nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trên đất phù sa không được bồi (eutric fluvisols), đan phượng, hà tây

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp I --- Phạm Thị Nhung Nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trên đất phù

Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học nông nghiệp I

-

Phạm Thị Nhung

Nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trên đất phù sa không được bồi (Eutric Fluvisols), Đan Phượng, Hà Tây

Lời cám ơn

Xin chân thành cám ơn TS Trần Thị Tâm, người đã tận tình giúp đỡ tôi cả về khoa học và kinh phí để tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trong Khoa Sau đại học, các thầy cô giáo trong Khoa Đất và Môi trường, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Khoa học đất, những người thầy đã trang bị cho tôi kiến thức chuyên môn và những đóng góp quí báu trong suốt quá trình tôi làm luận văn Xin chân thành cám ơn Ban giám đốc Viện Thổ nhưỡng nông hóa, phòng nghiên cứu phát sinh học và phân loại đất, những đồng nghiệp trong nhóm làm việc, người dân xã Hạ Mỗ, Đan Phượng, Hà Tây đã tạo

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

Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với gia đình, chồng, các con, những người thường xuyên động viên, tạo mọi nguồn lực cần thiết, trực tiếp tạo nên thành công này

Hà Nội, tháng 9 năm 2006

Tác giả luận văn

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực

và ch−a đ−ợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào

khác Mọi sự giúp đỡ cho luận văn này đã đ−ợc cảm ơn

và các thông tin trích dẫn đã đ−ợc nêu rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Phạm Thị Nhung

12 Khhc Kali h÷u hiÖu chËm

Danh mục các đồ thị và bảng

Trang

Đồ thị

4.1 Phụ phẩm nông nghiệp phân giải qua các mùa vụ khác nhau …….…45

Bảng 2.1 Lượng kali cây hút cao nhất trong giai đoạn phát triển mạnh nhất của một số loại cây trồng ……… 11

2.2 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp …… 15

2.3 Khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng của đậu tương ………16

4.1 Tình hình sử dụng phân bón tại vùng nghiên cứu ………38

4.2 Tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp tại vùng nghiên cứu …… 38

4.3 Một số tính chất lý học của đất nghiên cứu ……….41

4.4 Một số tính chất hoá học của đất nghiên cứu ……… 41

4.5 Các dạng kali của đất nghiên cứu ……… 42

4.6 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp ……….44

4.7 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất lúa vụ xuân ……… 47

4.8 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất lúa vụ mùa ………49

4.9 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất vụ ngô đông ……… 50

4.10 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến hàm lượng kali trong

thân lá lúa thời kỳ làm đòng và thân lá ngô thời kỳ 10 lá ………… 51

4.11 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất lúa mùa …… 52

4.12 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất ngô đông ……53

4.13 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất lúa xuân …….54

4.14 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng ……56

4.15 Hiệu quả kinh tế của vùi phụ phẩm nông nghiệp đối với cây trồng … 58

Mục lục

Trang

Lời cảm ơn ……… i

Lời cam đoan ……… ……… ii

Bảng ký hiệu các chữ viết tắt ……… iii

Danh mục các đồ thị và bảng ……….………… iv

1 Mở đầu ……… ……….….1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài ……….1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ……… 2

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ……… 2

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ……… 3

2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu ……….… 4

2.1 Kali trong đất ……….4

2.2 Dinh dưỡng kali đối với cây trồng ……… 10

2.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp ……… 12

2.4 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp đến hàm lượng kali và các chất dinh dưỡng trong đất ……….16

2.5 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng … 20

3 Vật liệu, địa điểm, thời gian, nội dung và phương pháp nghiên cứu 31

3.1 Vật liệu nghiên cứu ……… 31

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ……… 31

3.3 Nội dung nghiên cứu ……… 32

3.4 Phương pháp nghiên cứu ……… 32

4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận ………38

4.1 Tình hình sử dụng phân bón và phụ phẩm nông nghiệp của người dân vùng nghiên cứu ……… 38

4.2 Một số đặc tính lý hoá học đất nghiên cứu ……… 39

4.3 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp và quá trình phân giải phụ phẩm trên đồng ruộng ……… 44

4.4 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và hàm lượng kali trong thân lá lúa và thân lá ngô ………… 46

4.5 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng … 52 4.6 Hiệu quả kinh tế của vùi phụ phẩm nông nghiệp đối với cây trồng … 58

5 Kết luận và kiến nghị ……… 60

5.1 Kết luận ……… 60

5.2 Kiến nghị ……….61

Tài liệu tham khảo ……… 62

Phụ lục ……… 70

1 Mở đầu

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Đối với cây trồng, kali là một trong ba nguyên tố đa lượng quan trọng nhất Vai trò của kali ngoài việc tăng năng suất còn làm tăng phẩm chất nông sản Kali có khả năng thúc đẩy quá trình quang hợp chuyển khí cabonic trong khí quyển thành chất hữu cơ trong thực vật Ngày nay với các giống cây trồng mới năng suất cao, nhu cầu về dinh dưỡng cũng cao hơn và do vậy cây trồng cũng lấy đi từ đất nhiều chất dinh dưỡng hơn, trong đó nhiều nhất là kali (Nguyễn Trọng Thi - Nguyễn Văn Bộ, 1999)[25] Mặc dù dự trữ kali trong đất cao hơn đạm và lân nhưng lượng kali được bổ xung vào đất thông qua con

đường bón phân cũng không đáng kể so với lượng kali cây lấy đi

Nhiều kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đi khẳng định vai trò của phụ phẩm nông nghiệp trong việc tăng năng suất cây trồng và cải thiện hàm lượng hữu cơ và độ phì nhiêu đất và cung cấp cho đất một lượng dinh dưỡng

đáng kể (trong thân, lá lúa vào thời kỳ lúa chín, 40% tổng lượng N, 80-85% tổng lượng K, 30-35% tổng lượng P và 40-50% tổng lượng S cây lúa hút được)

Do đô thị hoá và do dân số tăng, chăn nuôi hộ gia đình giảm, nên nhiều nơi nông dân không đủ phân chuồng bón cho cây trồng, làm cho độ phì nhiêu

bị suy giảm, mặc dù đi bón đầy đủ lượng phân khoáng Trong khi đó mỗi năm

có tới 45 triệu tấn rơm rạ và thân lá ngô tương đương với 270 ngàn tấn N, 157 ngàn tấn P2O5, 585 ngàn tấn K2O (Theo niên giám thống kê về diện tích và sản lượng để tính lượng phụ phẩm, 2004)[17] Nhưng đại bộ phận phụ phẩm nông nghiệp bị đốt đi vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa mất đi một lượng lớn các chất dinh dưỡng và hữu cơ

Hàng năm nước ta chỉ sản xuất được khoảng 2.669.137 tấn phân bón

đáp ứng được 8% nhu cầu về phân đạm, 65% nhu cầu phân lân của sản xuất

nông nghiệp, còn lại phải nhập khẩu từ nước ngoài đặc biệt là kali phải nhập khẩu 100% Trong giai đoạn 2005-2010 dự tính hàng năm nhu cầu sản xuất cần 1.504.000 tấn đạm, 813.000 tấn P2O5, 598.000 tấn K2O tương đương với 3.269.000 tấn phân urê, 5.081.000 tấn phân lân và 997.000 tấn phân kali (Bùi Huy Hiền, 2005)[13] Nếu hàng năm ta tận dụng được mọi nguồn phụ phẩm nông nghịêp để giảm được 10-20% lượng phân khoáng thì chúng ta đi tiết kiệm được 110.500.000-221.057.000 USD

Nhiều tác giả đi đề cập tới ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp

đến năng suất và độ phì nhiêu đất nhưng chưa có tác giả nào đề cập tới ảnh hưởng của vùi phụ phẩm đến các dạng kali trong đất, đến khả năng giảm lượng kali bón cho cây trồng Với những lý do trên chúng tôi đi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trên đất phù sa không được bồi (Eutric Fluvisols), Đan Phượng, Hà Tây”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Xác định ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất phù sa sông Hồng không được bồi

- Xác định ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng trong cơ cấu có lúa

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.3.1 ý nghĩa khoa học

Đề tài bổ sung cơ sở khoa học và kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân - lúa mùa - ngô đông trên đất phù sa sông Hồng Đó là cơ sở để các nhà khoa học khuyến cáo nông dân sử dụng có hiệu quả lượng

phụ phẩm nông nghiệp và lượng phân khoáng trong cơ cấu cây trồng có lúa trên đất phù sa sông Hồng không được bồi

1.3.2 ý nghĩa thực tiễn

Từ kết quả của đề tài giúp cho người dân có cơ sở để áp dụng vùi phụ phẩm nông nghiệp của cây trồng vụ trước cho cây trồng vụ sau nhằm tăng lượng hữu cơ, cải thiện độ phì nhiêu đất, tăng năng suất cây trồng và tiết kiệm lượng phân khoáng trên đất phù sa sông Hồng

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Trong khuôn khổ của đề tài các nội dung nghiên cứu được tập trung chủ yếu vào nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp (rơm rạ, thân lá ngô) đến các dạng kali (kali tổng số, kali hoà tan trong nước, kali trao đổi, kali hữu hiệu chậm) trong đất, năng suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân - lúa mùa

- ngô đông trên đất phù sa sông Hồng không được bồi, Đan Phượng, Hà Tây

2 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

2.1 Kali trong đất

2.1.1 Nguồn gốc kali

Vỏ trái ủất ủược cấu tạo bởi các khoáng chất, là những hợp chất tự nhiên ủược hình thành do kết quả của nhiều quá trình lý học, hoá học, lý hoá học… trong ủó kali là một trong những nguyên tố cơ bản tạo nên các hợp chất tự nhiên đó Trải qua quá trình nghiên cứu, ủến nay người ta phát hiện ủược khoảng 200 khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh có chứa kali (Oniani, 1981)[69] Các khoáng chứa kali như fenspatkali K(Al2Si3O8), là khoáng vật

có chứa nhiều kali nhất, khoảng 16,9% K2O; muscovit còn gọi là mica trắng KAl2(OH,F)2(AlSi3O10) chứa khoảng 11,8% K2O; biotit còn gọi là mica ủen (Mg, Fe, Mn)3(Si3AlO10)(OH, Fe)2 (Trần Công Tấu, Ngô Văn Phụ, Hoàng Văn Huây, 1986)[21] Fenspatkali gặp nhiều nhất và là một trong những khoáng vật chính của ủá macma axit như granit, liparit Ngoài ra trong một

số ủá macma trung tính cũng có chứa fenspatkali Cấu trúc của khoáng vật này rất bền vững, vì vậy khó bị các quá trình phong hoá phá hủy Muscovit

có nhiều trong đá granit, gnai, phiến thạch mica, sa thạch, còn trong các loại ủá bazơ ít gặp muscovit Biotit thường gặp trong ủá granit, syenit, diorit, poocfia và nhiều nhất trong đá gnai và phiến thạch mica Hai khoáng vật này dễ bị phong hóa do vậy nó là nguồn kali quan trọng ủối với thực vật Các khoáng thứ sinh có chứa kali như hydromica sinh ra do các loại mica ngậm nước như hydromuscovit (illit) KaAl2(Si,Al)4O10(OH)2.nH2O; hydrobiotit K(Fe,Mg)3(Al,Si)4O10(OH)2.nH2O (Nguyễn Mười, 2000)[16]; (Phạm Tín, 1978)[29] Kali trong đất có 98% nằm trong khoáng vật, chỉ có gần 2% nằm trong dung dịch đất và trao đổi trên bề mặt phức hệ hấp phụ

Dưới tác dụng của H2O và CO2, các ion kiềm và kiềm thổ trong khoáng

bị ion H+ của nước chiếm chỗ trong mạng lưới tinh thể do ủó tách ra dưới dạng hoà tan (quá trình sét hóa) Muối K2CO3 ủược tạo ra trong quá trình ủó

dễ bị hoà tan trong dung dịch ủất hoặc bị hấp phụ trên bề mặt keo ủất, giúp cho cây trồng có thể sử dụng ủược

Các kết quả nghiên cứu về kali tổng số của Rode (1937)[70], Vagienhin (1965)[68] cho thấy hàm lượng kali tổng số trong các ủất giao ủộng từ 0,7% (ủất ủỏ) ủến 3-4% (ủất ủen) và tùy thuộc vào thành phần khoáng vật, ủá mẹ và mức ủộ phong hoá ủá Các ủất phát sinh trên phiến thạch mica, granit, gnai thường có tỷ lệ K2O cao hơn các loại ủất khác như ủất ủỏ bazan, ủất macgalit ðất phát triển trên ủá macma axit chứa nhiều kali hơn ủất phát triển trên ủá kiềm Các ủất phù sa chứa nhiều khoáng vật nhóm silicat nên nhiều kali hơn ủất ủịa thành (Oniani, 1981)[69]

Kết quả nghiên cứu của Simmelsgaard (1996) [61] cho thấy đối với đất sét hàm l−ợng kali khoảng từ 0,5-1,7mg/lít, trong đất thịt pha cát hàm l−ợng kali từ 5-7 mg/lít và trong đất cát kali từ 10-15 mg/lít

ðất có thể giàu kali tổng số nhưng lại nghèo kali dễ tiêu Theo Pchonkin (1970) cho biết trong ủất ủen và ủất xám ôn ủới kali dễ tiêu chỉ chiếm khoảng 1-3% kali tổng số; trong ủất potzon tỷ lệ này còn thấp hơn Ganưmop (1970) cho biết kali trao ủổi trong nhiều loại ủất ủỏ nghiên cứu ở Azecbaizan chiếm 3-19% kali tổng số Rưncơ (1970) lại thấy kali trao ủổi ở ủất ủen và ủất potzon chỉ bằng 0,4-1% kali tổng số Nghiên cứu của Vôzubuxkaia (1968) cho thấy ở trong ủất kali còn tồn tại dưới dạng hấp thu (hút bám) trên bề mặt các keo vô cơ và hữu cơ, tuy vậy phần lớn kali ở trong lưới tinh thể khoáng, khác với Ca chủ yếu trên bề mặt Cũng theo tác giả này kali là một nguyên tố dinh dưỡng thường không ủáp ứng ủầy ủủ ủòi hỏi của cây trồng so với Ca và Mg, một mặt vì cây trồng hút một lượng kali nhiều gấp

mấy lần Ca và Mg, mặt khác gần như tất cả kali ở trong ủất lại chứa trong các khoáng nguyên sinh nên cây trồng không hút ủược (dẫn theo Nguyễn Vy, Trần Khải, 1978)[31]

Hàm lượng kali trong các muối của dung dịch ủất không vượt quá vài

mg K2O/100 gam ủất hoặc vài chục kg K2O/ha (Trần Công Tấu, Ngô Văn Phụ, Hoàng Văn Huây, 1986)[21] Trong đất phù sa Sông Hồng, hàm lượng kali tổng số dao động từ 2,1-3,33%, hàm lượng kali dễ tiêu dao động từ 4,1- 16,27mg/100g đất (Nguyễn Văn Chiến, 1999)[2]

2.1.2 Các dạng kali

Trong ủất kali tồn tại dưới các dạng khác nhau Người ta có thể chia kali thành các dạng khác nhau theo mức ủộ hoà tan của các hợp chất chứa kali, theo ủộ bền liên kết hoặc theo khả năng ủồng hoá của cây trồng ủối với kali Thông thường chia từ 3-5 dạng kali trong đất

Theo Đoàn Văn Cung (1995)[5] thì có thể phân kali thành 3 dạng: (1) kali hữu hiệu trực tiếp hay kali hữu hiệu ngay là kali trao đổi và kali hoà tan trong nước, dạng kali này rất nhỏ so với kali tổng số (2) kali bán hữu hiệu hay kali hữu hiệu chậm là dạng kali đi được cố định có khả năng giải phóng trong một thời gian ngắn (3) tổng kali ngoài lưới tinh thể silic gồm kali hữu hiệu và phần chủ yếu chiếm hầu hết kali ngoài lưới là kali dự trữ, chỉ được điều động trong một quá trình lâu dài nhờ tác dụng của thời tiết và môi trường Tổng (1)

và (2) gọi chung là kali hữu hiệu Tổng số 3 dạng kali trên là kali tổng số

E.O Mc Lean (1978)[55] cũng phân chia kali trong đất thành 4 dạng theo mức độ dễ tiêu đối với cây trồng: (1) kali khoáng (kali trong cấu trúc) dao động từ 5.000-25.000ppm (2) kali không trao đổi (kali cố định hay kali khó tiêu) dao động từ 50-750ppm (3) kali trao đổi: dao động từ 40-600ppm (4) kali dung dịch: dao động từ 1-10ppm Các dạng này lần lượt chiếm 95,4%, 2,54%, 2,03% và 0,03% tổng lượng kali trong đất

Theo Askegaard (2000)[41]: kali trong đất đuợc tồn tại với bốn dạng cơ bản là kali tồn tại trong dung dịch đất, kali trao đổi, kali không trao đổi và kali

ở dạng khoáng

Theo Nguyễn Vy (1993)[32] thì trong đất có các dạng kali như sau: (1) kali tự do là kali “ngao du” trong dung dịch đất Nếu cây trồng chưa kịp hút thì sẽ bị rửa trôi xuống lớp đất sâu hoặc theo nước tràn bờ trôi đi nơi khác (2) kali trao đổi là dạng kali quan trọng nhất đối với cây trồng (3) kali khó trao

đổi (4) kali không trao đổi là dạng kali nằm trong thành phần các khoáng vật chứa kali ở trạng thái nguyên sinh hoặc thứ sinh cần có một thời gian dài phong hóa thì kali mới có khả năng trở thành ion (5) kali trong xác hữu cơ và trong cơ thể sinh vật

Theo Johnston và Goulding (1990)[52] thì trong đất, kali có trong cấu trúc khung của các fenspat và trong các khoảng không giữa các lớp tinh thể của các silicat Nó được hấp phụ trên bề mặt của các hạt sét và các chất hữu cơ, nó cũng tồn tại ở dạng các muối tự do và một lượng nhỏ trong dung dịch

đất Sự phong hoá hoá học đi giải phóng kali từ các khoáng vật ở dạng ion kali và sau đó được giữ lại ở trong đất ở một số dạng có mức độ dễ tiêu khác nhau Bốn dạng kali trong đất thường được quan tâm đến là kali hòa tan, kali trao đổi, kali không trao đổi và kali của khoáng vật Số lượng của 3 loại đầu có khuynh hướng tạo thành một cân bằng động và do tác động của sự phong hoá, kali từ khoáng vật được giải phóng từ từ thành các dạng khác nhau Kali hoà tan trong nước và kali trao đổi dễ dàng được cây trồng hấp thụ, ngược lại kali không trao đổi là dạng chậm tiêu Các dạng dễ tiêu này không đảm bảo cung cấp đầy đủ kali trong một thời gian dài vì hàm lượng của chúng trong đất thường nhỏ do bị lấy đi liên tục bởi cây trồng hoặc do bị rửa trôi và chúng cũng là một nguồn dự trữ nhỏ của kali không trao đổi

Theo Nguyễn Văn Chiến và Nguyễn Văn Bộ (1999)[3] khi nghiên cứu

về các dạng kali trong đất cát biển đi đưa ra các dạng sau: kali tổng số, kali

hữu hiệu và kali hữu hiệu trực tiếp (kali dễ tiêu) Kết quả cho thấy hàm lượng kali tổng số dao động từ 1,36% đến 1,67%; hàm lượng kali hữu hiệu từ 7,9- 13,6 mg K2O/100g đất; hàm lượng kali dễ tiêu từ 1,8-7,8 mg K2O/100g đất

Theo Trương Hồng (1998)[12] khi nghiên cứu về đất trồng cà phê ở Tây Nguyên đưa ra 4 dạng kali sau: kali hoà tan trong nước được trích ly bằng nước cất, kali trao đổi được trích ly bằng CH3COONH4 1N, kali dễ tiêu

được trích ly bằng H2SO4 0,1N và kali chậm tan được trích ly bằng HNO31N đun nóng

Theo tài liệu của Viện Lân và Kali của Canada (1995)[24] cho biết có 4 dạng kali trong đất: (a) kali tìm thấy trong thành phần cấu tạo của các khoáng vật như mica và phenspat có chứa kali, khi phân giải các khoáng này sẽ phóng thích kali dễ tiêu, (b) kali được giữ giữa các lớp sét như sét illit và montmorillonit, (c) kali trao đổi hấp phụ trên bề mặt keo đất mang điện tích

âm do lực hút tĩnh điện và sẽ được thay thế và trích bằng dung dịch muối trung tính như acetate ammonium và (d) một hàm lượng nhỏ kali hoà tan trong

đất Các dạng kali trong dung dịch đất và kali trao đổi là các dạng dễ tiêu cho cây trồng và thường được trích và đo để đánh giá hàm lượng kali dễ tiêu trong

đất Đây là dạng kali quan trọng nhất đối với cây trồng sinh trưởng trên các loại đất có quá trình phong hoá mạnh và có hàm lượng thấp của khoáng sét loại có khả năng trương co và các khoáng nguyên sinh có chứa kali

2.1.3 Sự cố định kali trong đất

Sự cố định kali là một hiện tượng phổ biến đối với hầu hết các loại đất

và có ý nghĩa rất quan trọng đối với mức độ sử dụng lượng kali được bón cho cây Cố định kali là hiện tượng kali hoà tan và kali trao đổi bị nhốt vào giữa các lớp của khoáng sét nhóm 2:1 Kali bị cố định chủ yếu ở trong vùng hình nêm và ở các khe của khoáng sét Ion K+ đủ nhỏ để có thể chui vào các phiến silicat và bị giữ rất chặt bởi lực tĩnh điện Ion NH4+ có bán kính ion gần như

ion K+ và cũng bị cố định tương tự như K+ Các cation như Ca2+, Na+ có bán kính quá lớn và không bị nhốt vào các khe đi bị trương của khoáng sét (K.W.T Goulding, 1987)(dẫn theo Nguyễn Văn Chiến, 2003)[4]

Mức độ cố định kali không giống nhau ở các đất khác nhau Sự cố định này phụ thuộc vào thành phần cơ giới, hàm lượng kali trong đất, thành phần khoáng vật của keo đất và pH đất (Breland A.H, 1950)[43] Các khoáng sét nhóm hidromica, vermiculit, illit cố định kali mạnh hơn nhóm kaolinit, montmorillonit (dẫn theo Nguyễn Vy - Trần Khải, 1974)[33] Cũng theo tác giả này lượng kali bị hấp thu nhiều nhất ở đất phù sa Sông Hồng và chiêm trũng, ít nhất ở đất bạc màu

Khả năng cố định kali làm giảm tác động dư thừa kali đối với cây trồng

và hạn chế sự rửa trôi kali khỏi đất Phần kali cố định có thể được cung cấp dần cho cây trồng đặc biệt đối với các loại đất có hàm lượng kali dễ tiêu thấp (Adeoye, 1986)[38]

Theo Nguyễn Hữu Thành (2000)[23] khi nghiên cứu về sự hấp phụ kali của nhóm đất Fluvisols cho kết quả như sau: khả năng hấp phụ cao nhất là đất phù sa trung tính (62,7-76,9%), khả năng hấp phụ thấp nhất thuộc về đất phù

sa chua (20,7-46,4%) Cũng theo tác giả này khi nghiên cứu khả năng cố định kali của đất phù sa Sông Hồng cho biết đây là loại đất có khả năng cố định kali khá lớn (cao nhất là 78,7%) và tỷ lệ kali bị cố định giảm xuống khi tăng lượng kali thêm vào đất Vì vậy khi bón phân kali cho cây trồng trên loại đất này cần phải chú ý đến lượng kali bị hấp phụ ban đầu để nâng cao hiệu quả sử dụng phân kali (Nguyễn Hữu Thành, Cao Việt Hà, 2005)[22]

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Bảo Vệ (2003)[30] về sự cố định kali ở đất lúa đồng bằng Sông Cửu Long cho thấy sự cố định kali thay đổi theo thành phần cơ giới Đất sét có hàm lượng kali bị cố định nhiều nhất, kế đến là

đất sét pha thịt và ít nhất là đất thịt pha cát Tỷ lệ cố định kali được quyết định

bởi sự tồn tại của các khoáng sét hidromica, vermiculit, illit là các khoáng có khả năng hấp thu kali rất mạnh

2.2 Dinh dưỡng kali đối với cây trồng

Như chúng ta đi biết kali có vai trò vô cùng quan trọng đối với đời sống cây trồng Kali tham gia vào hầu hết các quá trình sinh lý, hoá sinh quan trọng như quang hợp, vận chuyển sản phẩm quang hợp, hoạt hoá enzim, điều chỉnh các hoạt động của khí khổng, đảm bảo hoạt động bình thường quá trình hấp thu dinh dưỡng và nước…(K.G Cassman, 1996)[44] Đây là các quá trình then chốt ảnh hưởng đến phát triển và năng suất thực thu của cây trồng Thiếu kali, cây trồng không thể sử dụng nước và các dưỡng chất khác từ đất hay từ phân một cách hữu hiệu và kém chống chịu đối với các tác hại của môi trường như khô hạn, thừa nước, nhiều gió, nhiệt độ cao và thấp Thiếu kali cây cũng chống chịu kém đối với sự tấn công của côn trùng và bệnh hại Chất lượng của cây thiếu kali cũng kém Kali được biết là một dưỡng liệu cho chất lượng và

có ảnh hưởng quan trọng trên các yếu tố như kích thước, dạng, màu sắc, mùi

vị và thời gian trường tồn (Viện Lân và Kali của Canada, 1995)[24]

Nhiều kết quả nghiên cứu đi khẳng định các loại cây trồng khác nhau

và thời kỳ sinh trưởng khác nhau thì có nhu cầu về dinh dưỡng kali khác nhau Theo Đào Thế Tuấn (1970)[28] thì thời gian lúa hút kali dài hơn hút đạm và lân, tận đến cuối thời kỳ sinh trưởng cây vẫn cần kali Nhu cầu kali của cây rõ nhất ở thời kỳ đẻ nhánh đến trỗ Lượng kali cây hút khoảng 20% vận chuyển

về bông, số còn lại nằm trong bộ phận khác của cây Nguyễn Vy (1994)[34] tổng kết trên 12 loại cây trồng cho biết lượng kali cây hút (sinh khối trên mặt

đất) dao động từ 150-620 kg K2O/ha, thấp nhất lá thuốc lá, cao nhất là chuối Nhu cầu kali của cây trồng thay đổi suốt vụ, cây hàng năm cần một lượng kali thấp vào đầu vụ khi cây còn nhỏ, khi cây lớn lên nhu cầu kali gia tăng đặc biệt

là giai đoạn sinh trưởng thực tới lúc ra hoa Bảng sau cho thấy số lượng kali

cây hút cao nhất rất khác nhau tuỳ theo loại cây trồng trong điều kiện sinh trưởng bình thường

Bảng 2.1 Lượng kali cây hút cao nhất trong giai đoạn phát triển mạnh nhất của một số loại cây trồng

Cây trồng Lượng kali cây hút (kg/ngày)

Nguồn : Viện Lân và Kali Canada [24]

Các giống khác nhau cũng có nhu cầu kali khác nhau Các giống lúa cũ năng suất thấp hút khoảng 100kg K2O/ha/2vụ, chỉ bằng một nửa giống lúa mới [34] Theo Yin L.D (1985)[66] cho biết lúa lai có khả năng hấp thu tốt kali của đất và có nhu cầu kali lớn hơn các giống lúa thuần Với cùng năng suất là 7,5 tấn thì giống lúa lai hút 218kg K2O/ha còn giống lúa thường là 156- 187kg K2O/ha Tương tự, Nguyễn Văn Bộ (1999)[1] cũng thấy lượng kali cây hút của giống lúa lai là 180-200kg K2O/ha trong khi đó đối với lúa thường chỉ

là 100-120kg K2O/ha

Tầm quan trọng của dinh dưỡng kali đối với cây trồng là không thể phủ nhận Điều quan trọng là cho kết quả cuối cùng: năng suất và phẩm chất nông sản Về năng suất thì như trên đi trình bày, kali có vai trò với sự phát triển của cây và có nhiều tác dụng chống lại ngoại cảnh xấu của môi trường nên ảnh hưởng rất lớn đến năng suất, đặc biệt là cây có củ Về mặt chất lượng nông sản được thể hiện ở nhiều mặt : nâng cao hiệu quả sử dụng, chuyển hoá N và làm tăng hàm lượng protein, tăng kích thước của hạt, củ, quả , tăng hàm lượng

đường trong dịch quả và mía, hàm lượng dầu trong hạt, hàm lượng vitamin trong quả, hàm lượng tinh bột, giảm tỷ lệ xơ trong củ và cây rau, hàm lượng nitrat trong rau, nâng cao chất lượng một số sản phẩm tiêu thụ đặc biệt như tăng đường và nhựa thơm cho lá thuốc lá, hàm lượng tannin, chất hoà tan và cải thiện hương vị thơm của chè, tăng sự đồng đều và tăng nhanh độ chín của quả, rau và các cây trồng khác, hình dáng hạt, củ và màu sắc của quả được cải thiện nâng cao giá trị thương phẩm, chống vết thâm trên quả, giảm tỷ lệ dập nát khi vận chuyển và tồn trữ, kéo dài thời gian bảo quản, tăng độ bền, dài, mịn của sợi bông vải…(Đỗ Đình Thuận, 1995)[27], (Nguyễn Như Hà, 1999)[9], (S Perrenoud, 1983)[57]

2.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong Phụ phẩm nông nghiệp

Cây trồng hút dinh dưỡng từ đất để sinh trưởng và phát triển Ngoài các

bộ phận thu hoạch ra, trong các sản phẩm phụ cũng chứa đựng các chất dinh dưỡng mà cây lấy từ đất Sau mỗi vụ thu hoạch, cây trồng để lại cho đất một lượng lớn các phụ phẩm hữu cơ Thông qua các quá trình chuyển hoá vật chất trong đất mà các sản phẩm này trở thành nguồn dinh dưỡng đáng kể cho cây trồng vụ sau

ở các nước có nền nông nghiệp phát triển như Canada và Mỹ, sản phẩm hữu cơ sau khi thu hoạch thông thường được trả lại trực tiếp hoặc qua một thời gian ủ làm cho chúng bị phân hủy hoặc bán phân hủy, bằng cách đó làm tăng hiệu quả sử dụng của cây trồng Lai (1997)[54] đi cho thấy rằng lượng phụ phẩm nông nghịêp tạo ra phụ thuộc vào đặc tính của từng loại cây trồng ước tính về lượng phụ phẩm nông nghịêp cho thấy lúa có thể cho từ 3,5-4,5 tấn/ha, ngô khoảng 2,7-3,2 tấn/ha, đậu tương 0,8-1,0 tấn/ha, lúa mạch 2,6-3,3 tấn/ha

Theo Nguyễn Vy (1993)[32]: Nhờ việc gieo trồng lúa mà có rơm rạ Rơm rạ lấy đi từ đất một lượng lớn kali, bình quân khoảng 150 kg kali nguyên

chất mỗi năm Thêm cây vụ đông, lượng kali mất đi trên 1 ha là 200 kg Vì hạt thóc chỉ chứa từ 5-7 kg kali trong một tấn nên nếu trả lại rơm rạ cho đất thì gần như “kho báu kali” vẫn còn nguyên Nếu ta đem làm việc khác thì lượng kali mất mát quả là không nhỏ Việc vùi rơm rạ để trả lại kali cho đất còn quan trọng ở chỗ trả lại silíc cho đất vì ta biết lượng silic mà rơm rạ lấy đi gấp

8 lần lượng kali

Theo Achim Dobermann và Thomas Fairhurst (2000)[37]: Trong thân lá lúa vào thời kỳ lúa chín chứa 40% tổng lượng đạm, 80-85% tổng lượng kali, 30-35% tổng lượng lân và 40-50% tổng lượng lưu huỳnh mà cây hút được Rơm rạ là nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp kali, silíc và kẽm cho cây trồng

Theo kết quả điều tra của Zhen và cộng sự (2005)[67] tại tỉnh Quảng

Đông, Trung Quốc về tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghịêp như một dạng phân bón hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp đi tăng dần Kết quả điều tra cho thấy rằng khoảng 77% nông dân sử dụng 60% sản phẩm phụ của cây trồng vụ trước cho các cây trồng vụ sau, 18% hộ nông dân sử dụng 90% sản phẩm phụ cho cây trồng vụ sau Kết quả phân tích hàm lượng các chất dinh dưỡng trong sản phẩm phụ của cây trồng cũng cho thấy nếu sử dụng toàn bộ sản phẩm phụ của lúa mỳ, có thể cung cấp được 9% N; 16 % P2O5 và 69 % K2O cho các cây trồng vụ sau

F.N Ponnamperuma (1984)[58] cho rằng trong rơm rạ chứa khoảng 0,6% N, 0,1% P, 0,1% S, 1,5% K, 5% Si và 40% C Vì chúng sẵn có với số lượng khác nhau dao động từ 2-10 tấn/ha nên đó là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây Các thí nghiệm dài hạn đi chỉ ra rằng rơm rạ được trả lại đồng ruộng đi làm tăng các chất C, N, P, K, Si trong đất Cũng theo tác giả này cho biết trong 5 tấn thóc thu hoạch dưới dạng lúa và rơm rạ có chứa khoảng 150

kg N, 20 kg P, 150 kg K và 20 kg S Trong đó gần như tất cả là K và 1/3 N, P,

S nằm trong rơm rạ Do vậy rơm rạ chính là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng

rất tốt cho cây Ngoài ra trong 5 tấn rơm rạ chứa khoảng 2 tấn C, đây cũng có thể là nguồn cung cấp gián tiếp N trong đất trồng lúa

Theo Đỗ Thị Xô (1995)[35]: Hàm lượng các chất dinh dưỡng chính trong

1 tạ chất khô phế phụ phẩm của một số cây trồng trên đất bạc màu như sau: trong rơm rạ có 0,53 kg N, 0,35 kg P2O5 và 1,3 kg K2O; trong thân lá ngô có 0,78 kg N, 0,29 kg P2O5 và 1,25 kg K2O; trong thân lá lạc có 1,61 kg N, 0,55 kg

P2O5 và 2,3 kg K2O; trong thân lá đậu tương có 1,03 kg N, 0,27 kg P2O5 và 1,42

kg K2O; trong thân lá khoai lang có 0,51 kg N, 0,31 kg P2O5 và 1,7 kg K2O

Theo kết quả nghiên cứu của Tạ Văn Sơn (1996)[18] khi nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng khoáng của một số cây trồng cạn (Ngô trồng trên đất phù

sa Sông Hồng, Châu Giang, Hải Hưng còn các cây khác trồng trên đất bạc màu, Đông Anh, Hà Nội) cho thấy hàm lượng dinh dưỡng trong phế phụ phẩm

được tính trong 1 tạ chất khô như sau (số liệu được tính toán từ bảng 2 và bảng 5): thân lá lạc chứa 0,95 kg N, 0,14 kg P2O5, 1,03 kg K2O; thân lá đỗ tương chứa 0,65 kg N, 0,14 kg P2O5, 0,68 kg K2O; thân lá ngô chứa 0,47 kg N, 0,13

kg P2O5, 0,42 kg K2O; thân lá khoai tây chứa 0,74 kg N, 0,12 kg P2O5, 0,66 kg

K2O; thân lá khoai lang chứa 0,61 kg N, 0,12 kg P2O5, 0,45 kg K2O

Theo tài liệu của Viện Lân và kali của Canada (1995)[24] thì trong xác

bi các cây lượng thực như lúa và bắp là những nguồn kali rất quý vì chúng chứa khoảng 80% tổng số kali cây lấy đi Vì vậy nếu các xác bi thực vật này

được hoàn lại cho đất đi canh tác thì chúng sẽ cung cấp một lượng kali đáng

kể cho các cây trồng vụ sau Ngược lại, nếu chúng bị lấy đi cùng với hạt thì nguồn kali trong đất sẽ bị cạn kiệt nhanh chóng Điều này cũng xảy ra tương

tự với cây vùng cao như cọ dầu và ca cao Lá của cây cọ dầu được tỉa đi hàng năm chứa một lượng kali tương đương với 72 kg K2O/ha Vỏ hạt ca cao có hàm lượng kali rất cao và nếu như tất cả vỏ này được bón trở lại cho đất thì nhu cầu kali cần bón có thể giảm tới 86%

Với các vùng trồng mía trên thế giới, họ cũng có cách thức trả lại ngọn lá mía cho đất để làm dinh dưỡng cho vụ sau Theo Van Dillewijn (1952)[63]

ở bộ phận ngọn và lá mía chiếm 62% N, 50% P2O5 và 55% K2O trong tổng số của bộ phận thu hoạch Như vậy có nghĩa nếu trả lại ngọn lá mía bón lại cho

vụ sau thì cung cấp một lượng dinh dưỡng tương đối lớn cho cây Cũng theo tác giả này với các giống mía khác nhau cũng sẽ có các hàm lượng dinh dưỡng khác nhau Kết quả nghiên cứu của Trần Công Hạnh (1999)[11] cũng cho kết luận như sau: “Sau mỗi vụ thu hoạch, nếu vùi trả lại ngọn lá mía thì tuỳ theo giống và năng suất mía, có thể trả lại cho đất một lượng ngọn, lá mía bằng 30- 40% năng suất mía cây Mỗi ha đi trả lại cho đất được 83-121,79kg N; 10,6- 13,9kg P2O5 và 47,68-64,48kg K2O Đó là chưa tính đến các nguyên tố trung

và vi lượng khác Ngoài ra còn phải kể đến tác dụng cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu của đất trên cơ sở cải thiện chế độ mùn, hạn chế quá trình rửa trôi sét và cải thiện các đặc tính lý hoá học của đất Điều này đặc biệt có ý nghĩa đối với vùng đất đồi xấu, khô hạn”

Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm bảo vệ nguồn lợi tự nhiên - Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ năm 2002[64], hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các loại phụ phẩm nông nghịêp có khác nhau đối với các nhóm cây trồng khác nhau, nó phụ thuộc vào đặc điểm của từng loại cây trồng

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghịêp

Hàm lượng các chất dinh dưỡng (%) Loại PPNN

Thân lá đậu tương 4,3-5,0 0,26-0,47 1,62-2,04 0,32-1,87 0,24-0,93 Thân lá lạc 2,80-4,30 0,20-0,45 1,65-3,00 1,20-2,10 0,30-0,75 Hàm lượng các chất dinh dưỡng của phụ phẩm nông nghịêp không chỉ thay đổi theo chủng loại cây trồng mà ngay cả đối với một loại cây trồng cụ

thể, ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau thì khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng cũng khác nhau Nghiên cứu về khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng trong lá của đậu tương, Stewart (1987)[62] chỉ ra rằng ở các vị trí lá khác nhau và ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau hàm lượng các chất dinh dưỡng tích luỹ trong thân lá của cây trồng cũng khác nhau

Bảng 2.3 Khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng của đậu tương

Thành phần các chất dinh dưỡng (%) Thời kỳ sinh trưởng N P2O5 K2O

2.4 ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghịêp đến hàm lượng kali

và các chất dinh dưỡng trong đất

Trong nền nông nghiệp cổ truyền của các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam và các nước Châu á, phân hữu cơ không chỉ cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng với hàm lượng vốn có của nó mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính lý hoá học của đất thông qua vai trò của vật chất hữu cơ (Koorevaar và cộng sự, 1983)[53] Ngày nay, mặc dù phân hoá học được coi là yếu tố quan trọng để đẩy năng suất cây trồng nên xu hướng sử dụng phân hoá học ngày càng tăng Tuy vậy phân hữu cơ vẫn đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp ở các nước nhiệt đới cũng như là ở các

nước phát triển Trong những năm gần đây, nông nghiệp hữu cơ bắt đầu được chú trọng do nhu cầu của sản phẩm sạch (bio-products) và bảo vệ môi trường (Conway, 1998)[46]

Hiện nay do nhu cầu của thị trường mà ngành chăn nuôi ở nước ta đi có những thay đổi, nguồn phân hữu cơ sử dụng trong nông nghiệp đang có chiều hướng giảm dần do lượng chất độn chuồng giảm Trong khi đó nguồn phế phụ phẩm từ nông nghiệp như rơm rạ thường bị đốt ngay tại ruộng sau mỗi mùa thu hoạch, gây ảnh hưởng tới môi trường và làm thất thoát một lượng đáng kể các chất dinh dưỡng từ phụ phẩm nông nghịêp Để giảm thiểu những vấn đề trên, việc sử dụng nguồn nguyên liệu phế phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân lá các cây hoa màu làm phân được coi là một bước

đi đúng đắn để tiến tới nền nông nghiệp hữu cơ ở nước ta mặc dù hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các nguồn phụ phẩm nông nghịêp có khác nhau (Rigby và cộng sự, 2000)[60]

Hàm lượng Kali trong đất có thể thay đổi tuỳ theo chế độ sử dụng phân bón và đặc điểm của các loại đất Thông thường đối với các loại đất có dung tích hấp thu thấp, Kali thường bị rửa trôi mạnh (Askegaard và cộng sự, 2000)[41] Do vậy vùi các sản phẩm phụ cây trồng không chỉ bổ xung trực tiếp các chất dinh dưỡng mà còn cải thiện tính đệm của đất, dung tích hấp thu

và hạn chế liều lượng kali bị rửa trôi

Đánh giá vai trò của hữu cơ và khả năng thay thế phân hoá học, Gill và cộng sự (1982)[50] đi chỉ ra rằng sử dụng phân chuồng với mức 12 tấn/ha kết hợp với 80 kg N cho năng xuất lúa đạt 5,4 tấn/ha tương đương với mức 120 kg

N, như vậy với mức 12 tấn phân chuồng có thể thay thế cho 40 kg N Ngoài ra các tính chất vật lý 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 nghịêp trên đất phiến thạch sét tại Brazil của Diekow và cộng sự (2005)[47] sau 17 năm đi 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 đi 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

Sau 13 năm nghiên cứu liên tục của Rekhe và cộng sự (2000)[59] cũng chỉ ra rằng kết hợp phân hoá học và phụ phẩm lúa mỳ cho lúa nước tại ấn Độ

ở mức N:P:K- 120:60:30 và 6 tấn phân chuồng và 3 tấn phụ phẩm đi làm cho tính chất hoá học đất thay đổi Sau 13 năm nghiên cứu, hàm lượng các bon (C%) là 0,41% và lân dễ tiêu 14 mg/kg trong khi đó ở công thức đối chứng không bón phân hàm lượng các bon (C%) là 0,2% và lân là 2,2 mg/kg và ở công thức bón phân hoá học ở mức N:P:K-120:60:30, hàm lượng các bon (C%) là 0,37% và lân dễ tiêu là 1,1 mg/kg Như vậy với thí nghiệm này đi cho thấy rất rõ về hiệu quả của các loại phụ phẩm nông nghịêp đối với hàm lượng các chất dinh dưỡng trong đất Tuy nhiên cũng cần có các nghiên cứu dài hạn

để đánh giá một cách khách quan hơn

Đánh giá về cân bằng dinh dưỡng trong đất lúa do ảnh hưởng của việc

sử dụng rơm rạ (Anthony và nnk, 2003)[40] cho thấy khi bón rơm rạ vào đất làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng, cân bằng các bon (OC) 348 kg/ha lớn hơn so với không bón gốc rạ là 322 kg/ha Đối với đạm khi bón rơm rạ cũng làm tăng hàm lượng đạm trong đất, cân bằng đạm là 60 kg/ha cao hơn so với không bón là 51 kg/ha Đối với lân và kali trong đất đi cho cân bằng dương khi sử dụng nguồn phế phụ phẩm P: 23,1 kg/ha và kali là 11,7 kg/ha, trong khi đó không bón phế phụ phẩm thì cân bằng của P là 19,2 kg/ha và kali

là -33,5 kg/ha Kết quả cũng tương tự khi thí nghiệm được tiến hành tại úc khi

bón phế phụ phẩm lúa mỳ đi làm cho cân bằng lân trong đất 20 kg/ha cao hơn

so với không bón là 18 kg/ha và cân bằng kali 40 kg/ha trong khi đó ở công thức không bón phế phụ phẩm có cân bằng kali âm: -168 kg/ha

Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của việc sử dụng phế phụ phẩm đến năng suất lúa mỳ, Gangwar và nnk (2005)[48] đi đánh giá ảnh hưởng của cách sử dụng 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 đi làm cho hàm lượng các bon (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 Khi đốt phế phụ phẩm hàm lượng hữu cơ hầu như không thay đổi sau 3 năm chỉ thay đổi 0,1g/kg (5,1g/kg-5,2g/kg) Hàm lượng lân dễ tiêu tăng từ 31,55 kg/ha lên 36,11 kg/ha và hàm lượng kali dễ tiêu trong đất thay đổi tương đối rõ từ 155,98 kg/ha lên 160,59 kg/ha Nếu so sánh về ảnh hưởng của các phương pháp sử dụng nguồn phế phụ phẩm lúa mỳ thì vùi phế phụ phẩm làm tăng hàm lượng các bon trong đất cao hơn so với phương pháp

đốt Tuy nhiên, đốt phế phụ phẩm lại cho hàm lượng kali dễ tiêu trong đất cao hơn từ 2,0-2,5 kg/ha Đối với hàm lượng lân dễ tiêu thì không có sự sai khác giữa hai phương pháp vùi và đốt Không chỉ cải thiện về hoá tính đất mà tính chất vật lý đất cũng thay đổi, dung trọng đất cũng được cải thiện (1,58 tấn/m3) trong khi đó ở công thức đốt phế phụ phẩm: 1,61 tấn/m3 và 1,62 tấn/m3 với công thức bón phân hoá học Ngoài ra đặc tính thấm của đất cũng

được cải thiện

Theo tài liệu của Viện Lân và kali của Canada (1995)[24] cho biết: Việc sử dụng xác bi thực vật sau khi thu hoạch có ảnh hưởng đến nhu cầu kali trong các hệ thống canh tác khác nhau Việc dùng xác bi hoa màu làm chất

đốt, vật liệu xây dựng, làm thức ăn gia súc, hoặc dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp vv sẽ làm tăng lượng kali bị mất đi trên vùng đất được canh tác

Mặt khác, nếu xác bi thực vật được hoàn lại cho đất thì lượng kali bị lấy đi và nhu cầu bón kali sẽ giảm thấp

2.5 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng

Nghiên cứu về ảnh hưởng của phân hữu cơ và phụ phẩm nông nghịêp

đến năng suất cây trồng đi được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới, với nhiều dạng phụ phẩm khác nhau và các phương thức sử dụng khác nhau

Theo Đỗ Thị Xô (1995)[35] trên đất bạc màu Bắc Giang dùng 40-70% phụ phẩm của cây trồng vụ trước bón cho cây vụ sau đi cải thiện độ phì nhiêu

đất và tăng năng suất cây trồng từ 3,6 đến 21,1% so với công thức không vùi phụ phẩm nông nghịêp Dùng phụ phẩm tươi bón cho cây trồng cho hiệu quả cao hơn bón phụ phẩm qua quá trình ủ Bón phụ phẩm nông nghịêp cho cây trồng có thể giảm bớt được lượng phân khoáng bằng lượng dinh dưỡng chứa trong phụ phẩm nông nghịêp mà năng suất vẫn không giảm Cũng trên đất bạc màu Bắc Giang, theo kết quả nghiên cứu của Ngô Xuân Hiền và Trần Thu Trang (2005)[14] trong 8 năm, từ năm 1998 đến năm 2005, thì việc vùi lại 50- 60% rơm rạ và thân lá ngô, 100% thân lá đậu tương cho cây trồng mỗi vụ đi làm tăng năng suất cây trồng từ 3-11% Như vậy đối với đất bạc màu, là đất nghèo dinh dưỡng, thì hiệu quả của phụ phẩm nông nghịêp cao hơn ở các đất khác Do vậy trên đất bạc màu nhất thiết nên cải thiện chất hữu cơ đất thông qua con đường trả lại phụ phẩm nông nghịêp

Gangwar và nnk (2005)[48] đi tiến hành thí nghiệm về ảnh hưởng của rơm rạ đến năng suất của lúa mỳ tại vùng cao nguyên Indo-Gangetic của ấn

Độ trong giai đoạn 1998 đến 2001 với 12 công thức thí nghiệm trên cơ sở của

sự kết hợp của hai mức đạm là 120 kg -150 kg N/ha, 26 kg P2O5 và 16 kg

K2O/ha kết hợp với (1)- không vùi rơm rạ, (2)- đốt rơm rạ tại chỗ và (3)- vùi rơm rạ vào trong đất với lượng 5 tấn/ha Sau 3 năm nghiên cứu kết quả đi cho

thấy: năng suất lúa mỳ tại vụ thứ nhất ở mức đạm bón 120 kg/ha không sử dụng rơm rạ cho năng suất đạt 4,07 tấn/ha, trong khi đó hai công thức đốt rơm rạ tại chỗ và vùi rơm rạ năng suất đạt là: 4,20 tấn/ha và 4,59 tấn/ha, tương ứng với mức năng suất tăng là 3,1 % ở công thức đốt rơm rạ và 12,7% ở công thức vùi rơm rạ ở mức đạm 150 kg/ha năng suất lúa mỳ đạt cao hơn là 4,14 tấn/ha

ở công thức không sử dụng rơm rạ, 4,33 tấn/ha ở công thức đốt rơm rạ và 4,88 tấn/ha ở công thức vùi rơm rạ Như vậy ở mức bón 150 kg N/ha đi cho năng suất cao hơn so với mức đạm 120 kg N/ha và đốt rơm rạ tại chỗ đi cho năng suất tăng 4,5%, vùi rơm rạ cho năng suất tăng 17,8% so với không sử dụng rơm rạ Cũng theo tác giả này thì phế phụ phẩm rơm rạ đóng vai trò rất quan trọng trong việc cải thiện các đặc tính lý học và hoá học đất, từ đó làm tăng hiệu quả của việc sử dụng phân hoá học của cây trồng và năng suất sau 3 năm thí nghiệm liên tục ở mức bón 120 kg N/ha năng suất lúa mỳ ở công thức vùi rơm rạ đạt 5,61 tấn/ha và ở công thức đốt rơm rạ là 5,18 tấn/ha tăng 9,6% và 12,2% so với công thức đối chứng là 5,0 tấn/ha Trong khi đó ở mức bón 150 kgN/ha, năng suất ở hai công thức vùi rơm rạ: 6,11 tấn/ha và đốt rơm rạ 5,75 tấn/ha, năng suất đi tăng 18,4 % và 15,3 % so với năng suất của công thức không vùi rơm rạ 5,16 tấn/ha Theo kết quả của thí nghiệm này thì vùi rơm rạ với mức 5 tấn/ha và kết hợp với phân hoá học 150 kg N/ha, 26 kg P2O5 và 16

kg K2O/ha đi cho năng suất cao hơn so với đốt và không dùng phụ phẩm

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Thị Dần (1995)[7]: Trên đất bạc màu Bắc Giang vùi phụ phẩm của cây trồng trước cho cây trồng sau đi làm tăng năng suất cây trồng quy thóc 9%, độ ẩm đất 2,0-2,5% và độ xốp đất 3- 5% so với công thức bón PC + phân khoáng, nhưng không vùi phụ phẩm nông nghịêp; tăng năng suất cây trồng quy thóc 20%, độ ẩm đất 2,0-3,5% và độ xốp

đất 5-6% so với công thức chỉ bón phân khoáng NPK Cũng theo tác giả này (1997)[6] dùng phụ phẩm nông nghịêp tủ gốc giữ ẩm cho chè, sắn, cà phê đi

có tác dụng làm tăng độ ẩm trung bình 5-7% trong mùa khô, giảm cỏ dại và tăng năng suất cây trồng đáng kể

Trên đất đỏ bazan Buôn Ma Thuột nếu sử dụng cây quỳ dại để che phủ toàn bộ mặt đất trồng sắn thì độ ẩm đất cao hơn đối chứng 6-7% và tăng năng suất sắn trung bình 40-50% (Nguyễn Thị Dần, Thái Phiên, 1999)[8] Cũng theo tác giả này thì khi được che phủ bằng thực vật khô (quỳ dại, thân ngô, cỏ khô) với lượng 5kg cho mỗi gốc cà phê đi làm tăng độ ẩm đất cao hơn đối chứng 7-10% so với đối chứng, do vậy làm tăng năng suất cà phê

Theo Nguyễn Văn Sức (1995)[19]: Vùi phụ phẩm hữu cơ của cây trồng

vụ trước làm phân bón cho cây trồng vụ sau trên đất bạc màu làm tăng hoạt tính sinh học đất, đưa năng suất cây trồng tăng 12,1%, 14,1%, 8,2% tương ứng với các cây lạc, ngô, lúa

Anthony và nnk (2003)[40] đi tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng của các loại phụ phẩm nông nghịêp đến năng suất lúa ở Thái Lan từ 1992-1997 và năng suất lúa mỳ tại úc từ 1992-1998 Tại Thái Lan, các thí nghiệm đi được tiến hành đối với lúa nước với hai mức phân bón: N:P:K là 25:7:7 kg/ha và 50:14:14 kg/ha kết hợp với các loại phụ phẩm nông nghịêp khác nhau: (1) Vùi rơm rạ và không vùi; (2) vùi các loại lá cây Cajanus Cajan, lá keo (acacia auriculformis), Sananea saman và Phyllanthus taxodifolius với lượng vùi là 1,5 tấn khô/ha Kết quả phân tích thống kê và ảnh hưởng của từng yếu tố đi cho thấy rằng bón phân hoá ở mức cao N:P:K là 50:14:14 kg/ha kết hợp với các loại phụ phẩm nông nghịêp đi cho năng suất cao hơn hẳn so với mức phân bón 25:7:7 kg/ha từ 25% trở lên Phân tích ảnh hưởng của rơm rạ đến năng suất lúa cho thấy rằng khi vùi rơm rạ năng suất lúa tăng 8% so với không vùi Phân tích ảnh hưởng của các loại cây phân xanh: Cajanus Cajan, lá keo (acacia auriculformis), Sananea saman và Phyllanthus taxodifolius, kết quả cho thấy rằng không có sự khác nhau về năng suất khi bón các loại phụ phẩm

trên Tuy nhiên khi so sánh với công thức đối chứng (không bón phụ phẩm) thì năng suất ở các công thức bón phụ phẩm bằng các cây phân xanh đi cho năng suất lúa tăng từ 20-26%

Tại úc thí nghiệm được tiến hành đối với cây lúa mỳ, trên đất đỏ thoái hoá thuộc vùng Warialda phía bắc của New South Wales Với hai mức phân bón N:P:K; 12.5:11.4:10 kg/ha và 25:23:20 kg/ha kết hợp với phụ phẩm từ cây trồng vụ trước: (1): bón phụ phẩm của lúa mỳ và không bón, (2) bón thân lá

đậu tương, thân lá cỏ ling lăng (lucerne) Phân tích về ảnh hưởng của từng yếu

tố thí nghiệm cho thấy khi sử dụng với liều lượng phân hoá học cao (N:P:K 25:23:20 kg/ha) thì năng suất lúa mỳ tăng 6,8% so với liều lượng N:P:K; 12.5:11.4:10 kg/ha Đánh giá hiệu quả của phụ phẩm lúa mỳ cho thấy rằng khi bón phụ phẩm cũng cho năng suất tăng 5-6% so với không sử dụng Đánh giá hiệu quả của thân lá đậu tương và cỏ ling lăng đến năng suất cho thấy khi bón thân lá đậu tương, năng suất lúa mỳ tăng 16% so với bón thân lá cỏ ling lăng

-Theo Nguyễn Quốc Hải (2003)[10]: Trên đất nương rẫy rải rơm rạ trên

bề mặt đi làm tăng năng suất lúa 7% so với công thức không rải rơm rạ

Nghiên cứu về ảnh hưởng của phế phụ phẩm cây lúa mỳ cho lúa ở vùng bán khô hạn của ấn Độ đi được tiến hành bởi Hema và nnk (1995)[51] Bốn công thức đi được thử nghiệm bao gồm (1)- không bón phân hoá học và phế phụ phẩm, (2)- bón phân hoá học với mức N:P:K- 80:40:30 kg/ha, (3)- bón toàn bộ phế phụ phẩm với lượng 20 tấn/ha (hàm lượng dinh dưỡng của phế phụ phẩm N: 4,8 g/kg, P: 0,9 g/kg; C:378 g/kg và C/N: 75,5) và công thức (4)- kết hợp phân hoá học N:P:K- 40:20:15 kg/ha với 10 tấn/ha phế phụ phẩm Thí nghiệm được tiến hành trên đất thịt trung bình tại trung tâm thí nghiệm của Viện nghiên cứu khoa học nông nghiệp thuộc trường đại học Banaras Hindu của ấn Độ Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của phế phụ phẩm đi cho thấy rằng khi bón phế phụ phẩm với lượng 20 tấn/ha, tổng năng suất sinh khối đạt

8,16 tấn/ha và năng suất hạt của lúa cạn đạt 1,18 tấn.ha, năng suất sinh khối tăng 25,3% và năng suất hạt tăng 9,2% so với công thức không bón phân hoá học và phế phụ phẩm (năng suất sinh khối 6,79 tấn/ha và năng suất hạt 1,08 tấn/ha) Khi kết hợp phân hoá học với liều lượng N:P:K-40:20:15 kg/ha và 10 tấn phế phụ phẩm, tổng năng suất sinh khối đạt 9,91 tấn/ha tăng 16,5% và năng suất hạt đạt 1,46 tấn/ha, tăng 13,2% so với công thức bón phân hoá học (N:P:K- 80:40:30 kg/ha) là 8,51 tấn/ha và năng suất hạt là: 1,29 tấn/ha Qua nghiên cứu này đi cho thấy, sử dụng kết hợp giữa phân hoá học và phế phụ phẩm lúa mỳ đi làm tăng năng suất lúa cạn một cách rõ rệt Ngoài ra sử dụng phế phụ phẩm còn có thể tiết kiệm được 50% lượng phân hoá học, giảm chi phí cho người dân trong sản suất

Theo Vũ Hữu Yêm (1980)[36] vùi rơm rạ cho lúa trong 9 vụ trừ đi lượng NPK có trong phụ phẩm cho năng suất lúa tương đương với công thức không vùi phụ phẩm

Nghiên cứu về ảnh hưởng của các biện pháp làm đất và bón phế phụ phẩm cho ngô cũng được tiến hành bởi Ghuman và nnk (2001)[49] từ năm 1993-1997 tại phía Đông bắc của vùng Punjab, ấn Độ với chu kỳ luân canh hàng năm: ngô-lúa mỳ Ba công thức đi được tiến hành: (1)- làm đất tối thiểu

và bón phân hoá học N:P:K- 80:17:16 kg/ha kết hợp với 3 tấn phế phụ phẩm của lúa mỳ từ vụ trước; (2)- làm đất tối thiểu và bón phân hoá học N:P:K- 80:17:16 kg/ha không bón phế phụ phẩm; (3) làm đất theo phương pháp truyền thống và bón phân hoá học N:P:K- 80:17:16 kg/ha không bón phế phụ phẩm Kết quả nghiên cứu đi cho thấy, năng suất ngô năm thứ nhất (1993) không có sự khác nhau giữa các công thức: (1)- đạt 2,6 tấn/ha, (2)- đạt 2,6 tấn/ha và (3)- 2,7 tấn/ha Tuy nhiên ở các năm tiếp theo, kết quả nghiên cứu đi cho thấy sự khác nhau rõ rệt về năng suất giữa các công thức này: năm 1994: (1)- đạt 3,7 tấn/ha, (2)- đạt 3,3 tấn/ha và (3)- 3,9 tấn/ha Năm 1995: (1)- đạt

3,7 tấn/ha, (2)- đạt 2,9 tấn/ha và (3)- 3,1 tấn/ha Năm 1996: (1)- đạt 3,9 tấn/ha, (2)- đạt 3,0 tấn/ha và (3)- 3,2 tấn/ha Năm 1997: (1)- đạt 4,0 tấn/ha, (2)- đạt 3,1 tấn/ha và (3)- 3,2 tấn/ha Như vậy, ở công thức (1) Làm đất tối thiểu và bón phân hoá học N:P:K- 80:17:16 kg/ha kết hợp với 3 tấn phế phụ phẩm, đi cho năng suất tăng liên tục từ 2,6-4,0 tấn/ha sau 5 năm bón phế phụ phẩm Năng suất ngô tăng so với công thức (2) không bón phế phụ phẩm, tương ứng với các năm: 1993 là 0%, năm 1994: 12 %, năm 1995: 27 %, năm 1996: 30 %

và năm 1997: 29 % Qua nghiên cứu này cho thấy phế phụ phẩm đóng một vai trò quan trọng trong việc cải thiện năng suất ngô

Nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp sử dụng phế phụ phẩm hữu cơ

đối với năng suất ngô tại vùng Bertoua, Carmaroon trong hai năm 1981-1982, Ngưu (1987)[56] đi khẳng định rằng, thân lá ngô sau thu hoạch có thể coi là nguồn hữu cơ quan trọng trong việc cải tạo độ phì đất và nâng cao năng suất ngô trong những vụ tiếp theo Tuy nhiên, phương thức sử dụng nguồn phế phụ phẩm này cũng là yếu tố quan trọng trong việc tận dụng nguồn dinh dưỡng vốn có của nó Sáu mức phân bón cho ngô: N-P2O5: 0-0; 0-30; 60-30; 120-30; 60-60 kết hợp với (1)- không sử dụng sản phẩm phụ cây trồng và cỏ dại, (2)

Sử dụng 4,0 tấn/ha thân lá ngô và cỏ dại đốt trước khi trồng, và (3)- sử dụng 4,0 tấn thân lá ngô và cỏ dại như chất che phủ bề mặt Kết quả nghiên cứu đi cho thấy rằng phân hóa học có vai trò quan trọng đối với năng suất ngô, trong

đó đạm được coi là yếu tố chính quyết định năng suất ngô ở mức bón 120 kg

N và 30 kg P2O5 đi cho năng suất hạt cao nhất: 3,91 tấn/ha khi không sử dụng sản phẩm phụ cây trồng, 4,45 tấn/ha khi 4,0 tấn thân lá ngô và cỏ dại được đốt thành tro trước khi trồng và 2,76 tấn/ha khi sản phẩm thân lá ngô và cỏ dại

được sử dụng như chất che phủ bề mặt Trong khi đó ở mức bón: 60 kg N và

60 kg P2O5, nâng suất tương ứng đạt 2,44 tấn/ha; 2,88 tấn/ha và 2,73 tấn/ha, ở mức bón 60 kg N/ha và 30 kg P2O5/ha năng suất đạt: 2,83 tấn/ha, 2,60 tấn/ha

và 2,59 tấn/ha, ở mức bón 60 kg N và 0 kg P2O5, năng suất đạt 2,11 tấn/ha,

2,80 tấn/ha và 1,86 tấn/ha và khi không bón đạm năng suất chỉ đạt dưới 1,8 tấn/ha Nghiên cứu về ảnh hưởng của các biện pháp sử dụng nguồn phế phụ phẩm hữu cơ đi cho thấy rằng: khi không sử dụng phân hoá học (N: P2O5- 0:0) thì phế phụ phẩm thể hiện tương đối rõ, năng suất ngô tại công thức đốt 4,0 tấn sản phẩm phụ cây trồng cho năng suất 1,76 tấn/ha và sử dụng sản phẩm thân lá ngô như chất che phủ bề mặt cho năng suất 1,74 tấn/ha, trong khi đó ở công thức không sử dụng nguồn phế phụ phẩm thân lá ngô chỉ đạt 1,25 tấn/ha Như vậy, ở nghiên cứu này cho thấy rằng khi không dùng phân hoá học thì ảnh hưởng của nguồn phế phụ phẩm tương đối rõ và bón kết hợp phân hoá học và sử dụng phế phụ phẩm thường cho năng suất cao hơn

Nghiên cứu về ảnh huởng của việc vùi sản phẩm thân lá ngô sau thu hoạch đến năng suất ngô tại Nigeria năm 1994-1996 Adetunji (1997)[39] đi tiến hành nghiên cứu trong hai năm với 4 vụ ngô với các công thức như sau: Không sử dụng phân hoá và bón với mức N:P:K - 100:60:45 kg/ha kết hợp với (1)- không sử dụng thân lá ngô, (2)- sử dụng toàn bộ thân lá ngô với mật độ 53.000 cây/ha) băm nhỏ và vùi vào đất trước khi trồng và (3)- đốt toàn bộ thân lá ngô sau đó rải đều trên bề mặt ruộng Sau 2 năm nghiên cứu kết quả đi cho thấy rằng phân hoá học (N:P:K-100:60:45 kg/ha) đi cho năng suất 2,2 tấn hạt/ha trong khi đó ở công thức không bón N:P:K năng suất chỉ đạt 1,15 tấn/ha Khi sử dụng thân lá ngô băm nhỏ vùi vào đất đi kết hợp với phân hoá học cho năng suất 3,10 tấn/ha, tăng 0,9 tấn/ha (40% năng suất) so với công thức chỉ bón phân hoá học: 2,20 tấn/ha ở công thức chỉ dùng thân lá ngô băm nhỏ không sử dụng phân hoá học cho năng suất 1,85 tấn/ha cao hơn 0,7 tấn/ha

so với công thức không bón phân hoá học và thân lá ngô (1,15 tấn/ha) Khi thân lá ngô được đốt và rải đều trước khi trồng cũng cho năng suất cao hơn so với không sử dụng phế phụ phẩm: năng suất ở công thức không có phân hoá học chỉ đốt thân lá ngô cho năng suất 1,82 và có bón phân hoá học và đốt thân lá ngô cho năng suất 2,84 tấn/ha Như vậy đánh giá về hiệu quả của thân lá

ngô cho thấy rằng nếu sử dụng phế phụ phẩm thân lá ngô (băm nhỏ hoặc đốt)

đi cho năng suất cao so với công thức trồng chay Kết hợp bón phân hoá học ở mức (N:P:K-100:60:45 kg/h) và vùi thân lá ngô băm nhỏ cho năng suất 3,10 tấn cao hơn so với công thức bón phân hoá học và đốt thân lá ngô: 2,84 tấn/ha

Theo F.N Ponnamperuma (1984)[58] khi nghiên cứu về ảnh hưởng của vùi rơm rạ đến trạng thái dinh dưỡng và năng suất lúa cho kết quả như sau: vùi rơm rạ 5 tấn/ha liên tục trong 11 vụ đi cải thiện được độ phì đất một cách

đáng kể và làm tăng năng suất lúa khoảng 45% so với không vùi rơm rạ (thí nghiệm trong chậu)

Rơm rạ sau thu hoạch cũng được coi là nguồn hữu cơ quan trọng cho các cây trồng sau trong hệ thống luân canh Yadvinder và nnk (2004)[65] đi tiến hành nghiên cứu về ảnh hưởng của rơm rạ sau thu hoạch đến năng suất lúa mỳ từ năm 1993-2000 tại Ludhinana, ấn Độ Với 6 công thức trong đó công thức 1- đối chứng không bón phân và phế phụ phẩm các, công thức 2 bón phân hoá học N:P:K 120: 26: 50 kg/ha và công thức còn lại bón với mức N:P:K 120: 26: 50 kg/ha với 7 tấn rơm rạ ở trạng thái bán phân huỷ do quá trình ủ với thời gian khác nhau 40 ngày, 20 ngày và 10 ngày và đốt phế phụ phẩm rơm rạ ngay tại ruộng, sản phẩm sau ủ đuợc bón trước Kết quả nghiên cứu đi cho thấy rằng năng suất bình quân ở công thức đối chứng năng suất lúa mỳ đạt 2,49 tấn/ha ở công thức bón phân hoá học không kết hợp với phế phụ phẩm năng suất đạt 4,94 tấn/ha, bón phân hoá học kết hợp với tro rơm rạ (7 tấn rơm rạ đốt trước khi bón) cho năng suất: 5,10 tấn/ha Bón phân hoá học kết hợp với bón phế phụ phẩm rơm rạ ủ 40 ngày cho năng suất 5,17 tấn/ha, phân hoá học kết hợp với sản phẩm ủ 20 ngày cho năng suất 5,22 tấn/ha và ủ sau 10 ngày cho năng suất 4,95 tấn/ha Như vậy kết hợp bón phân hoá học và phế phụ phẩm rơm rạ ủ sau 20 và 40 ngày đi cho năng suất cao hơn cả, ở công thức sử dụng phế phụ phẩm rơm rạ ủ sau 10 ngày cho năng

suất không sai khác so với không sử dụng phế phụ phẩm và phế phụ phẩm

được đốt trước khi bón

Thí nghiệm tượng tự với phế phụ phẩm lúa mỳ đối với lúa với mức bình quân 7,3 tấn/ha, thân lá lúa mỳ cũng được ủ với khoảng thời gian 40, 20 và 10 ngày trước khi bón Thí nghiệm cũng được Yadvinder (2004)[65] tiến hành với 6 công thức từ năm 1994-1999 Kết quả đi cho thấy rằng ở các công thức bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm lúa mỳ ủ trong thời gian 40 ngày cho năng suất 6,54 tấn/ha, ở công thức bón phân hoá học và phế phụ phẩm ủ

20 ngày cho năng suất là 6,29 tấn/ha và ở công thức bón phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm ủ 10 ngày cho năng suất là 6,39 tấn/ha Trong khi đó ở công thức không bón phân năng suất đạt 6,13 tấn/ha và chỉ bón phân hoá học năng suất đạt 6,19 tấn/ha và công thúc bón phân hoá học và đốt phế phụ phẩm cho năng suất là 6,25 tấn/ha Như vậy, khi sử dụng phân hoá học kết hợp với phế phụ phẩm lúa mỳ ủ trong 40 ngày đi cho năng suất cao nhất, trong khi đó ở các công thức bón phân hóa học, bón phân hoá học và đốt phế phụ phẩm, và bón phân hoá học và bón phế phụ phẩm lúa mỳ ủ 20 ngày và 10 ngày không

có sự sai khác về năng suất

Sự đa dạng về chủng loại phế phụ phẩm cây trồng có thể cho phép nông dân lựa chọn những loại phế phụ phẩm khác nhau Nghiên cứu của Barzegar (2002)[42] đi tiến hành thử nghiệm ảnh hưởng của phân hữu cơ (phân lợn), phế phụ phẩm bi mía và lúa mỳ đến năng suất lúa mỳ trong năm 1998 trên đất thịt pha cát Thí nghiệm được tiến hành với 3 dạng hữu cơ 4 mức khác nhau: 0: 5:10:15 tấn/ha trên nền phân hoá học N:P:K- 90:60:70 Trước khi bón bi mía đuợc cắt nhỏ với độ dài 5 cm và trộn với vi sinh vật phân huỷ với tỷ lệ 1kg/1000 kg bi mía Các loại phế phụ phẩm đều được vùi vào đất với độ sâu

20 cm Kết quả nghiên cứu đi cho thấy rằng ở mức 5 tấn hữu cơ nếu bón bằng phân chuồng cho năng suất lúa mỳ đạt 5,45 tấn/ha, trong khi đó bón bằng phế phụ phẩm lúa mỳ cho năng suất là 5,77 tấn/ha và bằng bi mía là: 5,93 tấn/ha

và công thức bón phân hoá học cho năng suất là 5,39 tấn/ha ở mức bón 10 tấn hữu cơ, đối với phân chuồng cho năng suất 5,70 tấn/ha, phế phụ phẩm lúa

mỳ cho năng suất 5,79 tấn/ha và bón băng bi mía cho năng suất là 5,96 tấn/ha Khi bón tăng lượng hữu cơ lên đến mức 15 tấn năng suất lúa mỳ ở công thức bón phân chuồng đạt 6,14 tấn/ha và bón bằng bi mía cho năng suất 6,60 tấn/ha, trong khi đó bón bằng phế phụ phẩm lúa mỳ năng suất có chiều hướng giảm chỉ đạt 5,57 tấn/ha

Cũng theo Barzegar (2002)[42] khi đánh giá ảnh hưởng của của các dạng hữu cơ cho thấy rằng ở mức bón 5 tấn, bón bằng phế phụ phẩm lúa mỳ

và bi mía cho năng suất cao hơn so với bón bằng phân chuồng, năng suất tăng 5,8% và 8,8% Tuy nhiên, ở mức này không có sự sai khác về năng suất giữa bón bằng phế phụ phẩm lúa mỳ và bi mía ở mức bón 10 tấn/ha, giữa bón bằng phân chuồng và phế phụ phẩm lúa mỳ không có sự khác nhau về năng suất Tuy nhiên bón bằng bi mía cao hơn: 5,96 tấn/ha ở mức bón 15 tấn/ha, giữa các loại hữu cơ khác nhau cho năng suất khác nhau, năng suất cao nhất 6,60 tấn/ha bón bằng bi mía, bón bằng phân hữu cơ cho năng suất: 6,14 tấn/ha

và bón bằng phế phụ phẩm lúa mì cho năng suất 5,57 tấn/ha Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng hữu cơ cho thấy, đối với phân chuồng giữa hai mức 5 và

10 tấn và 10 và 15 tấn không có sự khác nhau về năng suất Tuy nhiên, giữa hai mức bón 5 và 15 tấn/ha, ở mức 15 tấn/ha phân chuồng cho năng suất tăng 12,6% Đối với phế phụ phẩm lúa mỳ bón với các mức khác nhau không có sự khác nhau về năng suất Khi bón bằng bi mía ở mức 15 tấn/ha cho năng suất tăng: 11,2% và 10,7% so với bón 5 tấn và 10 tấn/ha Đánh giá hiệu quả của của các loại phế phụ phẩm hữu cơ cho thấy khi bón bi mía, phân chuồng và phế phụ phẩm lúa mỳ, trung bình năng suất lúa mỳ tăng 14%, 6,8% và 5,9%

so với không bón phân chuồng và phế phụ phẩm hữu cơ

Nghiên cứu về ảnh huởng của độ ẩm đất và phế phụ phẩm lúa mỳ đến năng suất lúa trong hệ thống luân canh lúa nước và lúa mỳ ở Trung Quốc,

Changming Y (2004)[45] đi tiến hành thí nghiệm về ảnh hưởng của việc vùi phế phụ phẩm trong các điều kiện độ ẩm khác nhau cho thấy rằng, trong điều kiện bán ngập nước (đất ẩm ướt và khô thay đổi) vùi phế phụ phẩm lúa mỳ đi cho năng suất 8,2 tấn cao hơn 27% so với vùi phế phụ phẩm trong điều kiện ngập nước hoàn toàn là 7,3 tấn/ha Như vậy, để tăng hiệu quả của phế phụ phẩm thì ngoài việc lựa chọn các loại phế phụ phẩm giàu chất dinh dưỡng thì độ

ẩm cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả của các loại phế phụ phẩm

Qua kết quả đi nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy rằng : Phụ phẩm nông nghiệp đều có thể sử dụng như một dạng phân bón hữu cơ và mang lại những hiệu quả kinh tế đáng kể thông qua việc cải tạo độ phì đất và tăng năng suất cây trồng Đặc biệt trong điều kiện các nước đang phát triển để đảm bảo sản xuất bền vững, việc duy trì độ phì đất thông qua nguồn hữu cơ tại chỗ là

điều hết sức cần thiết Tuy vậy, các tác giả chưa đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất, đến khả năng giảm lượng phân kali cần bón cho cây trồng Chính vì vậy trong đề tài luận văn đi đề cập đến “Nghiên cứu ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali trong đất và năng suất cây trồng trên đất phù sa không được bồi (Eutric Fluvisols), Đan Phượng, Hà Tây”

3 Vật liệu, Địa điểm, thời gian, nội dung và

phương pháp nghiên cứu

3.1 Vật liệu nghiên cứu

3.1.1 Cây trồng

- Lúa, ngô trong cơ cấu cây trồng Lúa xuân-Lúa mùa-Ngô đông

- Giống cây trồng: lúa xuân: Q5; lúa mùa: Khang dân; ngô đông: LVN99

- Đất phù sa sông Hồng không được bồi hàng năm (Eutric Fluvisol)

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu

- Thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện trên đồng ruộng tại xi Hạ Mỗ, huyện Đan Phượng, tỉnh Hà Tây

- Phân tích trong phòng tại Viện Thổ nhưỡng Nông hoá

3.2.2 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 6 năm 2004 đến tháng 6 năm 2006

3.3 Nội dung nghiên cứu

3.3.1 Tình hình sử dụng phân bón và phụ phẩm nông nghiệp ở vùng nghiên cứu

3.3.2 Xác định một số đặc tính lý, hoá học đất trước khi nghiên cứu: pH,

OC, N tổng số, P2O5 tổng số và dễ tiêu, K2O tổng số, K2O hoà tan trong nước, K2O trao đổi, K2O hữu hiệu chậm, Ca2+, Mg2+, CEC, thành phần cơ giới, dung trọng, tỷ trọng đất nghiên cứu

3.3.3 Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm vùi và quá trình phân giải phụ phẩm trên đồng ruộng

3.3.4 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến các dạng kali ở trong đất và hàm lượng kali trong thân lá lúa và thân lá ngô

3.3.5 ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp đến năng suất cây trồng

và khả năng giảm thiểu lượng phân khoáng cần bón cho cây trồng

3.3.6 Hiệu quả kinh tế của việc vùi phụ phẩm nông nghiệp đối với cây trồng

c Chỉ tiêu theo dõi

- Các dạng kali trong đất (kali tổng số, kali hoà tan trong nước, kali trao đổi, kali hữu hiệu chậm) ở giai đoạn làm đòng và thu hoạch (đối với lúa), ở giai

đoạn 10 lá và thu hoạch (đối với ngô)

- Hàm lượng N, P2O5, K2O trong cây ở thời kỳ làm đòng (đối với lúa) và giai

đoạn 10 lá (đối với ngô)

- Năng suất thực thu từng ô thí nghiệm, khối lượng rơm rạ, khối lượng thân lá ngô

- Hiệu quả kinh tế

Bón lót 100 100 40 100 30 Bón thúc giai đoạn đẻ nhánh 40 30 Bón thúc giai đoạn làm đòng 20 40 Lúa mùa

Bón lót 100 100 40 100 30 Bón thúc giai đoạn đẻ nhánh 40 30 Bón thúc giai đoạn làm đòng 20 40 Ngô đông

Bón lót 100 100 30 100 30 Bón thúc giai đoạn 5 lá 40 30 Bón thúc giai đoạn 10 lá 30 40

* Ghi chú: PPNN được vùi tươi xuống ruộng trong quá trình làm đất Đối với rơm rạ thì vùi thẳng xuống ruộng, thân lá ngô chặt ngắn 5cm rồi mới đưa xuống ruộng vùi

e Cách thu hoạch

Thu hoạch cả ô thí nghiệm, cân khối lượng hạt tươi sau đó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1kg để tính khối lượng chất khô trung bình từ đó tính ra năng suất của toàn ô thí nghiệm

Thu và cân lượng phụ phẩm nông nghiệp tươi của từng ô sau đó lấy 3 mẫu, mỗi mẫu 1kg để tính khối lượng chất khô trung bình để tính khối lượng phụ phẩm nông nghiệp khô vùi