng/hộ/năm * Làm thuê:………………………. Triệu đồng/hộ/năm * Khác………………………………………………….. 11. Điều kiện canh tác Loại cây trồng/ĐK

II. QUY TRÌNH VÀ KỸ THUẬT CANH TÁC 12. Thông tin về các cây trồng chính

Đặc điểm chung Diện tích (ha) Kỹ thuật làm đất4 (Máy, trâu bò, Năng suất, tấn/ha

tay)

Khả năng Tưới/ tiêu 3

Địa hình 2 cây trồng1 Cánh đồng

Lúa Xuân (chủ động , ko chủ động

Lúa hè thu Lúa mùa Ngô Lạc Đậu tương Mía ….. Ghi chú: 1Ghi tất cả các loại cây trồng

địa hình phân ra cao, vàn, thấp, trũng; (3) Chủ động hay không chủ động.; (4) Kỹ

thuật làm đất

13. Những khó khăn, cản trở trong áp dụng các kỹ thuật làm đất?

Lúa: Ngô: Đậu tương: 14. Các giống cây trồng, kỹ thuật và năng suất

TT Cây trồng/vụ Giống Kỹ thuật Ngày trồng NS (kg/sào) T/nhập (1000 đ) gieo giống* Ngày thu hoạch

1 Lúa Xuân Lúa hè thu Lúa mùa 2 Ngô 3 Lạc 4 Đậu tương 5 Mía ….. * 1= bằng máy, 2 = cấy, 3= gieo xạ, 4 = gieo hạt,....,

15. Những khó khăn, cản trở trong lựa chọn giống cây trồng?

Lúa: Ngô: Đậu tương: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Những khó khăn, cản trở trong áp dụng các kỹ thuật gieo trồng? Lúa Ngô Lạc Đậu tương ……………………………………………………………………………………… Những khó khăn, cản trở trong bố trí mùa vụ? Lúa Ngô Lạc Đậu tương ……………………………………………………………………………………… Kỹ thuật tưới Loại cây trồng Nguồn nước tưới

Phun Khác

Ngập Tiết kiệm Kỹ thuật tưới Bán khô hạn Lúa Xuân

Lúa hè thu

Lúa mùa

Ngô

Lạc

Đậu tương

Mía

1 = hạn, 2= úng; 3=mặn; 4= phèn 5= ngập liên tục; 6= tưới tiết kiệm, 7= tưới phun; khác…

16. Mức đầu tư phân bón cho các loại cây trồng

Chủng loại, lượng (kg/sào)

T T

Loại cây

Đạm ure

KCl

Phân khác

Supe lân N PK: ……..

P. Chuồn g

Ló t

Thú c 1

Thú c 2

Ló t

Thú c 1

Thú c 2

Ló t

Thú c 1

Thú c 2

Ló t

Thú c 1

Thú c 2

1

Lúa Xuân Lúa hè thu Lúa mùa 2 Ngô

3

4

Lạc Đậu tươn g

5 Mía

6 …..

17. Kỹ thuật chăm sóc, sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, thu hoạch

Kỹ thuật làm cỏ Thuốc bảo vệ thực vật Loại cây trồng Hình thức thu hoạch

lần

Tên thuốc Liều lượng Sâu bệnh Bằng tay Bằng máy

Số lần làm cỏ bằng tay Số phun thuốc diệt cỏ

Lúa Xuân Lúa hè thu Lúa mùa Ngô Lạc Đậu tương Mía …..

Lúa Ngô Lạc Đậu tương Mía Cây khác

Gia cầm

Trâu/bò Lợn

18. Những khó khăn, trở ngại trong lựa chọn các loại phân bón cho các cây trồng? Lúa…………………………………………………………………………………… Ngô………………………………………………………………………………… Lạc…………………………………………………………………………………… Đ.Tương……………………………………………………………………………… Mía…………………………………………………………………………………… III. HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP 19. Rơm, rạ, trấu sau khi thu hoạch thường được sử dụng làm gì? a) Đốt bỏ b) Độn chuồng c) Cày vùi d) Ủ làm phân vi sinh e) Cho gia súc ăn f) Làm nấm g) Phủ ruộng h) Làm Than sinh học i) Đun nấu truyền thống k) Đun nấu bếp ga sinh học l) Làm vật liệu m) Khác (ghi rõ nếu có)…………………………………………………………………… 20. Chất thải chăn nuôi của gia đình được sử dụng như thế nào? a) Sản xuất khí sinh học b) Thải trực tiếp ra môi trường c) Thu gom làm phân bón ruộng d) Thu gom ủ compost e) Sản xuất phân bón hữu cơ f) Các hình thức khác 21. Sử dụng vật liệu hữu cơ

Hệ thống canh tác

Sử dụng phân hữu cơ tươi hay ủ

Loại phân bón sử dụng (lợn, bò, gà, khác.)

Có sử dụng phụ phẩm nông nghiệp hay không

Loại phụ phẩm cây trồng sử dụng

Loại vật liệu bổ sung trong phân (rơm rạ, cỏ, bột đất, than bùn, cây xanh...)

Vụ Xuân Vụ hè thu Vụ Mùa Vụ đông

22. Xin ông/bà cho biết định hướng phát triển sản xuất nông nghiệp của ông bà trong giai đoạn tiếp theo?

Chuyển đổi diện tích cây trồng? Vì sao?................................................. Thay đổi cơ cấu………………………..

Nguyên nhân nào dẫn đến sự thay đổi trong phát triển sản xuất nông nghiệp của ông bà? Nếu có thay đổi do đâu?

Do thời tiết thay đổi:……………………………………………………… Do sâu bệnh:…………………………………………………………………… … Do giống: ……………………………………………………………………………

Do thay đổi tính chất đất (mặn hóa/phèn hóa):…………………………… Khác (ghi rõ)

Khác Lịch thời vụ Cây trồng Phân bón Diện tích Lý do thay đổi …………………………………………………........................................................... ……………………………………………………………………………………… Xin ông (bà) cho biết những thay đổi canh tác nông nghiệp của gia đình trong 10 năm trở lại đây như thế nào? Năm canh tác Biện pháp canh tác*

Biện pháp phòng trừ sâu bệnh /Cỏ dại

Diễn giải rõ hơn có nội dung thay đổi: Theo ông/bà nguyên nhân nào ảnh hưởng đến năng suất cây trồng của gia đình ông bà?

Bón nhiều phân đạm (urea): Do không bón kết hợp đạm, lân, kali Do không dung kết hợp phân hữu cơ Thời kỳ bón không đúng Phân bón kém chất lượng Do không bón hữu cơ Do không sử dụng phân bón lá Do làm đất không tốt Tưới nước không đủ Tưới nước quá nhiều Do làm cỏ không kịp thời Do sâu bệnh nhiều

Do giống không tốt Do đất quá tốt Do gieo trồng không đúng thời vụ Do thời tiết 23. Theo nhận định của ông/bà, sự thay đổi của thời tiết, khí hậu đã ảnh hưởng

như thế nào đến sản xuất nông nghiệp của ông bà? (ghi rõ sự ảnh hưởng) Năng suất Mất mùa Dịch bệnh Tưới nước

-….. 25. Ông /bà đã làm gì để vượt qua những tác động xấu của thời tiết khí hậu? -……………………………………………………………………………………… -………………………………………………………………………………………- 30. Theo ông/bà Các vấn đề tồn tại trong sản xuất nông nghiệp

Nguyên nhân Mức độ ưu tiên* Giải pháp

Thiếu giống mới Thiếu nguồn cung cấp nước tưới Thiếu nguyên liệu đầu vào Phân Thuốc BVTV Khác………….

Đất nghèo dinh dưỡng Công nghệ /kỹ thuật sản xuất lạc hậu Vấn đề về sâu bệnh Khó khăn về vấn đề thị trường Do thiếu vốn đầu tư 1= Quan trọng nhất; 2 = rất quan trọng; 3 = quan trọng 31. Những yêu cầu của ông/bà về trợ giúp trong phát triển nông nghiệp:

Về cơ chế, chính sách của địa phương? ……………………………………………………………………………………

Về công nghệ, kỹ thuật canh tác? Về hỗ trợ tài chính cho địa phương, gia đình? …………………………………………………………………………………… Các kiến nghị khác của ông bà? Xin chân thành cảm ơn sự đóng góp ý kiến của ông ( bà) !

Người được điều tra ……………., ngày tháng năm 201…. Người điều tra

PHỤ LỤC 5: MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỐ TRÍ, TRIỂN KHAI THÍ NGHIỆM VÀ MÔ HÌNH LÚA

MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỐ TRÍ, TRIỂN KHAI THÍ NGHIỆM VÀ MÔ HÌNH LẠC