CHẤT hữu cơ và CHẤT LƯỢNG CHẤT hữu cơ LIÊN QUAN đến đặc TÍNH đất TRỒNG CA CAO XEN TRONG vườn dừa ở HUYỆN CHÂU THÀNH TỈNH bến TRE

Theo Trần Văn Chính 2006, chất hữu cơ là một thành phần quí của đất, nó không chỉ là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà có thể điều tiết nhiều tính chất đất theo hướng bảo vệ đất, ảnh hưởng

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

THÀNH- TỈNH BẾN TRE

LUẬN VĂN KỸ SƯ KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ, Năm 2012

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

THÀNH- TỈNH BẾN TRE”

Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện:

TS TẤT ANH THƯ TRẦN VĂN HIỆP

Cần Thơ, 2012

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

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Chứng nhận đã chấp thuận luân văn với đề tài:

“CHẤT HỮU CƠ VÀ CHẤT LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ LIÊN QUAN ĐẾN ĐẶC TÍNH ĐẤT TRỒNG CA CAO XEN TRONG VƯỜN DỪA Ở HUYỆN

CHÂU THÀNH- TỈNH BẾN TRE”

Do sinh viên: Trần Văn Hiệp thực hiện

Kính trình hội đồng chấm luận văn xem xét

Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2012

Cán bộ hướng dẫn

TS Tất Anh Thư

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

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn với đề tài:

“CHẤT HỮU CƠ VÀ CHẤT LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ LIÊN QUAN ĐẾN ĐẶC TÍNH ĐẤT TRỒNG CA CAO XEN TRONG VƯỜN DỪA Ở HUYỆN

CHÂU THÀNH- TỈNH BẾN TRE”

Do sinh viên: Trần Văn Hiệp thực hiện và bảo vệ trước hội đồng

Ngày…….tháng… năm 2012

Luận văn đã được hội đồng chấp nhận và đánh giá ở mức:

Ý kiến của hội đồng:

Cần Thơ, Ngày… Tháng… Năm 2012 Thành viên hội đồng

DUYỆT KHOA Trưởng Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng

TIỂU SỬ CÁ NHÂN

1 Lý lịch

Họ và tên: Trần Văn Hiệp

Ngày sinh: 24/12/1990

Nơi sinh: Chánh Hội - Mang Thít

Quê quán: Ấp 2A – Xã Chánh Hội – Huyện Mang Thít – Tỉnh Vĩnh Long Giới tinh: Nam

Dân tộc: Kinh

Họ tên Cha: Trần Văn Sum

Họ tên Mẹ: Nguyễn Thị Phượng

2 Quá trình học tập

Từ 1996 - 2001: học tại trường tiểu học Chánh Hội A – Vĩnh Long

Từ 2001 - 2005: học tại trường THCS Chánh Hội – Vĩnh Long

Từ 2005 - 2008: học tại trường THPT Mang Thít – Vĩnh Long

Từ 2008 - 2012: học tại trường Đại Học Cần Thơ

Cần Thơ, Ngày… Tháng… Năm 2011

Người khai ký tên

Trần Văn Hiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận văn

Trần Văn Hiệp

MỤC LỤC

Trang

Mục lục vi

Danh sách hình viii

Danh sách bảng xi

Danh sách viết tắt x

Tóm lược xi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 - LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu 2

1.1.1 Vị trí địa lý 2

1.1.2 Điều kiên tự nhiên 3

1.1.3 Nông nghiệp 3

1.2 Tổng quan về chất hữu cơ 4

1.2.1 Khái niệm chất hữu cơ 4

1.2.2 Thành phần chất hữu cơ 5

1.2.3 Nguồn gốc chất hữu cơ 7

1.2.4 Vai trò của chất hữu cơ 7

1.2.4.1 Vai trò chất hữu cơ đối với tính chất lý học đất 7

1.2.4.2 Vai trò chất hữu cơ đối với tính chất hóa học đất 8

1.2.4.3 Vai trò chất hữu cơ đối với cây trồng và vi sinh vật 8 1.2.5 Tầm Quan trọng của chất hữu cơ 9 1.2.6 Ðánh giá số lượng, chất lượng, nguyên tắc quản lý chất hữu

cơ trong đất 10

1.3 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất 11

1.3.1 Quá trình khoáng hóa 11

1.3.2 Quá trình mùn hóa 12

1.4 Phân hữu cơ 13

1.4.1 Khái niệm chung về phân hữu cơ 13

1.4.2 Vai trò của phân hữu cơ đối với đất 13

1.4.2.1 Cải tạo tính chất hóa học của đất 13

1.4.2.2 Cải tạo lý tính của đất 14

1.4.2.3 Hiệu quả của phân hữu cơ đến năng xuất cây trồng 15

1.5 Các đặc tính hóa học đất 15

Chương 2 – PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1 Thời gian, địa điểm và phương tiện nghiên cứu 23

2.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 23

2.2.2 Phương tiện nghiên cứu 23

2.2 Phương pháp nghiên cứu 23

2.2.1Thu mẫu đất 23

2.2.2 Các phương pháp phân tích mẫu đất 23

2.2.3 Xử lý số liệu 25

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Tổng quan một số đặc tính hóa học đất 26

3.2 Khảo sát mối tương quan giữa chất lượng chất hữu cơ với một số đặc tính hóa học đất 31

Chương 4 – KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

PHỤ CHƯƠNG 40

DANH SÁCH HÌNH

1.1 Bản đồ hành chính huyện Châu Thành – Bến Tre 2 1.2 Sơ đồ thành phần chất hữu cơ của đất (theo Brady, 1990) 5 1.3 Sơ đồ quá trình phân dãy chất hữu cơ (theo Brady, 1990) 11 1.4 Sơ đồ quá trình khoáng hóa chất hữu cơ trong đất (theo Brady,

1990)

11

3.2 Sự tương quan giữa CHC và C labile (đun với H2O) trong đất 32 3.3 Sự tương quan giữa CHC và C labile (đun với H2O) trong đất 33 3.4 Sự tương quan giữa C labile (đun với H2O) và C labile (đun với

H2O) trong đất

33

DANH SÁCH BẢNG

1.1 Thành phần của CHC trong đất (Warshaw, 1999) 6 3.1 Các chỉ tiêu hóa học vườn dừa 30 tuổi khi thực hiện thí nghiệm 26

Trần Văn Hiệp 2012 “Chất hữu cơ và chất lượng chất hữu cơ liên quan đến đặc tính đất trồng ca cao xen trong vườn dừa ở huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre” Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa Học Đất khóa 34 Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trường Đại Học Cần Thơ

TÓM LƯỢC

Thí nghiệm “Đánh giá hàm lượng chất hữu cơ trên đất vườn ca cao trồng xen trong vườn dừa và khảo sát mối tương quan giữa chất hữu cơ và một số đặc tính hóa học đã phân tích” Được thực hiện nhằm mục: đích đánh giá một số đặc tính hoá học đất ảnh hưởng đến sự chuyển biến dinh dưỡng trong đất và tìm ra được các nguyên nhân ảnh hưỡng đến sự bạc màu đất

Mẫu đất được thu tại các vườn trồng dừa có độ tuổi liếp là 30 năm, thuộc Xã

An Khánh – Châu Thành – Bến Tre vào tháng 2/2012 Các mẫu đất lấy được mang

về phòng phân tích Bộ môn Khoa Học Đất khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng để khô tự nhiên trong không khí Mẫu sau khi khô được nhặt bỏ rác, sỏi… nghiền qua rây 0.5 mm dùng phân tích các chỉ tiêu hoá học đất Kết quả phân tích 6 mẫu đất cho thấy:

Hầu hết các vườn trồng dừa có pHH2O (5.1 ± 0.51) đất chua vừa; EC (0.25 ± 0.12 mS/cm) không giới hạn năng suất cây trồng; Ca trao đổi (8.82 ± 0.96 meq/100g) trung bình; Mg trao đổi (3.10 ± 0.76meq/100g) cao; Na trao đổi(0.42 ± 0.07 meq/100g) thấp; K trao đổi (0.99±0.18 meq/100g) cao; CEC (11.12 ±0.59 meq/100g) đánh giá thấp; CHC (1.76 ± 0.55 %C) được đánh giá là thấp; C labile (HCl) (1.08 ± 0.47%C) thấp; C labile (H2O) (0.89 ± 0.48 %C) thấp; N tổng số (0.56

± 0.57 %N) được đánh giá cao; N hữu dụng (11.34 ±0.72 mg/kg) thấp; N labile (4.31 ± 1.8 mg/kg) thấp; P tổng số (0.05 ± 0.01%P2O5) nghèo; P Olsen (3.57 ± 0.64 mg/kg) đánh giá từ thấp

Kết quả phân tích mối tương quan cho thấy không có mối tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ trong đất với chỉ số EC (R2= 0.08); hàm lượng CHC không

tương quan với CEC (R2=0.03); CHC không tương quan với P tổng số (R2= 0.21)

và P hữu dụng (R2= 0.09); hàm lượng CHC không tương quan với N hữu dụng (R2=0.01); hàm lượng CHC không tương quan N tổng số (R2=0.34) Tuy nhiên, hàm lượng chất hữu cơ trong đất có mối tương quan rất chặt với hàm lượng chất hữu cơ dễ phân huỷ thủy phân với HCl (C labile HCl) (R2= 0.94) và hàm lượng cacrbon dễ phân hủy thủy phân với H2O (C labile H2O) (R2= 0.94); hàm lượng CHC có mối tương quan với pH (R2=0.55) và với N labile (R2= 0.63) Bên cạnh đó chất hữu cơ dễ phân hủy được phân tích theo hai phương pháp thủy phân với HCl

và H2O cũng có mối tương quan chặt với nhau (R2= 0.99)

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đồng bằng sông Cửu Long được xem là vùng sản xuất cây ăn trái quan trọng với diện tích khoảng 240.000 ha chiếm khoảng 60% diện tích trồng cây ăn trái cả nước Đặc biệt là Bến Tre, nơi thích hợp trồng nhiều loại cây ăn trái có giá trị kinh tế cao như sầu riêng, chôm chôm, bưởi da xanh, dừa dứa, măng cụt… Huyện Châu Thành là một trong những huyện trồng cây ăn trái chủ lực của Bến tre, huyện có tổng diện tích 227km2 với liếp vườn cây ăn trái lâu năm (trên 30 năm) chiếm khoảng 50% diện tích Qua điều tra nghiên cứu thực trạng các vườn cây ăn trái ở đây cho thấy hầu hết các vườn cây ở đây có tuổi liếp rất lâu năm có hộ tuổi liếp vườn trên 30 năm, năng suất cây trồng có khuynh hướng giảm mạnh do đất bị cạn kiệt dinh dưỡng hàm lượng chất hữu cơ giảm thấp, khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây kém, mặc dù nông dân ở đây đầu tư lượng phân bón cho cây trồng

cao hơn so với trước đây Theo De Dalal và ctv., (1987); Marschners, (1990) sự suy

kiệt dinh dưỡng trong đất ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, tuổi liếp càng cao đất càng bị nén chặt giảm độ xốp giảm độ xốp khả năng thấm nước dẫn đến năng xuất cây trồng giảm

Vì vậy, để là rõ nguyên nhân suy giảm năng suất cây trồng đề tài “Chất hữu

cơ và chất lượng chất hữu cơ liên quan đến đặc tính đất trồng ca cao xen trong vườn dừa ở huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre” được thực hiện nhằm

- Đánh giá một số đặc tính hoá học đất ảnh hưởng đến sự chuyển biến dinh dưỡng trong đất và tìm ra được các nguyên nhân ảnh hưỡng đến sự bạc màu đất

- Góp phần quản lý tốt hơn nguồn dinh dưỡng trên đất trồng theo hướng bền vững

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Khái quát về khu vực nghiên cứu

1.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Châu Thành nằm ở phía Bắc tỉnh Bến Tre, phía Đông giáp với huyện Bình Đại, phía Đông Nam giáp với thành phố Bến Tre, phía Tây và Nam giáp với sông Hàm Luông ngăn cách với huyện Chợ Lách và huyện Mỏ Cày, phía Bắc giáp với con sông Tiền ngăn cách với thành phố Mỹ Tho, huyện Cai Lậy (tỉnh Tiền Giang)

Hình 1.1: Bản đồ hành chính huyện Châu Thành – Bến Tre

Huyện có diện tích 227 km2, gồm 22 xã và thị trấn Châu Thành (hình 1.1) nằm trên quốc lộ 60 cách thành phố Bến Tre khoảng 10 km về hướng Bắc và cách

thành phố Mỹ Tho khoảng 7 km về hướng Nam Dân số của huyện là 162 ngàn người Mật độ dân số là 714 người/km2 (2004)

Thị trấn Châu Thành dọc theo quốc lộ 54 Lợi thế là nằm tiếp giáp với thị xã Trà Vinh, có các tuyến giao thông đường bộ và đường thuỷ quan trọng chạy qua, tạo thành mạng lưới khép kín giúp cho việc giao lưu kinh tế, văn hóa- xã hội với các vùng lân cận rất thuận lợi

1.1.2 Điều kiện tự nhiên

Huyện Châu Thành chịu ảnh hưởng chung điều kiện tự nhiên của tỉnh Bến Tre Địa hình bằng phẳng, rải rác có những cồn cát, xen kẽ với ruộng vườn, không

có rừng cây lớn, bốn bề sông nước bao bọc với nhiều sông rạch

Bến Tre nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nên nhiệt

độ cao, ít biến đổi trong năm, nhiệt độ trung bình hằng năm từ 26oC – 27oC, ẩm độ trung bình 79,2%, nhiệt độ thấp nhất 20oC

Lượng mưa trung bình năm từ 1.250 – 1.500 mm, phân bố từ tháng 5 đến tháng 10 là mùa mưa, từ tháng 11 đến tháng 4 là mùa nắng Với vị trí nằm tiếp giáp với biển Đông, nhưng Bến Tre ít chịu ảnh hưởng của bão, vì nằm ngoài vĩ độ thấp (bão thường xảy ra từ vĩ độ 15o Bắc trở lên) Có 2 mùa gió chính là gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Gió mùa Đông Bắc từ tháng 12- 4 năm sau, đặc trưng là khô hạn Gió mùa Tây Nam từ tháng 5- 11 gây nóng ẩm, gây mưa

1.1.3 Nông nghiệp

Huyện Châu Thành có diện tích đất tự nhiên là 227 Km2, trong đó đất nông nghiệp trên 72% Trong những năm qua huyện đang thực hiện chuyển đổi cơ cấu cây trồng, thay dần cây lúa bằng các vườn cây ăn trái như, cây công nghiệp…Hiện nay huyện chủ yếu canh tác cây ăn trái, cây công nghiệp… đặc biệt là sự phát triển cây ca cao trồng xen trong vườn dừa

Năm 2010, huyện đã cải tạo trồng mới 5.020 ha dừa và 8.324 ha vườn cây

ăn trái Diện tích trồng màu khoảng 220 ha đạt 48,9% kế hoạch năm, đạt 91,6% so với cùng kỳ Bên cạnh đó huyện còn có nhiều thuận lợi và khó khăn trong sản xuất nông nghiệp

- Tình trạng quản lý sản xuất tự phát nên dễ dẫn đến các nguy cơ bị dịch hại

tấn công, làm giảm năng suất, chất lượng, làm tăng chi phí sản xuất Hạn chế sự chuyển giao kỹ thuật cho nông dân

- Tốc độ biến đổi khí hậu làm thời tiết thay đổi ngày càng khắc nghiệt Mặn xâm nhập sâu, kéo dài hơn, làm ảnh hưởng lớn đến cây ca cao xen trong vườn dừa, nhất là vấn đề nước tưới và khí hậu là một trong những yếu tố được xem là quan trọng lại bị ảnh hưởng mạnh nhất

Với những hạn chế trên, Bến Tre cần tiếp tục củng cố và nâng cao năng lực đội ngũ cán bộ kỹ thuật có chuyên môn cao để chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật cho nhà vườn Theo dõi chặt chẽ các diễn biến thuận lợi cũng như khó khăn trong sản xuất Quan tâm đến các vùng canh tác có nhiều ảnh hưởng tác động từ yếu

tố tự nhiên bất lợi để kịp thời hướng dẫn nhà vườn khắc phục

1.2 Tổng quan về chất hữu cơ

1.2.1 Khái niệm chất hữu cơ

Chất hữu cơ là thành phần quan trọng của đất, làm cho đất có những tính chất khác với mẫu chất Số lượng và tính chất của chất hữu cơ có vài trò quyết định tới quá trình hình thành và các tính chất cơ bản của đất (Lê Văn Khoa, 2000)

Chất hữu cơ trong đất đóng vai trò quan trọng đối với tất cả các tiến trình lý, hóa, sinh học của đất (Lê Anh Tuấn, 2003) Chất hữu cơ là tiêu chí để đánh giá về

độ phì, ảnh hưởng nhiều tính chất đất như khả năng cung cấp dinh dưỡng, khả năng

hấp phụ, giữ nhiệt và kích thích sinh trưởng cây trồng (Lê Văn Khoa và ctv 2000)

1.2.2 Thành phần chất hữu cơ

Hình 1.2: Sơ đồ thành phần chất hữu cơ của đất (theo Brady, 1990)

Chất hữu cơ là một bộ phận của đất Có thành phần phức tạp và có thể chia làm 2 phần: chất hữu cơ chưa bị phân giải và những tàn tích hữu cơ như thân lá, rễ thực vật, xác động thực vật, vi sinh vật… Phần thứ hai là những chất hữu cơ đã được phân giải Trong thành phần hữu cơ này được chia làm hai nhóm: nhóm những hợp chất hữu cơ ngoài mùn và nhóm các hợp chất mùn

Bảng 1.1 Thành phần của CHC trong đất (Warshaw, 1999)

Khoáng sét - khoáng vô cơ ……… 94%

Chất hữu cơ ……… 6%

CHC từ thải thực và động vật……… 85%

Thành phần CHC tươi ……… 15%

Rễ……….8.5% Sinh vật đất……… 6.5% Vi khuẩn và Xạ khuẩn (Actinomycetes) 50%

Nấm……… 25%

Trùn, sâu đất (Worm)……… 14%

Động vật đất lớn (Macrofauna)………… .5%

Động vật đất trung bình (Mesofauna)… 2.5%

Vi sinh vật đất (Microfauna) 3.5%

Nhóm những chất hữu cơ ngoài mùn chiếm tỷ lệ thấp trong toàn bộ chất hữu

cơ của đất, vào khoảng 10 -15% Nhóm chất hữu cơ này thường có trong động thực vật và vi sinh vật như: hidracacbon, protein, lignin, lipit, vitamin, andehyt… Nhóm chất mùn là hợp chất cao phân tử có cấu trúc phức tạp, chúng chiếm tỷ lệ lớn trong chất hữu cơ từ 80 – 85% Hàm lượng chất hữu cơ trong đất và phụ thuộc vào điều kiện hình thành và các tính chất của đất Ở đất nghèo hữu cơ như đất cát, đất bạc màu hàm lượng chất hữu cơ có thể nhỏ hơn 1% Ngược lại những đất giàu hữu cơ như đất mùn trên núi có thể đạt tới 20% Thông thường ở đất trồng trọt hàm lượng hữu cơ giao động trong khoảng 2 – 3,5% (Lê Văn Khoa, 2000)

Theo Trần Văn Chính (2006), chất hữu cơ là một thành phần quí của đất, nó không chỉ là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà có thể điều tiết nhiều tính chất đất theo hướng bảo vệ đất, ảnh hưởng đến việc làm đất và sản xuất của đất

1.2.3 Ngồn gốc chất hữu cơ

Trong điều kiện tự nhiên nguồn gốc chính của CHC là thải thực vật như rễ cây, lá cây, cỏ, thải thực vật sau khi thu hoạch Một cách tổng quát 1/10 đến 1/3 phần trên mặt đất của thực vật để lại trong đất, hầu hết toàn bộ rễ giữ lại trong đất.CHC được phân hủy, được sinh vật đất sử dụng và trở thành thành phần của đất.CHC là nguồn thực phẩm của sinh vật đất mà các sinh vật đất này tạo nên các

hợp chất giúp ổn định chất hữu cơ (Clapp và ctv., 2005)

Theo Nguyễn Thế Đặng (1999) trong đất tự nhiên nguồn hữu cơ duy nhất cung cấp cho đất là tàn tích sinh vật bao gồm xác động thực vật, vi sinh vật Xác sinh vật còn gọi là tàn tích sinh vật Đây là nguồn hữu cơ chủ yếu Sinh vật đã lấy thức ăn từ đất để tạo nên cơ thể của chúng và khi chết đi để lại những tàn tích hữu

cơ cho đất Trong xác sinh vật có đến 4/5 là từ thực vật bao gồm thân rẽ, lá cây sau khi chết sẽ bị mục nát, hoa màu sau hi thu hoạch thì phần còn lại như lá hây rễ cũng

bị phân hủy để cung cấp chất hữu cơ cho đất ( Thái Công Tụng, 1969) Tính trung bình hàng năm đất được bổ sung từ thực vật 5 – 18 tấn thân, rễ và lá trên ha Đối với đất trồng trọt ngoài tàn tích sinh vật còn có một nguồn bổ sung đáng kể chất hữu

cơ đó là phân hữu cơ Những nơi thâm canh cao người ta bón tới 80 tấn hữu cơ trên

ha Nguồn phân hữu cơ bao gồm: phân chuồng, phân xanh, phân rơm rác, bùn…

1.2.4 Vai trò của chất hữu cơ

Theo Trần Văn Chính (2006), chất hữu cơ trong đất có thành phần phức tạp bao gồm các chất mùn, chất không phải là chất mùn và các vi sinh vật Chúng có ý nghĩa quan trọng và có ảnh hưởng đến nhiều tính chất lý, hóa và sinh học đất

1.2.4.1 Vai trò chất hữu cơ đối với tính chất lý học đất

Chất hữu cơ có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu đất, các keo mùn gắn các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững từ đó ảnh hưởng đến lý tính đất như chế độ nước ( tính thấm và giữ nước tốt hơn), chế độ khí, chế độ nhiệt(

sự hấp thu và giữ nhiệt tốt hơn), các tính chất phổ biến của đất, việc làm đất cũng dễ dàng hơn Nhờ đó, nếu đất giàu chất hữu cơ người ta có thể trồng trọt tốt cả nơi đất

có thành phần cơ giới quá nặng và quá nhẹ (Trần Văn Chính, 2006)

Chất hữu cơ làm ảnh hưởng đến tuần hoàn nước trong đất làm cho nước ngấm sâu trong đất được thuận lợi hơn, khả năng giữ nước cao hơn, việc bốc hơi mặt đất ít đi nhờ vậy mà tiết kiệm được nước tưới, ngoài ra chất hữu cơ còn có tác dụng làm cho đất thông thoáng tránh sự đóng váng và tránh xói mòn (Ngô Ngọc

Hưng và ctv., 2004)

Khalel R (1996), tìm thấy sự tương quan có ý nghĩa giữa bón phân hữu cơ

và giảm dung trọng đất Tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất giúp tăng độ xốp của đất, tăng độ bền của đoàn lạp, giảm dung trọng đất

Thông thường chất hữu cơ có tỷ số C/N cao như rơm rạ và trấu sẽ ảnh hưởng nhiều đến các tiến trình vật lý đất hơn là chất hữu cơ đã phân hủy hoặc bán phân hủy ( Hesse, 1984)

Chất hữu cơ và mùn cải thiện thành phần 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 và phát triển, cho năng xuất cao

1.2.4.2 Vai trò chất hữu cơ đối với tính chất hóa học đất

Trong quá trình khoáng hóa chất hữu cơ tạo ra nhiều dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng, chất hữu cơ làm giảm sự cố định K, P trong đất Khi mất 1% chất

hữu cơ, khả năng cố định P có thể tăng thêm 50ppm P (Nguyễn Từ Siêm và ctv.,

1999)

Chất hữu cơ và mùn tham gia vào các phản ứng hóa học của đất Đặc biệt là nâng cao tính đệm của đất Mùn ảnh hưởng đến trạng thái oxy hóa - khử, ảnh hưởng đến dung tích hấp thu và chi phối đến các chỉ tiêu hóa tính khác nhau của đất

Theo Trần Văn Chính ( 2006), chất hữu cơ xúc tiến các phản ứng hóa học, cải thiện điều kiện oxi hóa, gắn liền với sự di động và kết tủa với 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 chất dinh dưỡng đồng thời làm tăng tính đệm của đất

1.2.4.3 Vai trò chất hữu cơ đối với cây trồng và vi sinh vật

Nguyễn Lân Dũng (1968) cho rằng nguồn đạm bổ sung cho đất chủ yếu từ nguồn phân hữu cơ và sự cố định đạm của vi sinh vật sống trong đất Ngoài ra, bản

thân phân hữu cơ có chứa các nguyên tố N, P, K, Ca, Mg và nhiều nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng Những nguyên tố này, được giữ trong một thời gian dài trong các hợp chất hữu cơ Vì vậy, chất hữu cơ vừa cung cấp thức ăn thường xuyên vừa là kho dự trữ dinh dưỡng lâu dài của cây trồng cũng như vi sinh vật đất (Trần Thành Lập, 1998) Ngoài ra, mùn còn chứa một số chất kích thích sinh trưởng làm tăng hoạt động của bộ rễ, hạt nảy mầm Mùn còn làm tăng năng lực của đất và cây trồng ít bị sâu bệnh (Vũ Hữu Yêm, 1995)

Chất hữu cơ chứa một số chất có hoạt tính sinh học (chất sinh trưởng tự nhiên, men, vitamin,…) kích thích sự phát sinh và phát triển của bộ rễ, làm nâng cao tính thẩm thấu của màng tế bào, huy động dinh dưỡng,… chất hữu cơ còn là nguồn cung cấp CO2 cho thực vật quang hợp ( Trần Văn Chính, 2006) Theo Châu

Minh Khôi và ctv.,( 2007) bón phân chuồng và phân bã bùn mía ủ hoai với lượng

10T/ ha/năm mỗi loại giúp gia tăng hoạt động của vi sinh vật, hàm lượng chất hữu

cơ, khả năng hấp thụ và trao đổi cation của đất

Hàm lượng chất hữu cơ trong đất có liên quan đến sinh khối vi sinh vật đất

(Safigna và ctv., 1989) Hàm lượng 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 làm giảm mật số vi sinh vật có hại trong đất

Thông qua hoạt động của vi sinh vật, chất hữu cơ phân hủy biến thành mùn Mùn có khả năng liên kết các hạt đất phân tán làm cho đất có cấu trúc tốt, thoáng khí, dễ cày bừa, giữ nước và giữ phân tốt hơn, giúp rễ cây trồng phát triển mạnh (Võ Thị Gương, 2007) Chất hữu cơ còn có khả năng hấp thụ Al, Fe, hấp thụ hóa chất bảo vệ thực vật và các hợp chất hữu cơ trong đất Sự hấp thu của chất hữu cơ là mấu chốt của sự chuyển hóa thuốc bảo vệ thực vật trong đất bao gồm: hoạt động sinh học, lưu tồn, phân hủy sinh học, lọc và bay hơi Chất hữu cơ và sét là các thành phần quan trọng trong đất thường hấp thụ và liên kết với các hóa chất thuốc bảo vệ

thực vật (Dương Minh Viễn và ctv., 2007)

Nhìn chung, chất hữu cơ có ảnh hưởng rất đa dạng đến các tính chất của đất Trong điều kiện bình thường các tác động này theo hướng cải thiện hóa lý tính của đất, giúp ổn đình cấu trúc (Trần Văn Chính, 2006)

1.2.5 Ðánh giá số lượng, chất lượng, nguyên tắc quản lý chất hữu cơ trong đất

* Về số lượng

- Về mặt số lượng chất hữu cơ, chỉ tiêu cơ bản nhất để đánh giá là tỷ lệ %C (carbon hữu cơ tổng số) (chất hữu cơ tổng số = %C x 1,72) so với đất khô kiệt Giá trị các chỉ tiêu này càng cao thì đất càng tốt (Lê văn Căn, 1998)

- Ngoài ra, khi nghiên cứu phẫu diện đất người ta xem xét độ dầy của tầng mùn , sự pha trộn giữa mùn với các thành phần khoáng và màu sắc phẫu diện Ðó cũng là những chỉ tiêu quan trọng về hình thái có liên quan đến số lượng chất hữu

cơ (Thái Phiên, 2000)

* Về chất lượng

- Tỷ lệ xác hữu cơ đã được phân giải hoàn toàn có tỷ lệ lớn thì chất lượng chất hữu cơ tốt hơn

- Tỷ lệ C/N cũng là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng chất hữu cơ đất

Tỷ số này càng thấp chất lượng càng tốt, nó chứng tỏ xác hữu cơ được phân giải mạnh, giải phóng nhiều đạm là nguyên tố mà vi sinh vật hấp thụ để tổng hợp các hợp chất chứa đạm và là nguyên tố cần thiết cho dinh dưỡng của cây trồng Tỷ lệ C/N trong đất dao động trong khoảng 8 – 20 (Hesse, 1994)

* Nguyên tắc trong quản lý chất hữu cơ đất

Theo Brady và Weil (1990) để quản lý chất hữu cơ đất một cách hiệu quả cần bổ sung thường xuyên chất hữu cơ cho đất để tăng cường thành phần hữu cơ dễ phân hủy trong đất Không nên cố gắng tăng cường hữu cơ cao quá mức cho phép bởi điều kiện cụ thể của khí hậu, đất đai và cây trồng Gia tăng sinh trưởng của cây trồng cũng là biện pháp làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất

1.3 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất

Hình 1.3: Sơ đồ quá trình phân dãy chất hữu cơ (theo Brady, 1990)

Các chất hữu cơ trong đất có quá trình biến đổi phức tạp với sự tham gia trực tiếp của các sinh vật đất và chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đất Một phần trong chúng bị khoáng hoá hoàn toàn tạo thành các chất khoáng đơn giản, một phần được các sinh vật đất sử dụng để tổng hợp protein, lipit, đường và các hợp chất khác xây dựng cơ thể chúng, một phần sẽ trải qua quá trình biến đổi phức tạp và tái tổng hợp thành các hợp chất cao phân tử được gọi là chất mùn

1.3.1 Quá trình khoáng hóa

Hình 1.4: Sơ đồ quá trình khoáng hóa chất hữu cơ trong đất (theo Brady,

1990) Theo Trần Văn Chính (2006) khoáng hóa là quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ thành các chất khoáng đơn giản như CO2, H2O, NO3-, NH4+, Ca2+, Mg2+,

K+… Đây là quá trình biến đổi phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn khác nhau Trước hết các chất hữu cơ phức tạp bị phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản hơn gọi là các sản phẩm trung gian Sau đó, các hợp chất trung gian này tiếp tục bị phân hủy tạo thành các sản phẩm cuối cùng là các chất khoáng

Theo Lê Văn Khoa (2000) tùy thuộc vào điều kiện môi trường và hoạt động của vi sinh vật đất mà quá trình khoáng hóa chất hữu cơ theo hai con đường khác nhau là thối mục và thối rữa Thối mục là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ trong trong điều kiện có đầy đủ oxy hóa như CO2, H2O, NO3-,… Đây là quá trình tỏa nhiệt và kết quả là làm tăng nhiệt độ của đất Thối rữa là quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện thiếu oxy Sản phẩm của quá trình thối rữa ở dạng oxy hóa như CO2,

H2O và còn một lượng lớn các chất ở dạng khử như CH4, H2S, NH3…

1.3.2 Quá trình mùn hóa

Hình 1.5: Sơ đồ quá trình mùn hóa (Brady, 1990)

Mùn hoá là quá trình phân giải tái tổng hợp các chất hữu cơ tạo thành chất mùn với sự tham gia tích cực của các sinh vật đất (Vacsman, 1936)

Theo Trần Văn Chính (2006) mùn hóa là quá trình tổng hợp sản phẩm phân

giải xác hữu cơ dẫn đến sự hình thành những hợp chất mùn Mùn là những hợp

chất hữu cơ cao phân tử phức tạp mà phân tử bao gồm nhiều đơn vị cấu tạo khác

nhau, chúng được nối với nhau bằng các cầu nối Mỗi đơn vị cấu tạo bao gồm, nhân

vòng, mạch nhánh chúng chứa nhiều nhóm định chức khác nhau và mang tính axit

1.4 Phân hữu cơ

1.4.1 Khái niệm chung về phân hữu cơ

Phân hữu cơ là tên gọi chung cho các loại phân được sản xuất từ các vật liệu

hữu cơ như dư thừa thực vật, rơm rạ, phân súc vật, phân chuồng, phân rác và phân

xanh hoặc các chế phẩm nông nghiệp và công nghiệp vùi trực tiếp vào đất hay ủ

thành phân Sau khi phân giải có khả năng cung cấp dưỡng chất cho cây trồng Quan trọng hơn nó có khả năng tái tạo lớn Phân hữu cơ được đánh giá chủ yếu dựa

vào hàm lượng chất hữu cơ (%), hoặc chất mùn có trong phân, đây là nguồn phân

quý không những tăng năng xuất cho cây trồng ma còn làm tăng hiệu lực của phân

hóa học, cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu của đất (Đổ Thị Thanh Ren, 2004)

1.4.2 Vai trò của phân hữu cơ đối với đất

1.4.2.1 Cải tạo tính chất hóa học của đất

Phân hữu cơ có tác dụng cải tạo đất toàn diện, đặc biệt có khả năng cải tạo

nhiều đặc tính xấu của đất ngoài việc cải tạo đất nghèo dinh dưỡng, phân hữu cơ

còn làm tăng lượng chất hữu cơ và mùn trong đất mà phân hóa học không có được

Theo Nguyễn Ngọc Nông (1999) phân hữu cơ khi bón vào đất sau khi phân

giải sẽ cung cấp them cho đất các chất khoáng làm phong phú thêm thành phần thức

ăn cho cây và sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi chất của đất Đặc biệt là

các axit humic trong phân có tác dụng khoáng hóa đạm rất tốt Trong quá trình phân

hủy chất hữu cơ tạo ra nhiều dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng , làm giảm sự cố

K, P trong đất và có khả năng tạo phức với kim loại Chất mùn có khả năng tạo

phức với Al làm giảm Al trao đổi và Al hòa tan trong dung dịch đất, do đó hạn chế

khả năng gây độc của Al đối với cây trồng( Jones và Favis, 1982) Ảnh hưởng gián

tiếp trong việc cung cấp dinh dưỡng từ bón phân hữu cơ là năng cao khả năng trao

đổi cation của đất ngoài ra do chất hữu cơ có khả năng trao đổi nguyên tố vi lượng

nên dễ dàng phóng thích dinh dưỡng cho cây trồng khi xảy ra quá trình khoáng hóa (Bell và Edwards, 1987)

Bón phân hữu cơ đất ít bị rửa trôi thành đất bạc màu hoặc trơ cát sỏi chất hữu cơ có tác dụng như keo giữ lại các hạt cát nhỏ Đồng thời nếu chất mùn trong đất tăng lên thì các chất dinh dưỡn do ta bón cho cây như: N, K, P… cũng ít bị rửa trôi hay bay hơi đi mất Ngoài ra, đất có tính đệm nghĩa là khi ta bón phân hóa học hoặc vôi vào đất thì tính chất hóa học của đất như: chua, kiềm, mặn…ít tăng đột ngột nên cây trồng ít bị thiệt hại bón phân hữu cơ vào đất thịt nhẹ, đất xám, làm cho đất không có cấu trúc rời rạc, nhờ dó hạn chế sự bốc hơi nước, hạn chế sự rửa trôi phân khi ta bón cho cây…Ngược lại đất thịt nặng hoặc đất sét nếu được bón nhiều phân hữu cơ thì đất trở nên tơi xốp( Nguyễn Thanh Hùng, 1984)

Hữu cơ còn tham gia tích cực vào chuyển hóa lân trong đất từ dạng khó tiêu sang dễ tiêu (Nguyễn Mỹ Hoa, 2004) Cây trồng chỉ hấp thu 50-56% dưỡng chất từ đạm vô cơ năm đầu, phân hữu cơ chỉ khoảng 20-30% Do đó liều lượng và thời gian bón rất quan trọng, nếu sử dụng phân bón liên tục làm cho đất chua dần, đất trở nên chai cứng, giảm năng suất cây trồng

1.4.2.2 Cải tạo lí tính của đất

Việc trộn chất hữu cơ vào đất làm tăng kết cấu đất tác dụng ổn định cấu trúc đất phụ thuộc vào bản chất chất hữu cơ và mức độ mùn hóa Mùn tăng khả năng kết đinhcủa các hat đất để tạo thành đoàn lạp và làm giảm khả năng thấm ướt giúp cho kết cấu đất được bên trong nước (Đỗ Thị Thanh Ren, 1998) Khi bón phân có hệ thống sẽ cải thiện tính chất vật lí của đất cũng như chế độ nước, chế độ nhiệt của đất (Lê Văn Khoa,1996) Đất có cấu trúc làm cho đất thoáng khí, nhiệt độ điều hòa giúp cho rễ cây trồng phát triển, trao đổi khí được tốt hơn, đồng thời làm giảm dung lượng và lực cản của đất ngược lại sự suy giảm chất hữu cơ trong đất đưa đến giảm

độ xốp và làm tăng dụng trọng của đất (Tisdall và Oades,1999)

Phân hữu có có tác dụng làm cho đất thông thoáng tránh sự tạo váng và sự xói mòn Cải thiện tính chất vật lí của đất làm cho đất thoáng khí, ổn định pH, đất được giữ ẩm, tăng khả năng chống hạn cho cây trồng tạo điều kiện thuận lợi cho

sự phát triển của vi sinh vật trong đất, giúp bộ rễ cây trôngf phát triển( Vũ Hữu

Yêm, 1995) Góp phần đẩy mạnh quá trình phân giải các hợp chất vô cơ, hữu cơ thành nguồn dinh dưỡn dễ tiêu như N, P, K cho cây trông hấp thụ qua đó làm giảm tổn thất do bay hơi rửa trôi gây ra Ngoài tác dụng cải tạo lý- hóa, phân hữu cơ còn

có tác dụng phân giải các độc chất trong đất, tạo môi trường đất thuận lợi thúc đẩy

vi sinh vật đất phát triển mạnh, qua đó hạn chế các vi sinh vật có hại cho cây trồng (Nguyễn Như Hà, 2006)

1.4.2.3 Hiệu quả của phân hữu cơ đến năng suất cây trồng

Phân hữu cơ cung đầy đủ các dưỡng chất cho cây trồng như N, P, K, Ca, Mg,

S, các nguyên tố vi lượng, các kích thích tố sinh trưởng, các vitamin cho cây trồng Tuy nhiên đây là sự cung cấp toàn diện các chất dinh dưỡng cùng một lúc, do đó có

ý nghĩa quan trọng nếu so với việc bón phân hóa học chỉ cung cấp một số các chất dinh dưỡng nhất định Sự cung cấp toàn diện các nguyên tố vi lượng các vitamin từ phân hữu cơ có nghĩa quan trọng trong việc gia tăng phẩm chất nông sản, làm trái cây ngon hơn và tránh được hiện tượng bón dư thừa đạm và những chất hữu cơ trong quả là kết quả của các quá trình sinh hóa trong cây khi có đủ các nguyên tố vi lượng Sự mất cân đối khi bón các nguyên tố vi lượng có thể ảnh hưởng sự tạo thành các men này do đó ảnh hưởng phẩm chất hạt Bón phân không đúng liều lượng có thể gây sự mất cân đối trong dinh dưỡng cây trồng (Hoàng Minh Châu, 1998)

1.5 Các đặt tính hóa học đất

- pH đất: pH đất là chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá đất vì ảnh hưởng trực

tiếp tới sự phát triển của cây trồng, vi sinh vật đất, vận tốc các phản ứng hoá học và sinh hoá trong đất, độ hữu dụng của các chất dinh dưỡng trong đất, hiệu quả của việc sử dụng phân bón cũng phụ thuộc vào pH của đất Đất có pH nhỏ hơn 7 theo định nghĩa được xem là chua, tuy nhiên đất chua được xem như là đất có vấn đề khi

độ chua của đất ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sinh trưởng của cây trồng và làm giảm năng suất Đất chua đã trở thành một vấn đề quan trọng trong vùng nhiệt đới và vùng ôn đới ẩm (Hồ Văn Thiệt, 2006).Trong quá trình hoạt động, vi sinh vật,