Phân lập, tuyển chọn và sử dụng một số chủng vi sinh vật nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lạc trên vùng đất cát biển bình định

Ảnh hưởng của liều lượng chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng và năng suất của giống lạc LDH01 Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, năm 2012 .... Có nhiều nguyên nhân hạn chế năng suất lạc ở B

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Phạm Văn Toản

2 TS Hoàng Minh Tâm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi và một

số kết quả cùng cộng tác với các cộng sự khác Số liệu trình bày trong luận án

là trung thực, một phần đã được công bố trên các tập san, 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 Các trích dẫn đúng theo tài liệu tham khảo

Tác giả luận án

Nguyễn Thu Hà

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô của Ban Đào tạo sau Đại học - Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình học tập của tôi Tôi cũng xin chân thành cảm ơn lãnh đạo và tập thể cán bộ Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung Bộ đã dành cho tôi thời gian tốt nhất và hỗ trợ mọi mặt trong học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các đồng nghiệp trong lĩnh vực nghiên cứu của luận án đã đóng góp những ý kiến quý báu về chuyên môn và cung cấp tư liệu để tôi hoàn thành luận án này Xin cảm ơn những người thân và bạn bè đã dành cho tôi tình cảm và tinh thần tốt nhất trong suốt quá trình học tập

Tác giả luận án

Nguyễn Thu Hà

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH xii

MỞ ĐẦU 1

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

III Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

IV ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

4.1 Đối tượng nghiên cứu 3

4.2 Phạm vi nghiên cứu 3

V NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 5

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU DINH DƯỠNG CỦA CÂY LẠC 5

1.1.1 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam 5

1.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lạc 9

1.2 ĐẤT CÁT BIỂN VÀ ĐẤT CÁT BIỂN TẠI BÌNH ĐỊNH 17

1.2.1 Đặc điểm của đất cát biển 17

1.2.2 Đất cát biển tại tỉnh Bình Định 22

1.3 VI SINH VẬT SỬ DỤNG LÀM PHÂN BÓN 24

1.3.1 Vi sinh vật cố định nitơ 25

1.3.2 Vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan 28

1.3.3 Vi sinh vật hòa tan kali 34

1.3.4 Vi sinh vật sinh polysaccarit 37

1.4 SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH VẬT 39

1.4.1 Nhân sinh khối vi sinh vật và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối vi sinh vật 41

1.4.2 Xử lý sinh khối, tạo sản phẩm 45

CHƯƠNG II VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48

2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 48

2.1.1 Vật liệu 48

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 48

2.1.3 Hóa chất thí nghiệm và môi trường nuôi cấy vi sinh vật 49

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 49

2.2.1 Nghiên cứu tính chất đất cát biển vùng nghiên cứu 49

2.2.2 Phân lập, tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật phù hợp cho cây lạc trên đất cát biển tỉnh Bình Định 49

2.2.3 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật từ các chủng vi sinh vật tuyển chọn 50

2.2.4 Đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển tỉnh Bình Định 50

2.2.5 Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển tỉnh Bình Định 50

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50

2.3.1 Lấy mẫu 50

2.3.2 Phân lập, tuyển chọn bộ chủng vi sinh vật 51

2.3.3 Nghiên cứu sản xuất chế phẩm vi sinh vật 61

2.3.4 Nghiên cứu sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng trên đất cát biển tỉnh Bình Định 63

2.3.5 Xây dựng mô hình sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trồng

trên đất cát biển tỉnh Bình Định 66

2.3.6 Phương pháp đánh giá sinh trưởng, năng suất cây lạc 67

2.3.7 Phương pháp phân tích mẫu đất 68

2.3.8 Phương pháp phân tích mẫu cây 69

2.3.9 Phương pháp phân tích chất lượng nông sản 70

2.3.10 Hiệu quả kinh tế 70

2.3.11 Phương pháp xử lý số liệu: 70

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 71

3.1 TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT CÁT BIỂN TẠI VÙNG NGHIÊN CỨU 71

3.2 PHÂN LẬP, TUYỂN CHỌN VI SINH VẬT PHÙ HỢP CHO CÂY LẠC TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 72

3.2.1 Phân lập, tuyển chọn các chủng vi sinh vật 72

3.2.2 Định tên của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 84

3.2.3 Đánh giá khả năng thích hợp với đất cát biển tỉnh Bình Định của các chủng vi sinh vật được tuyển chọn 98

3.2.4 Đánh giá khả năng hỗn hợp của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 102

3.3 NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM VI SINH VẬT CHO CÂY LẠC TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN 105

3.3.1 Nhân sinh khối vi sinh vật 105

3.3.2 Lên men xốp các chủng vi sinh vật 116

3.3.3 Xây dựng qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 121

3.4 KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH VẬT CHO CÂY LẠC TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN TỈNH BÌNH ĐỊNH 124

3.4.1 Xác định liều lượng chế phẩm vi sinh vật 124

3.4.2 Nghiên cứu phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh vật 126

3.4.3 Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng,

năng suất và hiệu quả kinh tế của cây lạc 128

3.5 XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỬ DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH VẬT CHO CÂY LẠC TRÊN ĐẤT CÁT BIỂN BÌNH ĐỊNH 132

3.5.1 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến một số tính chất đất cát biển vùng nghiên cứu 132

3.5.2 Ảnh hưởng chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng, các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây lạc 134

3.5.3 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng của lạc 135

3.5.4 Hiệu quả kinh tế khi sử dụng chế phẩm vi sinh vật đối với cây lạc 136

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 140

KẾT LUẬN 140

KIẾN NGHỊ 141

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO 143

PHỤ LỤC 168

Phụ lục 1 Trình tự gen 16S/28S ARN riboxom của các chủng vi sinh vật nghiên cứu 168

Phụ lục 2 Thành phần môi trường nuôi cấy vi sinh vật 171

Phụ lục 3 Thông số kỹ thuật cho nhân sinh khối vi sinh vật 173

Phụ lục 4 Giải trình chi tiết hiệu quả kinh té của mô hình 176

Phụ lục 5 Kết quả xử lý thống kê 178

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa của từ

BVTV

CĐN

Bảo vệ thực vật

Cố định nitơ CFU Colony forming unit

Đơn vị hình thành khuẩn lạc

cs Cộng sự

ĐC Đối chứng

FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc KHKT Khoa học Kỹ thuật

KK Không khí

ldl Li đương lượng

NCBI National Center for Biotechnology

Trung tâm thông tin Công nghệ sinh học Quốc gia NN&PTNT Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

NXB Nhà xuất bản

OC Các bon hữu cơ

PGK Hòa tan kali

PGL Phân giải phốt phát khó tan

Poly Polysaccarit

P100 quả Khối lượng 100 quả

PSM Phosphate solubilizing microorganisms

Vi sinh vật phân giải phốt phát QCVN Qui chuẩn Quốc gia

Tầng A Tầng canh tác

Tầng B Tầng tích tụ

Tầng C Tầng mẫu chất

TB Trung bình

TCVN Tiêu chuẩn Quốc gia

TNNH Thổ nhưỡng Nông hóa

VAM Vesicular Arbuscular Mycorrhiza VCR Value cost ration

Tỷ suất lợi nhuận VSV Vi sinh vật

WHO World Health Organization

Tổ chức y tế thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Đa dạng sinh học của vi sinh vật phân giải phốt phát khó tan 29

Bảng 3.1 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu về tính chất đất cát biển tại vùng nghiên cứu (Cát Trinh, Cát Hiệp - Phù Cát - Bình Định) 71

Bảng 3.2 Khả năng cố định nitơ cộng sinh của các chủng vi sinh vật 73

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của vi khuẩn cố định nitơ RA18 đến khả năng hấp thụ nitơ, sinh trưởng và năng suất của cây lạc (TN trong chậu, tại Viện KHKT Duyên hải Nam Trung bộ, 2012) 75

Bảng 3.4 Khả năng phân giải phốt phát khó tan của các chủng vi sinh vật 76

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của vi khuẩn phân giải phốt phát khó tan P1107 đến khả năng hấp thụ phốt pho, sinh trưởng và năng suất của cây lạc (TN trong chậu, tại Viện KHKT Duyên hải Nam Trung bộ, 2012) 78

Bảng 3.6 Khả năng hòa tan kali của các chủng vi sinh vật 79

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của vi khuẩn hòa tan kali S3.1 đến khả năng hấp thụ kali, sinh trưởng và năng suất của cây lạc (TN trong chậu, tại Viện KHKT Duyên hải Nam Trung bộ, 2012) 80

Bảng 3.8 Khả năng sinh chất giữ ẩm polysacarit của các chủng nấm men 82

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của nấm men sinh polysaccarit PT5.1 đến khả năng giữ ẩm đất (TN trong chậu, không trồng cây, năm 2012) 83

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của vi sinh vật sinh polysaccarit PT5.1 đến độ trữ ẩm đồng ruộng của đất trồng lạc (TN tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, năm 2012) 83

Bảng 3.11 Một số đặc điểm hình thái, sinh hóa của chủng RA18 84

Bảng 3.12 Một số đặc điểm hình thái, sinh hóa của chủng P1107 86

Bảng 3.13 Khả năng sử dụng nguồn các bon đối với chủng P1107

theo kít chuẩn API 50 CHB 87

Bảng 3.14 Một số đặc điểm hình thái, sinh hóa của chủng S3.1 89

Bảng 3.15 Khả năng sử dụng nguồn các bon đối với chủng S3.1 theo kít

chuẩn API 50 CHB 90

Bảng 3.16 Đặc điểm sinh lý và sinh hóa của chủng nấm men PT5.1 92

Bảng 3.17 Tổng hợp kết quả xác định tên đến loài và mức độ an toàn sinh học của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 95

Bảng 3.18 Khả năng phát triển của vi khuẩn cố định nitơ RA18 ở điều kiện nhiệt độ, pH và độ mặn khác nhau (TN tại Viện TNNH, 2012) 98

Bảng 3.19 Khả năng phát triển của vi khuẩn phân giải phốt phát khó tan P1107 ở điều kiện nhiệt độ, pH và độ mặn khác nhau (TN tại Viện TNNH, 2012) 100

Bảng 3.20 Khả năng phát triển của vi khuẩn hòa tan kali S3.1 ở điều kiện nhiệt độ, pH và độ mặn khác nhau (TN tại Viện TNNH, 2012) 101

Bảng 3.21 Khả năng phát triển của nấm men sinh polysaccarit PT5.1 ở điều kiện nhiệt độ, pH và độ mặn khác nhau (TN tại Viện TNNH, 2012) 101

Bảng 3.22 Ảnh hưởng của tổ hợp vi sinh vật đến khả năng hấp thụ dinh dưỡng, sinh trưởng và năng suất của cây lạc (TN trong chậu, tại Viện KHKT Duyên hải Nam Trung bộ, năm 2012) 103

Bảng 3.23 Bộ chủng vi sinh vật được tuyển chọn 104

Bảng 3.24 Thông số kỹ thuật cho nhân sinh khối các chủng vi sinh vật 115

Bảng 3.25 Hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật 115

Bảng 3.26 Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần chất mang đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 116

Bảng 3.27 Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch vi sinh vật và thời gian lên men xốp đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 117

Bảng 3.28 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật trong chế phẩm vi sinh vật 120

Bảng 3.29 Hoạt tính sinh học của các chủng vi sinh vật trong chế phẩm 120

Bảng 3.30 Yêu cầu chất lượng chế phẩm VSV và phương pháp kiểm tra 124 Bảng 3.31 Ảnh hưởng của liều lượng chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng

và năng suất của giống lạc LDH01 (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, năm 2012) 125 Bảng 3.32 Ảnh hưởng của liều lượng chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng và năng suất của giống lạc Lỳ (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, năm 2012) 126 Bảng 3.33 Ảnh hưởng của cách bón chế phẩm vi sinh vật đến sinh trưởng và năng suất cây lạc (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, vụ hè thu 2013) 127 Bảng 3.34 Ảnh hưởng của chế phẩm VSV đến sinh trưởng và năng suất giống lạc LDH01 (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, vụ đông xuân, 2013) 128 Bảng 3.35 Ảnh hưởng của chế phẩm VSV đến sinh trưởng và năng suất giống lạc Lỳ (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, vụ đông xuân, 2013) 129 Bảng 3.36 Hiệu quả kinh tế sử dụng chế phẩm vi sinh vật giống lạc LDH01 (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, vụ đông xuân 2013) 130 Bảng 3.37 Hiệu quả kinh tế sử dụng chế phẩm vi sinh vật giống lạc Lỳ (Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định, vụ đông xuân 2013) 131 Bảng 3.38 Ảnh hưởng của chế phẩm VSV đến một số tính chất đất cát biển (Cát Hiệp, Cát Trinh - Phù Cát -Bình Định, vụ đông xuân 2014 - 2015) 133 Bảng 3.39 Mô hình đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm VSV đến năng suất cây lạc và hiệu suất sử dụng chế phẩm VSV (Phù Cát, Bình Định) 134 Bảng 3.40 Ảnh hưởng của chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng lạc (Vụ đông xuân 2013 - 2014) 135 Bảng 3.41 Hiệu quả kinh tế của bón chế phẩm vi sinh vật đối với cây lạc 136

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Vị trí phân loại của chủng RA18 và các loài có quan hệ họ hàng gần

86

Hình 3.2 Vị trí phân loại của chủng P1107 và các loài có quan hệ họ hàng gần 89

Hình 3.3 Vị trí phân loại của chủng S3.1 và các loài có quan hệ họ hàng gần 91

Hình 3.4 Vị trí phân loại của chủng PT5.1 và các loài có quan hệ họ hàng gần 94

Hình 3.5 Khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng RA18 96

Hình 3.6 Khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng P1107 96

Hình 3.7 Khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng S3.1 96

Hình 3.8 Khuẩn lạc (A) và tế bào (B) của chủng PT5.1 96

Hình 3.9 Kết quả PCR đoạn gen mã hoá phần tử 16S ARN riboxom của các chủng vi khuẩn 97

Hình 3.10 Kết quả PCR đoạn gen mã hóa phần tử 18S ARN riboxom của chủng nấm men PT5.1 97

Hình 3.11 Khả năng tương tác của các chủng vi sinh vật tuyển chọn 102

Hình 3.12 Ảnh hưởng của môi trường nhân sinh khối đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 106

Hình 3.13 Ảnh hưởng của pH đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 108

Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 109

Hình 3.15 Ảnh hưởng của lưu lượng cấp khí đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 110

Hình 3.16 Ảnh hưởng của tốc độ cánh khuấy đến mật độ tế bào các chủng vi sinh vật 111

Hình 3.17 Ảnh hưởng của tỷ lệ tiếp giống cấp I đến mật độ tế bào các chủng

vi sinh vật 112 Hình 3.18 Ảnh hưởng của thời gian đến mật độ tế bào các chủng VSV 113 Hình 3.19 Sơ đồ qui trình sản xuất chế phẩm vi sinh vật 121 Hình 3.20 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các chủng vi sinh vật đối với cây lạc (TN trong nhà lưới) 138 Hình 3.21 Thí nghiệm đánh giá khả năng sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc (TN đồng ruộng tại Cát Trinh, Phù Cát, Bình Định) 138 Hình 3.22 Mô hình đánh giá hiệu quả của chế phẩm vi sinh vật đối với cây lạc trên đất cát biển Bình Định 139

MỞ ĐẦU

I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Lạc (Arachis hypogaea L.) là cây công nghiệp ngắn ngày, có khả năng

thích ứng rộng, có giá trị kinh tế cao và từ lâu được coi là cây cải tạo đất có tác dụng nâng cao độ phì nhiêu của đất trồng trọt Lạc là mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng Nhu cầu sử dụng và tiêu thụ lạc ngày càng tăng đã và đang khuyến kích nhiều nước đầu tư phát triển sản xuất lạc với qui mô ngày càng mở rộng Do đó, việc phát triển và mở rộng sản xuất lạc nhằm tăng hiệu quả kinh tế trên đơn vị diện tích và sử dụng bền vững tài nguyên đất là một trong những chủ trương, định hướng của cả nước (Trần Đình Long, 2002)

Tỉnh Bình Định thuộc vùng sinh thái Duyên hải Nam Trung Bộ với tổng diện tích tự nhiên 602.506 ha, trong đó đất cát biển có diện tích 2.789 ha (chiếm 0,46% diện tích đất tự nhiên) tập trung ở các huyện Phù Cát (1.190 ha), Hoài Nhơn (857 ha), Phù Mỹ (533 ha), Qui Nhơn (106 ha),… Hạn chế sử dụng lớn nhất đối với loại đất này là thiếu nước tưới và độ phì nhiêu tự nhiên thấp Đất cát biển Bình Định có thành phần cơ giới rất nhẹ, từ cát trung bình pha thịt đến cát mịn pha thịt, có độ chua từ chua đến chua nhẹ (pHH2O

5,2 - 5,6), dung tích hấp thu thấp, khoảng 2,1 - 2,3 meq/100g đất, khả năng hấp thu và trao đổi ion kém, hàm lượng các bon hữu cơ tổng số rất nghèo, từ 0,21 % đến 0,56 %

Bình Định có diện tích trồng lạc là 8.400 ha (chiếm 29,8 % so với diện tích trồng lạc toàn vùng), là tỉnh có diện tích trồng lạc đứng thứ hai vùng Duyên hải Nam Trung bộ, sau Quảng Nam (10.200 ha) Năng suất lạc ở Bình Định đạt cao nhất vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, khoảng 29,9 tạ/ha Tuy nhiên, năng suất trên còn thấp so với tiềm năng năng suất của cây lạc và các vùng khác trong cả nước như Trà Vinh (51,1 tạ/ha), Đồng Tháp (35 tạ/ha),

Tây Ninh (34,9 tạ/ha), Hưng Yên (33,3 tạ/ha), An Giang (32,0 tạ/ha) và Long

An (31,5 tạ/ha) (Niên giám thống kê ngành nông nghiệp, 2014)

Có nhiều nguyên nhân hạn chế năng suất lạc ở Bình Định nói chung và vùng đất cát biển nói riêng; trong đó đất trồng có hàm lượng hữu cơ thấp, nghèo dinh dưỡng, độ ẩm thấp và khả năng giữ nước kém được coi là nguyên nhân cơ bản bên cạnh các nguyên nhân khác như lượng mưa thấp, hệ thống thủy lợi kém và ít sử dụng phân hữu cơ

Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng của cây trồng, tăng cường khả năng giữ nước, giữ ẩm của đất qua

đó giúp cây trồng sinh trưởng, phát triển tốt hơn và góp phần làm tăng năng suất, chất lượng nông sản cũng như tiết kiệm phân bón thuốc bảo vệ thực vật hóa học Vai trò của phân bón vi sinh vật trong phát triển nông nghiệp bền vững đã được khẳng định trong nhiều công trình nghiên cứu của nhiều nước trên thế giới Nhưng cho đến nay chưa có chế phẩm vi sinh vật chuyên dụng cho cây lạc tại vùng đất cát biển được nghiên cứu phát triển

Trên cơ sở đòi hỏi của thực tế sản xuất và phát triển cây lạc trên đất cát

biển, đề tài luận án “Phân lập, tuyển chọn và sử dụng một số chủng vi sinh vật

nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lạc trên vùng đất cát biển Bình Định” được

thực hiện nhằm tuyển chọn được một số chủng vi sinh vật an toàn, có khả năng cung cấp dinh dưỡng cho đất, cây trồng, gia tăng độ ẩm đất trồng và góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển

II MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Tuyển chọn và ứng dụng thành công chủng vi sinh vật có khả năng cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali và sinh chất giữ ẩm polysaccarit nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển tỉnh Bình

Định

III Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Bổ sung các số liệu khoa học về vai trò của vi sinh vật cố định nitơ,

phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali và vi sinh vật tổng hợp polysaccarit trong mối quan hệ với khả năng sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, khả năng giữ ẩm đất trồng và hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển

- Bổ sung số liệu, thông tin mới làm cơ sở cho việc sản xuất và sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Tuyển chọn được bộ chủng giống vi sinh vật phù hợp cho cây lạc trên đất cát biển Bình Định và bước đầu tạo được chế phẩm vi sinh vật từ các vi sinh vật tuyển chọn có chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn, qui chuẩn hiện hành

- Đánh giá được vai trò của chế phẩm vi sinh vật trong nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, cải thiện độ phì đất cát biển, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển ở Bình Định

IV ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các chủng giống vi sinh vật: Có khả năng cố định nitơ, phân giải phốt phát khó tan, hòa tan kali và sinh polysaccarit

- Các giống lạc: Lỳ (giống địa phương) và LDH01 (giống triển vọng)

4.2 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ bản trong phòng thí nghiệm, nhà lưới tại Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Viện Khoa học Kỹ thuật Duyên hải Nam Trung Bộ

- Nghiên cứu ứng dụng tại vùng trồng lạc chính của tỉnh Bình Định là

xã Cát Trinh và Cát Hiệp, huyện Phù Cát

V NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Tuyển chọn được bốn chủng vi sinh vật gồm: Vi khuẩn cố định nitơ

(Bradyrhizobium japonicum RA18), vi khuẩn phân giải phốt phát khó tan (Bacillus megaterium P1107), vi khuẩn hòa tan kali (Paenibacillus castaneae S3.1) và chủng nấm men tổng hợp polysaccarit (Lipomyces starkeyi PT5.1)

phù hợp với cây lạc trồng trên đất cát biển ở Bình Định

- Xây dựng được qui trình sản xuất và sản xuất được chế phẩm vi sinh vật từ bốn chủng vi sinh vật tuyển chọn có chất lượng đảm bảo đạt tiêu chuẩn theo qui định của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

- Xác định được liều lượng và phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh vật cho cây lạc trên đất cát biển và áp dụng có hiệu quả trên diện rộng, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng dinh dưỡng đạm, lân, kali của cây lạc, cải thiện độ phì đất cát trồng lạc, tăng năng suất và hiệu quả sản xuất lạc trên đất cát biển ở Bình Định

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU DINH DƯỠNG CỦA CÂY LẠC 1.1.1 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới và Việt Nam

1.1.1.1 Tình hình sản xuất lạc trên thế giới

Cây lạc đứng hàng thứ hai sau đậu tương trong số các cây trồng lấy dầu thực vật, cả về diện tích và sản lượng và được trồng rộng rãi ở hơn 100 nước trên thế giới, từ 40o Bắc đến 40o Nam (Nigam S N et al, 1991)

Bên cạnh mục đích cung cấp thực phẩm cho người, nguyên liệu cho sản xuất thức ăn chăn nuôi, sản xuất lạc còn góp phần cải tạo đất trồng trọt nhờ hệ thống cố định nitơ cộng sinh giữa cây lạc và vi khuẩn nốt sần Sinh khối cây lạc sau thu hoạch đã trả lại cho đất một lượng hữu cơ lớn với hàm lượng nitơ cao Sau mỗi vụ trồng lạc, lượng đạm để lại trong đất khoảng 40-60 kg N/ha (William M J R., 1994 và Wright G C., 1994) Bên cạnh đó sức khỏe đất trồng lạc sau mỗi vụ được cải thiện rõ rệt thông qua mức độ tăng lên của hàm lượng đạm và quần thể vi sinh vật háo khí trong đất

Theo số liệu thống kê của FAO (2016), diện tích sản xuất lạc trên thế giới năm 2014 đạt 25,67 triệu ha, tăng 40,73 % so với trung bình thập niên

70, tăng 40,04 % so với trung bình thập niên 80 và tăng 17,70 % so với trung bình thập niên 90 Một số quốc gia có diện tích trồng lạc lớn trên thế giới có thể kể đến là Ấn Độ (5,20 triệu ha), Trung Quốc (4,52 triệu ha), Nigeria (2,77 triệu ha), Sudan (2,10 triệu ha), Braxin (1,43 triệu ha) (Food and agriculture organization of the United nation, 2016)

Năng suất lạc trên thế giới trong thập niên 90 đạt 12,9 tạ/ha, tăng 2,1 tạ/ha so với thập niên 80 và tăng 3,6 tạ /ha so với thập niên 70 Đến năm 2014 năng suất lạc bình quân trên thế giới đạt 19,7 tạ/ha, nhưng có sự chênh lệch

khá lớn giữa các quốc gia trồng lạc (Israel đạt 73,90 tạ/ha, Mỹ đạt 44,07 tạ/ha, Trung Quốc đạt 34,91 tạ/ha, Braxin đạt 28,17 tạ/ha, Inđônêxia đạt 22,04 tạ/ha, Chad đạt 9,00 tạ/ha, Sudan đạt 8,40 tạ/ha và Niger đạt 5,18 tạ/ha)

Sản lượng lạc trên thế năm 2014 đạt 42,32 triệu tấn, tăng gấp 2,50 lần

so với trung bình thập niên 70, tăng 2,14 lần so với trung bình thập niên 80 và tăng 1,40 lần so với trung bình thập niên 90

1.1.1.2 Tình hình sản xuất và sử dụng lạc ở Việt Nam

Ở Việt Nam, lạc là sản phẩm quan trọng để xuất khẩu và sản xuất dầu

ăn Theo FAO (2016), tổng diện tích trồng lạc của Việt Nam đạt 208,2 nghìn

ha, tăng 96,23 % so với thập niên 80

Lạc được trồng ở tất cả các vùng sinh thái nông nghiệp của Việt Nam Vùng có diện tích trồng lạc lớn nhất là Bắc Trung bộ (61,1 nghìn ha), tiếp đến

là vùng trung du miền núi phía Bắc (50,8 nghìn ha), Duyên hải Nam Trung

Bộ (34,2 nghìn ha), đồng bằng sông Hồng (25,8 nghìn ha), đồng bằng sông Cửu Long (13,9 nghìn ha), Tây Nguyên (13,5 nghìn ha) và Đông Nam bộ (9,7 nghìn ha) (Niên giám thống kê ngành NN&PTNT, 2014)

Năng suất lạc ở Việt Nam thời gian qua đã tăng đáng kể, nhưng vẫn còn ở mức thấp so với các nước trồng lạc trên thế giới cũng như trong khu vực Đông Nam Á Năm 2014, năng suất lạc ở nước ta đạt 21,8 tạ/ha, tăng 147,7 % so với năm 1980 (8,8 tạ/ha), tăng 105,7 % so với năm 1990 (10,6 tạ/ha), 50,34 % so với năm 2000 (14,5 tạ/ha) và 3,32 % so với năm 2010 (21,1 tạ/ha) Năng suất lạc giữa các vùng trồng lạc ở nước ta có sự chênh lệch rất lớn, trong khi năng suất lạc bình quân vùng Đồng bằng sông Cửu Long đạt 37,3 tạ/ha, thì vùng Tây Nguyên năng suất chỉ đạt 16,1 tạ/ha (Niên giám thống kê ngành NN&PTNT, 2014)

Năm 2014, sản lượng lạc ở Việt Nam đạt 453,3 nghìn tấn, tăng đáng kể

so với những năm 1980, 1990 và 2000 (sản lượng lạc năm 1980 đạt 95.200

tấn, năm 1990 đạt 213.200 tấn, năm 2000 đạt 355.300 tấn (Niên giám thống

kê ngành NN&PTNT, 2014)

Ở Việt Nam, lạc là một trong số các mặt hàng nông sản xuất khẩu quan trọng và là môt trong các nước xuất khẩu lạc nhiều ở khu vực Đông Nam Á Tuy nhiên, giá trị xuất khẩu lạc ở nước ta nhìn chung không ổn định Giá trị xuất khẩu đạt 22.500 nghìn USD năm 2010, năm 2011 đạt 7.140 nghìn USD, năm 2012 đạt 5.614 nghìn USD và năm 2013 đạt 5.267 nghìn USD Sản lượng lạc xuất khẩu của nước ta còn thấp so với tiềm năng và biến động nhiều qua các năm Tổng sản lượng lạc xuất khẩu năm 2010 là 21,0 nghìn tấn, 2011

là 6,5 nghìn tấn, 2012 là 4,0 nghìn tấn, 2013 là 5,34 nghìn tấn Nguyên nhân,

do chất lượng lạc còn thấp Hơn nữa, thị trường xuất khẩu chưa thực sự ổn định, một lượng lớn xuất khẩu tiểu ngạch sang Trung Quốc, Thái Lan và nhu cầu chế biến trong nước ngày càng tăng

So với một số mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam (như lúa, nhân hạt điều, cà phê, chè,…), kim ngạch xuất khẩu từ cây lạc không đáng kể, nhưng so với nhóm đậu đỗ thì lạc là đối tượng cây trồng có kim ngạch xuất khẩu lớn và mang lại ngoại tệ đáng kể

1.1.1.3 Tình hình sản xuất lạc ở tỉnh Bình Định

Bình Định là một tỉnh thuộc Duyên hải Nam Trung bộ, có diện tích trồng lạc lớn trong vùng và một trong 10 tỉnh có sản lượng lạc cao nhất nước Bình Định có diện tích trồng lạc 8.400 ha (chiếm 29,8 % so với diện tích trồng lạc toàn vùng), là tỉnh có diện tích trồng lạc đứng thứ hai vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, sau Quảng Nam (10.200 ha) Năng suất lạc ở Bình Định đạt cao nhất vùng Duyên hải Nam Trung Bộ (29,9 tạ/ha) Tuy nhiên, năng suất trên còn thấp so với tiềm năng năng suất của cây lạc và các vùng khác trong cả nước như Trà Vinh (51,1 tạ/ha), Đồng Tháp (35 tạ/ha), Tây Ninh

(34,9 tạ/ha), Hưng Yên (33,3 tạ/ha), An Giang (32,0 tạ/ha) và Long An (31,5 tạ/ha) (Niên giám thống kê ngành NN&PTNT, 2014)

Tại Bình Định, các vùng có diện tích trồng lạc lớn là Phù Cát (3.339 ha), Phù Mỹ (2.139 ha), Tây Sơn (1.067 ha); các vùng có diện tích trồng lạc ít

là Vĩnh Thạch (57 ha) và Quy Nhơn (50 ha) Năng suất lạc ở các huyện của tỉnh Bình Định cũng khác nhau Vùng có năng suất lạc cao là Phù Cát (34,5 tạ/ha), Phù Mỹ (29,7 tạ/ha), Tây Sơn (29,1 tạ/ha), Tuy Phước (28,6 tạ/ha), vùng có năng suất thấp là An Nhơn (16,50 tạ/ha), An Lão (16,8 tạ/ha) và Hoài

Ân (16,8 tạ/ha) (Niên giám Thống kê tỉnh Bình Định, 2015)

Với lợi thế là cây ngắn ngày, dễ trồng, thích ứng với nhiều loại hình canh tác, sản phẩm lại dễ tiêu thụ, cây lạc được xác định là cây trồng chủ lực của tỉnh Bình Định

Nằm ở vùng sinh thái Duyên hải Nam Trung Bộ, tỉnh Bình Định mang đậm nét khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với hai mùa mưa nắng rõ rệt, phù hợp với yêu cầu sinh thái của cây lạc, cùng với nguồn tài nguyên đất phong phú, lực lượng lao động nông nghiệp dồi dào, … nên tỉnh Bình Định có tiềm năng phát triển sản xuất lạc theo hướng tập trung hàng hóa Tuy nhiên năng suất lạc

ở Việt Nam nói chung và tỉnh Bình Định nói riêng còn thấp so với tiềm năng năng suất lạc Các yếu tố hạn chế năng suất lạc ở Bình Định là thiếu giống có năng suất cao, đất trồng lạc thiếu dinh dưỡng, hàm lượng chất hữu cơ và mùn thấp, canh tác phụ thuộc vào nước trời, sử dụng phân vi sinh vật ít, hiệu quả phòng trừ sâu bệnh hại lạc chưa cao Trong rất nhiều các yếu tố hạn chế đó, yếu tố dinh dưỡng hạn chế năng suất lạc có ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể (Hồ Huy Cường, 2007) Do vậy, nghiên cứu kỹ thuật trồng lạc đạt năng suất cao vẫn đang là ý tưởng đầy hy vọng của các nhà khoa học nông nghiệp Việt Nam

1.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của cây lạc

Theo kết quả nghiên cứu, để đạt 1 tấn quả (kèm với thân lá), cây lạc lấy

đi từ đất 64 kg N, 16 kg P2O5, 27 kg K2O, 26,3 kg CaO, 16,7 kg MgO và 7,1

kg S (Nguyễn Văn Chiến, 2014) Hầu hết các loại đất trồng lạc của nước ta có hàm lượng chất dinh dưỡng thấp, nông dân lại ít chú trọng đến việc bổ sung phân bón nên năng suất lạc đạt rất thấp Năng suất lạc còn chênh lệch quá lớn giữa năng suất tiềm năng và năng suất thực tế (Ngô Thế Dân và cs, 2000) Phân bón là một trong những yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến sinh trưởng

và phát triển cũng như khả năng hình thành năng suất của tất cả các cây trồng nông nghiệp Vì vậy, bón phân cân đối cho cây trồng nói chung và cây lạc nói riêng ở trên bất cứ loại đất nào cũng làm tăng năng suất lên một cách đáng kể (Đường Hồng Dật, 2002; Nguyễn Văn Chiến, 2014)

1.1.2.1 Nitơ

Nitơ có vai trò quan trọng đối với sinh trưởng, phát triển và năng suất lạc Nhu cầu đạm của lạc cao hơn nhiều so với các loại cây ngũ cốc vì hàm lượng protein trong hạt (15 - 23 %) cao hơn 1,5 lần so với ở hạt ngũ cốc

Cây lạc có thể lấy nitơ từ nhiều nguồn: Nguồn nitơ từ khí trời thông qua vi khuẩn cố định nitơ, nguồn nitơ có sẵn trong đất, nguồn nitơ từ phân hữu cơ và vô cơ Nguồn nitơ cố định được có thể đáp ứng 50-70 % nhu cầu nitơ của cây Cây lạc là cây đậu đỗ có khả năng cố định nitơ phân tử do cộng sinh với vi khuẩn nốt sần để tổng hợp nitơ cung cấp cho bản thân và làm giàu cho đất Chính vì lẽ đó, các nốt sần ở rễ cây họ đậu được ví như nhà máy

“phân đạm tí hon” Tuy nhiên, vì nốt sần của lạc chỉ xuất hiện khi cây bắt đầu phân cành đến bắt đầu ra hoa, nên ở giai đoạn đầu sinh trưởng khi cây còn nhỏ (3-5 lá) cần bón bổ sung một lượng nitơhoặc bón một lượng nitơ kết hợp với phân chuồng, nhằm tạo điều kiện cho cây sinh trưởng và phát triển mạnh, thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn cộng sinh ở giai đoạn sau (Ngô Thế Dân

và cs, 2000; Bùi Huy Hiền, 1995 và Trần Danh Thìn, 2000) Lượng nitơ bón cho cây có tương quan chặt chẽ đến chiều cao cây, chiều dài cành Bón nitơ quá ngưỡng sẽ gây nên hiện tượng mất cân đối giữa sinh trưởng sinh dưỡng

và sinh trưởng sinh thực, thân lá phát triển mạnh làm ảnh hưởng đến quá trình tạo quả và hạt, dẫn đến năng suất thấp

Tổng hợp các kết quả nghiên cứu về hiệu lực của nitơ đối với cây lạc tại Trung Quốc cho thấy, nếu đất có hàm lượng nitơ tổng số nhỏ hơn 0,045 % thì ngưỡng bón nitơ để tăng năng suất lạc là 94,0 kg N/ha, nếu đất có hàm lượng nitơ tổng số từ 0,045 - 0,065 % thì ngưỡng bón nitơ để tăng năng suất lạc là 56,0 kg N/ha và nếu đất có hàm lượng nitơ tổng số lớn hơn 0,065 % thì bón nitơ sẽ không làm tăng năng suất lạc (Liang Xuanqiang, 1996)

Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu tại Iran, trên đất cát pha sét có hàm lượng nitơ tổng số là 0,084 %, bón nitơ với lượng 60 N/ha cho năng suất lạc

vỏ 2,31 tấn/ha, cao hơn 27,2 % so với không bón và tăng 7,1 - 16,3 % so với lượng bón 30 và 90 kg N/ha (Gohari A A và cs, 2010)

Các nghiên cứu trước đây cho thấy trên nền phân chuồng 8 - 10 tấn/ha thì lượng nitơ bón thích hợp là 30 kg N/ha Tăng liều lượng nitơ lên 40 kg N/ha sẽ làm giảm năng suất thực thu do sinh khối cây lạc phát triển mạnh (Đường Hồng Dật, 2002) Trên đất phù sa nghèo dinh dưỡng ở Thừa Thiên - Huế, Trần Thị Thu Hà (2004) đã xác định, 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 kg N/ha và 50

kg N/ha Tuy nhiên, trên đất cát biển Thừa Thiên - Huế, Lê Thanh Bồn (1997) xác định bón 40 kg N/ha làm tăng năng suất 10,18 % so với đối chứng Lượng nitơ thích hợp cho cây lạc L23 tại Hà Tĩnh là 40 kg N/ha (Nguyễn Thiên Lương, 2012) và 30 kg N/ha đối với giống lạc LDH01 trên đất xám bạc màu ở Bình Định (Hồ Huy Cường, 2011)

1.1.2.2 Lân

Lân là yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với lạc Lân có tác dụng kích thích sự phát triển của bộ rễ, thúc đẩy sự hình thành nốt sần, tăng cường khả năng hút đạm của cây, thúc đẩy sự ra hoa đậu quả sớm, giảm tỷ lệ ốp lép (Nguyễn Xuân Trường và cs, 2003) Cây lạc có nhu cầu lân nhiều nhất ở thời

kỳ từ ra hoa tới sau hình thành quả Ở thòi kỳ cây non hàm lượng lân trong cây không cao nhưng lân rất cần thiết để vi khuẩn nốt sần phát triển (Nguyễn Xuân Trường và cs, 2003) Bón lân làm tăng đáng kể việc hút các chất dinh dưỡng khác và phần lớn lượng lân được hút đều tập trung ở hạt (Aulakh M S

và cs, 1985)

Khi nghiên cứu về hiệu quả của phân lân, Mengel D B et al (1987) cho rằng, bón 40 - 50 kg P2O5/ha đã kích thích được sự hoạt động của vi

khuẩn Rhizobium virgna sống cộng sinh trong đất và làm tăng khối lượng

cũng như số lượng nốt sần hữu hiệu ở cây lạc lên một cách đáng kể

Kết quả nghiên cứu của Migawer và cs (2001) trên đất cát mới cải tạo

có hàm lượng lân dễ tiêu là 1,8 ppm ở Cairo - Ai Cập đã xác định, ở lượng bón 30 kg P2O5/fed, năng suất lạc đạt 2,09 tấn/fed, cao hơn 7,7 % so với lượng bón 40 kg P2O5/fed và 24,4 % so với lượng bón 20 kg P2O5/fed

Trên đất cát hàm lượng lân dễ tiêu là 66,2 ppm và canh tác nhờ nước trời ở Nigeria, Shiyam, J O (2010), đã xác định: Bón phân lân với lượng 30

kg P2O5/ha cho năng suất lạc tương đương so với lượng bón 40 kg P2O5/ha, cao hơn 61,4 % so với không bón và 33,1 - 35,7 % so với các lượng bón 20 và

50 kg P2O5/ha

Nghiên cứu của Nguyễn Công Vinh (2005) trên đất nâu đỏ bazan ở Nghệ An đã kết luận, bón tăng hàm lượng lân vô cơ đã làm tăng năng suất lạc 26,0 - 62,0 %, hiệu suất của lân 1,7 - 4,0 kg lạc/kg P2O5 và năng suất đạt cao nhất ở lượng bón 90 kg P2O5/ha

Trên 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 đạt 3 - 5 mg/100g và 6 - 7 mg/100g, độ chua trung bình, khả năng hấp thu kém dễ bị rửa trôi thì hiệu suất 1 kg P2O5 (dạng supe phốt phát) ở mức bón

60 kg 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 (Nguyễn Thị Dần, 1991)

Theo nghiên cứu của Bùi Huy Hiền (1995), trên đất cát biển không chua (pH = 5,8 - 6,0), hiệu lực các loại phân lân (phân lân nung chảy và phân lân chậm tan) cao, chỉ thấp hơn supe lân trên nền 8 tấn phân chuồng + 30 kg

N + 30 kg K2O/ha Bón supe lân giúp năng suất lạc tăng 115 % so với đối chứng và tăng 112 % khi bón phân lân nung chảy

Lượng phân lân thích hợp bón cho cây lạc trên đất cát biển ở Thừa Thiên - Huế là 60 - 90 kg P2O5/ha (Lê Thanh Bồn, 1996, 1998); trên đất xám bạc màu ở Bình Định là 90 kg P2O5/ha (Hồ Huy Cường, 2011) và ở Hà Tĩnh

là 120 kg P2O5/ha (Nguyễn Thiên Lương, 2012) Trên đất cát biển, bón cân đối đạm - lân cho bội thu 2,5 - 3,2 tạ/ha, trên đất bazan bội thu 5,6 - 10 tạ/ha (Nguyễn Văn Chiến, 2014)

1.1.2.3 Kali

Kali không trực tiếp đóng vai trò là thành phần cấu tạo của cây, nhưng tham gia vào các hoạt động của các enzym và là chất điều chỉnh xúc tác, làm tăng cường mô cơ giới, tăng tính chống đổ của cây Vai trò quan trọng nhất của kali là xúc tiến quá trình quang hợp và sự hình thành quả Ngoài ra, kali còn làm tăng tính chịu hạn, tăng cường mô cơ giới và tăng cường tính chống

đổ của cây Thiếu hụt kali sẽ làm cho mép lá bị hoá vàng, lá cháy xém, bị khô vào lúc trưởng thành, cây bị lùn, khả năng quang hợp và hấp thu đạm giảm, tỷ

lệ quả 1 hạt tăng, khối lượng hạt giảm và năng suất lạc giảm rõ rệt (Ngô Thế Dân và cs, 2000)

Hàm lượng kali trong lá cao nhất ở thời kỳ ngay trước ra hoa, sau đó giảm đi ở thời kỳ hình thành quả, lượng kali được cây lạc hấp thụ cao hơn lượng lân (Nguyễn Xuân Trường và cs, 2003)

Tổng hợp các thử nghiệm về hiệu lực phân bón đối với cây lạc trên các loại đất ở khu vực ven biển Phúc Kiến, Zhang Mingqing và Lin Xinjian (1996) đã xác định lượng phân kali tối ưu cần bón cho đất cát đỏ là 87 kg

K2O/ha, cho đất lúa có nguồn gốc từ đất đỏ là 97 kg K2O/ha và cho đất cát mặn là 85 kg K2O/ha Tương tự, kết quả thực nghiệm của Viện Nghiên cứu Cây công nghiệp Quảng Đông đã xác định lượng phân kali hợp lý để bón cho cây lạc tại Quảng Đông là 75 - 90 kg K2O/ha (Liang Xuanqiang, 1996)

Tại Cairo - Ai Cập, trên đất cát mới cải tạo hàm lượng kali là 210,6 ppm, Migawer và cs (2001) đã xác định, khi bón 50 kg K2O/ha thì năng suất lạc tăng 9,4 % so với bón 25 kg K2O/ha

Trên đất chua, nghèo lân, khả năng giữ chặt lân của đất lớn như đất bazan thì cần bón tỷ lệ lân cao hơn Ngược lại, trên đất có thành phần cơ giới nhẹ như đất bạc màu, đất xám thì cần bón tăng kali (Đường Hồng Dật, 2000, Nguyễn Văn Chiến, 2014)

Theo Nguyễn Văn Bộ và cs (1999), trên đất bạc màu trên phù sa cổ, hiệu suất sử dụng kali của cây lạc 2,3 - 8,2 kg lạc vỏ/kg K2O, năng suất lạc đạt cao nhất ở lượng bón 90 kg K2O/ha và đạt hiệu quả kinh tế nhất ở lượng bón 60 kg K2O/ha

Lượng phân kali hợp lý cho giống lạc LDH01 trên đất xám bạc màu ở Bình Định là 60 kg K2O/ha (Hồ Huy Cường, 2011) và 80 kg K2O/ha đối với giống lạc L23 ở Hà Tĩnh (Nguyễn Thiên Lương, 2012) Ở vùng Đông Nam

bộ, bón kali với lượng 80 - 100 kg K2O/ha làm tăng năng suất giống lạc Lỳ

19 - 31 % (Nguyễn Mạnh Chinh, Nguyễn Đăng Nghĩa, 2007)

Theo Hoàng Minh Tâm (2011), các nguyên tố dinh dưỡng có ảnh hưởng lớn đến khối lượng thân lá lạc lần lượt là kali, đạm, phốt pho

1.1.2.4 Trung, vi lượng

 Canxi

Canxi là một nguyên tố không thể thiếu khi trồng lạc Lượng canxi cây lạc hấp thụ gấp 2 - 3 lần lượng lân Vôi bón cho lạc, ngoài việc cung cấp dinh dưỡng, canxi còn có tác dụng khử chua cho đất, tạo môi trường thuận lợi cho

vi khuẩn nốt sần phát triển và quan trọng nhất góp phần hình thành quả lạc (Nguyễn Văn Chiến, 2014) Lạc cần canxi nhiều nhất là khi hình thành quả và hạt; thiếu canxi sẽ ảnh hưởng đến quá trình hình thành hoa, đậu quả, quả ốp, hạt không mẩy (Nguyễn Văn Bộ, 2002; Ngô Thế Dân và cs, 2000) Tuy nhiên, việc lạm dụng bón vôi quá mức cần thiết lại làm giảm năng suất lạc do đất bị bão hoà canxi Trong trường hợp này, cây lạc sẽ hút canxi quá nhiều mà không hút được đủ đạm, nhất là kali và cuối cùng sẽ giảm năng suất (Nguyễn Văn Bộ, 2002)

Việc xác định chính xác lượng vôi bón lại không đơn giản Trên đất bạc màu bón 300 - 500 kg vôi/ha đã tăng năng suất lạc đáng kể, song tăng vôi lên trên 600 kg/ha đã làm năng suất lạc giảm Trên đất cát biển, lượng vôi thích hợp 300 - 400 kg/ha (Nguyễn Văn Bộ, 2002; Nguyễn Văn Chiến, 2014) Theo Trần Thị Thu Hà (2004), lượng vôi bón thích hợp cho cây lạc trồng tại tỉnh Thừa Thiên - Huế là 500 kg/ha đối với đất phù sa và 300 kg/ha đối với đất cát biển

 Magiê

Magiê là thành phần của diệp lục, vì vậy magiê có liên quan trực tiếp tới quang hợp của cây Magiê cũng như các nguyên tố vi lượng đồng, kẽm,

molipđen và bo đều có hiệu quả đối với cây lạc (Nguyễn Văn Bộ, 2002;

Đường Hồng Dật, 2002) Bón các loại phân chứa magiê như phân lân nung

chảy cũng như phun dung dịch các nguyên tố vi lượng với nồng độ 0,1 - 0,15 % làm tăng năng suất 10 - 15 % (Nguyễn Văn Bộ, 2002; Đường

Hồng Dật, 2002)

 Lưu huỳnh

Lưu huỳnh là thành phần của nhiều loại axít amin quan trọng trong cây

vì lưu huỳnh có mặt trong thành phần prôtêin của lạc Thiếu lưu huỳnh, sự

sinh trưởng của lạc bị cản trở, lá có biểu hiện vàng nhạt, cây chậm phát triển

(Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2005)

Vai trò chủ yếu của các nguyên tố vi lượng là hình thành và kích thích

hoạt động của các hệ thống enzym trong cây; ngoài ra nó còn tham gia vào

thành phần các vitamin, chất sinh trưởng và các chất khác Nguyên tố vi

lượng xúc tiến, điều tiết toàn bộ hoạt động sống trong cây Mỗi nguyên tố vi

lượng có vai trò riêng trong đời sống cây trồng (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa,

2000)

 Molipđen

Molipđen có tác dụng tăng hoạt tính vi khuẩn nốt sần, tăng việc đồng

hóa đạm Khi lạc được phun molipden năng suất đã tăng 16% Kết quả thực

nghiệm ở Diễn Châu, Nghệ An cho thấy, phun Mo 0,1% cho lạc vào lúc ra

hoa đã làm tăng năng suất 21,3 - 38,3 % (Nguyễn Văn Chiến, 2014)

 Bo

Bo đóng vai trò quan trọng trong quá trình thụ phấn, thụ tinh của lạc,

giúp cho quá trình hình thành rễ được tốt, tia quả không bị nứt, hạn chế nấm

bệnh xâm nhập Thiếu B làm giảm tỷ lệ hoa hữu hiệu, giảm tỷ lệ đậu quả, hạt

lép, làm giảm số quả/cây Phun dung dịch axit boric có thể làm tăng năng suất

4 - 10 % Theo Hồ Huy Cường (2011), phun 200 ml Super-B/ha vào thời

điểm trước khi ra hoa và sau khi tạo quả làm tăng năng suất lạc LDH01 10,5 - 11,0 %

Xử lý phối hợp 0,03 % B + 0,03 % Mo + 0,03 % Zn cho cây lạc trồng trên đất cát ở Thừa Thiên Huế có tác dụng tăng năng suất sinh vật và năng suất lạc 22,4 % so với đối chứng không xử lý (Nguyễn Đình Thi và cs, 2008)

Theo Hoàng Thị Thái Hòa và cs (2014), hạn chế chất dinh dưỡng trong đất cát ven biển Nam Trung Bộ Việt Nam trong các thí nghiệm được sắp xếp theo thứ tự sau kali, lưu huỳnh, phốt pho, bo, đồng, kẽm và molypden

Kết quả nghiên cứu của Hoàng Minh Tâm và cs (2011) trên cây lạc tại Cát Hanh, Phù Cát, Bình Định cho thấy: Sự thiếu hụt kali, lưu huỳnh, kẽm và

bo cũng làm giảm năng suất lạc từ 14,10 % đến 25,54 % so với đối chứng và các nguyên tố làm giảm năng suất lạc nhiều nhất lần lượt là kai, bo, lưu huỳnh, kẽm

Phân bón là một trong những yếu tố ảnh hưởng quyết định đến sinh trưởng, phát triển cũng như khả năng hình thành năng suất của tất cả các cây trồng Tuy nhiên, tác dụng tích cực của phân bón đến năng suất và chất lượng sản phẩm chỉ thể hiện khi được sử dụng một cách cân đối, hợp lý (Tiwari K N., 2001) Tỷ lệ hợp lý giữa đạm với lân là 1 : 2 hoặc 1 : 3, tỷ lệ giữa đạm với kali là 1 : 2 hoặc tối đa là 1 : 3 (Nguyễn Văn Bộ, 2002)

Theo Lê Thanh Bồn và Hồ Khắc Minh (2012), tổ hợp phân bón cân đối, hợp lý cho trồng lạc trên đất cát biển tỉnh Quảng Bình là 40 kg N + 120

kg K2O + 80 kg K2O + 500 kg vôi + 10 tấn phân chuồng, cho năng suất thực thu 3,1 - 3,3 tấn/ha, lãi ròng 25,4 - 29,2 triệu đồng/ha

Kết quả điều tra của Hồ Huy Cường (2011) cho thấy, việc đầu tư phân lân quá cao so với khuyến cáo, mất cân đối giữa phân đạm với lân và giữa đạm với kali, đồng thời chưa quan tâm đến vai trò dinh dưỡng khoáng vi

lượng là một trong các nguyên nhân hạn chế đến năng suất và hiệu quả kinh

tế trong canh tác lạc tại Bình Định

Cũng theo Hồ Huy Cường (2011), lượng phân bón hợp lý cho giống lạc LDH01 trên đất xám bạc màu ở Bình Định là 30 kg N/ha + 90 kg P2O5/ha +

60 kg K2O/ha + 500 kg vôi + 10 tấn phân chuồng, cho năng suất thực thu 40,6 tạ/ha, năng suất hạt 30,0 tạ/ha trên diện tích thí nghiệm cơ bản, lãi thuần đạt trên 32,0 triệu đồng/ha/vụ, tỷ suất lãi so với vốn đầu tư là 1,14

1.2 ĐẤT CÁT BIỂN VÀ ĐẤT CÁT BIỂN TẠI BÌNH ĐỊNH

1.2.1 Đặc điểm của đất cát biển

Đất cát biển ở Việt Nam có diện tích khoảng 538.430 ha, chiếm 1,61 % diện tích cả nước Tên gọi theo hệ thống phân loại FAO - UNESCO là Arenosols (AR) Đất cát biển phân bố chủ yếu ở vùng Bắc Trung Bộ và duyên hải Nam Trung Bộ 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 (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000)

Đất cát biển phát triển trên đá mẹ căn bản là cát (SiO2) Cát bờ biển có đặc điểm là mịn và tròn do bị mài mòn nhiều trong quá trình bị lôi cuốn lâu dài, khác với cát sườn tích (Deluvial) dưới chân đồi núi thường thô, lớn hơn

và sắc cạnh (Phan Liêu, 1981) Đặc điểm chung dễ nhận biết nhất của đất cát biển là tỷ lệ cát trong đất cát biển rất cao, chiếm 80-90 %, do vậy đất có tính chất chung là nghèo chất dinh dưỡng, rời rạc, khả năng hấp phụ kém, độ ẩm thấp, khả năng giữ nước kém, v.v (Phan Liêu, 1981; Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

Đất cát biển có hình thái phẫu diện kiểu A-B-C hoặc A-C Tuy nhiên, đặc trưng của đất cát biển vùng canh tác lâu năm là có hình thái phẫu diện kiểu A-B-C và có xuất hiện một tầng màu vàng ở tầng tích tụ B Màu vàng ở tầng tích tụ này xuất hiện do các hợp chất mang Fe hoà tan trong nước ngầm

được bốc hơi lên và tích tụ lại ở tầng này Các hợp chất sắt có hoá trị cao đã làm cho đất có màu vàng Tùy theo mức độ nhiễm của các hợp chất Fe nhiều hay ít mà có và độ ô xy hoá mạnh hay yếu mà có thể có màu vàng đậm hay nhạt (Phan Liêu, 1981)

Đất cát biển có thành phần cơ giới thô (tỷ lệ cát phổ biến >80 %), kết cấu rời rạc, rất nghèo dinh dưỡng Hàm lượng chất hữu cơ, đạm, lân, kali tổng

số và dễ tiêu đều thấp đến rất thấp; dung tích hấp thu/khả năng trao đổi cation (CEC) rất thấp, thường chỉ đạt < 10 meq/100 đất; khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng rất kém Trong nhóm đất cát, chỉ có loại đất cát biển có độ phì nhiêu khá hơn các loại đất cát khác (chất hữu cơ khoảng 1 %) (Hồ Quang Đức, 2015)

Đất cát biển có cấp hạt cát mịn (0,25-0,01 mm) chiếm đa số, có nơi lên đến 70 - 95 %, tỷ lệ sét vật lý (<0,001 mm) ít khi vượt quá 10 - 15 % Sự thay đổi của cấp hạt trong đất phụ thuộc vào thành phần khoáng sơ cấp và khoảng cách đến bờ biển Dung trọng đất cát biển thay đổi 1,4 - 1,7 kg/dm3, tỷ trọng 2,6 - 2,7, độ xốp biến động từ 35 % đến 45 % và sức chứa ẩm động ruộng rất thấp (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000)

Nguyễn Văn Toàn (2004) khi nghiên cứu đất cát biển vùng duyên hải Bắc Trung Bộ cho thấy: Hàm lượng sét vật lý (< 0,002 mm) rất khác nhau ở các loại đất cát biển: Ở đất cồn cát trắng hàm lượng sét vật lý dao động ở các tầng đất 1,6 - 1,8 %, ở cồn cát vàng 2,6 - 2,8 %, ở đất cát biển điển hình 8,4 - 10,0 % và ở đất cát glây là 10 - 11 % Đất cát biển có phản ứng chua vừa đến chua ít, hàm lượng hữu cơ của tầng mặt trung bình 1,2 % và giảm thấp ở tầng kế tiếp (0,8 %) Hàm lượng đạm tổng số trung bình 0,03 - 0,06 %, lân tổng số trung bình 0,02 - 0,03 %, kali tổng số rất nghèo (0,5 %); hàm lượng lân và kali dễ tiêu đều nghèo (6,6 mg P2O5 và 5,5 mg K2O/100 g đất); cation trao đổi thấp, chỉ khoảng 1,7 - 2,2 meq/100 g đất; dung tích hấp phụ

(CEC) trong đất cũng rất thấp, khoảng 5,5 meq/ 100 g đất, CEC thuộc vào loại thấp nhất trong các loại đất Việt Nam

Theo Phan Liêu (1986), Nguyễn Vy và Vũ Cao Thái (1991), đất cát biển rất nghèo mùn (0,5 - 1,5 %), nghèo đạm (0,05 - 0,5 %), lân tổng số và dễ tiêu rất nghèo (lân tổng số biến động từ 0,03 % đến 0,05 %, lân dễ tiêu 2,5 - 10 mg/100 g đất)

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) 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), và đặc biệt là dung tích hấp thu rất thấp, CEC < 2 cmol (+)/ kg, do vậy khả năng dự trữ các cation trao đổi trong đất rất thấp Kết quả nghiên cứu của Lê Thanh Bồn (1998) nghiên cứu thành phần và một số đặc điểm của nguyên tố lân ở đất cát biển Thừa Thiên Huế cho thấy: Đất chua, nghèo mùn và các nguyên tố dinh dưỡng, 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 cmol(+)/ kg), nhưng chất lượng CEC khá tốt với sự đóng góp của các cation dinh dưỡng như Ca++, Mg++ 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 cmol (+)/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 cmol(+)/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

Sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng trên đất cát thường được báo cáo Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Công Vinh (2005) tại tỉnh Bình Thuận cho thấy sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự tăng trưởng cây trồng ở các vùng đất cát đỏ là N> P> K và ở các vùng đất cát trắng là B> Mo> Zn và P> N> K và B> Mo> Zn

Đất cát biển thường mất nhiệt nhiều hơn các nhóm đất khác, cường độ bốc hơi mạnh nhất là vào những tháng khô, có gió Tây Nam hoạt động mạnh Theo Phan Liêu (1986), mực nước ngầm ở đất cát biển cao, từ 50 cm đến

150 cm, phụ thuộc vào địa hình, khoảng cách đến bờ biển và lượng mưa Lượng nước ngầm có vai trò quan trọng trong điều hòa chế độ nhiệt của đất, nhất là vào mùa khô nóng và góp phần cung cấp nước cho cây

Theo Hoàng Minh Tâm (2010) và Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001, nhóm đất cát biển gồm các loại đất chính sau: (i) Đất cồn cát trắng vàng (Cc); (ii) đất cồn cát đỏ (Cd); (iii) đất cát biển (C)

- Ðất cồn cát trắng và vàng (Cc): Tên theo FAO-UNESCO: Luvic

Arenosols (ARl): Diện tích: 149.754 ha, phân bố từ Quảng Bình tới Bình Thuận Nhìn chung đất cồn cát trắng và vàng chủ yếu là những hạt thạch anh (SiO2 > 95 %), do đó có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng được, tơi xốp, rời

rạc, không có kết cấu, thấm thoát nước nhanh Ðất ít chua, có độ phì nhiêu rất thấp, khả năng giữ nước và giữ các chất dinh dưỡng kém; toàn bộ các chất dinh dưỡng N, P2O5, K2O và các cation trao đổi đều rất nghèo; giá trị CEC của đất rất thấp (thấp nhất trong các loại đất ở Việt Nam) do tỷ lệ sét trong đất gần như không có, nhìn chung CEC chỉ đạt ở mức xấp xỉ 1 lđl/100g đất Hàm lượng OC % ở trong đất rất thấp (thường <1 %, thậm chí thấp hơn cả đất bạc màu) do điều kiện thoáng khí đất có quá trình khoáng hóa mạnh Đặc trưng của loại đất này là phẫu diện VN 41 tại xã Hải Ninh, huyện Quảng Ninh, tỉnh Quảng Bình (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

- Ðất cồn cát đỏ (Cđ): Tên theo FAO-UNESCO: Rhodic Arenosols

(ARr); Diện tích: khoảng 80.000 ha phân bố chủ yếu ở vùng ven biển của các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận Cồn cát đỏ thường cố định, tập trung thành dải cao, đất cồn cát đỏ có thể trồng rừng phi lao, keo và loại cây màu Ðặc điểm thực vật ở đây nhìn chung là nghèo, chủ yếu là các loại cây lùm bụi, rừng thưa xen cây bụi cỏ Ðôi khi cũng gặp các khu rừng với các cây gỗ hiếm như nhãn, quýt rừng, dáng hương, gụ mật, bằng lăng, sao đen, Cồn cát đỏ thường cố định hơn so với các cồn cát trắng và vàng, chúng tập trung thành dải cao (có khi tới 200 m) Cồn cát đỏ có tỷ lệ sét và limon cao hơn ở các cồn cát trắng vàng (sét vật lý khoảng trên 10 %) Ðất thường ít chua đến chua Các chất dinh dưỡng tổng số N, P2O5, K2O đều ở mức nghèo đến rất nghèo Hàm lượng các chất dễ tiêu đạt ở mức rất nghèo; nghèo cation trao đổi (Ca2+,

Mg2+); CEC của đất thấp, tuy nhiên đất có BS% vào loại khá Ðất nhiều cát nên dễ bị xói mòn, khả năng giữ phân và nước kém So với đất cồn cát trắng

và vàng sự phân tầng ở cồn cát đỏ đã có sự ổn định và rõ nét hơn Đặc trưng của loại đất này là phẫu diện VN 46 tại xã Hồng Phong, huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

- Ðất cát biển (C): Tên theo FAO-UNESCO: Haplic Arenosols (ARh);

Diện tích: 197.802 ha (NIAPP, 2003), phân bố chủ yếu dọc ven bờ biển Bắc Trung Bộ từ Thanh Hóa đến Hà Tĩnh, rải rác ở dọc ven biển Trung và Nam Trung Bộ và một số diện tích ở ven biển Nam Bộ có những giồng cát là dấu vết của quá trình biển lùi 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 Tính chất của đất cát biển có thành phần cơ giới từ cát pha đến cát pha sét, rời rạc, kết cấu kém gặp mưa thường bị lắng như đất bạc màu Đặc trưng của loại đất này là phẫu diện VN 25 tại xã Diễn Kỷ, huyện Diễn Châu, tỉnh Nghệ An (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

Hạn chế sử dụng lớn nhất đối với loại đất này là độ phì nhiêu tự nhiên thấp và thiếu nước Vì vậy, yếu tố đầu tư (đặc biệt là phân bón) rất có ý nghĩa đối với sản xuất nông nghiệp 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 (Pham Quang Ha, et al., 2005; Hoang Thi Thai Hoa, 2010; Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001)

1.2.2 Đất cát biển tại tỉnh Bình Định

Theo kết quả điều tra của Phạm Xuân Thu (2006), tại tỉnh Bình Định, nhóm đất cát (c) Arenosols (AR) có diện tích 13.283 ha (chiếm 2,2 % diện tích tự nhiên), trong đó huyện Phù Mỹ 4.104 ha, Phù Cát 3.332 ha và Hoài Nhơn 2.197 ha Đây là nhóm đất có thành phần cơ giới thô hơn thịt pha cát ở

độ sâu ít nhất 0 - 100 cm, có ít hơn 35 % các mảnh vỡ của đá ở tất cả các tầng đất 0-100 cm, không mang tính chất phù sa hay đá bọt và không có tầng chẩn đoán nào khác ngoài tầng A sáng màu và tầng tại chỗ E Nhóm đất cát trong tỉnh được hình thành ven biển, ven các sông chính do sự bồi lắng chủ yếu từ sản phẩm thô (granit) của dải Trường Sơn Nam với sự hoạt động của các hệ

thống sông và biển Nhóm đất cát có độ phì nhiêu tự nhiên thấp, được gọi và

“đất có vấn đề" Muốn khai thác sử dụng vào mục đích nông nghiệp phải có

sự đầu tư cải tạo đáng kể

Nhóm đất cát ở Bình Định có thể được chia ra các đơn vị sau:

- Đất cồn cát trắng vàng (Cc) Luvic Arenosols (ARI): Diện tích 10.494 ha, phân bổ tập trung sát ven biển và giữa một số sông, suối các huyện: Phù Mỹ 3.571 ha, Quy Nhơn 2.618 ha, Phù Cát 2.142 ha, Hoài Nhơn 1.340 ha, Hoài

Ân 152 ha, Các cồn cát trắng vàng thường có sườn dốc đứng về phía đất liền và thoải dần về phía biển, nguyên nhân do gió Gió biển thổi cuốn các hạt cát từ sườn thoải rơi xuống sườn dốc đứng và lấp dần vào bên trong đất liền Cồn cát trắng vàng có phẫu diện (PD) dạng thô sơ kiểu AC Tầng A có màu hơi xám, có phản ứng hơi chua, các tầng dưới thường trung tính Các chỉ tiêu khác có chỉ số từ nghèo đến rất nghèo Những cồn cát có thảm thực vật che phủ, cố định (thông, bạch đàn, điều, dừa ) có phẫu diện phân hóa hơn, đã hình thành tầng B, phẫu diện có hình thái ABC Thành phần cơ giới chủ yếu là cát (chiếm 90 %) Hạn chế sử dụng lớn nhất đối với loại đất này là độ phì nhiêu tự nhiên thấp và thiếu nước tưới, vì vậy, ít có ý nghĩa đối với sản xuất nông nghiệp, có thể trồng rừng để chắn cát bay, cát lấn

- Đất cát biển (C) Haplic Arenosols (ARh): Diện tích 2.789 ha (chiếm 0,46 % diện tích từ nhiên), tập trung sát ven biển thuộc các huyện Phù Cát (1.190 ha), Hoài Nhơn (857 ha), Phù Mỹ (533 ha), Qui Nhơn (106 ha) Đất cát biển có phẫu diện dạng AC hoặc ABC Thành phần cơ giới là cát (chiếm 66,9 %), cát pha (33,1 %)

- Đất cát biển gờ lây (Cg) Gleyic Arenosols (ARg): Diện tích 719 ha, trong đó ở Hoài Nhơn 639 ha, Phù Mỹ 80 ha, có 2 đơn vị đất phụ: Đất cát biển gờ lây nông (C-g1) và đất cát biển gờ lây sâu (C-g2) Đất cát biển gờ lây

phân bổ trên các địa hình thấp Phẫu diện đất phổ biến là có màu xám trắng ở tầng mặt và màu xám hoặc xám đen ở độ sâu 0 - 50 cm hoặc 50 - 125 cm

Kết quả nghiên cứu của Hoàng Thị Thái Hòa (2014) trên đất cát granit tại Bình Định cũng cho thấy đất có độ chua cao (pH 3,92), hàm lượng các bon hữu cơ thấp (OC 0,69 %), hàm lượng các chất dinh dưỡng thấp; N, P2O5, K2Otổng số lần lượt là 0,046 %, 0,029 % và 0,10 % Việc bón đầy đủ dinh dưỡng (đa, trung, vi lượng), kết hợp với bón vôi để cải tạo đất chua; đồng thời nâng cao độ phì nhiêu cho đất bằng phân hữu cơ là một trong những biện pháp kỹ thuật được áp dụng để góp phần tăng năng suất và hiệu quả kinh tế cho cây trồng trên đất cát biển miền Trung

Trên đất cát biển tại Bình Định, người nông dân chủ yếu trồng một số loại cây như điều, xoài và lạc Trong đó, cây lạc đã trở thành một trong những cây công nghiệp ngắn ngày chủ lực của tỉnh, đặc biệt là ở các vùng chủ động được nước tưới

1.3 VI SINH VẬT SỬ DỤNG LÀM PHÂN BÓN

Hệ vi sinh vật đất rất phong phú và đa dạng Vi sinh vật sống tồn tại trong đất, nước và vùng rễ cây có ý nghĩa quan trọng trong các mối quan hệ giữa cây trồng, đất và phân bón Hầu như mọi quá trình xảy ra trong đất đều có sự tham gia trực tiếp hoặc gián tiếp của vi sinh vật Chúng tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất, làm giàu dinh dưỡng cho đất, khoáng hóa các hợp chất hữu cơ thành dạng dễ tiêu cho cây trồng; vi sinh vật sinh màng nhầy polysaccarit làm giảm sự bay hơi nước, tăng khả năng giữ nước cho đất, … Vì vậy, vi sinh vật được coi là một bộ phận của hệ thống dinh dưỡng cây trồng tổng hợp (Phạm Văn Toản và Trương Hợp Tác, 2004) Đồng thời, vi sinh vật là một phần thiết yếu và không thể tách rời của đất trồng, giúp tăng cường sức khỏe của đất; góp phần thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững (Arumugam S et al, 2016) Trong khuôn khổ luận án chỉ đề cập đến các nhóm vi sinh vật có khả

năng cung cấp dinh dưỡng cho đất - cây trồng và có khả năng sinh chất giữ

ẩm polysaccarit

1.3.1 Vi sinh vật cố định nitơ

Vi khuẩn Bradyrhizobium có vai trò quan trọng đối với sinh trưởng và

năng suất của cây bộ đậu Trong hệ thống cố định đạm sinh học này, mỗi nốt sần là một “nhà máy phân đạm mini„ trong đó cây chủ vừa là chỗ trú ngụ đồng thời cũng là nguồn cung cấp năng lượng cho quá trình cố định đạm của

vi khuẩn và nhận lại lượng đạm từ quá trình cố định nitơ để cung cấp cho các quá trình tổng hợp đạm trong thân, lá, hoa quả Theo ước tính của Tổ chức Nông lương Thế giới (FAO), lượng đạm cố định được 72 - 124 kg N/ha/năm nhờ khả năng cố định nitơ cộng sinh của vi khuẩn nốt sần và cây lạc Nhiễm

vi khuẩn nốt sần cho cây bộ đậu không đắt, chỉ cần đầu tư kỹ thuật nhỏ nhưng mang lại hiệu quả kinh tế cao và đặc biệt quá trình tổng hợp đạm sinh học này không gây ô nhiễm môi trường, mà còn góp phần nâng cao độ phì của đất, cải thiện môi trường sinh thái Sản xuất, sử dụng phân vi khuẩn nốt sần nhằm tăng năng suất cây bộ đậu, giảm chi phí sản xuất và nâng cao thu nhập cho người nông dân là một tiến bộ kỹ thuật đã được nhiều quốc gia trên thế giới

áp dụng thành công (Phạm Văn Toản và Trương Hợp Tác, 2004)

Đối với chế phẩm chứa vi khuẩn nốt sần (có tên là Nitragin), khác với nhiều loại chế phẩm sinh học khác, Nitragin thường có hiệu quả rõ rệt; ở những vùng đất trồng mới, có thể làm tăng năng suất 50-100 % Ở những vùng đất quen trồng một số cây nào đó, nếu bổ sung Nitragin sẽ làm tăng sản lượng 15 - 25 % (Nguyễn Lân Dũng và cs, 2008)

Phân vi khuẩn nốt sần đã được sản xuất công nghiệp và trở thành hàng hóa ở châu Á, Âu, Nam Mỹ, Úc, Giá trị hàng hoá của phân vi khuẩn nốt sần trên thế giới đạt khoảng 50 triệu USD, trong đó Mỹ là quốc gia có lượng

sử dụng lớn nhất với giá trị là 20 triệu USD (Singleton P W et al., 1997) Tại