Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và than sinh học đến năng suất cây trồng và một số tích chất của đất xám bạc màu huyện hiệp hòa, tỉnh bắc giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN DUY PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ
VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG
VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT XÁM BẠC MÀU
HUYỆN HIỆP HÒA, TỈNH BẮC GIANG

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN DUY PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN HỮU CƠ
VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG
VÀ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT XÁM BẠC MÀU
HUYỆN HIỆP HÒA, TỈNH BẮC GIANG
Chuyên ngành: Khoa học đất

Mã số: 9620103

LUẬN ÁN TIẾN SỸ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Trần Đức Toàn
2. TS. Lars. S. Jensen

HÀ NỘI - 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Nghiên cứu sinh xin cam đoan các kết quả của công trình nghiên cứu đề tài
này trong giai đoạn 2010 - 2014 là hoàn toàn trung thực, do nghiên cứu sinh trực
tiếp thực hiện cùng với sự giúp đỡ của các đồng nghiệp. Sự giúp tận tình của các
đồng nghiệp để hoàn thành luận án này đã được cảm ơn và các trích dẫn sử dụng
trong luận án này đã được ghi rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017
Tác giả luận án

Nguyễn Duy Phương


ii

LỜI CÁM ƠN
Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn TS. Trần Đức Toàn và TS. Lars

Stoumann Jensen đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ nghiên cứu sinh về khoa học và
phương pháp luận, xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Vũ Chí Cương, điều phối viên
dự án tại Việt Nam, TS. Sven. G Sommer giám đốc dự án SUSANE đã hỗ trợ toàn
bộ kinh phí để nghiên cứu sinh thực hiện thành công luận án này.
Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn các cán bộ và giảng viên Ban Đào tạo
Sau đại học, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã giảng dạy và giúp đỡ nghiên
cứu sinh trong suốt thời gian học tập và làm luận án.
Nghiên cứu sinh chân thành cảm ơn lãnh đạo và cán bộ của Viện Thổ
nhưỡng Nông hoá, cán bộ Bộ môn Sử dụng đất, bộ môn Dinh dưỡng Cây trồng,
Viện Chăn Nuôi quốc gia, các cán bộ của dự án SUSANE, Trung tâm Nghiên cứu
Đất và Phân bón vùng Trung du, cùng các hộ nông dân ở xã Lương Phong, huyện
Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh thực
hiện và hoàn thành đề tài nghiên cứu.
Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn đối với vợ, con, gia đình, bố, mẹ, những
người luôn động viên và tạo sức mạnh để nghiên cứu sinh hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017
Tác giả luận án

Nguyễn Duy Phương
Nguyễn Duy Phương


iii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

vii

DANH MỤC BẢNG

viii

DANH MỤC HÌNH

x

MỞ ĐẦU
1

Tính cấp thiết của đề tài

1

2

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

3

3

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

4

4

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4

5

Những đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận

5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1

Các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài

6

1.1.1

Ảnh hưởng của phân hữu cơ đối với độ phì đất

6

1.1.2

Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến năng suất cây trồng

12

1.1.3

Vai trò của than sinh học đến năng suất cây trồng và cải thiện tính chất đất

15

1.2

Các kết quả nghiên cứu ở trong nước

20

1.2.1

Ảnh hưởng của phân hữu cơ đối với độ phì đất

20

1.2.2

Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến năng suất cây trồng

28

1.2.3

Vai trò của than sinh học đến năng suất cây trồng và cải thiện tính chất đất

34

1.3

Đặc điểm và tính chất của đất xám bạc màu

37

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1

Vật liệu nghiên cứu

43

2.2

Địa điểm và thời gian nghiên cứu

44

2.3

Nội dung nghiên cứu

44


iv

2.3.1

Nghiên cứu điều kiện khí hậu, tính chất đất bạc màu và tình hình sử dụng

44

phân bón vùng nghiên cứu
2.3.2

Nghiên cứu ảnh hưởng của TSH đến năng suất cây trồng trên đất bạc màu

44

2.3.3

Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất cây

44

trồng trên đất bạc màu
2.3.4

Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng PHC đối với năng suất cây trồng

45

trong cơ cấu lúa xuân, lúa mùa và ngô đông trên đất bạc màu
2.3.5

Nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp và tồn dư của PHC đến tính chất đất và năng

45

suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân, lúa mùa, ngô đông trên đất bạc màu
2.3.6

Nghiên cứu ảnh hưởng của PHC đến khả năng giảm phân khoáng đến năng

45

suất cây trồng và hiệu quả kinh tế trên đất bạc màu
2.3.7

Kết quả thực nghiệm về ảnh hưởng của PHC phối trộn với 15% TSH trên

45

đất bạc màu
2.4

Phương pháp nghiên cứu

46

2.4.1

Phương pháp thu thập thông tin và điều tra

46

2.4.2

Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

46

2.4.3

Phương pháp phân tích

56

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1

Nghiên cứu điều kiện khí hậu, tính chất đất bạc màu và tình hình sử dụng

59

phân bón vùng nghiên cứu
3.1.1

Đặc điểm khí hậu vùng nghiên cứu

59

3.1.2

Đặc điểm đất bạc màu vùng nghiên cứu

60

3.1.3

Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu

62

3.2

Nghiên cứu ảnh hưởng của TSH đến năng suất cây trồng trên đất bạc màu

66

3.2.1

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất lúa xuân

66

3.2.2

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất lúa mùa

67

3.2.3

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất ngô đông

69

3.3

Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất cây

71

trồng trên đất bạc màu


v

3.3.1

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất lúa xuân

72

3.3.2

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất lúa mùa

73

3.3.3

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất ngô đông

74

3.3.4

Hiệu quả kinh tế của TSH phối trộn với PHC bón cho cây trồng trong cơ cấu

76

lúa xuân - lúa mùa - ngô đông
3.4

Nghiên cứu ảnh hưởng của liều lượng PHC đối với năng suất cây trồng

78

trong cơ cấu lúa xuân lúa mùa và ngô đông trên đất bạc màu
3.4.1

Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất lúa xuân

78

3.4.2

Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất lúa mùa

79

3.4.3

Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất ngô đông

80

3.4.4

So sánh hiệu quả của PHC phối trộn với TSH và PHC ủ theo phương pháp

82

truyền thống
3.5

Nghiên cứu ảnh hưởng trực tiếp và tồn dư của PHC đến tính chất đất và năng

85

suất cây trồng trong cơ cấu lúa xuân, lúa mùa, ngô đông trên đất bạc màu
3.5.1

Ảnh hưởng của PHC đến hàm lượng các chất dinh dưỡng N, P, K dễ tiêu
trong đất và hàm lượng N, P, K trong cây

85

3.5.2

Ảnh hưởng trực tiếp của PHC đến năng suất cây trồng

91

3.5.3

Ảnh hưởng tồn dư của PHC đến năng suất cây trồng

95

3.5.4

Ảnh hưởng cộng dồn của PHC đến năng suất cây trồng

108

3.5.5

Ảnh hưởng của PHC đến tính chất đất sau thí nghiệm

110

3.6

Nghiên cứu ảnh hưởng của PHC đến khả năng giảm phân khoáng đến năng 117
suất cây trồng và hiệu quả kinh tế trên đất bạc màu

3.6.1

Ảnh hưởng của giảm phân khoáng đến năng suất cây trồng

117

3.6.2

Hiệu quả kinh tế của TSH phối trộn với PHC khi giảm thiểu phân khoáng

119

3.7

Kết quả thực nghiệm về ảnh hưởng của PHC phối trộn với 15% TSH trên 120
đất bạc màu

3.7.1

Mô hình thực nghiệm PHC phối trộn với TSH trong vụ lúa mùa 2014

3.7.2

Hiệu quả kinh tế của các công thức phân bón khác nhau trong mô hình thực 121
nghiệm lúa mùa năm 2014

120

vi

3.7.3

Mô hình thực nghiệm PHC phối trộn với TSH đối với ngô đông năm 2014

3.7.4

Hiệu quả kinh tế của mô hình thực nghiệm trên đồng ruộng đối với ngô 124

123

đông năm 2014
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận

126

Đề nghị

127

DANH MỤC BÀI BÁO ĐƯỢC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

129

TÀI LIỆU THAM KHẢO

130

PHỤ LỤC 1. Sơ đồ thí nghiệm

140

PHỤ LỤC 2. Các số liệu liên quan
PHỤ LỤC 3. Xử lý thống kê cho các thí nghiệm


vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Từ, cụm từ viết tắt

Nghĩa từ, cụm từ

ĐC

Đối chứng

LSD

Mức sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa

PHC

Phân hữu cơ

HCVS

Hữu cơ vi sinh

NSLT

Năng suất lý thuyết

NSTT

Năng suất thực thu

PPNN

Phế phụ phẩm nông nghiệp

TSH

Than sinh học

TN

Thí nghiệm


viii

DANH MỤC BẢNG
TT

Tên Bảng

Trang

2.1

Lượng phân cho thí nghiệm

47

2.2

Diễn giải công thức thí nghiệm qua 6 vụ trong thí nghiệm 4

52

3.1

Tính chất hóa học đất vùng nghiên cứu

60

3.2

Tính chất lý học đất vùng nghiên cứu

61

3.3

Lượng phân sử dụng bón cho lúa và ngô ở địa bàn nghiên cứu

62

3.4

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất lúa xuân

67

3.5

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất lúa mùa

68

3.6

Ảnh hưởng của TSH đến năng suất ngô đông năm 2012

70

3.7

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất lúa xuân năm

72

2012
3.8

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất lúa mùa năm

73

2012
3.9

Ảnh hưởng của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC đến năng suất ngô đông năm

74

2012
3.10 Hiệu quả kinh tế của tỷ lệ TSH phối trộn với PHC

77

3.11 Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất lúa xuân trên đất bạc màu

78

năm 2012
3.12 Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất lúa mùa trên đất xám bạc

79

màu năm 2012
3.13 Ảnh hưởng của liều lượng PHC đến năng suất ngô đông trên đất bạc màu

80

năm 2012
3.14 So sánh cặp đôi về năng suất giữa hai loại PHC

83

3.15 Ảnh hưởng của bón PHC đến hàm lượng N,P,K dễ tiêu trong đất

86

3.16 Hàm lượng N,P,K tích lũy trong cây lúa ở giai đoạn đẻ nhánh và ngô ở

89

giai đoạn 9 - 10 lá
3.17 Ảnh hưởng của PHC đến năng suất lúa và ngô trên đất bạc màu

92


ix

3.18 Ảnh hưởng tồn dư của PHC trên nền không bón phân khoáng

96

3.19 Ảnh hưởng tồn dư của PHC trên nền có bón phân khoáng đối với năng

98

suất cây trồng
3.20 Ảnh hưởng tích lũy và tồn dư của PHC trên nền phân khoáng đến năng

101

suất lúa mùa 2012
3.21 Ảnh hưởng tích lũy và tồn dư của PHC trên nền phân khoáng đến năng

103

suất ngô đông 2012
3.22 Ảnh hưởng tích lũy và tồn dư của PHC trên nền phân khoáng đến năng

104

suất lúa xuân 2013
3.23 Ảnh hưởng của PHC đến một số tính chất hóa học của đất bạc màu

110

Ảnh hưởng của PHC đến một số tính chất lý học của đất bạc màu

116

3.25 Khả năng giảm phân khoáng khi sử dụng PHC-15%TSH đến năng suất

117

3.24

cây trồng
3.26 Hiệu quả kinh tế khi giảm thiểu phân khoáng

119

3.27 Kết quả mô hình thực nghiệm đối với lúa mùa

121

3.28 Hiệu quả kinh tế của mô hình thực nghiệm đối với lúa mùa

122

3.29 Kết quả mô hình thực nghiệm đối với ngô đông

123

3.30 Hiệu quả kinh tế của mô hình thực nghiệm ngô đông trên đất bạc màu

124


x

DANH MỤC HÌNH
TT
2.1

Tên Hình
Sơ đồ mô tả chia ô thí nghiệm nghiên cứu về ảnh hưởng tồn dư của PHC ở

Trang
51

công thức CT2
3.1

Đồ thị diễn biến lượng mưa và nhiệt độ vùng nghiên cứu

59

3.2

Đồ thị tỷ lệ % số hộ và lượng phân hữu cơ sử dụng cho lúa xuân

63

3.3

Đồ thị tỷ lệ % số hộ và lượng phân hữu cơ sử dụng cho lúa mùa

63

3.4

Đồ thị tỷ lệ % số hộ và lượng phân hữu cơ sử dụng cho ngô đông

64

3.5

Đồ thị suy giảm năng suất lúa mùa năm 2012 do không bón PHC

107

3.6

Đồ thị suy giảm năng suất ngô năm 2012 do không bón PHC

107

3.7

Đồ thị suy giảm năng suất lúa xuân năm 2013 do không bón PHC

107

3.8

Đồ thị năng suất cộng dồn của các công thức thí nghiệm qua sáu vụ

109

3.9

Đồ thì mối tương quan OC% và lượng PHC sử dụng

111

3.10 Đồ thì mối tương quan giữa CEC và lượng PHC sử dụng

114

3.11 Biểu đồ hàm lượng Ca2+ và Mg2+ trong đất trước và sau thí nghiệm

115


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai là nguồn tài nguyên quan trọng cho các mục đích phát triển kinh tế
xã hội. Trong sản xuất nông nghiệp, đất là nguồn tư liệu sản xuất không thể thay thế
để tạo ra lương thực và thực phẩm cho con người từ thế hệ này đến thế hệ khác. Do
vậy, việc bảo vệ và duy trì sức sản xuất của đất cho sản xuất nông nghiệp nhằm đáp
ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của con người là yêu cầu cấp bách đáp ứng
cho an ninh lương thực ở cấp Quốc gia, cũng như nhu cầu cho xuất khẩu.
Ở nước ta, diện tích đất canh tác trên đầu người ngày càng khan hiếm do quá
trình chuyển đổi đất nông nghiệp sang lĩnh vực công nghiệp, đô thị hóa và phát triển
cơ sở hạ tầng. Ngoài ra, thoái hóa và ô nhiễm đất nông nghiệp với nhiều nguyên
nhân khác nhau đang có chiều hướng gia tăng làm cho đất ngày càng mất dần sức
sản xuất. Nếu không kịp thời có những giải pháp kỹ thuật phù hợp để duy trì và
nâng cao sức sản xuất của đất, thì trong tương lai không xa tình trạng thiếu đất canh
tác là điều không thể tránh khỏi. Do vậy, việc sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn
tài nguyên đất nông nghiệp được đặt ra như một yêu cầu tất yếu trong giai đoạn hiện
nay.
Huyện Hiệp Hòa tỉnh Bắc Giang với tổng diện tích đất tự nhiên 20.112 ha,
bằng 5,25% diện tích toàn tỉnh, nằm trong vùng bán sơn địa với đặc trưng đồi thấp
xen kẽ đồng bằng theo hướng từ Đông bắc xuống Tây nam, có độ cao trung bình từ
20 - 120 m so với mực nước biển. Do ảnh hưởng của điều kiện địa hình và nguồn
gốc phát sinh học mà đất của huyện được chia thành 7 nhóm đất khác nhau, trong
đó đất xám bạc màu trên phù sa cổ có diện tích lớn nhất với diện tích 6.909 ha,

chiếm tỷ lệ 37,6% tổng diện tích đất của toàn huyện và chủ yếu được sử dụng cho
mục đích sản xuất nông nghiệp. Đất xám bạc màu có tính chất “nghèo, chua, khô,
chặt”, đất có thành phần cơ giới từ cát pha đến thịt nhẹ, dinh dưỡng từ rất nghèo đến
nghèo, đặc biệt là hàm lượng hữu cơ trong đất thường rất thấp. Hơn nữa, do có tốc
độ khoáng hóa nhanh nên hữu cơ trong đất lại càng trở nên nghèo kiệt, thêm vào đó
là dung tích hấp thu và độ no bazơ thấp, dẫn đến khả năng điều hòa dinh dưỡng của


2

đất xám rất hạn chế. Ngoài ra, đất lại thường xuyên bị tác động của quá trình rửa
trôi theo chiều sâu và xói mòn trên bề mặt, dẫn đến hậu quả là các chất dinh dưỡng
trong đất đã nghèo, ngày càng trở nên nghèo kiệt hơn.
Theo các nhà chuyên môn, để duy trì và nâng cao sức sản xuất của đất trồng
trọt nói không còn con đường nào khác là phải bổ sung hữu cơ cho đất vì hữu cơ có
vai trò đặc biệt quan trọng trong cải tạo và phục hồi độ phì nhiêu của đất. Khi bón
phân hữu cơ cho đất trồng trọt hàng năm không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng
(đa, trung và vi lượng) cho cây trồng sinh trưởng và phát triển thông qua hàm lượng
dinh dưỡng sẵn có trong phân hữu cơ mà bón phân hữu cơ còn cải tạo tính chất lý
hóa học của đất. Hiệu quả của việc sử dụng phân hữu cơ đối với năng suất cây trồng
cũng đã được chứng minh qua rất nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước, bón phân
hữu cơ làm tăng năng suất cây trồng, tùy theo từng loại cây trồng cụ thể, tính chất
đất trồng, liều lượng bón cũng như chất lượng của phân hữu cơ mà hiệu quả của
phân hữu cơ đem lại sẽ khác nhau. Đối với các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ,
nghèo dinh dưỡng như đất cát, đất cát ven biển, đất xám bạc màu khi bón phân hữu
cơ thường đem lại hiệu quả nông học và kinh tế cao hơn so với các loại đất khác.
Ngoài ra bón phân hữu cơ còn làm tăng hiệu quả sử dụng phân khoáng góp phần
tăng năng suất cây trồng và chất lượng nông sản.
Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất nông nghiệp hiện nay lượng phân hữu cơ
(PHC) sử dụng cho sản xuất nông nghiệp hàng năm trên cả nước nói chung và ở

huyện Hiệp Hòa nói riêng đang có chiều hướng giảm do người dân đã quen với sử
dụng phân hóa học vì phân hóa học có hiệu quả nhanh và giảm công vận chuyển,
mặt khác do quy mô chăn nuôi ở một số vùng nông thôn bị thu hẹp, dẫn đến nguồn
PHC từ các hộ gia đình đã không đủ cho sản xuất nông nghiệp nên phân hóa học
ngày càng được sử dụng nhiều hơn, sử dụng phân hóa học trong thời gian dài không
chỉ làm suy giảm hữu cơ trong đất mà còn làm cho đất ngày càng trở lên bị thoái
hóa trầm trọng hơn.
Đất bạc màu có thành phần cơ giới nhẹ, có tốc độ khoáng hóa nhanh nên
hàm lượng hữu trong đất thường nghèo, để cải thiện hàm lượng hữu cơ trong đất


3

bạc màu ngoài việc bón phân hữu cơ thường xuyên thì việc lựa chọn dạng hữu cơ
cũng cần được quan tâm. Trong những năm gần đây vai trò của TSH trong nông
nghiệp đã được đề cập ở nhiều nước trên thế giới.TSH được chế biến bằng cách đốt
yếm khí từ các nguồn nguyên liệu hữu cơ khác nhau như gỗ, tre nứa, rơm rạ, vỏ trấu
vv..sản phẩm TSH sau khi đốt thường có hàm lượng các bon tổng số cao, các bon ở
dạng bền, khó bị phân hủy khi bón vào đất TSH thường bị phân hủy chậm nên TSH
thường phát huy hiệu quả trong việc cải thiện hàm hượng hữu cơ trong đất, đồng
thời cải thiện tính chất lý, hóa và sinh học đất theo chiều hướng có lợi, nên việc sử
dụng nguồn hữu cơ ở dạng TSH chế biến từ rơm rạ cho đất bạc màu có thể là giải
pháp kỹ thuật phù hợp đối với điều kiện của địa phương trong bối cảnh nguồn phân
hữu cơ từ chăn nuôi ngày càng khan hiếm trong khi đó phần lớn các loại phế phụ
phẩm nông nghiệp đều bị đốt sau thu hoạch.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn của địa phương trong việc bảo vệ, nâng cao
sức sản xuất của đất, NCS đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu
cơ và than sinh học đến năng suất cây trồng và một số tích chất của đất xám bạc
màu huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu chung:
Đánh giá được vai trò của TSH và ảnh hưởng của PHC phối trộn với TSH
đến năng suất cho cây trồng, cải thiện tính chất lý, hóa học của đất xám bạc màu
huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang, từ đó đưa ra các khuyến cáo cho việc sử dụng hợp
lý PHC trong cơ cấu cây trồng lúa xuân - lúa mùa - ngô đông tại địa phương.
Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá được vai trò của PHC và TSH cũng như phân hữu cơ phối trộn
với TSH đến năng suất cây trồng trên đất xám bạc màu.
- Đánh giá được hiệu lực trực tiếp và ảnh hưởng tích lũy tồn dư của PHC
phối trộn với TSH đến năng suất cây trồng và một số tính chất đất.
- Đưa ra các khuyến cáo về sử dụng PHC và TSH cho cây trồng trên đất xám
bạc màu.


4

3. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu đã bổ sung thêm luận cứ khoa học về vai trò của TSH
trong nông nghiệp, cụ thể trong việc nâng cao năng suất cây trồng (lúa và ngô) và
cải tạo tính chất đất xám bạc màu nói chung và của huyện Hiệp Hòa nói riêng.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi sử dụng TSH hoặc phối trộn TSH với
phân gia súc đã làm tăng năng suất lúa và ngô so với sử dụng phân hữu cơ truyền
thống.
- Sử dụng phân hữu cơ phối trộn với TSH theo tỷ lệ 15% theo khối lượng đã
giảm được 20% lượng phân lân mà vẫn duy trì được năng suất, góp phần tăng hiệu
quả kinh tế cho người dân.
- Phân hữu cơ phối trộn với TSH còn đem lại tác động tồn dư, khi sử dụng
phân hữu cơ phối trộn với 15% TSH trên nền phân khoáng cho lúa liên tục trong ba

vụ có thể bỏ một vụ không bón không làm ảnh hưởng đến năng suất, tượng tự đối
ngô khi sử dụng bốn vụ liên tục bỏ một vụ không bón vẫn duy trì được năng suất.
- Tính chất của đất bạc màu cũng được cải thiện theo chiều hướng tích cực
khi sử dụng PHC phối trộn với TSH từ đó góp phần làm giảm nguy cơ suy thoái
đất, đảm bảo cho sản xuất nông nghiệp lâu bền.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng
- Đất xám bạc màu huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang.
- Phân hữu cơ phối trộn với TSH với các tỷ lệ khác nhau.
- Cơ cấu cây trồng: lúa xuân-lúa mùa - ngô đông trên đất xám bạc màu tại xã
Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trên đất xám bạc màu tại xã Lương Phong, huyện Hiệp
Hòa, tỉnh Bắc Giang.


5

5. Những đóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận
- Luận án đã làm rõ vai trò của PHC và TSH đến năng suất của cây trồng
trong cơ cấu “lúa xuân - lúa mùa - ngô đông” trên đất bạc màu. PHC phối trộn với
TSH đã đem lại hiệu quả rõ nét đến năng suất cây trồng trên ba vụ nhờ tính chất của
TSH .
- Ngoài ảnh hưởng trực tiếp PHC còn đem lại tác động tích lũy và tồn dư đối
với năng suất cây trồng, cũng như những ảnh hưởng tích cực đến một số tính chất lý
- hóa của đất xám bạc màu, từ đó đưa ra định hướng về sử dụng PHC có hiệu quả
hơn trong sản xuất nông nghiệp.


6

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài
1.1.1. Ảnh hưởng của phân hữu cơ đối với độ phì đất
Độ phì nhiêu của đất hay còn gọi là khả năng sản xuất của đất là tổng hợp
các điều kiện, các yếu tố để đảm bảo cho cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt,
trong đó hữu cơ và độ ẩm là hai yếu tố hàng đầu quyết định độ phì nhiêu của đất.
Các nhà khoa học đều cho rằng sử dụng PHC sẽ đem lại giá trị rất lớn và có tác
động trực tiếp đến độ phì của đất do có mối quan hệ tương hỗ giữa chất hữu cơ và
các chất dinh dưỡng dễ tiêu, mặc dù hàm lượng dinh dưỡng trong PHC không cao.
Bón PHC không chỉ làm tăng hàm lượng hữu cơ tổng số trong đất, mà còn cải thiện
đáng kể hàm lượng các chất dinh dưỡng (đạm, lân, kali) ở cả hai dạng tổng số và dễ
tiêu thông qua cơ chế điều hòa các chất dinh dưỡng trong đất, tăng khả năng giữ các
chất dinh dưỡng, hạn chế rửa trôi. Chức năng điều hòa dinh dưỡng còn được hiểu ở
khả năng chuyển hóa các chất dinh dưỡng từ dạng khó tiêu sang dễ tiêu để cung cấp
thêm dưỡng chất cho cây trồng.
Nghiên cứu của Agbenin và cộng sự (1997) đã tiến hành thí nghiệm đánh giá
ảnh hưởng của PHC đến độ phì đất tại Nigeria trong hệ thống luân canh lạc và ngô
trong vòng 45 năm liên tục trên đất có thành phần cơ giới nhẹ với 7 công thức thí
nghiệm bao gồm: i) PHC với mức 5 tấn/ha, ii) PHC kết hợp với NPK, iii) PHC kết
hợp với NP, iv) chỉ bón NP, (v) chỉ bón phân NPK; vi) đối chứng (không bón phân)
và vii) bỏ hóa tự nhiên. Sau 45 năm nghiên cứu cho thấy hàm lượng các bon trong
lớp đất tầng mặt (0-15 cm) ở các công thức bỏ hóa tự nhiên, bón kết hợp PHC với
phân khoáng NPK đạt cao hơn, tương ứng là 7,0 - 6,9 g/kg đất so với công thức chỉ
bón PHC ở mức 5 tấn/ha hàm lượng hữu cơ trong đất: 5,7 g/kg đất, còn ở các công
thức chỉ bón phân vô cơ NP và NPK, hàm lượng hữu cơ trong đất thấp nhất có giá
trị tương ứng: 4,7 g/kg đất và 3,1 g/kg đất. Ngoài ra, các chỉ tiêu khác như đạm hữu
cơ, đạm tổng số trong đất ở công thức bón kết hợp PHC với phân khoáng đạt: 501
mg/kg đất gấp 2 lần so với công thức không bón phân và 1,3 lần so với công thức

7

chỉ bón PHC mà không bón phân khoáng. Theo tác giả, hàm lượng hữu cơ cao ở
các công thức bỏ hóa tự nhiên là do hữu cơ từ tàn dư thực vật đã được tích tụ qua
nhiều năm. Đối với công thức bón PHC kết hợp với phân khoáng, hàm lượng hữu
cơ trong đất cao là do sự tích lũy của PHC qua nhiều năm kết hợp với sinh khối rễ
của cây trồng, trong khi đó hàm lượng hữu cơ trong đất ở công thức chỉ bón phân
khoáng thấp nhất do hữu cơ không được bổ sung hàng năm (phần lớn sinh khối bị
lấy đi khi thu hoạch và sinh khối rễ không đủ bù đắp cho hàm lượng hữu cơ trong
đất trồng). Như vậy, bón PHC kết hợp với phân khoáng là một giải pháp hữu hiệu
để duy trì và nâng cao hàm lượng hữu cơ trong đất, đồng thời cải thiện được độ phì
đất thông qua hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất một cách rõ nét.
Nghiên cứu của Azeez và cộng sự (2010) đã tiến hành thí nghiệm đánh giá
ảnh hưởng của bón PHC (hỗn hợp phân gia súc) đến các dạng đạm trong đất bằng
phương pháp ủ trong phòng thí nghiệm, lượng hữu cơ bón vào đất được tính toán
tương đương với 120 kg N/ha. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng đạm NH 4+
trong đất cao nhất sau 20 ngày ủ là 1,49 mg/kg đất, tăng 0,68 mg/kg đất so với ngày
đầu (0,81 mg/kg đất). Sau đó hàm lượng đạm NH4+ trong đất giảm dần, ở ngày thứ
70 sau ủ hàm lượng đạm NH4+ trong đất chỉ còn 0,26 mg/kg đất. Tiếp tục theo dõi ở
ngày thứ 90 sau ủ, hàm lượng đạm NH4+ trong đất tăng trở lại 0,42 mg/kg đất và ở
ngày thứ 120 là 0,45 mg/kg đất. Đối với dạng đạm NO3-: đạm NO3- giải phóng
chậm hơn, đạt cao nhất ở 55 ngày sau khi ủ với hàm lượng 358,02 mg/kg đất, tăng
331,87 mg/kg so với ngày đầu. Hàm lượng NO3- trong đất giảm dần và thấp nhất là
19,09 mg/kg đất ở 90 ngày sau ủ. Nhưng đến ngày thứ 120 sau ủ thì hàm lượng
NO3- trong đất lại tăng trở lại ở mức cao hơn với hàm lượng là 190,2 mg/kg đất do
PHC tiếp tục phân giải. Mặc dù tác giả không theo dõi sự biến thiên của hai dạng
đạm trong giai đoạn tiếp theo nhưng từ kết quả nghiên cứu cho thấy khi bón PHC,
các chất dinh dưỡng trong PHC đã không giải phóng triệt để một lần mà giải phóng

từ từ cho phép cung cấp dần các chất dinh dưỡng cho đất theo thời gian.
Nghiên cứu của Azeez và cộng sự (2010) cũng chỉ ra rằng khi bón các loại
PHC khác nhau cũng ảnh hưởng đến lượng đạm dễ tiêu được giải phóng trong đất,


8

từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì đất. Tác giả đã sử dụng 3 loại PHC khác nhau
(phân gia cầm, phân bò và phân dê) tương đương 120 kg N/ha và ủ trong vòng 120
ngày, kết quả sau 120 ngày ủ cho thấy ở công thức không có phân bón hàm lượng
đạm NH4+ trong đất: 0,56 mg/kg đất và đạm NO3-: 117,9 mg/kg đất, do trong đất
vẫn tồn tại một lượng hữu cơ nhất định. Ở công thức ủ với phân gia cầm lượng đạm
NH4+ đạt 1,11 mg/kg đất, cao gấp đôi so với đối chứng (0,56 mg/kg đất) cũng như
các công thức ủ với phân bò và phân dê (0,56 mg/kg đất và 0,51 mg/kg đất). Theo
dõi quá trình giải phóng đạm NO3- ở các công thức cho thấy ở công thức ủ phân gia
cầm và phân bò thì lượng đạm chênh nhau không đáng kể (124,75 mg/kg đất và
126,40 mg/kg đất), tuy nhiên ở công thức ủ phân dê lượng đạm NO3- chỉ đạt 100,49
mg/kg đất, thấp hơn so với công thức đối chứng là 117,93 mg/kg đất. Theo tác giả,
lượng đạm giải phóng trong đất ở công thức ủ với phân dê thấp hơn so với đối
chứng do tỷ lệ C/N của phân dê cao hơn so với phân gia cầm và phân bò. Như vậy,
để nâng cao hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất, việc lựa chọn các dạng PHC cũng cần
được quan tâm, những loại PHC có tỷ lệ C/N thấp sẽ cải thiện hàm lượng đạm trong
đất ngay sau khi bón.
Khi nghiên cứu về về khả năng cung cấp đạm cho đất của một số loại hữu cơ
Vityakon và cộng sự (2000) đã chỉ ra rằng, quá trình giải phóng đạm trong đất đối
với các chất hữu cơ có tỷ lệ C/N thấp như thân lá lạc (C/N = 23), trong điều kiện
hảo khí, quá trình khoáng hóa xảy ra ngay sau khi hữu cơ được bón vào đất. Theo
dõi diễn biến đạm trong đất nghiên cứu, tác giả cho thấy khi bón thân lá lạc với liều
lượng 10 tấn/ha (hàm lượng đạm của thân lá lạc N = 1,73%), hàm lượng đạm trong
đất tăng cao nhất sau 4 tuần ủ là 50,1 kgN/ha, tương đương với khoảng 29% lượng

đạm bón vào đã được khoáng hóa. Đối với các loại hữu cơ có tỷ lệ C/N cao như
rơm rạ (C/N = 79) và lá cây rừng (C/N = 62) bón với lượng 10 tấn/ha (tỷ lệ đạm
trong rơm rạ N = 0,49%, trong lá cây rừng N = 0,68%) thì sau 3 - 4 tuần ủ hàm
lượng đạm trong đất giảm so với đối chứng. Nguyên nhân là do VSV đã lấy đạm từ
đất để phân giải hữu cơ, hàm lượng đạm trong đất chỉ tăng sau 8 tuần ở cả công
thức bón rơm rạ và lá cây rừng (lượng đạm tương ứng ở các công thức là 9,5 - 10,4


9

kg N/ha sau đó giảm dần ở tuần thứ 15 sau khi bón). Trong điều kiện ruộng ngập
nước, bón phụ phẩm rơm rạ với lượng 10 tấn/ha vào đất, tốc độ phân giải chậm hơn,
hàm lượng đạm trong đất sau 3 tuần hầu như không tăng mà có chiều hướng giảm,
hàm lượng đạm trong đất chỉ tăng sau 26 tuần sau khi nước ruộng được rút cạn.
Như vậy, để nâng cao hàm lượng đạm trong đất bằng hữu cơ cần phải lựa chọn các
nguồn hữu cơ có tỷ lệ C/N thấp và chế độ ẩm trong đất cũng cần phải quan tâm.
Bón PHC có thể làm tăng hàm lượng lân dễ tiêu trong đất đặc biệt là lân ở
dạng Calcium photphat (Ca - P). Khi hàm lượng lân dễ tiêu trong đất cao sẽ tạo điều
kiện cho cây hấp thu lân một cách dễ dàng, hay nói cách khác hiệu quả sử dụng
phân lân của cây sẽ tăng khi bón PHC kết hợp với phân khoáng (Garg và cộng Sự,
2008). Theo tác giả, trong đất, lân (P) có thể tồn tại ở hai dạng lân hữu cơ và lân vô
cơ. Lân hữu cơ có trong thành phần của nhiều hợp chất hữu cơ của tàn tích sinh vật.
Các hợp chất hữu cơ chứa lân gồm có: Phitin, axit nucleic, nucleoproteit, photphatit,
sacarophotphat ... và trong thành phần vi sinh vật đất. Trong thực tế, trong tầng đất
mặt thường chứa nhiều lân hữu cơ hơn các tầng dưới sâu, do vậy hàm lượng phốt
pho được tích luỹ trong tầng đất mặt thường cao hơn nhờ sự tích lũy sinh học. Tỷ lệ
lân hữu cơ phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng mùn trong đất và dao động trong
khoảng từ 10 - 50% của lân tổng số trong đất, việc tích lũy lân như vậy sẽ làm cho
đất có độ phì cao hơn và là nguồn dưỡng chất cung cấp cho cây trồng.
Tại Ấn Độ, nghiên cứu của Rekhe và cộng sự (2000) sau 13 năm nghiên cứu

khi kết hợp phân hoá học và tàn dư từ cây lúa mỳ trong hệ thống canh tác lúa nước
với mức bón như sau: (i) N:P:K (120:60:30) kết hợp 6 tấn phân chuồng và 3 tấn phụ
phẩm, (ii) chỉ bón phân hóa học N:P:K (120:60:30) và (iii) đối chứng không bón
phân, kết quả cho thấy hàm lượng các bon (OC%) là 0,41% và lân dễ tiêu 14 mg/kg
trong khi đó ở công thức đối chứng không bón phân hàm lượng các bon (OC%) chỉ
có 0,2 % và lân là 2,2 mg/kg; ở công thức chỉ bón phân hoá học với mức N:P:K
(120:60:30) hàm lượng các bon (OC%) là 0,37% và lân dễ tiêu là 1,1 mg/kg. Từ kết
quả nghiên của tác giả cho thấy rất rõ vai trò của hữu cơ và hiệu quả của việc kết


10

hợp giữa PHC và phân hóa học trong việc duy trì và nâng cao hàm lượng các bon
cũng như hàm lượng lân dễ tiêu trong đất.
Nghiên cứu của Bhattacharyya và cộng sự (2007) về ảnh hưởng của PHC
đến tính chất đất được tiến hành trên đất thịt trung bình tại Ấn Độ trong vòng 8 năm
trên cơ cấu cây trồng lúa mì và đậu tương. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng nếu
chỉ bón phân đạm với mức 120 kg N/ha thì hàm lượng hữu cơ trong đất sau thí
nghiệm tăng khoảng 8% so với không bón, nguyên nhân chủ yếu là do đạm đã làm
tăng sinh khối rễ và thân lá cây trồng và là nguồn hữu cơ chính trả lại cho đất sau
mỗi chu kỳ canh tác. Trong khi đó, nếu bón đạm 120 kg N/ha kết hợp với PHC 10
tấn/ha, hàm lượng chất hữu trong đất sau thí nghiệm tăng 17% so với không bón.
Bón PHC (10 tấn/ha) kết hợp với N, P, K ở mức 120 kg N/ha 26 kg P/ha và 33 kg
K/ha, hàm lượng hữu cơ tăng 27% so với không bón phân. Như vậy, bón PHC đã
làm tăng hàm lượng hữu cơ trong đất và bón kết hợp PHC với đạm, lân, kali đã làm
tăng hàm lượng các bon trong đất tới 10% so với chỉ bón đạm.
Nghiên cứu của Wei và cộng sự (2015) trong bốn năm liền về ảnh hưởng của
bón phế phụ phẩm của lúa mỳ với các mức khác nhau (3 tấn, 6 tấn và 9 tấn trên ha
và không bón) đến hàm lượng đạm, lân và kali dễ tiêu trong đất ở tầng 0 - 20 cm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng đạm dễ tiêu ở năm thứ nhất tương ứng với

các mức bón phế phụ phẩm là 53,0 mg/kg 57,0 mg/kg 58,0 mg/kg, trong khi đó
hàm lượng đạm dễ tiêu ở công thức không bón chỉ có 51,0 mg/kg. Lân dễ tiêu trong
đất cũng có thay đổi tương ứng với các mức bón là 16,0 mg/kg 18,0 mg/kg và 21,0
mg/kg và công thức không bón chỉ có 14,0 mg/kg. Đối với kali dễ tiêu cũng có thay
đổi theo chiều hướng tích cực, hàm lượng kali dễ tiêu trong đất tương ứng là 152,0
mg/kg 165 mg/kg 163,0 mg/kg trong khi đó ở công thức không bón hàm lượng
kali dễ tiêu chỉ có 136,0 mg/kg. Theo dõi sau 4 năm bón liên tục với lượng phế phụ
phẩm bón tích lũy là 12 tấn/ha, 24 tấn/ha và 36 tấn/ha. Kết quả cho thấy, hàm lượng
đạm dễ tiêu trong đất tương ứng là 55,0 mg/kg, 62,0 mg/kg và 66,0 mg/kg, trong
khi đó ở công thức đối chứng là 53,0 mg/kg hàm lượng lân dễ tiêu trong đất tương
ứng là 20,0 mg/kg, 24,0 mg/kg và 28,0 mg/kg trong khi đó ở công thức đối chứng


11

không bón chỉ có 17,0 mg/kg. Kali dễ tiêu trong đất cũng được cải thiện rất rõ,
tương ứng là 160,0 mg/kg 174,0 mg/kg 180,0 mg/kg, trong khi đó ở công thức
không bón chỉ có 138,0 mg/kg. Như vậy, bón phế phụ đã làm thay đổi rất rõ hàm
lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu (đạm, lân và kali) trong đất.
Bón hữu cơ liên tục qua nhiều năm còn cải thiện các tính chất vật lý đất.
Nghiên cứu của Liao và cộng sự (2013) tại Trung Quốc đã chỉ ra rằng khi bón hữu
cơ vào đất trong thời gian dài không chỉ làm thay đổi hàm lượng hữu cơ trong đất,
mà hàm lượng sét trong đất cũng được cải thiện rõ từ đó đã nâng cao hàm lượng
kali trong đất.
Các tính chất vật lý đất cũng được cải thiện khi bón PHC theo nghiên cứu
của Munkholm và cộng sự, (2002) bón PHC làm tăng chủng loại và mật độ sinh vật
đất (động vật đất và các VSV đất), trong đó quần thể quần thể giun đất được thể
hiện rõ nhất. Hoạt động của giun đất đã làm gia tăng lỗ hổng trong đất, làm cho đất
tơi xốp hơn, từ đó cải thiện tính thấm cũng như chế độ khí trong đất.
Bón PHC sẽ cải thiện được các tính chất vật lý đất như dung trọng đất vì tỷ

trọng của các hợp chất hữu cơ nhỏ hơn so với tỷ trọng của đất, cải thiện kết cấu và
đoàn lạp bền, độ bền của đoàn lạp liên quan chặt hơn với tỷ lệ hữu cơ so với hàm
lượng các bon tổng số trong đất. Khi tăng hàm lượng hữu cơ trong đất từ 2,3 đến
3,5% sẽ làm giảm khả năng vỡ đoàn lạp (Franzluebbers và cộng sự, 2000) nguyên
nhân là do hữu cơ trong đất được xem như là chất liên kết và tạo cấu trúc đoàn lạp,
đất có hàm lượng hữu cơ thấp thì đoàn lạp vỡ, làm đất mất kết cấu và dễ phân tán
khi gặp mưa hay xói mòn rửa trôi (Lado M. và cộng sự, 2004).
Kết quả nghiên cứu của Bhogal A. và cộng sự (2001) xác nhận rằng bón bổ
sung PHC trong thời gian từ 7 - 23 năm đã làm thay đổi tính chất vật lý đất như: độ
xốp, dung trọng, kết cấu đất, khả năng giữ nước và cung cấp dinh dưỡng, làm tăng
năng suất cây trồng, tăng hiệu quả kinh tế, giảm lượng đất mất do xói mòn và lắng
cặn chảy tràn (tăng độ xốp và tốc độ thấm của đất).
Bón phân chuồng cải thiện kết cấu và đoàn lạp bền trong nước, làm tăng
đoàn lạp có kích thước lớn hơn và tăng khả năng chống lại sự trương nở. Việc tăng


12

sự tích trữ các bon hữu cơ trong đất dẫn đến làm tăng hoạt tính sinh học đất, điều
này dần dần làm tăng độ xốp và giảm dung trọng đất (Kay, 1998). Đất không được
bón phân chuồng thường chứa ít các bon hữu cơ, sinh khối của vi sinh vật, dung
trọng cao hơn so với đất được bổ sung phân chuồng. Ngoài ra, bón phân chuồng
làm tăng sự phân tán của các đại đoàn lạp lớn, ảnh hưởng đến pH và lân dễ tiêu
trong đất (Whalen và cộng sự, 2002).
1.1.2. Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến năng suất cây trồng
Nghiên cứu của Hati và cộng sự (2006) tại Ấn Độ về vai trò của PHC đối với
đậu tương trên đất thịt nặng sau 3 vụ liên tục đã chỉ ra rằng năng suất đậu tương
trung bình tăng khoảng 16% so với chỉ bón phân khoáng. Kết quả nghiên cứu của
Zhao và cộng sự (2009) về ảnh hưởng của hữu cơ đến năng suất ngô và lúa mì trên
đất thịt pha tại Trung Quốc trong vòng 25 năm cho thấy: Bón PHC (phân lợn) kết

hợp với phân khoáng cho năng suất hạt tăng 18% so với chỉ sử dụng PPNN và tăng
31% so với không bón hữu cơ, theo tác giả nguyên nhân năng suất tăng không chỉ
do dinh dưỡng của PHC mà khi bón PHC còn làm tăng hiệu lực của phân khoáng.
Kết quả nghiên cứu của Ming - Gang và cộng sự (2008) cho thấy khi bón PHC làm
tăng lượng đạm dễ tiêu trong đất và hiệu quả sử dụng phân đạm tăng khoảng 10%
so với không bón hữu cơ, đồng thời khi bón PHC kết hợp với phân khoáng đã cho
năng suất lúa tăng 12,4% so với không bón. Hiệu quả sử dụng đạm tăng do khi bón
PHC vào đất đã cải thiện tính đệm của đất, nâng cao khả năng giữ và trao đổi các
chất dinh dưỡng, tạo điều kiện cho cây hút và sử dụng đạm tốt hơn trong thời gian
sinh trưởng và kiến tạo năng suất.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của PHC đến năng suất ngô hạt trên các vùng sinh
thái khác nhau tại Kenya, Smaling và cộng sự (1992) đã kết luận rằng mặc dù ở các
vùng sinh thái khác nhau, có điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng không tương đồng,
bón PHC đều cho kết quả rất khả quan đến năng suất cây trồng. Khi kết hợp PHC
với phân khoáng cho năng suất tăng từ 15%-20% so với không sử dụng PHC, tác
giả cũng khẳng định rằng mặc dù năng suất tăng phần lớn là do đóng góp của phân


13

khoáng nhưng hiệu lực của phân khoáng vẫn phải dựa trên nền hữu cơ của đất được
hình thành từ nguồn phân hữu cơ cung cấp hàng năm qua mỗi vụ canh tác.
Nghiên cứu của Ouédraogo và cộng sự (2001) về ảnh hưởng của PHC đến
năng suất kê trên đất nâu vùng bán khô hạn với trình độ thâm canh thấp ở vùng phía
Tây Châu Phi. Nghiên cứu tiến hành trong 2 năm liên tục, mức PHC bón là 5 tấn/ha
tại vùng Yimtenga và 10 tấn/ha tại vùng Mediga. Kết quả theo dõi về tác động của
PHC đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất của cây kê tại Yimenta cho
thấy: số hạt trên bông ở công thức có bón hữu cơ tăng gấp 2 lần và năng suất hạt
tăng 61% so với không bón PHC. Đối với vùng Mediga khi bón PHC với mức 10
tấn/ha đã cho số hạt trên bông gấp 5 lần, năng suất hạt tăng gấp 3,3 lần so với không

bón PHC. Theo tác giả, nguyên nhân dẫn đến năng suất kê tăng là do PHC đóng vai
trò tích cực trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng trong điều kiện đất nghèo
dinh dưỡng. Hơn nữa việc bón PHC cho kê có thể cho phép gieo muộn hơn, vì bón
PHC đã làm tăng khả năng trữ ẩm của đất, giúp cho cây kê sinh trưởng và phát triển
bình thường và kiến tạo năng suất trong các tháng đầu mùa khô.
Đánh giá ảnh hưởng dài hạn của PHC đối với năng suất cây trồng trong cơ
cấu lúa mỳ và đậu tương trong vòng 30 năm tại Ấn Độ, Bhattacharyya và cộng sự
(2007) đã chỉ ra rằng đối với đậu tương, không bón phân năng suất đậu tương trung
bình chỉ đạt 0,56 tấn/ha, chỉ bón phân khoáng (NPK) năng suất đạt 1,42 tấn/ha và
khi bón PHC kết hợp với phân khoáng cho năng suất trung bình đạt 2,83 tấn/ha cao
gấp đôi so với công thức chỉ bón phân khoáng và gấp 5 lần so với không bón phân.
Tương tự đối với lúa mỳ không bón phân, năng suất trung bình chỉ đạt 0,7 tấn/ha,
nếu chỉ bón phân khoáng trung bình năng suất đạt 1,09 tấn/ha và khi bón kết hợp
phân khoáng và PHC năng suất đạt 1,88 tấn/ha gấp 1,7 lần so với chỉ bón phân
khoáng và 2,6 lần so với không bón phân.
Khi bón PHC vào đất không phải cây trồng sử dụng được toàn bộ, một phần
PHC còn tồn tại trong đất tiếp tục bị phân giải tạo ra các chất dinh dưỡng cung cấp
cho cây trồng ở các vụ sau (Motavalli và cộng sự, 1989) đó được coi là ảnh hưởng
tồn dư của PHC. Nghiên cứu của Eghball và cộng sự (1999) cũng chỉ ra rằng khi