Ảnh Hưởng Của Luân Canh Và Bón Phân Hữu Cơ Trong Cải Thiện Năng Suất Lúa Ba Vụ Và Độ Phì Nhiêu Đất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MỘN KHOA HỌC CÂY TRỒNG --- Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Trồng Trọt với

-oOo-

CAO CHÍ NHÂN

ẢNH HƯỞNG CỦA LUÂN CANH VÀ BÓN PHÂN HỮU CƠ TRONG CẢI THIỆN NĂNG SUẤT LÚA BA VỤ VÀ ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT TRONG KHU VỰC ĐÊ BAO TẠI

HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG

(TỪ 2001 – 2008)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ TRỒNG TRỌT

Cần Thơ, 02/2010

HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG

(TỪ 2001 – 2008)

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

MSSV: 3060542 Lớp: TRỒNG TRỌT K32

Cần Thơ, 02/2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả 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

Cao Chí Nhân

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

BỘ MỘN KHOA HỌC CÂY TRỒNG

-

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp nhận luận văn tốt nghiệp Kỹ sư ngành Trồng Trọt với đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA LUÂN CANH VÀ BÓN PHÂN HỮU CƠ TRONG CẢI THIỆN NĂNG SUẤT LÚA BA VỤ VÀ ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT TRONG KHU VỰC ĐÊ BAO TẠI HUYỆN CAI LẬY, TỈNH TIỀN GIANG (TỪ 2001 – 2008) Do sinh viên Cao Chí Nhân thực hiện và bảo vệ trước hội đồng Ý kiến của hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Luận văn tốt nghiệp được hội đồng đánh giá

Trưởng khoa Nông nghiệp & SHƯD Chủ tịch hội đồng

QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Nơi sinh: Thạnh Phú – Bến Tre

Chỗ ở: số nhà 53/1, ấp 2, xã An Thuận, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre Email: ccnhan42@student.ctu.edu.vn

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

1 Tiểu học:

Thời gian đào tạo từ năm 1994 đến năm 1999

Trường: Tiểu học An Thuận

Địa chỉ: ấp 4, xã An Thuận, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre

2 Trung học cơ sở:

Thời gian đào tạo từ năm 1999 đến năm 2003

Trường: Trung học cơ sở An Thuận

Địa chỉ: ấp 4, xã An Thuận, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre

3 Trung học phổ thông:

Thời gian đào tạo từ năm 2003 đến năm 2006

Trường: Trung học phổ thông Thị Trấn Thạnh Phú

Địa chỉ: Thị Trấn Thạnh Phú, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre

Ngày tháng năm Người khai ký tên

CAO CHÍ NHÂN

Kính dâng!

Cha, mẹ suốt đời vì sự nghiệp tương lai của con

Anh, chị là nguồn an ủi động viên

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

PGS Ts Võ Thị Gương, người đã hết lòng hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn

Ths Trần Bá Linh đã tận tình giúp đỡ và chỉ dẫn giúp em hoàn thành luận văn này

Chân thành cảm ơn

Anh Phạm Nguyễn Minh Trung, anh Trần Huỳnh Khanh đã tận tình giúp đỡ

em trong thời gian nghiên cứu luận văn tốt nghiệp này

CAO CHÍ NHÂN 2009 “Ảnh hưởng của luân canh và bón phân hữu cơ trong cải thiện năng suất lúa ba vụ và độ phì nhiêu đất trong khu vực đê bao tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang (từ 2001 – 2008)” Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Trồng Trọt Khoa Nông Nghiệp - Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn khoa học: Ths Trần Bá Linh

TÓM LƯỢC

Đồng Bằng Sông Cửu Long là vựa lúa lớn nhất nước, nhưng những năm gần đây năng suất lúa và độ phì nhiêu đất có khuynh hướng giảm Việc canh tác trong khu vực đê bao và canh tác liên tục làm cho đất đai ngày càng bị suy thoái bạc màu, cạn kiệt dinh dưỡng, không được phù sa bồi đắp và không bón phân hữu cơ trả lại cho đất là nguyên nhân làm giảm năng suất lúa Đề tài “Ảnh hưởng của luân canh

và bón phân hữu cơ trong cải thiện năng suất lúa ba vụ và độ phì nhiêu đất trong khu vực đê bao tại huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang (từ 2001 – 2008)” nhằm xác định mô hình canh tác cho năng suất cao và cải thiện độ phì nhiêu của đất

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức (NT) và 4 lần lặp lại, cụ thể như sau: NT1: Ba vụ lúa, đất canh tác liên tục; NT2: Ba

vụ lúa, giữa hai vụ có thời gian phơi đất ba tuần; NT3: Ba vụ lúa, giữa hai vụ có thời gian phơi đất ba tuần đồng thời kết hợp bón phân hữu cơ 10 Tấn/ha; NT4: lúa-bắp-lúa, giữa hai vụ có thời gian phơi đất ba tuần đồng thời kết hợp bón phân hữu

cơ 10 Tấn/ha Kết quả thí nghiệm sau 3 vụ như sau: Hàm lượng N hữu dụng, P hữu dụng, chất hữu cơ, độ bền đoàn lạp và tính thấm nước của đất ở nghiệm thức luân canh kết hợp bón phân hữu cơ cao và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức canh tác lúa liên tục và nghiệm thức ba lúa có thời gian phơi đất ba tuần không

có bón phân hữu cơ Năng suất của nghiệm thức có luân canh lúa-bắp-lúa cao và có khác biệt so với nghiệm thức chỉ phơi đất ba tuần và nghiệm thức canh tác lúa liên tục không bón phân hữu cơ Sau thời gian luân canh hoặc bón phân hữu cơ thì năng suất và độ phì nhiêu của đất được cải thiện một cách rõ rệt Vì vậy chúng ta nên canh tác lúa với cây màu đồng thời kết hợp bón phân hữu cơ để tăng năng suất và bảo vệ độ phì của đất

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Thâm canh lúa trong điều kiện hiện nay 2

1.2 Ảnh hưởng của thâm canh đến môi trường đất 2

1.3 Ảnh hưởng của luân canh cây trồng trên đất thâm canh lúa 3

1.3.1 Độ phì nhiêu của đất 3

1.3.2 Đặc tính sinh học đất 4

1.4 Hiện tượng suy giảm năng suất trong hệ thống thâm canh lúa nước 5

1.5 Tác dụng của phân hữu cơ đối với cây trồng 7

1.5.1 Ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây 7

1.5.2 Ảnh hưởng đến các tiến trình vật lý đất 7

1.5.3 Ảnh hưởng đến các tiến trình hóa học và sinh hóa 8

1.5.4 Ảnh hưởng đến vi sinh vật đất 8

1.5.5 Ảnh hưởng đến năng suất cây trồng 9

1.6 Điều kiện phân hủy chất hữu cơ 11

1.6.1 Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện thoáng khí 11

1.6.2 Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí 12

1.7 Vai trò của chất hữu cơ 13

1.7.1 Vai trò của chất hữu cơ trong đất 14

1.7.1.1 Đối với tính chất đất 14

1.7.1.2 Là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng và vi sinh vật 14

1.7.1.3 Duy trì và bảo vệ đất 15

1.7.2 Vai trò của chất hữu cơ trong hệ thống canh tác nhiều vụ trong năm 16

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 18

2.1 Phương tiện 18

2.2.1 Thời gian thí nghiệm 18

2.2.2 Địa điểm thí nghiệm 18

2.2.3 Vật liệu thí nghiệm 18

2.2 Phương pháp 21

2.2.1 Bố trí thí nghiệm 21

2.2.2 Thu thập số liệu 21

2.2.2.1 Cách lấy và xử lý mẫu đất thí nghiệm 21

2.2.2.2 Phương pháp phân tích 22

2.2.3 Xử lý số liệu 23

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24

3.1 Hiệu quả của phân hữu cơ trong việc cải thiện năng suất lúa 24

3.2 Hiệu quả của phân hữu cơ trong việc cải thiện một số tính chất hóa học đất25 3.2.1 pH đất 25

3.2.2 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất 26

3.2.3 Hàm lượng đạm (N) hữu dụng trong đất 28

3.2.4 Hàm lượng lân hữu dụng 30

3.2.5 Hàm lượng kali trao đổi 31

3.3 Hiệu quả của luân canh và bón phân hữu cơ trong việc cải thiện một số tính chất vật lý đất 32

3.3.1 Tính thấm nước của đất 32

3.3.2 Độ bền đoàn lạp 34

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

DANH SÁCH HÌNH

3.1 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất lúa vụ Đông Xuân 2008-2009 tại

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

27

3.2 Hàm lượng N hữu dụng trong đất lúa vụ Đông Xuân 2008-2009 tại

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

29

3.3 Hàm lượng P hữu dụng trong đất lúa vụ Đông Xuân 2008-2009 tại

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

30

3.4 Hàm lượng K trao đổi trong đất lúa vụ Đông Xuân 2008-2009 tại

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

32

3.5 Độ bền đoàn lạp của đất lúa vụ Đông Xuân 2008-2009 tại huyện

Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

35

2.2 Một số đặc tính hóa học của tầng mặt (0-15 cm) đất thâm canh lúa

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

2001 tại Cai Lậy, Tiền Giang

20

3.1 Năng suất (tấn/ha) thực tế của lúa vụ Đông Xuân 2008-2009,

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang

24

3.3 pH đất cuối vụ Đông Xuân 2008-2009 của đất lúa huyện Cai Lậy,

tỉnh Tiền Giang

33

MỞ ĐẦU

Là một trong những vùng sản xuất lúa gạo lớn nhất nước, Đồng Bằng Sông Cửu Long giữ vai trò quan trọng trong việc thâm canh lúa Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy canh tác lúa 3 vụ trong thời gian dài năng suất lúa và độ phì nhiêu của đất có khuynh hướng giảm, nhất là canh tác liên tục trong khu vực đê bao chống lũ Những nghiên cứu gần đây nhất của các nhà khoa học cho thấy nguyên nhân chính làm cho năng suất lúa giảm là do đất bị bạc màu, cạn kiệt dưỡng chất

Là một trong những vùng trồng lúa của Đồng Bằng Sông Cửu Long, Cai Lậy – Tiền Giang trở thành vùng chuyên canh lúa 3 vụ trong một năm, diện tích canh tác lúa 3 vụ ngày càng tăng, đất được canh tác liên tục trong năm nên bị suy thoái, bạc màu Bên cạnh đó, vùng này bị ngập lũ trước đây, nay được nông dân và địa phương làm bao đê ngăn lũ để tăng vụ, độ phì nhiêu, màu mỡ của đất không được bồi đắp hằng năm nên giảm đáng kể làm cho năng suất lúa có khuynh hướng giảm

Do đó, cần phải tăng cường khả năng cung cấp dinh dưỡng cho đất bằng các biện pháp: luân canh lúa với cây trồng cạn, bón phân hữu cơ cho đất, cần có thời gian để khô đất giữa 2 vụ lúa bằng cách phơi ải đất từ 2 đến 4 tuần

Với tình hình canh tác lúa liên tục nhiều vụ trong năm như trên nếu không có những biện pháp canh tác hợp lý, về lâu dài có thể ảnh hưởng đến tính bền vững của

sản xuất nông nghiệp Vì vậy, đề tài “Ảnh hưởng của luân canh và bón phân hữu cơ

trong cải thiện năng suất lúa ba vụ và độ phì nhiêu đất trong khu vực đê bao tại

huyện Cai Lậy, tỉnh Tiền Giang (từ 2001 – 2008)” được thực hiện nhằm mục đích

xác định mô hình canh tác cho năng suất cao và cải thiện độ phì nhiêu của đất

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

1.1 Thâm canh lúa trong điều kiện hiện nay

Đồng bằng sông Cửu Long là một vùng sản xuất lương thực lớn nhất cả nước, với diện tích khoảng trên 3.9 triệu ha (Tổng cục thống kê, 2002) Phần lớn đất

ở Đồng bằng sông Cửu Long có độ phì nhiêu cao, có điều kiện khí hậu về nhiệt độ,

ẩm độ, ánh sáng, lượng nước,… thích hợp với cây lúa

Từ 1960, việc thâm canh lúa phát triển nhanh chóng Sự phát triển này là do

sự cải tiến các giống lúa cao sản và sự phát triển của hệ thống thủy lợi trong sản xuất nông nghiệp Để đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu thì phải gia tăng sản lượng lương thực, do đó việc thâm canh tăng vụ là rất cần thiết Thâm canh tăng vụ không những giúp gia tăng năng suất lúa mà còn tăng thu nhập cho người dân

(Nguyễn Hữu Chiếm và ctv., 1999)

Bên cạnh đó thì thâm canh tăng vụ cũng gây một số bất lợi cho đất như: Làm cho đất ngập nước thường xuyên, dẫn đến sự ô nhiễm môi trường, bạc màu đất, cạn kiệt chất dinh dưỡng,…

Theo Trần Bá Linh và ctv (2006) cho rằng thâm canh cây lúa trong thời gian

dài sẽ phát triển tầng đất bị nén dẽ ngay bên dưới tầng đất mặt ở độ sâu 20 - 45cm

và có độ dày khoảng 25cm Đây là nguyên nhân làm cho hệ thống rễ phát triển kém Kết quả là nước, oxy và dinh dưỡng chỉ hữu dụng cho cây trồng ở tầng đất mặt, trong khi phần còn lại của phẫu diện thì nằm ngoài tầm hoạt động của cây trồng

1.2 Ảnh hưởng của thâm canh đến môi trường đất

Theo Trần Quang Tuyến (1997) cho rằng thâm canh lúa trong thời gian dài

đã khai thác quá mức độ phì nhiêu đất mà không chú ý bồi hoàn hoặc bồi hoàn không cân đối làm cho dưỡng chất trong đất ngày một cạn kiệt Ngoài ra, việc cày

ải phơi đất, chôn vùi rơm rạ, tập quán sử dụng phân hữu cơ không được chú trọng làm cho độ xốp của đất giảm, tính thấm kém,…ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa về lâu dài

Sự cạn kiệt dinh dưỡng trong đất là hậu quả của việc sử dụng đất không hợp

lý, không có biện pháp bồi hoàn hoặc cải thiện chất lượng đất,… Sự cạn kiệt dinh dưỡng trong đất là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng, cho dù được cung cấp một lượng dinh dưỡng lớn từ phân bón vô cơ nhưng năng suất cây trồng vẫn thấp Việc thâm canh lúa liên tục làm cho đất không

có thời gian nghỉ ngơi lấy lại chất dinh dưỡng (Lê Văn Khoa, 2004)

1.3 Ảnh hưởng của luân canh cây trồng trên đất thâm canh lúa

1.3.1 Độ phì nhiêu của đất

Luân canh lúa với cây trồng cạn trên một diện tích đất sẽ làm thay đổi kiểu canh tác, liều lượng và dạng phân bón sử dụng, do đó có tác dụng duy trì và làm tăng độ phì nhiêu của đất Nhu cầu về chất dinh dưỡng của các loại cây trồng trong luân canh khác nhau làm cho chế độ dinh dưỡng trong đất không bị mất cân đối Rễ của các loại cây trồng khác nhau nên chúng có thể hút chất dinh dưỡng ở những độ sâu khác nhau, làm cho đất không bị cạn kiệt dinh dưỡng Khi luân canh với cây họ đậu là những cây có khả năng cố định đạm khí trời, cũng góp phần làm cho độ phì

nhiêu của đất gia tăng (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv., 1999)

Luân canh cây lúa với cây màu có thể cải thiện độ phì nhiêu của đất, ít sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật làm giảm sự ô nhiễm môi trường (Trương Trọng Ngôn, 2003) Khi luân canh lúa với cây màu thì khả năng khoáng hóa đạm trên đất lúa có luân canh cao hơn đất chuyên canh lúa (Mai Nam, 2006)

Tất cả các công thức luân canh hiện nay đều không làm cho đất xấu đi mà trái lại luân canh làm cho tính chất hóa, lý của đất thay đổi theo chiều hướng tốt (Mai Văn Quyền và ctv., 2003) Luân canh các loại cây trồng khác nhau thì nhu cầu tưới nước và dinh dưỡng khác nhau, đất có thời gian thoáng khí và giữ được kết cấu (Nguyễn Văn Hoàng, 1989)

Những vi khuẩn Rhizorium sống trong nốt sần rễ của cây họ đậu, có khả

năng cố định đạm lại cho cây Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây họ đậu cung cấp chất hữu cơ và năng lượng cho vi khuẩn, ngược lại vi khuẩn chuyển một

phần đạm cố định lại cho cây Hàng năm, vi khuẩn nốt sần cây họ đậu cung cấp cho đất khoảng 80 triệu tấn đạm tương đương với lượng phân đạm mà các nhà máy sản xuất Khả năng làm giàu đạm cho đất tùy thuộc vào các loại cây đậu Đậu đũa cố định được 48 - 552 kgN/ha/năm, đậu Hà Lan 52 - 77 kgN/ha/năm, Đậu Xanh cố định được 63 - 342 kgN/ha/năm Mỗi năm 1ha đậu có thể tích lũy từ 40 - 200 kgN nguyên chất (Lê Văn Căn, 1979)

Hệ thống luân canh lúa - màu thay cho chuyên canh lúa, hạn chế tình trạng ngập nước liên tục làm tăng độ tự do của sắt và thành phần chất hữu cơ tích lũy trong đất chủ yếu từ rơm rạ lúa Mặt khác, nó tạo ra 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 (Trần Xuân Lạc, 1990)

Theo Nguyễn Minh Đông (2006), hàm lượng đạm hữu cơ dễ phân hủy ở các nghiệm thức luân canh (18,5 – 18,8 mg/kg) có khuynh hướng cao hơn so với hệ thống chuyên canh lúa (16,5 mg/kg), phần trăm đạm khoáng hóa so với đạm tổng số cũng cao hơn có ý nghĩa thống kê ở đất luân canh lúa - màu, hàm lượng đạm N-

NH4+ của đất luân canh 16,1 – 116,5 mg/kg đất trong suốt vụ

1.3.2 Đặc tính sinh học đất

Sự thay đổi sản xuất của đất từ canh tác truyền thống sang canh tác luân canh trong 2 năm thì sinh khối của sinh vật đất trong 30 cm lớp đất mặt canh tác luân

canh là 2,62 kg/ha cao hơn canh tác truyền thống (1,98 kg/ha) (Doran et al., 1987)

Trồng lúa liên tục nhiều vụ trong năm đã làm cho đất ngập nước hầu như quanh năm, môi trường đất có thể bị ảnh hưởng và sâu bệnh nhiều hơn Do đó, cần thiết phải luân canh màu với cây lúa (Nguyễn Bảo Vệ, 2003)

Luân canh lúa nước với cây trồng cạn để có thời gian được phơi khô và phân hủy các chất hữu cơ trong đất cũng như tạo được môi trường cho những vi sinh vật háo khí hoạt động và đa dạng hóa các hệ động vật khác trong đất (Võ Thị Gương, 2004)

Theo Trương Trọng Ngôn (2003), canh tác lúa màu bảo vệ môi trường do sử dụng ít phân bón và thuốc trừ sâu, cải tạo được độ phì nhiêu của đất do canh tác với cây họ đậu Ở rễ cây đậu đang phát triển, trong đất bắt đầu phát triển một hệ vi sinh vật phong phú, đặc trưng cho vùng rễ của cây (Nguyễn Lân Dũng, 1968) Mỗi loại đậu sẽ tiết vào trong vùng rễ những chất hữu cơ xác định, chúng có tác dụng thu hút những vi sinh vật tương ứng tụ tập ở lại ở đầu lông hút, phát triển mạnh mẽ lên và xâm nhập vào rễ Bất cứ loại cây họ đậu nào cũng tạo được điều kiện thích hợp để

vi khuẩn nốt sần riêng của mình phát triển (Nutman, 1957)

1.4 Hiện tượng suy giảm năng suất trong hệ thống thâm canh lúa nước

Sự suy giảm năng suất đã được chú ý trong những nghiên cứu dài hạn về chiều hướng năng suất của hệ thống thâm canh lúa nước ở vùng Châu Á nhiệt đới Vấn đề này đã được báo cáo lần đầu tiên về sự suy giảm năng suất của 28 giống lúa cao sản tại viện nghiên cứu lúa gạo quốc tế IRRI sau khi đã loại bỏ những ảnh

hưởng của sâu bệnh, thời tiết (Flinn et al., 1982)

Trong những thí nghiệm dài hạn hai hoặc ba vụ, sau khi đạt tiềm năng năng suất tối đa thì năng suất lúa đã sụt giảm hơn 35% trong suốt 20-30 năm qua Nếu như đầu thập niên 60 trung bình tổng năng suất lúa trong năm là 17,3 tấn; vào thập niên 70 là 16,7 tấn và đến cuối thập niên 80 năng suất lúa giảm chỉ còn 13,5 tấn

(Olk et al., 1996)

Đặc biệt, hiện tượng suy giảm năng suất xảy ra ở cả hai mức độ bón và

không bón N với trung bình từ 90 đến 160kg/ha mỗi năm (Flinn et al., 1982) Mức

độ giảm năng suất hạt từ 60 đến 100kg/ha mỗi năm kể từ khi thâm canh lúa nước được tiến hành ở IRRI từ năm 1966 đến 1991 Kết quả điều tra thâm canh lúa nước dài hạn ở Philippines và Ấn Độ cũng cho thấy năng suất lúa giảm mỗi năm từ 50 đến 240kg/ha khi canh tác liên tục gần 30 năm và kể cả thay thế liên tục giống củ bằng các giống mới có tiềm năng năng suất cao hơn cũng không làm gia tăng năng

suất theo thời gian canh tác (Cassman et al., 1993) Vào giai đoạn 1966-1972, trung

bình năng suất lúa đạt 8,8 tấn/ha, nhưng đến giai đoạn 1986-1992, năng suất lúa chỉ còn 7,2 tấn/ha (Lal và Stewart, 1995)

Ở ĐBSCL, năng suất lúa cũng có chiều hướng giảm dần theo thời gian canh tác ở cả ba vụ Đông Xuân, Hè Thu và Thu Đông và muốn ổn định năng suất thì

phải tăng lượng N bón vào (Nguyễn Hữu Chiếm và ctv., 1999)

Nguyên nhân chính làm sụt giảm năng suất lúa có thể là do suy giảm độ hữu dụng của N hữu cơ trong đất, làm hạn chế khả năng khoáng hóa và hàm lượng N

cây lúa hấp thụ được từ đất (Cassman et al., 1995) đặc biệt thường xảy ra vào giai

đoạn nửa cho đến cuối vụ lúa Mặt khác, trong suốt những năm có sự suy giảm năng suất xảy ra, hàm lượng chất hữu cơ, N tổng số trong đất và hiệu quả sử dụng N

từ phân bón của lúa không đổi Vì vậy, các nghiên cứu đã tập trung vào giả thuyết

về sự thay đổi trong đặc tính hóa học, chất lượng chất hữu cơ và N hữu cơ trong đất

(Olk et al., 2004)

Năng suất bị giới hạn bởi nhiều yếu tố khác ngoài N, mà có thể do loại cây trồng, mật độ trồng, quản lý nước và dịch hại, thiếu vi lượng, hạt giống gieo trồng kém chất lượng, bức xạ nhiệt thấp (Hossain et al., 2005)

Với việc độc canh cây lúa, sản xuất hai hay ba vụ lúa trong năm thì cả lượng phân bón sử dụng, thời gian đất ngập nước và tổng lượng chất hữu cơ để lại từ rễ lúa và gốc rạ đều tăng Do đó dưới điều kiện yếm khí, hoạt động của vi sinh vật giảm, tồn dư của cây trồng tích lũy dần trong chất hữu cơ của đất lúa Duy trì độ phì nhiêu của đất dưới điều kiện tăng vụ là vấn đề được đặt ra, cây trồng canh tác liên

tục trong thời gian dài là nguyên nhân làm thay đổi đặc tính đất (Cassman et al.,

1995)

Theo Cassman et al (1995), canh tác lúa liên tục sau 10 năm năng suất giảm

được xác định do các nguyên nhân: (1) giảm đặc tính di truyền của giống lúa, (2) do thay đổi khí hậu, (3) thời gian dài làm thay đổi hóa tính của đất ngập nước ảnh hưởng đến khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất, (4) thay đổi chất lượng chất hữu

cơ của đất làm giảm khả năng cung cấp N của đất, (5) vi sinh vật trong đất ngập nước thay đổi, (6) thiếu N hoặc ngộ độc do các dinh dưỡng khác như Zn, B, (7) giảm sự hấp thu N từ rễ, (8) giảm số lượng, mật số rễ, (9) canh tác liên tục làm tăng

áp lực sâu bệnh hại Thí nghiệm dài hạn của Cassman và Pingali (1995), cây lúa

được trồng liên tục dưới điều kiện ngập nước, dịch hại được quản lý tốt nhưng năng suất giảm, cho thấy chất lượng đất bị giảm

1.5 Tác dụng của phân hữu cơ đối với cây trồng

1.5.1 Ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây

Chất hữu cơ chứa các nguyên tố N, P, K, Ca, Mg, S và nhiều nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây Cây có thể hút một lượng nhỏ chất đạm hữu cơ dưới dạng amino acid như alanine, glycine Còn thông thường cây hút các chất dưới dạng muối khoáng có được từ sự khoáng hóa chất hữu cơ Ví dụ cây lúa thu hút 80% chất đạm từ sự khoáng hóa chất hữu cơ trong đất, ngay cả khi đất được bón phân Bón kết hợp thích đáng giữa phân hóa học và phân hữu cơ sẽ có tác dụng làm tăng năng suất cây trồng

Chất mùn và sản phẩm phân hủy của chất hữu cơ có ảnh hưởng tốt đến sự sinh trưởng của cây, kiểm soát sự sinh trưởng nhanh chóng của các tuyến trùng ký sinh và làm giảm tác dụng độc hại của thuốc trừ sâu Ví dụ: Các thành phần acid fulvic của chất mùn lấy từ phân chuồng đem bón theo tỷ lệ 0,03% và 0,05% sẽ làm gia tăng năng suất lúa 58% và 85%

Các cây phân xanh họ đậu có khả năng cố định đạm từ khí trời và hút được nhiều lân trong đất, vì vậy chúng tích lũy nhiều chất dinh dưỡng và là nguồn phân bón tốt cho cây trồng

1.5.2 Ảnh hưởng đến các tiến trình vật lý đất

Thông qua hoạt động của vi sinh vật, chất hữu cơ phân hủy biến thành mùn Mùn có khả năng liên kết những 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 có thể xuyên xuống tầng nén dẽ bên dưới (Võ Thị Gương, 2007)

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)

Ảnh hưởng của chất hữu cơ đến các tiến trình vật lý đất thể hiện rõ trên đất trồng màu (dryland crops soils) hơn là trên đất lúa nước (flooded rice soil)

1.5.3 Ảnh hưởng đến các tiến trình hóa học và sinh hóa

Trong hầu hết các loại đất, bón phân đạm lâu ngày có xu hướng làm giảm pH đất, chất hữu cơ sẽ có tác dụng đệm Nếu độ chua của đất gây ra do nhôm, có thể chữa trị một phần bằng cách tạo hợp chất hữu cơ với nhôm Đối với các loại đất rất chua (như đất phèn) do tỷ lệ chất hữu cơ được phân hủy thấp nên không đủ làm thay đổi pH theo cơ chế trên Theo Ngô Thị Hồng Liêm (2006) cho rằng phân hữu

cơ bã bùn mía, thân lá cây Bình Linh và cây Đậu Xanh có hiệu quả cao trong tăng lượng N hữu cơ dễ phân hủy trong đất Đặc biệt phân bã bùn mía giúp tăng lượng P hữu dụng rất cao

Chất hữu cơ có thể tạo thành phức chất với Fe, Al từ các phosphate của chúng và sự tạo thành CO2 từ sự phân hủy chất hữu cơ có thể làm giải phóng dạng liên kết với canxi Chất hữu cơ là nguồn cung cấp các nguyên tố vi lượng cho đất, nhưng chúng cũng có thể làm giảm độ hữu dụng của một số nguyên tố vi lượng, ví

dụ như sự cố định đồng trên đất than bùn

1.5.4 Ảnh hưởng đến vi sinh vật đất

Chất hữu cơ là môi trường tốt cho vi sinh vật sống và phát triển nhanh chóng Phân chuồng có ảnh hưởng tốt đến đời sống vi sinh vật cố định đạm, chất mùn trích từ phân chuồng làm gia tăng hiệu quả cố định đạm của vi khuẩn

Rhizobium và Azotobacter Đất được bón nhiều phân chuồng, số lượng vi sinh vật

này tăng lên rõ rệt, khả năng nitrat hóa của đất cũng tăng lên

Theo Bossuyt et al (2001) cho rằng sự hô hấp của vi sinh vật gia tăng, hay

nói cách khác là hoạt động của vi sinh vật đất tăng cường trong điều kiện chất hữu

cơ thêm vào đất có chất lượng cao vì độ hữu dụng của C và N cao Tuy nhiên, lượng N hữu cơ dễ phân hủy cao trong đất, tiến trình khoáng hóa xảy ra nhanh, lượng N khoáng vô cơ được cung cấp với lượng lớn hơn có thể cản trở hoạt động

của vi sinh vật (Soderstroms et al., 1983)

1.5.5 Ảnh hưởng đến năng suất cây trồng

Theo Phạm Tiến Hoàng (2003) cho rằng phân hữu cơ gia tăng năng suất cây trồng đáng kể trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta

Bảng 1.1: Vai trò của phân chuồng đối với lúa trên đất bạc màu (Sóc Sơn – Hà nội)

Theo kết quả thí nghiệm của Dương Minh Viễn và ctv (2005) thì việc bón

phân hữu cơ giúp sinh khối của cây bắp rau tăng đáng kể so với nghiệm thức không bón phân hữu cơ và việc lưu tồn của phân hữu cơ này trong vụ sau cũng làm tăng đáng kể sinh khối của cây so với nghiệm thức không bón phân hữu cơ Lượng bón 60N - 60P2O5 - 30K2O và 10 tấn phân hữu cơ bã bùn mía trên 1 ha làm tăng sinh khối của bắp rau gần 2 lần so với chỉ bón phân vô cơ

Sử dụng phân hữu cơ làm tăng sinh khối của cây bắp rau cũng được tìm thấy bởi Lê Thị Thanh Chi (2008), lượng bón 10 tấn phân hữu cơ kết hợp với 75% phân

vô cơ thì sinh khối cây bắp đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức bón 20 tấn phân hữu cơ và bón phân vô cơ Trong đó lượng bón 20 tấn phân hữu cơ cũng cho sinh khối của cây bắp cao hơn so với chỉ bón phân vô cơ Theo Phạm Thị Phương Thúy (2008) thì bón 5 tấn phân hữu cơ kết hợp 112,5N - 45P2O5 - 30K2O trên đất xám bạc màu thì năng suất và sinh khối của cây bắp có xu hướng cao hơn

so với nghiệm thức chỉ bón 150N - 90P2O5 - 60K2O mặc dù chưa khác biệt thống

kê

Theo nghiên cứu khi sử dụng phân hữu cơ CropMaster trên đất trồng lúa vụ Đông Xuân tại huyện Tam Bình thì năng suất lúa có khuynh hướng gia tăng, bón lượng phân đơn vô cơ 30 – 15 – 5 kết hợp với Super Cal và 30 – 15 – 5 kết hợp với Super Hume cho năng suất cao khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng chỉ sử dụng

phân vô cơ (Võ Thị Gương và ctv., 2002) Việc bón phân hữu cơ AGROSTIM trên

đất trồng lúa vụ Đông Xuân tại Tiền Giang có khuynh hướng tăng năng suất và giúp tăng phần trăm hạt chắc khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng chỉ sử dụng phân vô cơ, ngoài ra còn giúp giảm bệnh cháy lá và giảm sâu hại (Võ Thị Gương và

cvt., 2002)

Theo kết quả của Võ Hoài Chân (2008) cho rằng bón phân hữu cơ trên đất trồng bắp nghèo dinh dưỡng thì sinh khối của cây bắp ở các nghiệm thức có bón phân hữu cơ đều cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng chỉ bón phân vô cơ Ở các nghiệm thức bón phân hữu cơ cộng với 50% phân vô cơ, hiệu quả sinh khối khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng không bón phân hữu cơ Kết quả này cho thấy vai trò của phân hữu cơ trong canh tác bắp trên các loại đất xám bạc màu Chỉ với liều lượng 10 tấn phân hữu cơ/ha, có thể giảm đến 50% lượng phân vô cơ vẫn đạt sinh khối cao hơn điều kiện bón đầy đủ phân vơ cơ Đối với trọng lượng trái, ở các nghiệm thức có bón phân hữu cơ đều khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng chỉ bón phân vô cơ đồng thời giữa các nghiệm thức bón 50% phân vô cơ và bón 70% phân vô cơ cũng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê So sánh giữa các nghiệm thức bón ba loại phân hữu cơ kết hợp với 70% lượng phân vô cơ, kết quả trọng lượng trái không khác biệt nhau, kết quả này cho thấy vai trò của phân hữu cơ trong việc ổn định chỉ tiêu trọng lượng trái Ở các nghiệm thức có bón phân hữu cơ kết hợp 50% lượng phân vô cơ kết quả trọng lượng trái cho khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng không bón phân hữu cơ Như vậy, với lượng phân hữu cơ tương đương 10 tấn/ha, có thể giảm được lượng phân vô cơ đến 50% mà trọng lượng trái bắp vẫn cao hơn so với chỉ bón 100% phân hữu cơ Đối với sự sinh trưởng của cây bắp: Sự phát triển sinh khối của cây bắp trên đất giồng cát có bón phân hữu cơ các dạng hỗn hợp mụn dừa khác biệt có ý nghĩa so với 2 nghiệm thức không bón phân hữu cơ So sánh giữa ba nghiệm thức có bón phân hữu cơ không có khác biệt về hiệu quả tăng sinh trưởng của cây bắp Qua kết quả này cho thấy vấn đề bón phân hữu cơ cho bắp ở ruộng thí nghiệm có vai trò rất quan trọng trong việc hình thành sinh khối cho cây bắp Quan sát cuối thời kỳ sinh trưởng của vụ bắp thí nghiệm cho thấy các nghiệm thức có bón

phân hữu cơ cây bắp phát triển đồng điều hơn hai nghiệm thức chỉ bón phân hóa học, vì vậy, chỉ sử dụng 70% lượng phân hóa học so với mức khuyến cáo nhưng kết quả vẫn tạo được sinh khối cao hơn

Việc sử dụng phân hữu cơ còn góp phần cải thiện được năng suất của mía trên đất phèn, khi bón 3 tấn phân hữu cơ bã bùn mía kết với phân vô cơ theo liều lượng khuyến cáo là 150N - 50P2O5 - 100K2O cho năng suất mía tơ cao hơn so với

2 nghiệm thức bón theo nông dân là 350N - 225P2O5 - 50K2O và chỉ bón NPK theo

khuyến cáo mặc dù không khác biệt thống kê (Dương Minh Viễn và ctv., 2006)

1.6 Điều kiện phân hủy chất hữu cơ

Sự khoáng hóa chất hữu cơ là sự giải phóng trở lại cho đất các chất dinh dưỡng cho cây trồng dưới dạng hợp chất vô cơ Sản phẩm cuối cùng của sự khoáng hóa là CO2, NH4+, NO3-, H2PO4-, S2- và SO42- (Võ Thị Gương, 2007) Có 2 điều kiện

để phân hủy chất hữu cơ trong đất:

1.6.1 Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện thoáng khí

Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện thoáng khí là tiến trình oxy hóa, thường trải qua nhiều giai đoạn, và nhiều sản phẩm trung gian, nhưng sản phẩm cuối cùng thường là khí CO2, H2O và muối khoáng Thông thường có ba phản ứng

xảy ra (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv., 2004)

- Hợp chất carbon được enzyme oxy hóa sản sinh ra CO2, H2O, năng lượng

và các vi sinh vật phân hủy

- Các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu như đạm, lân và lưu huỳnh được giải phóng bởi các phản ứng riêng biệt cho mỗi nguyên tố

- Các hợp chất chống chịu sự hoạt động của vi sinh vật được tạo thành Khi thành phần của chất hữu cơ chủ yếu là carbon và hydro, sự oxy hóa chất hữu cơ sẽ xảy ra theo phản ứng sau:

R-(C.4H) + 2O2 CO2 + 2H2O + năng lượng

Hợp chất hữu cơ chứa C (478Kjmol-1) Khi chất hữu cơ thêm vào đất, vi sinh vật tấn công các thành phần dễ phân hủy trước Sau đó số lượng vi sinh vật gia tăng rất đáng kể Ngay khi hoạt động vi sinh vật đạt đỉnh cao đây cũng là thời điểm năng lượng được giải phóng nhanh nhất,

CO2 được hình thành với số lượng lớn, và các thành phần chất hữu cơ mới được vi sinh vật tổng hợp Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn phát triển sinh khối cao và hoạt động mạnh trong tiến trình phân hủy đồng thời với tổng hợp Mô cơ thể của vi sinh vật có thể đạt 1/3 thành phần hữu cơ trong đất Ngay trong thời gian mật độ vi sinh vật phát triển cao, một thành phần chất hữu cơ trong đất cũng được phân hủy (Võ Thị Gương, 2007)

1.6.2 Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí

Sự cung cấp oxy cho đất bị dừng lại khi các tế khổng chứa đầy nước, ngăn cản sự khuếch tán của oxy từ khí quyển vào đất Dưới điều kiện yếm khí, sự phân hủy tiếp tục phân hữu cơ chậm hơn rất nhiều so với điều kiện cung cấp đầy đủ oxy

Vì vậy đất ngập nước liên tục thường tích lũy số lượng lớn chất hữu cơ

Sản phẩm phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí bao gồm các acid hữu cơ, rượu và khí metan (CH4) Các phản ứng sau đây xảy ra trong đất ướt bởi các vi khuẩn sinh khí metan khác nhau:

4C2H5COOH + 2H2O vi sinh vật 4CH3COOH + CO2 + 3CH4 Propionate acetate metan

CH3COOH vi sinh vật CO2 + CH4

CO2 + 4H2 vi sinh vật 2H2O + CH4

Thối rửa là quá trình kỵ khí diễn ra trong điều kiện thiếu oxy do ngập nước hoặc do các vi sinh vật hiếu khí phát triển nhanh đã sử dụng hết oxy trong đất Sản

phẩm cuối cùng của quá trình thối rửa là bên cạnh các chất ở dạng oxy hóa như

CO2, H2O còn có một lượng lớn các chất ở dạng khử như CH4, H2S, PH3, NH3… (Trần Khắc Hiệp, 2006)

Như vậy sự khoáng hóa chất hữu cơ giải phóng một lượng lớn các chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng Ngoài ra, các hợp chất hữu cơ sinh ra trong quá trình phân hủy cũng góp phần vào quá trình phong hóa các tinh khoáng, làm cho độ hữu

dụng của một số nguyên tố tăng lên (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004)

Tuy vậy, nếu sử dụng đất liên tục, ít bón phân hữu cơ sẽ làm cho sự khoáng hóa chất hữu cơ xảy ra quá mạnh dẫn đến làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong đất Đất trồng trọt khi bị giảm chất hữu cơ sẽ trở nên thoái hóa, có tính chất vật lý

và hóa học kém, độ phì nhiêu và sức sản xuất sẽ giảm Bón phân hữu cơ cho đất là biện pháp tốt nhất để duy trì và làm gia tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất (Ngô

Ngọc Hưng và ctv., 2004)

1.7 Vai trò của chất hữu cơ

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 có thành phần phức tạp và có thể chia thành hai phần: chất hữu

cơ chưa bị phân giải gồm các tàn tích động thực vật như: thân, rễ, lá cây, xác động thực vật và vi sinh vật ; chất hữu cơ đã phân giải: protein, lipid, andehyt,… chiếm tỷ

lệ thấp và các hợp chất cao phân tử có cấu tạo phức tạp (hợp chất hữu cơ ngoài mùn) chiếm tỷ lệ cao nằm trong khoảng 80 - 95% chất hữu cơ (Võ Thị Gương và

ctv., 2004)

Chất hữu cơ trong đất là một trong bốn nhân tố quan trọng nhất trong cấu tạo

và duy trì độ bền của cấu trúc đất Nó còn là yếu tố quan trọng nhất để đánh giá độ phì nhiêu và ảnh hưởng đến nhiều tính chất đất: tính chất hóa học, lý học và sinh học của đất

1.7.1 Vai trò của chất hữu cơ trong 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 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

Chất hữu cơ ảnh hưởng đến tuần hoàn nước trong đất làm cho nước ngầm 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 ván và tránh xói mòn (Ngô Ngọc Hưng và ctv.,

2004)

1.7.1.2 Là nguồn dinh dưỡng cho 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 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)

Chất hữu cơ trong đất có liên quan chặc với N tổng số trong đất (Stevenson, 1982) Tuy nhiên, đạm hữu dụng lại tương quan không cao với chất hữu cơ hoặc đạm tổng số trong đất

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) thí nghiệm về hiệu quả của phân hữu cơ lên đất liếp vườn

trồng cam, cho thấy 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 đất, hàm lượng chất hữu cơ, khả năng hấp phụ và trao đổi cation của đất

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

(Saffigna et al., 1989) 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 làm giảm mật

số vi sinh vật có hại trong đất

1.7.1.3 Duy trì và bảo vệ đất

Chất hữu cơ được xem là nguồn dinh dưỡng đặc biệt có ý nghĩa đến độ phì

nhiêu của đất Theo Võ Thị Gương và ctv (2004) cho rằng việc bón phân hữu cơ

với liều lượng 10T/ha có hiệu quả tốt trong việc nâng cao hàm lượng chất hữu cơ, đạm hữu cơ dễ phân hủy, đạm hữu dụng và hoạt động của vi sinh vật đất Chất hữu

cơ có vai trò là hệ đệm để cải thiện tính chất vật lý, tăng khả năng giữ nước, giữ phân, nâng cao hiệu quả sử dụng phân vô cơ, làm giảm ảnh hưởng độc hại của kim loại nặng đối với cây trồng và đảm bảo môi trường sống cho vi sinh vật có ích 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 (Trần Văn Chính, 2006) Ngoài ra, chất hữu cơ còn có khả năng hấp phụ Al, Fe, hấp thu 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)

1.7.2 Vai trò của chất hữu cơ trong hệ thống canh tác nhiều vụ trong năm

Với hệ thống canh tác nhiều vụ trong năm vấn đề duy trì độ phì nhiêu của đất

là không thể thiếu được để đạt năng suất cây trồng ổn định Việc duy trì độ phì nhiêu của đất thì chất hữu cơ đóng vai trò rất quan trọng (Võ Thị Gương, 2007) Vai

trò của chất hữu cơ là tăng tính đệm của hệ thống (Flaig et al., 1999) nghĩa là giúp

cải thiện điều kiện phát triển đối với cây trồng khi một số yếu tố của môi trường đất thấp hơn hoặc cao hơn khoảng tối hảo Hay nói một cách khác là vai trò của chất hữu cơ giúp duy trì điều kiện cho năng suất tối hảo

Trong một vụ canh tác, số lượng các dưỡng chất được cây trồng hấp thu rất lớn Thí dụ một vụ lúa với năng suất tươi 7,9T/ha và khoảng 7T rơm trong thí nghiệm đã lấy đi lượng các dưỡng chất lớn như sau:

Bảng 1.2: Dưỡng chất cây lúa hấp thu trong một vụ (De Datta, 1981)

Nguyên tố đa và trung

Theo Olk et al (1996) cho rằng thành phần humic acid di động và calcium

humate chiếm khoảng 20% N tổng số và Carbon hữu cơ trong đất thâm canh lúa 2-3

vụ trong năm Thành phần humic acid di động giàu đạm và amino acid dễ thủy phân hơn so với calcium humate Tăng vụ canh tác lúa liên tục đưa đến gia tăng hàm lượng phenolic trong chất hữu cơ (thành phần mùn của đất); làm chậm tiến trình phân hủy lignin do sự thiếu O2 trong đất kết quả là lượng phenolic gia tăng trong đất hữu cơ trẻ Sự gia tăng nhóm Phenolic trong các thành phần này sẽ ảnh hưởng đến chu trình chất N trong đất, giảm khả năng cung cấp N của đất lúa canh tác 2-3 vụ/năm