nghiên cứu hiệu quả vùi phụ phẩm của cây trồng trong cơ cấu ba vụ trên đất bạc màu tỉnh bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM




LÊ ANH TUẤN


NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ VÙI PHỤ PHẨM
CỦA CÂY TRỒNG TRONG CƠ CẤU BA VỤ
TRÊN ðẤT BẠC MÀU TỈNH BẮC GIANG




LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP




HÀ NỘI - 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM




LÊ ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ VÙI PHỤ PHẨM
CỦA CÂY TRỒNG TRONG CƠ CẤU BA VỤ
TRÊN ðẤT BẠC MÀU TỈNH BẮC GIANG

Chuyên ngành : TRỒNG TRỌT
Mã số : 60.62.01



LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Người hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Quang Xuân





HÀ NỘI - 2011




Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
i

LỜI CẢM ƠN


Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ Bùi Quang Xuân, người ñã tận tình chỉ
bảo, hướng dẫn ñể tôi có thể thực hiện tốt Luận văn này. Tôi xin chân thành cảm

ơn các thầy cô giáo ñã trực tiếp giảng dạy, Ban ðào tạo Sau ñại học Viện Khoa
học Nông nghiệp Việt Nam giúp ñỡ tôi trong thời gian học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ñạo Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, lãnh ñạo
Bộ môn Phát sinh học và Phân loại ñất, lãnh ñạo Trung tâm nghiên cứu ñất, phân
bón vùng trung du cùng tập thể các cán bộ nghiên cứu ñã ñóng góp cho tôi
những ý kiến quý báu trong thời gian học tập và thực hiện ñề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè ñồng nghiệp, gia ñình, ñặc biệt là Vợ tôi
ñã tạo ñiều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận
văn này,

Hà Nội, tháng năm 2011






Lê Anh Tuấn




Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
ii


LỜI CAM ðOAN


Các kết quả của ñề tài nghiên cứu này là hoàn toàn trung thực, do tôi và các

ñồng nghiệp trực tiếp thực hiện, chưa ñược sử dụng cho một công trình nghiên
cứu nào khác.
Các trích dẫn sử dụng trong luận văn ñược ghi rõ tên tài liệu trích dẫn, tác
giả và nguồn gốc tài liệu ñó.


NGƯỜI VIẾT CAM ðOAN














Lê Anh Tuấn


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iii

M Ụ C L Ụ C

Trang

Lời cảm ơn i

Lời cam ñoan ii

Mục lục iii

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vi

Danh mục hình và bảng biểu vii

MỞ ðẦU 1

I. Tính cấp thiết của ñề tài 1

II. Mục tiêu và yêu cầu của ñề tài 3

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1. Những nghiên cứu về tính chất lý, hóa học trong ñất xám bạc màu 4

1.2. Những nghiên cứu về cơ cấu cây trồng 8

1.3. Vai trò của phụ phẩm nông nghiệp ñối với cây trồng 11

1.3.1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp 11

1.3.2. Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp ñến các chất dinh

dưỡng trong ñất
15

1.3.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây
trồng
18

Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1. Vật liệu nghiên cứu 28

2.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 29

2.2.1. ðịa ñiểm nghiên cứu 29

2.2.2. Thời gian nghiên cứu 29

2.3. Nội dung nghiên cứu 29

2.4. Phương pháp nghiên cứu 29



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
iv
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu 29

2.4.2. Phương pháp kế thừa 29

2.4.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm 30

2.4.4. Công thức thí nghiệm 30

2.4.5. Mức ñầu tư phân bón, giống, mật ñộ cho các cây trồng 31

2.4.6. Thời kỳ bón và tỷ lệ bón phân 31

2.4.7. Chỉ tiêu theo dõi 33

2.4.8. Phương pháp sử dụng và trả lại phụ phẩm nông nghiệp cho
từng cây trồng ở tất cả các cơ cấu
33

2.4.9. Phương pháp thu thập số liệu 35

2.4.10. Phương pháp phân tích 35

2.4.11. Phương pháp xử lý số liệu 36

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

3.1. ðặc ñiểm ñịa bàn nghiên cứu 37

3.1.1. Vị trí ñịa lý kinh tế 37

3.1.2. ðặc ñiểm ñịa hình 37

3.1.3. ðặc ñiểm khí hậu 38

3.1.4. Thủy văn 39

3.1.5. Tài nguyên ñất 40

3.2. Ảnh hưởng phân bón (N, P, K và phân chuồng) và phế phụ phẩm
ñến năng suất cây trồng trong các cơ cấu 3 vụ trên ñất bạc màu Bắc
Giang
41

3.2.1. Trên cơ cấu Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn 41

3.2.2. Trên cơ cấu ðậu tương xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 44

3.2.3. Trên cơ cấu Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 47

3.3. Bội thu năng suất và hiệu quả nông học vùi phế phụ phẩm của các
cây trồng trong cơ cấu 3 vụ trên ñất bạc màu Bắc Giang
48

3.3.1. Trên cơ cấu Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn 48



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
v

3.3.2. Trên cơ cấu ðậu tương xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 50

3.3.3. Trên cơ cấu Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 53

3.4. Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên nền vùi và

không vùi phế phụ phẩm của các cây trồng trong cơ cấu 3 vụ trên
ñất bạc màu Bắc Giang
55

3.4.1. Trên cơ cấu Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn 55

3.4.2. Trên cơ cấu ðậu tương xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 58

3.4.3. Trên cơ cấu Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 61

3.5. Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân chuồng) và
vùi phế phụ phẩm cho cây trồng
64

3.5.1. Trên cơ cấu Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn 64

3.5.2. Trên cơ cấu ðậu tương xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 70

3.5.3. Trên cơ cấu Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông 76

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82

1. Kết luận 82

2. ðề nghị 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 90

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VAC Vườn - Ao - Chuồng
CT Công thức
PPNN Phụ phẩm nông nghiệp
PPP Phế phụ phẩm
NS Năng suất
HQNH Hiệu quả nông học



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
vii

DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU

Bảng Tên bảng Trang

1.1 Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông
nghịêp
11
1.2 Khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng của ñậu tương 14
2.1 Hàm lượng N , P
2
O
5

và K
2
O tổng số trong phân chuồng 26
3.1 Diện tích các loại ñất trên ñịa bàn huyện Hiệp Hòa, tỉnh
Bắc Giang
41
3.2 Ảnh hưởng phân bón (phân N, P, K và phân chuồng) và phế
phụ phẩm ñến năng suất cây trồng trong cơ cấu Lúa xuân -
ðậu tương hè - Lúa mùa muộn
42
3.3 Ảnh hưởng phân bón (phân N, P, K và phân chuồng) và
phế phụ phẩm ñến năng suất cây trồng trong cơ cấu ðậu
tương xuân-Lúa mùa sớm-Ngô ñông
45
3.4 Ảnh hưởng phân bón (phân N, P, K và phân chuồng) và
phế phụ phẩm ñến năng suất cây trồng trong cơ cấu Lúa
xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông
47
3.5 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học vùi phế phụ phẩm
của cơ cấu Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn
50
3.6 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học vùi phế phụ phẩm
của cơ cấu ðậu tương xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông
51
3.7 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học vùi phế phụ phẩm
của cơ cấu Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông
53
3.8 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa xuân
56

3.9 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của ñậu tương hè
57
3.10 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa mùa muộn
58


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp
viii
3.11 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của ñậu tương xuân
59
3.12 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa mùa sớm
60
3.13 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của ngô ñông
61
3.14 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa xuân
62
3.15 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa mùa sớm
63
3.16 Bội thu năng suất và hiệu quả nông học của phân bón trên
nền vùi và không vùi phế phụ phẩm của lúa mùa sớm
64
3.17 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho lúa xuân

65
3.18 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho ñậu tương hè
67
3.19 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho cây lúa mùa muộn
68
3.20 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho ñậu tương xuân
70
3.21 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho lúa mùa sớm
72
3.22 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng, phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho ngô ñông
74
3.23 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng , phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho lúa xuân
76
3.24 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng , phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho lúa mùa sớm
79
3.25 Hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón (phân khoáng , phân
chuồng) và vùi phế phụ phẩm cho ngô ñông
80

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

1


MỞ ðẦU

I. Tính cấp thiết của ñề tài:
ðất bạc màu hay ñất xám bạc màu thường ñược gọi chung cho loại ñất có
tầng mặt có màu bạc trắng, kết cấu rời rạc, thành phần cơ giới nhiều cát và nghèo
các chất dinh dưỡng. Theo FAO - UNESCO nhóm ñất này ñược gọi là Acrisols.
ðất bạc màu phân bố khắp cả nước và thường nằm ở ñịa hình dốc thoải
vùng ñồi thấp trung du xen giữa trung du miền núi và ñồng bằng phù sa trẻ của
các hệ thống sông lớn. Diện tích ñất bạc màu cả nước khoảng 2,348 triệu ha,
trong ñó ở miền Bắc Việt Nam có diện tích khoảng 221.360 ha [21]. Các tỉnh có
diện tích ñất bạc màu lớn là Bắc Giang: 54.000 ha, Vĩnh Phúc 37.000 ha, Thành
Phố Hà Nội: 36.000 ha, Hải Dương: 7.500 ha, Quảng Ninh 6.000 ha. Do ñặc
ñiểm của quá trình hình thành, phát triển và do tập quán canh tác, ñất bạc mầu bị
rửa trôi xói mòn, suy giảm sức sản xuất. Sử dụng ñất bạc màu trong trồng trọt có
nhiều yếu tố hạn chế như: yếu tố vật lý, hóa học, hóa lý và sinh học ñất. Trước
những năm 60 -70 của thế kỷ 20 trên loại ñất này chỉ canh tác ñược một vụ trên
năm: vụ lúa mùa ở ñịa hình thấp hoặc vụ cây màu ở vùng ñất cao. Sau những
năm ñó, nhờ có hệ thống thủy nông kết hợp với cải tạo ñất bằng việc bón vôi,
bón bùn ao, bón nhiều phân hữu cơ và vùi phân xanh, ñã chủ ñộng ñược nước
tưới, ñộ phì nhiêu ñất dần ñược cải thiện cho phép canh tác theo hướng: ða canh,
xen canh tăng vụ và thâm canh.
Cho ñến những năm gần ñây, nhiều vùng ñất bạc màu, ñặc biệt ở những nơi
ñông dân cư, ñất bạc màu ñã ñược canh tác 3 vụ/năm, thậm chí 4 vụ/năm. Những
thay ñổi trên không chỉ góp phần bảo ñảm an ninh lương thực, mà còn tăng thu

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp

2

nhập, xóa ñói giảm nghèo ñồng thời còn làm thay ñổi cảnh quan cho vùng vốn
ñược cho là “Nghèo, khô, chua, chặt”.
Song song với tăng vụ, người dân cũng ñã tăng lượng phân bón, tính trên
ñơn vị diện tích cho cơ cấu 3 hay 4 vụ/năm. Lượng phân bón tăng chủ yếu là các
loại phân hóa học trong khi phân chuồng không ñủ bón cho cả 3 vụ/năm, thậm
chí việc bón phân chuồng trên ñất xám bạc màu ngày càng ít ñi. Lượng và cách
bón phân hiện nay còn rất nhiều bất cập: ña số bón nhiều, vượt nhu cầu về phân
ñạm, phân lân, trong khi phân kali thì bón ít, bón không cân ñối dẫn ñến hiệu quả
sử dụng phân bón, hiệu quả sản xuất không cao, trong khi giá phân hóa học ngày
càng cao. Ngoài ra, bón nhiều và không cân ñối phân hóa học ñã và ñang có
nguy cơ gây ô nhiễm môi trường ñất và nước.
Yếu tố hạn chế hàng ñầu của ñất bạc màu là hàm lượng chất hữu cơ trong
ñất thấp trong ñiều kiện thành phần cơ giới chứa nhiều cát, ít sét. Hàm lượng
chất hữu cơ trong ñất ảnh hưởng quyết ñịnh ñến tính chất vật lý, hóa và sinh học
ñất, có vai trò cực kỳ quan trọng ñến ñộ phì nhiêu, sức sản xuất của ñất, ñặc biệt
biệt ñối với ñất bạc màu.
Tập quán sử dụng phân chuồng trong trồng trọt ñã có từ rất lâu ở Việt Nam.
Phân chuồng thường ñược dùng là hỗn hợp phân lợn và các chất ñộn chuồng
(chủ yếu là các chất xanh), trong ñó phân lợn chiếm tỷ lệ nhỏ trong thành phần
phân chuồng. Tuy nhiên, ñến nay, khi ñổi mới kinh tế, chăn nuôi gia ñình ñã
ñược thay bằng chăn nuôi trang trại qui mô lớn do vậy không phải nông hộ nào
cũng có phân chuồng sử dụng cho trồng trọt và ngay ở các trang trại chăn nuôi
lợn thì không có “phân chuồng” mà chỉ còn là phân lợn với khối lượng ít hơn rất
nhiều so với phân lợn có thêm chất ñộn chuồng. Như vậy có thể thấy phân hữu
cơ truyền thống, phân chuồng, bón cho cây trồng ñang ngày càng giảm dần.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



3

Cây trồng mà con người trồng trọt chỉ ñược thu hoạch khoảng 40 - 50%
tổng sinh khối, phần sinh khối còn lại chủ yếu là phế thải, các loại như rơm rạ,
thân lá cây sử dụng làm chất ñốt và ñến nay thì ngay cả rạ, rơm, thân lá cũng bị
ñốt bỏ ngoài ñồng ruộng.
Trong sinh khối cây trồng luôn chứa ñầy ñủ các chất dinh dưỡng, trong ñó
chủ yếu cây trồng lấy ñi từ ñất. Tạm tính về khối lượng sinh khối (chất khô) thu
ñược cơ cấu 3 vụ: Lúa xuân - Lúa mùa - Ngô ñông, thu ñược khoảng 20 tấn chất
khô/ha/ năm, trong ñó có khoảng 6 - 8 tấn cac bon, ngoài ra còn có các nguyên tố
ña, trung và vi lượng khác mà cây trồng lấy ñi từ ñất, trong khi con người bón
phân trả lại cho ñất chủ yếu chỉ gồm: N, P và K. Khối lượng sinh khối trên
không chỉ có giá trị cung cấp các chất dinh dưỡng cho ñất mà còn cải thiện các
tính chất vật lý, hóa học và sinh học ñất, góp phần cải thiện ñộ phì nhiêu ñất.
Xuất phát từ các lý do nêu trên, chúng tôi tiến hành ñề tài: “Nghiên cứu
hiệu quả vùi phụ phẩm của cây trồng trong cơ cấu ba vụ trên ñất bạc màu tỉnh
Bắc Giang”.

II. Mục tiêu và yêu cầu của ñề tài
Nâng cao năng suất cây trồng và tăng hiệu quả sử dụng phân bón của các
cây trồng chính trong cơ cấu ba vụ trên ñất bạc màu bằng vùi phế phụ phẩm.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
ðề tài thành công sẽ góp phần bổ sung cơ sở khoa học và thực tiễn về ảnh
hưởng của vùi phụ phẩm cây trồng ñến nâng cao năng suất và hiệu quả sử dụng
phân bón của cây trồng chính trên ñất bạc màu.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



4

Với việc sử dụng phế phụ phẩm người dân có thể giảm ñược chi phí phân
bón, nâng cao thu nhập trên một diện tích canh tác và duy trì canh tác bền vững.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



5

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

1.1. Những nghiên cứu về tính chất lý, hóa học trong ñất xám bạc màu
ðất xám bạc màu ñúng như tên gọi của nó là loại ñất “nghèo, chua, khô,
chặt”, chất hữu cơ trong loại ñất này ñã nghèo lại có tốc ñộ khoáng hóa nhanh
nên càng nghèo kiệt, dung tích hấp thu thấp, ñộ bão hòa bazơ thường nhỏ hơn
50% dẫn ñến khả năng ñiều hòa dinh dưỡng rất hạn chế. ðất lại thường xuyên bị
tác ñộng của quá trình rửa trôi xói mòn theo chiều sâu và bề mặt nên nghèo kiệt
hầu hết các chất dinh dưỡng. Tuy nhiên, ñất xám bạc màu cũng có không ít
những ñiều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp như hầu hết phân bố ở trên
dạng ñịa hình dốc thoải nên việc tiêu nước khá thuận lợi, ñất có thành phần cơ
giới nhẹ nên làm ñất cũng dễ dàng nhanh chóng. ðối tượng cây trồng thích hợp
với loại ñất này khá phong phú, ñặc biệt là các loại cây trồng cạn như ngô, ñậu

tương, rau, hoa, các loại cây công nghiệp ngắn ngày có giá trị kinh tế cao.
ðất xám bạc màu có phản ứng từ chua nhiều ñến chua vừa, nhôm di ñộng
thấp, hàm lượng hữu cơ và các chất dinh dưỡng nghèo, khả năng hấp thu kém,
thành phần cơ giới nhẹ, kết cấu ñất rời rạc. ðể ñề ra ñược các giải pháp khắc
phục những yếu tố hạn chế trên ñất xám bạc màu một số tác giả ñã ñi sâu nghiên
cứu các ñặc tính của ñất xám bạc màu và mối tương quan giữa tính chất ñất và
năng suất cây trồng. Trong 9 chỉ tiêu dinh dưỡng tương quan với năng suất lúa
thì chất hữu cơ, ñạm tổng số, ñạm dễ tiêu, lân tổng số, lân dễ tiêu, kali trao ñổi
và tỷ lệ sét vật lý có tương quan thuận, còn ñộ chua trao ñổi và nhôm di ñộng có
tương quan nghịch. Trong ñiều kiện sản xuất ñại trà với lượng phân bón trung
bình thì các chỉ tiêu dinh dưỡng trong ñất quan hệ ñến năng suất là chất hữu cơ,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



6

ñạm tổng số, lân dễ tiêu và kali trao ñổi [18].
ðất xám bạc màu có khả năng giữ nước thấp, sức chứa ẩm ñồng ruộng ở
tầng ñất mặt xung quanh 25 %, nhưng ñộ ẩm cây héo lại thấp 3 - 7%, do ñó hàm
lượng nước hữu hiệu trong ñất vào loại khá. ðó là nguyên nhân có thể canh tác
nhiều loại cơ cấu cây trồng và có thể tồn tại khi gặp thời tiết khô hạn. Các tính
chất vật lý nước của ñất là yếu tố quyết ñịnh ñộ phì nhiêu thực tế. Cần chú ý mối
quan hệ giữa tính chất vật lý nước, chế ñộ nước với ñộ phì tự nhiên, khả năng
hút chất dinh dưỡng và tạo thành năng suất của cây trồng [8].
Theo kết quả tổng hợp về ñất xám của trong báo cáo “Tiêu chuẩn nền chất
lượng ñất Việt Nam (ðất phù sa, ñất xám, ñất ñỏ)” (2002) thì tỷ trọngg trung
bình của ñất xám là 2,58 g/cm
3

, dung trọng trung bình là 1,42 g/cm
3
. ðộ xốp
trung bình là 45,5%. Thành phần cơ giới chủ yếu là cát pha sét. ðất xám có phản
ứng từ chua nhiều ñến ít chua, pH
H
2
O
trung bình là 4,96 và pH
KCl
trung bình là
4,52. Hàm lượng cac bon hữu cơ tổng số, ñạm tổng số, lân tổng số và kali tổng
số ñều ở mức nghèo ñến trung bình. Hàm lượng các cation trao ñổi rất thấp và
Al
3+
chiếm ưu thế trong tổng các cation. ðộ chua trao ñổi cao. Dung tích hấp thu
trong ñất biến ñộng từ thấp ñến trung bình. ðộ no bazơ ñạt mức thấp.
ðất xám trên phù sa cổ (ký hiệu X) là ñất có thành phần cơ giới nhẹ, tỷ lệ
cấp hạt cát dao ñộng từ 60 - 81%, cấp hạt sét vật lý từ 40 - 62% (gồm cả limon).
Tầng ñất dày và tơi xốp, thường ñạt trên 120 cm. ðất có phản ứng chua vừa tới
chua (pH
KCl
từ 3,4 - 6,4, trung bình 4,4). Hàm lượng các bon hữu cơ dao ñộng
mạnh, từ 0,5 - 2,4%, trung bình ñạt 1,5% OC. ðạm tổng số từ nghèo ñến trung
bình, từ 0,01 - 0,16%, trung bình ñạt 0,1%. Lân tổng số và lân dễ tiêu ñều ở mức
trung bình, tương ứng từ 0,01 - 0,19% P
2
O
5
và 0,10 - 15,60 mg P

2
O
5
/100 g ñất.
Kali tổng số và dễ tiêu ñều thấp, tương ứng từ 0,01 - 0,06% K
2
O và 0,07 - 7,20

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



7

mg K
2
O/100 g ñất. Hàm lượng sắt và nhôm di ñộng trong ñất thấp. Dung tích
hấp thu trong ñất từ 2,6 - 14,7 meq/100 g ñất. ðộ no bazơ thấp, thường ñạt dưới
50% [3].
Số liệu tổng hợp về tính chất ñất của các tác giả Bùi ðình Dinh [10], Phạm
Tiến Hoàng [16] cho thấy ñây là loại ñất chua, nghèo dinh dưỡng toàn diện,
thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt sét không quá 20 %, ñộ xốp thường ở dưới 40 %,
ñộ phì tự nhiên thấp: mùn < 1,0% OM; N: 0,04 - 0,08%, P
2
O
5
: 0,02 - 0,06%,
K
2
O: 0,02 - 0,04%, lân và kali dễ tiêu thấp, tương ứng 4 - 6 mg P

2
O
5
/100g ñất
và 1 - 4 mg K
2
O/100g ñất, dung tích hấp thu thấp và có chiều hướng tăng ở tầng
tích tụ (tầng ở 60 - 70 cm), khả năng trao ñổi cation kém. ðây là loại ñất có
chủng vi sinh vật cũng như số lượng vi sinh vật sống trong ñất thấp hơn nhiều so
với các loại ñất khác [20], [24]. Loại ñất này thường tập trung ở các tỉnh Trung
du miền núi phía Bắc có mùa hè nóng ẩm mưa nhiều cho nên thường bị tác ñộng
của nhiều quá trình, ñiển hình là quá trình rửa trôi do mưa lũ cho nên hàm lượng
dinh dưỡng trong ñất ngày càng nghèo kiệt nếu không có biện pháp bón phân
cân ñối và hợp lý.
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Sức [29] về tính chất ñất bạc màu ở vùng Bắc
Giang ñã cho thấy ñây là loại ñất chua, nghèo dinh dưỡng, thành phần cơ giới
nhẹ, hàm lượng hữu cơ: 0,93% OC, ðạm: 0,05%N, Lân: 0,031% P
2
O
5
và 7,3 mg
P
2
O
5
/100g ñất, Kali: 0,15% K
2
O và 3,7mg K
2
O/100g ñất, dung tích hấp thu thấp

(9,1 meq/100g). ðây là loại ñất có số lượng vi sinh vật sử dụng N khoáng cao
hơn nhiều so với số lượng vi khuẩn sử dụng N hữu cơ từ 8,1 - 10,1 lần. Vì vậy sử
dụng phân hữu cơ bón cho cây trồng trên ñất bạc màu chính là biện pháp tăng
cường sinh khối của vi sinh vật ñất, góp phần ñiều hoà một cách hợp lý việc huy
ñộng các chất dinh dưỡng trong ñất, nâng cao và ổn ñịnh ñộ phì nhiêu của ñất.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



8

Theo Hoàng Thị Minh [17] trên ñất xám bạc màu tại Bắc Giang gieo trồng
3 vụ, nếu không bón phân sẽ càng làm cho ñất suy giảm ñộ phì nhiêu, nghèo hữu
cơ, ñạm, dung tích hấp thu, và các cation kiềm, kiềm thổ (K, Ca, Mg). Trên 3 cơ
cấu cây trồng, gồm: Lúa xuân - ðậu tương hè - Lúa mùa muộn; ðậu tương xuân
- Lúa mùa sớm - Ngô ñông và Lúa xuân - Lúa mùa sớm - Ngô ñông nếu chỉ bón
phân khoáng (NPK) thì một số ñặc tính ñất bị biến ñổi theo chiều hướng xấu,
như: ñất trở nên chặt cứng hơn, sức chứa ẩm thấp và khả năng tạo ñoàn lạp kém,
ñất trở nên chua hơn, hữu cơ ñất bị suy giảm, dung tích hấp thu thấp. Bón kết
hợp phân khoáng với phân chuồng có tác dụng tích cực ñến ñộ phì nhiêu ñất, tạo
ñiều kiện cho cây trồng phát triển và cho năng suất cao. Chất hữu cơ có vai trò
quan trọng ñối với ñộ phì nhiêu của ñất, có tương quan nghịch chặt chẽ giữa cac
bon hữu cơ tổng số và dung trọng ñất (r = - 0,73), có tương quan thuận giữa cac
bon hữu cơ tổng số và hàm lượng K dễ tiêu của ñất (r = 0,63), tương quan thuận
giữa cac bon hữu cơ tổng số và dung tích hấp thu (r = 0,67).
Trong thời gian qua, trên ñất xám bạc màu tại một số vùng người dân ñã sử
dụng một lượng phân khoáng rất lớn vào ñất, như: Hợp Hội - Vĩnh Yên - Vĩnh
Phúc trên ñất 3 vụ (2 lúa - 1 màu) bón 720 kg/ha/năm (345 N + 170 P
2

O
5
+ 205
K
2
O); Lương Phong - Hiệp Hòa - Bắc Giang bón 755 kg/ha/năm (240 N + 195
P
2
O
5
+ 320 K
2
O); Tiền Phong - Mê Linh - Hà Nội bón 691 kg/ha/năm (318N +
143 P
2
O
5
+ 230 K
2
O), (Phạm Quang Hà và ctv, 2002). Theo Bùi Huy Hiền và
ctv [14] mức sử dụng phân bón của Việt Nam còn thấp so với các nước trong
khu vực, lượng phân bón sử dụng trên ñơn vị diện tích ở nước ta, năm 2000
trung bình 178,4 kg/ha/năm (N + P
2
O
5
+ K
2
O). Nhưng trên ñất xám bạc màu
mức ñộ sử dụng phân bón của nông dân là rất cao so với mức ñầu tư phân bón

chung của cả nước. Các số liệu ñiều tra của Bùi Huy Hiền và ctv cho thấy trên

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



9

ñất xám bạc màu: Phân bón ñược dùng chỉ chủ yếu bù ñắp nguyên tố N và một
phần nguyên tố P, K mà thiếu cân bằng với các nguyên tố khác như Ca, S, Mg,
Việc bón phân quá liều lượng và không cân ñối có tác ñộng rất lớn ñến môi
trường, sự thay ñổi về ñộ chua ñất và sự tích tụ NH
4
+
trong nước ngầm trong một
số nghiên cứu gần ñây là những dấu hiệu ñáng lưu ý về môi trường.
Theo Phạm Quang Hà và ctv [12] nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng (NPK)
trên ñất xám bạc màu với cơ cấu cây trồng 4 vụ (ðậu tương hè - Lúa mùa muộn -
Khoai tây ñông - Lúa xuân) cho thấy với công thức chay hoặc chỉ vùi phụ phẩm
cân bằng âm về ñạm và lân lần lượt là: - 76, - 33 kg/N, lân là - 84, - 50 kg
P
2
O
5
/ha. Các công thức có bón phân theo nông dân hay giả ñịnh cân ñối hóa học
ñều dư thừa ñạm, lân: + 89 ñến + 160 kg N/ha, + 241 ñến + 342 kg P
2
O
5
/ha.

ðiều này cho thấy cần thiết phải ñiều chỉnh và giảm thiểu lượng phân bón, tránh
lãng phí và có thể gây các vấn ñề về môi trường như rửa trôi, trực di.
Số liệu tổng hợp về tính chất ñất ở vùng ñã canh tác của nhiều tác giả cho thấy
loại ñất này thường phân bố ở các vùng có lượng mưa lớn và mưa tập trung, cho
nên sự rửa trôi làm cho ñộ phì ñất giảm dần [4], [7], [10], [20]. Có thể nói rằng ñất
bạc màu là một loại ñất xấu bị tác ñộng thường xuyên của nhiều quá trình, ñiển hình
là quá trình rửa trôi, cho nên việc bảo vệ và cải tạo ñất bạc màu là yêu cầu cấp thiết
có quan hệ ñến thu nhập và ñời sống của hàng triệu nông dân vùng này.

1.2. Những nghiên cứu về cơ cấu cây trồng
Theo ðào Thế Tuấn [34] trên cơ sở vận dụng những căn cứ khoa học vào
việc xác ñịnh cơ cấu cây trồng hợp lý và theo yêu cầu thực tế sản xuất ñòi hỏi, ñã
tiến hành nhiều ñề tài nghiên cứu về cơ cấu cây trồng ở vùng châu thổ sông
Hồng và ñã ñưa ra nhận ñịnh về cơ cấu cây trồng như sau:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



10
Lợi dụng tốt các ñiều kiện khí hậu (ánh sáng, nhiệt ñộ, ñộ ẩm…) và tránh
ñược các tác hại của thiên tai (giá rét, hạn, lụt, bão…);
Lợi dụng tốt nhất các ñiều kiện ñất ñai (ñịa hình, thành phần cơ giới, ñộ
chua, chế ñộ nước, các chất dinh dưỡng…) và tránh các tác hại của ñất xấu (hạn,
úng, mặn, chua, phèn…), bảo vệ và bồi dưỡng ñộ màu mỡ của ñất;
Lợi dụng tốt nhất các ñặc tính sinh học của cây trồng (khả năng cho năng
suất cao, phẩm chất tốt, tính ngắn ngày, tính thích ứng rộng, tính chống chịu các
ñiều kiện bất lợi của ngoại cảnh);
ðảm bảo hỗ trợ cho ngành sản xuất chính và phát triển chăn nuôi, tận dụng
các nguồn lợi thiên nhiên;

Tác giả cũng ñã ñưa ra nhận xét: “trên ñất lúa 2 vụ ñưa cơ cấu vụ lúa xuân
với các giống lúa ngắn ngày ñể lại một khoảng thời gian trống giữa 2 vụ lúa ñã
tạo ñiều kiện ñể xây dựng một hệ thống cây trồng hiệu quả cao trên ñất 2 lúa”.
Bùi Huy ðáp [11] trên cơ sở nghiên cứu cơ cấu cây trồng trên ñất canh tác
chủ yếu nhờ nước trời ñã có nhận xét như sau: Sau vụ màu có thể trồng vụ lúa
mùa sớm hay mùa chính vụ, ñây là chế ñộ canh tác khai thác ñược khá triệt ñể
tiềm lực của các loại ñất cao cấy ñược một vụ lúa mùa nhờ nước trời, trên ñất
chuyên trồng màu ở các vùng ñất bãi ven sông hệ thống cây trồng tỏ ra có hiệu
quả là ngay sau khi nước rút trồng ngô thu - ñông hoặc rau ñậu sớm sau ñó trồng
ngô xuân hoặc ñậu tương xuân.
Theo Lê Duy Thước [32] chiến lược phát triển nông nghiệp không thể tách
rời chiến lược ñất ñai và môi trường. Sử dụng ñất ñai hợp lý, bảo vệ, bồi dưỡng
ñất ñai và bảo vệ môi trường thực sự phải là một bộ phận hợp thành của chiến
lược nông nghiệp. Cũng trên quan ñiểm sinh thái nhiều tác giả ñã xây dựng hệ

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



11
thống cây trồng ở những ñiều kiện sinh thái cụ thể như: hệ thống cây trồng 3 -4
vụ/năm ở vùng ñồng bằng sông Hồng [35], trồng xen ngô, ñậu tương trong hệ
thống cây trồng vùng ðông Nam bộ [24]. Nhiều công trình nghiên cứu về cơ cấu
cây trồng, các biện pháp kỹ thuật canh tác trên ñất dốc có ñiều kiện tưới nước
khó khăn thu ñược những kết quả sau:
Nghiên cứu của Lê Duy Mì [19] về cơ cấu cây trồng tại Trạm Cải tạo ðất
bạc màu Hà Bắc với 3 nhóm cơ cấu: 2 lúa, 2 lúa 1 màu và 1 lúa 2 màu ñã kết luận:
cơ cấu 1 màu 2 lúa cho năng suất và sản lượng tăng so với cơ cấu 2 lúa từ 38 -
62%. Cơ cấu 1 lúa 2 màu tăng năng suất sản lượng so với cơ cấu 2 lúa từ 14 -
92%.

Tóm lại cho ñến nay những công trình nghiên cứu về hệ thống cây trồng ở
trong và ngoài nước rất phong phú và ña dạng, nhiều loại hình và biến dạng của
chúng ñược áp dụng rất sinh ñộng tùy theo ñiều kiện cụ thể ở mỗi ñịa phương có
thể sắp xếp thành các nhóm như sau:
Hệ canh tác lúa nước;
Hệ canh tác cây trồng cạn;
Hệ canh tác cây công nghiệp dài ngày;
Hệ canh tác nông, lâm kết hợp;
Hệ canh tác VAC.
Do vậy muốn xây dựng hệ thống canh tác hợp lý cần chú ý ñến hệ thống cây
trồng (cơ cấu cây trồng) phù hợp với ñiều kiện khí hậu, ñất ñai ở từng tiểu vùng,
từng ñịa phương và dạng ñịa hình canh tác ñể áp dụng các biện pháp kỹ thuật về
giống, phân bón, phòng trừ sâu bệnh cho cây trồng phát huy tiềm năng - năng suất
cây trồng ñặc biệt là những vùng ñược coi là ñất có vấn ñề hiện nay chưa ñược khai
thác một cách hợp lý. Cần xây dựng các hệ thống canh tác phù hợp ñể phát huy

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



12
tiềm năng sản xuất nông nghiệp ở ñịa phương và các tiểu vùng sinh thái khác nhau.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



13
1.3. Vai trò của phụ phẩm nông nghiệp ñối với cây trồng
1.3.1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp

Trong quá trình sinh trưởng và phát triển cây trồng lấy một lượng khá lớn
dinh dưỡng từ ñất ñể tạo sản phẩm hữu cơ. Ngoài các sản phẩm chính phục vụ
con người, trong các sản phẩm phụ cũng chứa ñựng các chất dinh dưỡng mà cây
lấy từ ñất. Sau mỗi vụ thu hoạch, cây trồng ñể lại cho ñất một lượng lớn các phụ
phẩm hữu cơ. Thông qua các quá trình chuyển hóa vật chất trong ñất mà các sản
phẩm này trở thành nguồn dinh dưỡng ñáng kể cho cây trồng vụ sau.
Ở những nước có nền nông nghiệp phát triển, sản phẩm hữu cơ sau khi thu
hoạch thông thường ñược trả lại trực tiếp hoặc qua một thời gian ủ làm cho
chúng bị phân hủy hoặc bán phân hủy, bằng cách ñó làm tăng hiệu quả sử dụng
của cây trồng. Nghiên cứu của Lai, R [49] cho thấy rằng lượng phụ phẩm nông
nghịêp tạo ra phụ thuộc vào ñặc tính của từng loại cây trồng. Ước tính về lượng
phụ phẩm nông nghịêp cho thấy lúa có thể cho từ 3,5 - 4,5 tấn/ha, ngô khoảng
2,7 - 3,2 tấn/ha, ñậu tương 0,8 - 1,0 tấn/ha, lúa mạch 2,6 - 3,3 tấn/ha.
Theo Achim Dobermann và Thomas Fairhurst [41]: Trong thân lá lúa vào
thời kỳ lúa chín chứa 40 % tổng lượng ñạm, 80 - 85% tổng lượng kali, 30 - 35%
tổng lượng lân và 40 - 50% tổng lượng lưu huỳnh mà cây hút ñược. Rơm rạ là
nguồn hữu cơ quan trọng cung cấp kali, silíc và kẽm cho cây trồng.
Theo kết quả ñiều tra của Zhen và cộng sự [56] tại tỉnh Quảng ðông, Trung
Quốc tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghịêp như một dạng phân bón hữu cơ
trong sản xuất nông nghiệp ñã tăng dần. Kết quả ñiều tra cho thấy rằng khoảng
77% nông dân sử dụng 60% phụ phẩm của cây trồng vụ trước cho các cây trồng
vụ sau, 18% hộ nông dân sử dụng 90% phụ phẩm cho cây trồng vụ sau. Kết quả
phân tích hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm của cây trồng cũng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



14
cho thấy nếu sử dụng toàn bộ phụ phẩm của lúa mỳ, có thể cung cấp ñược 9 %

N, 16% P
2
O
5
và 69% K
2
O cho các cây trồng vụ sau.
F.N. Ponnamperuma [51] cho rằng trong rơm rạ chứa khoảng 0,6% N, 0,1%
P; 0,1% S, 1,5% K; 5% Si và 40% C. Vì chúng sẵn có với số lượng khác nhau
dao ñộng từ 2 - 10 tấn/ha nên ñó là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây. Các thí
nghiệm dài hạn ñã chỉ ra rằng rơm rạ ñược trả lại ñồng ruộng ñã làm tăng các
chất C, N, P, K, Si trong ñất. Cũng theo tác giả này cho biết trong 5 tấn thóc thu
hoạch dưới dạng lúa và rơm rạ có chứa khoảng 150 kg N, 20 kg P, 150 kg K và
20 kg S. Trong ñó gần như tất cả là K và 1/3 N, P, S nằm trong rơm rạ. Do vậy
rơm rạ chính là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng rất tốt cho cây. Ngoài ra trong 5
tấn rơm rạ chứa khoảng 2 tấn C, ñây cũng có thể là nguồn cung cấp gián tiếp N
trong ñất trồng lúa.
Theo tài liệu của Viện Lân và Kali của Canada [25] thì xác bã các cây
lượng thực như lúa và ngô là những nguồn kali rất quý vì chúng chứa khoảng
80% tổng số kali cây lấy ñi. Vì vậy nếu các xác bã thực vật này ñược hoàn lại
cho ñất ñã canh tác thì chúng sẽ cung cấp một lượng kali ñáng kể cho các cây
trồng vụ sau. Ngược lại, nếu chúng bị lấy ñi cùng với hạt thì nguồn kali trong ñất
sẽ bị cạn kiệt nhanh chóng. ðiều này cũng xảy ra tương tự với cây cọ dầu và ca
cao. Lá của cây cọ dầu ñược tỉa ñi hàng năm chứa một lượng kali tương ñương
với 72 kg K
2
O/ha. Vỏ hạt ca cao có hàm lượng kali rất cao và nếu như tất cả vỏ
này ñược bón trở lại cho ñất thì nhu cầu kali cần bón có thể giảm tới 86%.
Với các vùng trồng mía trên thế giới, họ cũng có cách thức trả lại ngọn lá
mía cho ñất ñể làm dinh dưỡng cho vụ sau. Theo Van Dillewijn [53] ở bộ phận

ngọn và lá mía chiếm 62% N, 50% P
2
O
5
và 55% K
2
O trong tổng số của bộ phận
thu hoạch. Như vậy có nghĩa nếu trả lại ngọn lá mía bón lại cho vụ sau thì

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp



15
cung cấp một lượng dinh dưỡng tương ñối lớn cho cây. Cũng theo tác giả này
với các giống mía khác nhau cũng sẽ có các hàm lượng dinh dưỡng khác nhau.
Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm Bảo vệ Nguồn lợi Tự nhiên - Bộ
Nông nghiệp Hoa Kỳ [59], hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các loại phụ
phẩm nông nghịêp có khác nhau ñối với các nhóm cây trồng khác nhau, nó phụ
thuộc vào ñặc ñiểm của từng loại cây trồng (bảng 1.1).
Bảng 1.1. Hàm lượng các chất dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghịêp
Hàm lượng các chất dinh dưỡng,(%)
Loại phụ phẩm
N P
2
O
5
K
2
O Ca

++
Mg
++

Rơm rạ 0,63 0,082 1,33 - -
Thân lá lúa mỳ 0,34 0,089 1,46 - -
Thân lá ñậu tương

4,3-5,0 0,26-0,47 1,62-2,04 0,32-1,87 0,24-0,93
Thân lá lạc 2,80-4,30 0,20-0,45 1,65-3,00 1,20-2,10 0,30-0,75

Bảng 1.2. Khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng của ñậu tương
Thành phần các chất dinh dưỡng,(%)

Thời kỳ sinh trưởng
N P
2
O
5
K
2
O
Dưới 7 lá 4,2 0,2 1,2
Từ 8 - 14 lá 4,5 0,3 1,3
Trên 14 lá 4,5 0,3 1,3

Hàm lượng các chất dinh dưỡng của phụ phẩm nông nghiệp không chỉ thay
ñổi theo chủng loại cây trồng mà ngay cả ñối với một loại cây trồng cụ thể, ở các
giai ñoạn sinh trưởng khác nhau thì khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng cũng
khác nhau. Nghiên cứu về khả năng tích luỹ các chất dinh dưỡng trong lá của