ẢNH HƯỞNG của LUÂN CANH và PHÂN hữu cơ đến độ PHÌ hóa học của đất PHÙ SA tại HUYỆN CAI lậy TỈNH TIỀN GIANG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT ---Đề tài: “Ảnh hưởng luân canh và phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

HUYỆN CAI LẬY - TỈNH TIỀN GIANG

Luận văn tốt nghiệp

Kỹ sư ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ, 2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

HUYỆN CAI LẬY - TỈNH TIỀN GIANG

Lớp Khoa Học Đất K33

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

 

-Đề tài: “Ảnh hưởng luân canh và phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang” Do sinh viên Trần Kim Ngọc, lớp Khoa Học Đất K33 thực hiện Ý kiến đánh giá của Giáo viên hướng dẫn:

Cần Thơ, ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn

Trần Bá Linh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

 

-Đề tài: “Ảnh hưởng luân canh và phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang” Do sinh viên Trần Kim Ngọc, lớp Khoa Học Đất K33 thực hiện Ý kiến đánh giá của Giáo viên phản biện:

Cần Thơ, ngày tháng năm Giáo viên phản biện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

 

-Đề tài: “Ảnh hưởng luân canh và phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang” Do sinh viên Trần Kim Ngọc, lớp Khoa Học Đất K33 thực hiện Ý kiến đánh giá của Hội đồng:

Cần Thơ, ngày tháng năm Chủ tịch hội đồng

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

 

-Qua quá trình học tập và nghiên cứu đến nay luận văn đã hoàn thành Để đạt được kết quả như ngày hôm nay không biết nói gì hơn ngoài lòng biết ơn sâu sắc gửi đến quý thầy cô, bạn bè và người thân

Xin chân thành biết ơn Thầy Trần Bá Linh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn và những năm tháng học đại học

Cám ơn Cô Võ Thị Gương chủ nhiệm chương trình R3 đã hỗ trợ thí nghiệm dài hạn để em được thực hiện đề tài

Chân thành cảm ơn tất cả các giảng viên trường đại học Cần Thơ, quý thầy cô, những người đã từng giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu giúp em chuẩn

bị hành trang bước vào đời

Chân thành cán ơn Cô cố vấn Châu Thị Anh Thy, Thầy Hà Gia Xương, Th.S Trần Huỳnh Khanh, Ks Nguyễn Hồng Giang, tất cả các giảng viên và cán bộ

Bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn em trong suốt những năm đại học

Thân gửi về các bạn cùng tập thể lớp Khoa học Đất K33 và các em Khoa học đất những tình cảm thân thiết nhất, chúc các bạn và các em thành công

Kính dâng cha mẹ, xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến người thân Cám ơn cha mẹ

đã luôn ở bên, tạo điều kiện học tập và động viên an ủi con

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Họ và tên: TRẦN KIM NGỌC

Sinh ngày: 17 tháng 11 năm 1989

Quê quán: Quận Ômôn, Thành phố Cần Thơ

Họ tên cha: TRẦN VĂN HƯNG

Họ tên mẹ: HỒ KIM MINH

Địa chỉ liên hệ: 130 khu vực Tân Bình, phường Trường Lạc, quận Ômôn, TP Cần Thơ

 Tóm tắt quá trình học tập:

Từ năm 1995 – 2000 học tại trường Tiểu Học Trường Lạc

Từ năm 2000 – 2004 học tại trường Trung Học Cơ Sở Trường Lạc

Từ năm 2004 – 2007 học tại trường Trung Học Phổ Thông Lưu Hữu Phước Năm 2007 tốt nghiệp Phổ Thông Trung Học

Năm 2007 trúng tuyển vào Đại học ngành Khoa học Đất thuộc Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ

Từ 2007 đến 2011 học ngành Khoa Học Đất thuộc Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, Trường đại Học Cần Thơ

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2011

Ký tên

Trần Kim Ngọc

Trần Kim Ngọc (2011), “Ảnh hưởng luân canh và phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang” Luận văn tốt nghiệp

Ngành Khoa Học Đất – 41 trang, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ

Cán bộ hướng dẫn: ThS Trần Bá Linh

TÓM LƯỢC

Đề tài được thực hiện trên đất phù sa thâm canh lúa 3 vụ/năm ở huyện Cai Lậy – tỉnh

Tiền Giang với 6 mô hình: (1) lúa – lúa – lúa; (2) lúa – lúa – lúa + phân hữu cơ; (3) lúa – bắp – lúa; (4) lúa – bắp – lúa + phân hữu cơ; (5) lúa – đậu – lúa; (6) lúa – đậu – bắp Kết quả thí nghiệm cho thấy đất có pH và EC thích hợp cho việc trồng lúa và hoa màu Ở nghiệm thức thâm canh lúa kết hợp bón phân hữu cơ và các nghiệm thức luân canh lúa – màu làm gia tăng khả năng trao đổi cation trong đất so với nghiệm thức thâm canh lúa liên tục Chất hữu cơ giữa các nghiệm thức thâm canh lúa ở tầng 0 – 10cm cao hơn tầng 10 – 20cm, các nghiệm thức thâm canh lúa có hàm lượng chất hữu

cơ cao hơn so với các nghiệm thức luân canh ở tầng đất 0 -10cm, ở tầng đất 10 – 20m các nghệm thức luân canh cao hơn so với các nghiệm thức thâm canh Hàm lượng carbon dễ phân hủy ở nghiệm thức thâm canh lúa kết hợp bón phân hữu cơ và luân canh lúa màu cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức thâm canh lúa liên tục, việc bón phân hữu cơ và luân canh lúa - màu giúp gia tăng hàm lượng carbon dễ phân hủy trong đất, đặc biệt là tầng đất 0 – 10cm Ở tầng đất 0 -10cm, việc bón phân hữu cơ ở nghiệm thức thâm canh lúa giúp gia tăng hàm lượng đạm hữu dụng và lân hữu dụng so với nghiệm thức thâm canh lúa liên tục, ở nghiệm thức luân canh lúa – bắp và lúa – bắp kết hợp bón phân hữu cơ có hàm lượng đạm hữu dụng cao hơn và khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức luân canh khác và các nghiệm thức thâm canh lúa Đối với tầng đất 10 – 20cm việc luân canh lúa – màu giúp tăng hàm lượng

đạm hữu dụng và lân hữu dụng so với các nghiệm thức thâm canh lúa

MỤC LỤC

1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu và đất

phù sa Đồng bằng sông Cửu Long

1.3 Lợi ích của luân canh lúa màu đến chất lượng đất 8

1.4.1 Cải thiện các đặc tính hóa học của đất 10 1.4.2 Cải thiện các đặc tính vật lý của đất 11

1.4.3 Cải thiện các đặc tính sinh học của đất 12 1.5 Các chỉ tiêu hóa học ảnh hưởng đến đất canh tác 13

PHỤ CHƯƠNG

DANH SÁCH HÌNH

1 Khả năng trao đổi cation trong đất tầng 0 -10cm 13

2 Khả năng trao đổi cation trong đất tầng 10 -20cm 21

3 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất tầng 0 -10cm 22

4 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất tầng 10 -20cm 26

5 Hàm lượng Carbon dễ phân hủy trong đất tầng 0 -10cm 31

6 Hàm lượng Carbon dễ phân hủy trong đất tầng 10 -20cm 32

7 Hàm lượng đạm hữu dụng trong đất tầng 0 -10 33

8 Hàm lượng đạm hữu dụng trong đất tầng 10 -20 34

9 Hàm lượng lân hữu dụng trong đất tầng 0 -10 35

10 Hàm lượng lân hữu dụng trong đất tầng 10 -20 36

DANH SÁCH BẢNG

1 Một số đặc tính lý hoá học của tầng mặt (0 – 15cm) đất thâm canh lúa

ba vụ trước khi bố trí thí nghiệm luân canh cây trồng vào năm 2001 tại

Cai Lậy, Tiền Giang

MỞ ĐẦU

Hiện nay do nhu cầu lương thực gia tăng theo sự gia tăng dân số, nên việc khai thác sử dụng đất trong năm rất cao đặc biệt là các nước vùng Châu Á Việt Nam là nước xuất khẩu lúa gạo lớn thế giới, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long là nơi sản xuất lúa lớn nhất của cả nước Để đáp ứng nhu cầu lương thực, sự thâm canh hóa cây trồng đã được tiến hành trong một thời gian dài Tuy đáp ứng được nhu cầu về lương thực nhưng lại làm suy thoái môi trường, đặc biệt suy thoái về mặt dinh dưỡng và lý hóa học làm giảm khả năng sản xuất của đất

Từ sự khai thác quá độ trên đã làm đất suy giảm độ phì nhiêu, mất đi độ màu

mỡ tự nhiên, quan trọng nhất là chất hữu cơ và các khoáng đa và vi lượng, làm giảm khả năng sản xuất của đất Từ đó đưa đến năng suất cây trồng giảm đồng thời phải tăng chi phí đầu tư do phải bón nhiều loại phân vô cơ và các chi phí khác để duy trì năng suất

Với tình trạng khai thác đất quá mức, thâm canh đất ba vụ trong năm như hiện nay nếu không có biện pháp canh tác và chế độ dinh dưỡng hợp lý sẽ ảnh hưởng đến

tính bền vững của sản xuất nông nghiệp Do đó, đề tài “Ảnh hướng của luân canh và

phân hữu cơ đến độ phì hóa học của đất phù sa tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang” được thực hiện nhằm đánh giá tác động dài hạn của phân hữu cơ và việc luân

canh cây trồng cạn với lúa đến một số tính chất hóa học của đất, từ đó có thể tìm ra mô hình canh tác, biện pháp quản lý đất hợp lý để có thể sử dụng nguồn tài nguyên đất một cách bền vững nhưng vẫn đạt năng suất cao và mang lại hiệu quả kinh tế

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐẤT PHÙ

SA ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

1.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

Theo số liệu thống kê cuối năm 2006, huyện Cai Lậy có 28 đơn vị hành chính gồm 1 thị trấn và 27 xã, với tổng diện tích 436,2km2, dân số trung bình 327.581 người, mật độ dân số 751 người/km2 Trên bản đồ tỉnh Tiền Giang, địa bàn huyện Cai Lậy có hình chữ nhật, chiều dài từ Bắc xuống Nam khoảng 37 km, chiều rộng từ Tây sang Đông khoảng 17 km, diện tích tự nhiên 411,3 km2

Phía Bắc giáp với huyện Tân Thanh (tỉnh Long An); phía Nam giáp sông Tiền, ngăn cách với huyện Chợ Lách và huyện Châu Thành (tỉnh Bến Tre); phía Đông giáp hai huyện Tân Phước, Châu Thành (tỉnh Tiền Giang); phía Tây giáp với huyện Cái Bè (tỉnh Tiền Giang) Trung tâm huyện cách thành phố Mỹ Tho 30 km về hướng Tây – Tây Bắc

Địa hình Cai Lậy tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình từ 0,5m đến 1,2m so với mực nước biển Phía Nam cao dần từ bờ sông Tiền đến Quốc lộ 1A, phía Bắc lại thấp dần từ Quốc lộ 1A đến vùng ven Đồng Tháp Mười

Huyện nằm trên quốc lộ 1A và lấy quốc lộ 1A làm ranh giới, hầu hết diện tích phía Nam huyện là đất phù sa, quanh năm có nước ngọt từ sông Tiền Phần còn lại ở phía Bắc là vùng đất trũng, thấp, hàng năm có nhiều tháng bị nước phèn Ngoài ra còn

có vùng đất giồng cao chạy theo hướng Đông Bắc – Tây Nam

Huyện nằm trong vùng khí hậu chung của khu vực Tây Nam Bộ, mang tính chất nhiệt đới, gió mùa cận xích đạo, có nền nhiệt độ cao và ổn định Nhiệt độ trung bình 21,60C, cao nhất là 33,20C, thấp nhất là 21,60C, nhiệt độ giữa các tháng trong năm chênh lệch khoảng 3-50C Biên độ ngày và đêm lớn thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng Lượng mưa phân bố không đều trong năm, được chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa mùa mưa chiếm 86-90% lượng mưa năm và khá ổn định qua các năm; mùa khô từ tháng 12 đến 4 năm sau, gắn liền với mùa gió mùa Đông Bắc ít ẩm, lượng mưa mùa khô chỉ chiếm từ 10-14% tổng lượng mưa cả

năm và có sự biến động khá lớn qua các năm Lượng mưa trung bình 1200-1400 mm Tháng 9, 10 có lượng mưa cao nhất, tháng 2 hầu như không có mưa, lượng mưa phân

bố không đều nhất là trong tháng 8

Cai Lậy chịu ảnh hưởng bởi chế độ bán nhật triều, không đều từ biển Đông qua 2 con sông chính là sông Tiền và Vàm Cỏ Tây Sông Tiền là một nhánh của sông Cửu Long, đoạn nằm ở phía Nam nước có phẩm chất tốt mang theo lượng phù sa lớn bồi đắp cho đồng ruộng hàng năm, ¾ đất của huyện sử dụng nước ngọt của sông Tiền còn một phần phía Bắc dọc theo kênh Nguyễn Văn Tiếp bị nhiễm phèn hàng năm Ngoài

ra huyện còn có mạng lưới sông rạch, kinh đào dày đặc, chằng chịt Ngoài sông Tiền, tuyến đường thủy giao thông quốc tế, các kinh rạch quan trọng trong huyện gồm các rạch Ba Rài, Cái Bè, Trà Tân, Mù U, Cái Lá Phía bắc có kinh Chà Là, kinh 10, kinh

12, kinh Nguyễn Văn Tiếp, kinh Cũ hệ thống sông rạch này vừa giúp tháo chua rửa phèn, chuyển tải phù sa bồi đắp ruộng vườn vừa là những tuyến giao thông quan trọng

Do yêu cầu thực tế sản xuất nên đê bao ngăn lũ đã được nhân dân xây dựng nhằm giảm thiệt hại Từ năm 1995-2000 các công trình đê bao khu vực huyện được khởi công với hệ thống đê bao khép kín được hình thành đảm bảo sản xuất ba vụ lúa trong năm Kinh tế huyện chủ yếu là nông nghiệp với khoảng 54.471 ha diện tích đất trồng lúa vào năm 2005 Theo thông tin từ Website tỉnh Tiền Giang (2009), diện tích trồng lúa của huyện đạt gần 49.500 ha, năng suất bình quân đạt 57 tạ/ha, sản lượng 282.141 tấn Trong 6 tháng đầu năm 2010, tổng diện tích gieo sạ 2 vụ Đông Xuân và

Hè Thu sớm là 32.615 ha, sản lượng đạt gần 202 ngàn tấn; tiếp tục mở rộng diện tích sản xuất lúa theo tiêu chuẩn Global GAP ở 2 xã Mỹ Thành Nam và Mỹ Thành Bắc, nâng tổng số hộ tham gia đến nay là 101 hộ với diện tích là 95,5 ha Định hướng phát triển nông nghiệp của huyện, về lâu dài sản xuất nông nghiệp vẫn là cây lúa, ngành nông nghiệp đang tích cực chuyển giao khoa học kỹ thuật trong thâm canh theo hướng khuyến khích bà con áp dụng phổ biến qui trình ba giảm, ba tăng nhằm giảm chi phí, tăng hiệu quả sản xuất Bên cạnh đó, cần chuyển đổi sản xuất trên nền đất lúa theo hướng phá thế độc canh, đưa cây màu xuống trồng trong cơ cấu luân canh lúa - màu Xây dựng mạng lưới nhân giống ở các xã tiến hành thành lập hợp tác xã, xây dựng

thương hiệu để sản phẩm có năng lực cạnh tranh cao (Phòng Nông nghiệp huyện Cai Lậy, 2008)

Huyện Cai Lậy có các nhóm đất sau: đất phù sa được bồi, đất phù sa không được bồi glây, đất phù sa không được bồi có tầng loang lổ, đất phèn tiềm tàng, đất phèn hoạt động, đất cát giồng (Viện Qui hoạch và thiết kế nông nghiệp – Bộ Nông nghiệp, 1988-1989)

1.1.2 Khái quát đất phù sa Đồng bằng sông Cửu Long

Đất phù sa bao gồm những loại đất được bồi tụ từ những sản phẩm phù sa của sông, không chịu ảnh hưởng của các quá trình mặn hóa hay phèn hóa (Trần Văn Chính, 2006)

Theo Bộ Nông Nghiệp (1997), loại đất phù sa có thể chia thành nhiều nhóm như: đất phù sa glây, đất phù sa loang lổ đỏ vàng glây, đất phù sa bãi bồi, đất phù sa chưa

phân hoá phẫu diện ven sông,…Đất phù sa sông Cửu Long có diện tích khoảng

850.000 ha, chiếm 30% diện tích toàn vùng Đây là loại đất tốt, phân bố chủ yếu ở vùng ven và giữa sông Tiền và sông Hậu, hội tụ các yếu tố thuận lợi về nước, độ phì tự

nhiên cao và không có yếu tố hạn chế nào (Nedeco, 1993)

Đồng bằng sông Cửu Long mang tính chất khí hậu nhiệt đới điển hình với mùa mưa và mùa khô phân chia rõ rệt trong năm Đặc biệt mùa khô ở đây kéo dài đã chi phối tới hình thái đất khá rõ, phần lớn các phẩu diện đất phù sa ở đây có tầng loang lổ

đỏ vàng đặc trưng

Do những tác động kiến tạo, quy luật bồi đắp phù sa và môi trường ngập mặn…đã làm cho lớp phủ thổ nhưỡng đồng bằng sông Cửu Long có những đặc điểm riêng, đất phù sa thường có sự xen kẽ khá phức tạp với những vùng đất phèn và đất mặn

Theo Trần Kim Tính (2003), có thể chia thành hai nhóm chính:

 Nhóm đất phù sa ven sông Tiền và sông Hậu: đây là nhóm đất chiếm diện tich nhỏ (khoảng 1triệu ha/toàn quốc và gần 4% (150955 ha) so với diện tích các nhóm đất khác ở Đồng bằng sông Cửu Long, được phân bố dọc theo hai bên bờ

sông Tiền, sông Hậu và các con sông chảy từ huyện Tân Châu, Thị xã Châu Đốc, tỉnh Ạn Giang đến gần vùng cửa sông đổ ra biển của các huyện, tỉnh nằm phía Đông đồng bằng

 Nhóm này bao gồm chủ yếu là các loại đất phù sa đang được bồi hoặc không được bồi Đất được phát triển hoàn toàn trên trầm tích sông, nước ngọt được bồi tích phù sa hàng năm, tập trung ở địa hình từ trung bình đến cao, có độ cao tuyệt đối từ 1 – 1,2m

 Thành phần cơ giới nhẹ, chủ yếu là thịt hoặc thịt pha cát Đất có phản ứng trung tính hoặc hơi chua, trị số pH(nước) có khuynh hướng giảm dần theo các chiều sâu các tầng đất Độ phì tự nhiên của đất khá, tuy nhiên hơi nghèo lân và hàm lượng hữu cơ trên tầng đất mặt không cao do nhóm đất được bồi đắp từ lượng phù sa của hệ thống sông hàng năm

 Hiện trạng canh tác chủ lực trên nhóm đất này là lúa cao sản ngắn ngày thường được trồng 2 – 3 vụ trong năm và các loại rau màu khác Đây là vùng đất được tưới tiêu chủ động, độ phì tự nhiên khá cao, không có những trở ngại lớn trong sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên, trong những năm gần đây, trong quá trình thâm canh của người dân địa phương trên vùng đất này đồng thời cùng với các quá trình tự nhiên lý-sinh-hóa của đất xảy ra liên tục trong đất làm cho đất có hiện tượng bạc màu về lý và hóa học biểu hiện qua một số hiện tượng như: đất trở nên nghèo dinh dưỡng, vùng rễ cây trồng bị giới hạn do tầng tích tụ sét được hình thành ở các tầng đất bên dưới… Do đó, điều rất cần thiết trong canh tác là phải chọn lựa mô hình và các giống cây trồng thích hợp kết hợp với chế độ bón phân hợp lý để duy trì độ phì tự nhiện của đất và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất

 Nhóm đất phù sa sông Tiền và sông Hậu: nhóm đất này thường phân bố thành dãy dài có dạng khép kín nằm phía trong cùng của nhóm đất phù sa ven sông được bồi hàng năm Chiếm diện tích tương đối lớn, khoảng 2triệu ha/toàn quốc

và gần 24% (894509 ha) so với các nhóm đất khác ở Đồng bằng sông Cửu Long Nhóm đất này có thể tìm thấy rải rác ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long

 Nhóm đất bao gồm các loại biểu loại đất có tầng mặt đọng mùn, đang phát triển và một số đơn vị đất khác còn ảnh hưởng của sự bồi tụ phù sa theo triều sông hàng tháng và lũ hàng năm Đất được hình thành và phát triển trên trầm tích phù sa sông biển hỗn hợp, trong đó phù sa sông chiếm ưu thế Địa hình thay đổi từ trung bình đến trung bình thấp với cao trình biển Đông trong khoảng 0,5 – 1,2m

 Đặc tính chung của nhóm đất này là tầng mặt có màu đen hay nâu đen thường dày 20 – 30cm chứa nhiều hữu cơ bán phân hủy và phân hủy, thành phần cơ giới nhẹ hơn so với các tầng đất bên dưới Đất có phản ứng trung tính đến hơi chua, độ phì tự nhiên trung bình khá, hơi nghèo đạm và lân

 Hiện trạng canh tác thay đổi tùy vào điều kiện địa hình Hạn chế chủ lực trên nhóm đất này là việc tưới tiêu, không có những hạn chế nghiêm trọng về mặt đất đai Tuy nhiên, để khai thác tiềm năng và phát triển khả năng tăng vụ của đất, cần chú ý đầu tư phân bón nhất là phân đạm và phân lân kết hợp với việc hoàn thiện thủy lợi nội đồng

1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA THÂM CANH LÚA ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐẤT ĐAI 1.2.1 Khái niệm thâm canh

Thâm canh là phương pháp canh tác nhằm tăng năng suất của một diện tích đất trồng trọt nhất định bằng cách tập trung các biện pháp kỹ thuật tiên tiến, phân bón

Để được xếp loại vào hệ thống thâm canh, hệ thống canh tác phải sản xuất ít nhất 8 tấn/ha/năm qui ra lúa, với tốc độ quay vòng của đất ít nhất là hai Theo Võ Tòng Xuân (1999), lượng và phẩm chất các vật tư nông nghiệp phải được theo dõi cẩn thận

để giám định tốc độ tăng trưởng sản lượng

1.2.2 Ảnh hưởng của thâm canh lúa

Ở Đồng bằng sông Cửu Long mô hình canh tác thâm canh lúa được đưa vào từ đầu những năm 80 của thế kỷ XX và diện tích lúa 3 vụ ngày càng tăng nhanh, tập trung nhiều trên nhóm đất phù sa ven sông Tiền và sông Hậu Một số vùng ngập lũ trước đây nay được nông dân và địa phương làm đê bao để tăng vụ Chính vì thế năng

suất lúa thâm canh ở một số vùng có xu hướng giảm (Sở KH – CN TP.Cần Thơ, 2007)

Theo Lê Văn Khoa (2009), trên vùng đất phù sa ven sông, thâm canh từ 2 – 3 vụ lúa liên tục trong nhiều năm có thể làm cho đất bị suy thoái, đồng thời làm giảm độ phì nhiêu của đất (Dobermann and Switt, 2000) Sự suy giảm dinh dưỡng trong đất là do hậu quả của việc sử dụng đất không thích hợp như tăng vòng quay của đất nhưng không có biện pháp bồi dưỡng hoặc cải tạo đất hoặc kết quả từ quá trình hình thành đất (trầm tích phù sa có nguồn dưỡng liệu kém) và do sự rửa trôi mạnh trong các vùng có

vũ lượng lớn hay chế độ tưới tiêu không hợp lý (Lê Văn Khoa, 2004) Một nghiên cứu

về chất hữu cơ trong đất cho thấy, việc canh tác bất hợp lý dẫn đến chất lượng chất hữu cơ ngày càng suy giảm, ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng cây trồng dù có bón phân hóa học thì cây trồng vẫn lấy đi từ khoảng 50% đến 80% đạm từ đất, làm giảm khả năng cung cấp kali từ đất ba vụ lúa không được bồi đắp phù sa (Nguyễn Mỹ Hoa, 2003) Sự suy giảm năng suất lúa thể hiện rõ qua việc tăng đầu tư sử dụng phân bón vô

cơ và thuốc bảo vệ thực vật để duy trì năng suất lúa (Võ Thị Gương, 2002) Ở các vùng canh tác thâm canh lúa ba vụ, nông dân thường có tập quán đốt rơm rạ hoặc dọn sạch ra khỏi ruộng để canh tác vụ kế tiếp, chính vì thế đã làm cho lượng chất hữu cơ nghèo đi, lớp đất canh tác mỏng dần (Trần Quang Tuyến, 1997)

Ở Đồng bằng sông Cửu Long, các nghiên cứu về sự thoái hóa vật lý, hóa học và sinh học ở các vùng đất thâm canh ba vụ lúa/năm cho thấy sự giảm hàm lượng chất hữu cơ, độ nén dẻ cao, hệ số thấm nước thấp (Võ Thị Gương, 2004) Ngày nay trong thâm canh nông dân sử dụng rất nhiều phân hóa học cho đất trồng mà không sử dụng phân hữu cơ làm cho đất ngày càng suy thoái, đất mất cấu trúc, nén dẻ, giảm lượng nước hữu dụng, ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến năng suất cây trồng Việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật trong canh tác lúa thâm canh như: cày ướt, gia tăng cơ giới hóa, sử dụng phân hóa hoc…làm cho đặc tính của đất thay đổi đáng kể (Nguyễn Minh Phượng và ctv., 2009), cùng với quá trình rửa trôi và tích tụ của các hạt sét xuống các tầng bên dưới tạo nên sự nén dẻ Theo Trần Bá Linh và ctv (2002), sự nén

dẻ của đất sẽ làm giảm khả năng thấm nước của đất và ảnh hưởng quan trọng đến sự phát triển của bộ rễ, độ xốp của đất

Việc canh tác lúa ba vụ liên tục trong năm làm cho đất bị ngập nước từ 8 – 10 tháng, dẫn đến giảm sự phân hủy chất hữu cơ, giảm khả năng cung cấp dưỡng chất từ đất, giảm hoạt động của vi sinh vật có lợi làm ảnh hưởng đến môi trường đất, sâu bệnh phát triển làm giảm năng suất lúa Đồng thời việc canh tác liên tục đã bổ sung vào đất quá nhiều phân bón, vôi, xác bã thực vật chưa phân hủy,…làm hàm lượng trung bình của chất hữu cơ ở tầng mặt giảm và các chất dinh dưỡng cũng giảm dần nên không thích hợp cho sự phát triển và phân hủy của các vi sinh vật đất (Brady et al.,1996)

1.3 LỢI ÍCH CỦA LUÂN CANH LÚA MÀU ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐẤT ĐAI 1.3.1 Khái niệm luân canh

Luân canh là sự luân phiên thay đổi cây trồng theo không gian và thời gian trong chu kỳ nhất định Việc trồng liên tiếp nhiều loài cây trên cùng một khoảnh đất, mỗi thời gian một loài, nhằm cải tạo đất (chẳng hạn, dùng cây này sản ra những chất dinh dưỡng cần cho cây sau), tận dụng các lớp đất (liên tiếp bằng những loài có rễ ăn xuống những độ sâu khác nhau) (Hồ Ngoc Đức, 2004)

Theo Chu Thị Thơm và ctv (2006), luân canh là hệ canh tác gồm việc trồng luân phiên các loại cây trồng khác nhau trên cùng một mảnh đất đem lại hiệu quả kinh tế

1.3.2 Lợi ích của luân canh lúa màu

Đồng bằng sông Cửu Long là một trong những vùng sản xuất lúa gạo lớn nhất của cả nước Tuy nhiên, những năm gần đây, năng suất lúa ở những vùng thâm canh lúa ba vụ hoặc có đê bao chống lũ có chiều hướng suy giảm Những nghiên cứu gần đây nhất của các nhà khoa học cho thấy nguyên nhân chính là do đất bị bạc màu, suy thoái Do đó, trong quá trình canh tác cần phải thực hiện các biện pháp kỹ thuật để cải thiện độ phì nhiêu của đất, nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng

Chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ độc canh sang đa canh là vấn đề đang được đặc biệt quan tâm của các nhà lãnh đạo địa phương và các nhà khoa học Hiệu quả tích cực của luân canh dài hạn trên năng suất cây trồng từ lâu được ghi nhận vì nó có những ảnh hưởng: giảm dịch bệnh cây trồng; cải thiện điều kiện hoạt động cho hệ thống rễ; làm giảm thiểu phân bón và thuốc bảo vệ thực vật Vì thế năng suất cây trồng sẽ đạt cao hơn khi luân canh với cây trồng cạn thay vì trồng lúa liên tục (Ricardo và asvila,

1999) Năng suất lúa cao khác biệt có ý nghĩa khi đất được luân canh với bắp rau hoặc đậu xanh (Võ Thị Gương và ctv., 2010) Kết quả của một thí nghiệm trên ruộng của nông dân ở huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang trong vụ Thu Đông 2005 cho thấy: mô hình trồng lúa ba vụ cho năng suất khoảng 3,3 tấn/ha, trong khi năng suất lúa ở mô hình lúa – bắp – lúa đạt gần 4,1 tấn/ha, mô hình lúa – đậu xanh – lúa đạt trên 4,5 tấn/ha Thí nghiệm lúa trong vụ Đông Xuân 2006 ở huyện Cầu Kè, tỉnh Trà Vinh cũng cho kết quả tương tự: mô hình thâm canh lúa chỉ đạt năng suất 2,9 tấn/ha, trong khi năng suất lúa ở mô hình luân canh lúa – bắp – lúa đạt 4,3 tấn/ha, mô hình lúa – đậu nành – lúa đạt 3,2 tấn/ha

Để cải thiện độ phì nhiêu của đất, luânh canh cây trồng đã dược chứng minh là khá hiệu quả, đặc biệt là đối với đất trồng lúa ba vụ Theo Mai Văn Quyền và ctv (2003), tất cả các công thức luân canh hiện nay đều không làm đất xấu đi mà còn làm cho các tính chất hóa lý của đất thay đổi theo hướng tốt hơn Việc luân canh lúa với cây trồng cạn, phơi đất giữa hai vụ canh tác sẽ làm chất hữu cơ trong đất chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác theo hướng có lợi cho cây trồng sử dụng, làm tăng lượng đạm trong đất (Nguyễn Mỹ Hoa, 2007) Luân canh cây trồng với cây họ đậu là những cây có khả năng cố định đạm khí trời và cũng góp phần làm gia tăng độ phì đất (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999) Đất luân canh cây trồng cạn có sự gia tăng sự tích lũy thành phần chất mùn trẻ, dễ di động MHA (mobile hucmic acid) và đạm hữu cơ dễ phân hủy (Võ Thị Gương và ctv.,2010) Khả năng khoáng hóa đạm cũng tăng cao ở đất luân canh so với đất thâm canh ba vụ lúa liên tục

Theo Trần Xuân Lạc (1990), luân canh lúa màu thay cho thâm canh lúa, hạn chế được tình trạng ngập nước liên tục tạo môi trường oxy hóa thúc đẩy quá trình khoáng hóa chất hữu cơ góp phần đáng kể trong việc cung cấp những khoáng chất cần thiết cho cây trồng Luân canh với cây màu còn giúp cho cấu trúc đất được cải thiện, hệ vi sinh vật phong phú, môi trường đất bền vững hơn

Mặt khác luân canh lúa màu còn giúp cải thiện độ bền của cấu trúc đất, cũng như tính chất hóa lý và sinh học của đất Nhu cầu về dinh dưỡng của các loại cây trồng được luân canh là khác nhau và hệ thống rễ của chúng cũng không giống nhau trong việc hút các chất dinh dưỡng khác nhau ở độ sâu thay đổi nên không làm mất cân đối

dinh dưỡng trong đất, làm cho đất tơi xốp, dễ thấm nước, gia tăng lượng nước hữu dụng cho cây trồng Bên canh đó, các kết quả thí nghiệm đồng ruộng bước đầu cho thấy hiệu quả cải thiện của việc luân canh cây trồng cạn lên năng suất lúa và độ bền đoàn lạp đất do quản lý thích hợp (Nguyễn Minh Phượng và ctv., 2009)

Theo Võ Thị Gương (2004), luân canh lúa nước với cây trồng cạn để đất có thời gian được phơi khô và phân hủy các chất hữu cơ trong đất, đồng thời tạo môi trường cho vi sinh vật háo khí hoạt động và đa dạng hóa các hệ động vật khác trong đất Phần lớn các hoạt động của sinh vật đất là có lợi do chúng phân huỷ chất hữu cơ để tạo thành chất mùn và do đó tạo các đoàn lạp trong đất giúp đất có cấu trúc tốt Một số sinh vật đất có chức năng bảo vệ rễ cây trồng khỏi sự tấn công của nấm bệnh và ký sinh Một số tạo ra kích thích tố tăng trưởng thực vật (phytohormone) giúp cây mọc tốt Các vi sinh vật đất còn đóng vai trò thiết yếu trong chu trình đạm trong đất như amôn hoá, nitrat hoá, khử nitrat và cố định đạm Luân canh cây họ đậu giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất do sự cố định đạm của nhiều vi khuẩn nốt sần từ bộ rễ của cây họ đậu

1.4 VAI TRÒ CỦA CHẤT HỮU CƠ

Theo Lê Đức và ctv (2006), chất hữu cơ là phần quý nhất của đất, nó không chỉ

là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có ảnh hưởng rất lớn đến nhiều tính chất vật

lý, hóa học của đất cũng như sức sản xuất của đất

1.4.1 Cải thiện các đặc tính hóa học của đất

Theo Trần Văn Chính (2006), chất hữu cơ xúc tiến các phản ứng hóa học, cải thiện điều kiện oxy – hóa, gắn liền với sự di động và kết tủa của các nguyên tố vô cơ trong đất Nhờ có nhóm định chức các hợp chất mùn nói riêng, chất hữu cơ nói chung làm tăng khả năng hấp thụ của đất, giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời làm tăng tính đệm của đất

Theo Đỗ Thị Thanh Ren và Ngô Ngọc Hưng (2004), bón phân hữu cơ làm gia tăng khả năng trao đổi cation Vì vậy làm giảm khả năng trực di các cation, điều này quan trọng trên các loại đất chứa ít sét Đồng thời làm tăng tính đệm các chất dinh dưỡng chủ yếu là N, P và S Vì vậy làm gia tăng hiệu quả của phân hóa học bón vào đất Ngoài ra còn cung cấp chất dinh dưỡng và năng lượng: cung cấp CO2 cho sự

quang tổng hợp chất hữu cơ; cung cấp chất dinh dưỡng khoáng, đặc biệt là đạm, lân, lưu huỳnh và các nguyên tố khác bao gồm cả nguyên tố vi lượng

Bón phân hữu cơ cho các loại đất khoáng có thể làm gia tăng độ hữu dụng của chất lân trong đất Nhiều nghiên cứu cho rằng chất mùn trong đất làm gia tăng độ hữu dụng của lân do: (1) tạo thành phức phosphohumic cây thu hút dễ dàng hơn, (2) sự thay thế anion phosphate bởi ion humate, (3) chất mùn tạo lớp vỏ bọc xung quanh các phần tử sesquioxide, vì vậy làm giảm khả năng cố định lân của chúng (Đỗ Thị Thanh Ren, 2004)

Theo Võ Thị Gương (2010), chất hữu cơ và mùn tham gia vào các phản ứng hóa học của đất Đặc biệt mùn nâng cao tính đệm của đất Mùn ảnh hưởng đến trạng thái oxy – hóa khử của đất, ảnh hưởng đến dung tích hấp thu và chi phối các chỉ tiêu hóa tính khác của đất Chất hữu cơ còn có vai trò đuy trì độ phì cho năng suất tối hảo Tăng độ phì nhiêu đất bằng cách bón phân hữu cơ và luân canh cây họ đậu và cây phân xanh để cải thiện lý hóa tính của đất là biện pháp hữu hiệu đối với lúa và cây ăn trái

Nếu bón phân hữu cơ và phân hóa học cân đối, làm đất trong điều kiện ẩm độ thích hợp, áp dụng mô hình canh tác luân canh với cây màu là hoạt động cần thiết để cải thiện năng suất lúa và phát triển sản xuất nông nghiệp bền vững (Lê Văn Khoa, 2003)

1.4.2 Cải thiện các đặc tính vật lý của đất

Theo Đỗ Thị Thanh Ren và ngô Ngọc Hưng (2004), bón phân hữu cơ có tác dụng cải thiện cấu trúc đất Chất hữu cơ liên kết các cấu thể trong đất tạo thành khối ổn định hạn chế sự đóng ván trên bề mặt đất, gia tăng tính thấm nước, đồng thời còn làm tăng

độ phì nhiêu đất Chất mùn trong chất hữu cơ gắn kết các hạt keo nhỏ lại với nhau tạo nên cấu trúc bền vững, cải thiện độ xốp của đất, cung cấp oxy cho rễ cây, hạn chế sự rửa trôi, xói mòn, làm cho cây hấp thu dinh dưỡng dễ dàng hơn

Bón phân hữu cơ làm tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất giúp tăng độ xốp của đất, giảm dung trong đất, cải thiện độ thoáng khí của đất Sự thoáng khí ở vùng rễ rất

ảnh hưởng đến sự tăng trưởng cây trồng Rễ tiêu thụ O2 và thải CO2 trong quá trình hô hấp Trong đất thoáng khí, thành phần của không khí trong đất gần giống thành phần khí quyển (20,96% O2, 0,03% CO2) Nếu hàm lượng O2 thấp hơn 5% thì ảnh hưởng đến tăng trưởng của cây Chất hữu cơ có thể ảnh hưởng đến hàm lượng O2 trong rễ qua ảnh hưởng đến độ xốp và kích cỡ các nhóm hạt đất (Võ Thị Gương, 2010)

Theo Võ Thị Gương (2010), chất hữu cơ và mùn làm cải thiện thành cơ giới đất

và trạng thái kết cấu đất Vì vậy, đất nhiều mùn thì có chế độ nước, không khí và nhiệt

độ tốt phù hợp cho cây sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao

1.4.3 Cải thiện các đặc tính sinh học của đất

Hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao còn góp phần làm tăng mật số và đa dạng

vi sinh vật Do đó, tăng tính cạnh tranh góp phần giảm sự phát triển của vi sinh vật có hại trong đất Việc bón phân hữu cơ kết hợp phân khoáng làm tăng dưỡng chất trong đất, tăng hoạt động vi sinh vật đất, tăng khả năng khoáng hóa chất hữu cơ do vi sinh vật hoạt động mạnh, tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng và tăng năng suất cây trồng (Nguyễn Thị Ngọc Minh, 2003)

Theo Võ Thị Gương (2010), chất hữu cơ và mùn đều chứa một lượng khá lớn các nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng và vi sinh vật như: N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố vi lượng Trong đó đặc biệt là N, các nguyên tố dinh dưỡng có trong chất hữu cơ và mùn được giải phóng từ từ cho cây trồng, vi sinh vật sử dụng Ngoài ra chất hữu cơ còn chứa một số chất có hoạt tính sinh học như: chất sinh trưởng tự nhiên, vitamin, men…kích thích sinh trưởng làm tăng hoạt động của bộ rễ, hạt nảy mầm Chất hữu cơ với thành phần khó phân hủy là mùn còn góp phần làm giảm dung trọng đất, tăng độ xốp, tăng cường cấu trúc đất và làm tăng tính đệm của đất nhờ đặc tính keo của chất mùn Mùn còn là kho thức ăn cho cây và vi sinh vật

Theo Trần Văn Chính (2006), Chất hữu cơ chứa các hợp chất kháng sinh cho thực vật chống lại sự phát sinh sâu bệnh, là môi trường rất tốt làm tăng hoạt tính của hầu hết vi sinh vật đất, tăng cường sự phân giải của vi sinh vật hoặc xúc tác cho sự phân giải các thuốc bảo vệ thực vật trong đất, cố định các chất gây ô nhiễm trong đất

và làm giảm mức độ dễ tiêu của các chất độc cho thực vật Tóm lại, cung cấp phân hữu

cơ được xem là biện pháp kỹ thuật có hiệu quả tốt trong việc duy trì độ phì nhiêu đất,

ổn định năng suất cây trồng, giúp gia tăng hoạt động vi sinh vật và cải thiện tính chất vật lý đất, góp phần quan trọng trong phát triển nông nghiệp bền vững

1.5 CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẤT CANH TÁC

1.5.1 pH

pH mô tả tính acid hay bazơ của đất pH ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến

sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, ảnh hưởng đến độ hữu dụng của dinh dưỡng cây trồng, đến độc chất trong đất, hoạt động của vi sinh vật

 pHH2O: độ chua hoạt tính của đất, được định nghĩa là trị số âm của logarit nồng độ H+ trong dung dịch

pH = -log[H+]

 pHKCl: độ chua tiềm tàng của đất, được định nghĩa là tổng ion H+ và Al3+bám trên bề mặt keo đất bị đẩy vào dung dịch đất Trên cùng một mẫu đất

pHKCl thường có trị số thấp hơn pHH2O từ 0,5 đến 1,0 đơn vị

Theo thang đánh giá độ chua của dung dịch đất (trích trong Dương Minh Viễn 2006):

pH biến động trong đất khoảng từ 3,0 – 11,0 tùy theo loại đất (Ngô Ngọc Hưng, 2005) Các chất dinh dưỡng hữu dụng thường ở trị số pH từ 6,5 – 7,5 (Đỗ Thị Thanh Ren, 2003)

Tùy từng loại cây trồng mà có khoảng pH tối thích khác nhau: lúa pH 6,2 - 7,3; bắp pH 6,0 - 7,0; đậu xanh pH 4,5 - 6,5,… Đất lúa nước có pH xung quanh 5,9 sẽ cho năng suất cao nhất (Nguyễn Thế Đặng và ctv.,1999)

1.5.2 EC (electrical conductivity)

EC là độ dẫn điện của dung dịch hay chất lỏng, biểu thị trực tiếp hay gián tiếp đến nồng độ muối hoà tan trong đất Trong đất EC cao hay thấp là do sự hiện diện của muối cao hay thấp EC cũng chính là tổng lượng muối được hòa tan hay độ mặn (lượng muối có trong dung dịch) Không chỉ có đất mặn mới có hàm lượng muối trong đất cao mà trong đất phèn cũng có do tác động của acid vào khoáng, nồng độ muối cao có thể gây độc cho cây trồng (Đỗ Thị Thanh Ren, 1993)

Theo Nguyễn Mỹ Hoa (1998), độ đẫn điện là khả năng dẫn điện của dung dịch đất, là một chỉ tiêu dùng để đo lường độ dẫn điện của các ion hoà tan trong dung dịch Tất cả các chất dinh dưỡng Ca2+, Mg2+, NH4+, Na+, K+, hoặc độc chất Fe, Al…đều là các cation, anion nên đều dẫn điện, nên EC có thể được coi là một dụng cụ chuẩn đoán

sự gia tăng nồng độ các ion trong dung dịch

Theo Nguyễn Mỹ Hoa và Trần Bá Linh (2007), độ mặn tác động đến đời sống cây trồng bằng cách làm giảm lượng nước hữu dụng cho cây Mặn là nguyên nhân làm tích lũy muối trong rễ làm cản trở quá trình hút nước và dinh dưỡng của cây trồng Đất mặn với hàm lượng muối Na cao sẽ làm phá hủy cấu trúc đất Đất mặn thường chứa một lượng lớn muối hòa tan trong dung dịch, những muối này thường làm giảm sự nảy mầm của hạt và tăng trưởng của cây Đất có quá nhiều muối Al và Fe sẽ làm cây bị ngộ độc Al, Fe Thông thường năng suất của cây trồng không bị ảnh hưởng nhiều ở mức độ EC từ 0 – 2 dS/m, ở mức độ 2 – 4 dS/m ảnh hưởng đến một vài loại cây trồng

và ở tại mức độ 4 – 5 dS/m sẽ ảnh hưởng đến nhiều loại cây trồng và trên 8 dS/m có ảnh hưởng nhưng có một số cây trồng có khả năng chịu đựng được (thang đánh giá này dùng cho EC bão hòa)

Nước ngọt có EC biến động trong khoảng 0 – 0,2 mS/cm, nước lợ 0 – 19,9 mS/cm, nước biển gần 50 mS/cm

Việc xác định EC rất quan trọng, nếu biết được mức độ EC của mẫu đất sẽ giúp

có kế hoạch sử dụng đất hợp lý cũng như chọn các loại cây trồng phù hợp

1.5.3 CEC (cation exchange capacity)

CEC (khả năng hấp phụ cation): là tổng lượng cation có thể hấp phụ trên bề mặt phức hệ keo CEC rất hay thay đổi giữa các loại đất vì nó phụ thuộc vào pH, loại và lượng keo âm có trong đất (Trần Kim Tính, 2003) Theo Đỗ Thị Thanh Ren (1993),

pH và CEC có liên quan mật thiết với nhau, khi pH tăng thì CEC tăng do một số keo đất có điện tích thay đổi sẽ tích điện âm trong điều kiện pH cao, do đó khả năng hấp phụ cation cao pH thấp thì khả năng trao đổi cation thấp do các keo đất có tích điện thay đổi mang điện tích dương Dung tích hấp thụ cation (CEC) của đất càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi tốt các dưỡng chất Dạng cation trao đổi của đất được xem như là nguồn hữu dụng quan trọng cho cây trồng

Theo Dương Minh Viễn (2006), CEC có các vai trò sau đối với hệ sinh thái đất:

- Làm cho đất có tính đệm đối với pH và nồng độ của các cation trong dung dịch đất ổn định

- Phóng thích các nguyên tố dinh dưỡng và trong dung dịch đất, cung cấp dinh dưỡng cho cây và vi sinh vật đất

- Giữ vi sinh vật trên bề mặt của thể rắn của đất

CEC thường được biểu diễn bằng đơn vị cmol(+)/kg hoặc meq/100g Sự thay đổi của CEC và thành phần các ion của từng loại đất thì khác nhau và thay đổi trong khoảng 1 – 100meq/100g đất Đất cát có CEC thấp, kế đến là đất sét, đất hữu cơ có CEC cao nhất (Võ Thị Gương, 2004)

 Nếu CEC < 1meq/100g, trị số này có ý nghĩa rất kém trong sản xuất vì lượng ion hấp phụ trong đất này ít khi vượt cao hơn lượng ion có trong dung dịch đất

và như vậy tính đệm của đất hầu như không xảy ra, trị số này chỉ tìm thấy ở đất cát có hàm lượng hữu cơ thấp

 Các trị số CEC cao (100meq/100g) chỉ tìm thấy ở đất có hàm lượng rất cao montmorillonite, vermiculite hoặc cao chất hữu cơ

1.5.4 Chất hữu cơ trong đất

Chất hữu cơ là một thành phần cơ bản kết hợp với các sản phẩm phong hóa từ đá

mẹ để tạo thành đất Chất hữu cơ là một đặc trưng để phân biệt đất với đá mẹ và một nguồn nguyên liệu để tạo nên độ phì của đất Số lượng và tính chất của chất hữu cơ quyết định nhiều chất lý hóa sinh học của đất Chất hữu cơ được định nghĩa bao gồm một phần vật chất được phân hủy nhờ vi sinh vật, động vật nhỏ tham gia vào tiến trình phân hủy và sản phẩm phụ (Võ Thị Gương và ctv., 2004)

Chất hữu cơ là phần quý giá nhất của đất, nó không chỉ là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà còn điều tiết các tính chất của đất và ảnh hưởng đến sức sản xuất của đất Trong tự nhiên, nguồn hữu cơ cung cấp chủ yếu cho đất là tàn tích sinh vật bao gồm xác thực vật, động vật và vi sinh vật Tính trung bình hàng năm đất được bổ sung

từ thực vật 5 – 15 tấn thân, lá, rễ/ha, tùy theo thảm thực bì khác nhau mà số lượng và chất lượng chất hữu cơ được bổ sung cũng khác nhau Đối với đất canh tác ngoài tàn tích sinh vật còn có một nguồn hữu cơ bổ sung thường xuyên là phân hữu cơ (Trần Văn Chính, 2006) Lượng phân hữu cơ do con người bón vào đất là đáng kể, những nơi thâm canh cao người ta có thể bón tới 80 tấn phân hữu cơ/ha, nguồn phân bón hữu

cơ bao gồm: phân chuồng, phân xanh, rơm rác, phân bắc, bùn ao…Tùy thuộc loại phân hữu cơ khác nhau mà chất lượng của chúng cũng khác nhau

Chất hữu cơ là bộ phận của đất, có thành phần phức tạp và có thể chia làm hai phần:

 Chất hữu cơ chưa bị phân giải và những tàn tích hữu cơ như thân lá, rễ thực vật, xác động vật, vi sinh vật…

 Chất hữu cơ đã được phân giải: nhóm những hợp chất ngoài mùn (chiếm tỉ lệ thấp trong toàn bộ chất hữu cơ của đất, thường không vượt quá 10 – 15%, thường có trong động vật, thực vật và vi sinh vật như: hydrat cacbon, protein, linhin, lipiy, tannin, andehyt…), nhóm các hợp chất mùn (là những hợp chất cao phân tử, có cấu tạo phức tạp, chiếm 85 – 90% trong chất hữu cơ)

Theo Hoàng Thị Minh (2006), chất hữu cơ có vai trò quan trọng đối với độ phì

nhiêu đất, trong quá trình phân giải chất hữu cơ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng có hiệu quả cho cây trồng

Chất hữu cơ sau khi phân hủy sẽ cung cấp các chất dinh dưỡng như N, P, K và các khoáng vi lượng, vitamin chất kích thích sinh trưởng cho cây trồng, đặc biệt là N Các nguyên tố dinh dưỡng có trong chất hữu cơ và mùn được giải phóng từ từ cho cây trồng và vi sinh vật sử dụng Đối với các đặc tính lý của đất, chất hữu cơ và mùn còn làm cải thiện thành phần cơ giới và trạng thái kết cấu đất Vì vậy đất nhiều mùn thì có chế độ nước, không khí và nhiệt độ tốt phù hợp cho cây sinh trưởng và phát triển và cho năng suất cao

Đối với các đặc tính hóa của đất, chất hữu cơ và mùn tham gia vào các phản ứng hóa học của đất, đặc biệt mùn nâng cao tính đệm của đất, ảnh hưởng đến trạng thái oxy hóa – khử của đất, ảnh hưởng đến dung tích hấp thu và chi phối các chỉ tiêu hóa tính khác của đất

1.5.5 Carbon dễ phân hủy (C labile )

Chất hữu cơ trong đất đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các tiến trình lý, hóa, sinh học của đất và cũng là chỉ tiêu quyết định đến độ phì nhiêu đất (Flaig và ctv., 1975) Dựa vào khả năng phân hủy, có thể chia chất hữu cơ trong đất thành hai thành phần chính: thành phần dễ phân hủy (labile organic matter hoặc light fraction) và thành phần đa phân tử, khó phân hủy (humus material hoặc heavy fraction) Ở đất nhiệt đới, sự tăng hàm lượng C dễ phân hủy sẽ cho năng suất cao hơn (Stine and Weil, 2002)

Những nghiên cứu gần đây về chất hữu cơ trong đất đã chú trọng hơn đến thành phần mùn di động, dễ phân hủy cũng như các thành phần đa phân tử, chậm phân hủy

và rất khó phân hủy của mùn Bởi đây là các thành phần chính liên kết với khoáng sét tạo nên chất hữu cơ trong đất (Võ Thị Gương và ctv., 2010)

Hàm lượng C dễ phân hủy và C khó phân hủy được xác định bằng cách dùng acid thủy phân Acid HCl sẽ loại bỏ những thành phần dễ phân hủy (esters, amides, carbohydrates, N và polysaccharides) thành phần còn lại trong đất là C khó phân hủy (vòng thơm humic và lignin)