ẢNH HƯỞNG của PHÂN rơm hữu cơ đến SINH TRƯỞNG và NĂNG SUẤT lúa JASMINE85 vụ THU ĐÔNG 2010
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (529.27 KB, 88 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
----- ------
NGUYỄN DUY TÂN
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN RƠM HỮU CƠ ĐẾN
SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA
JASMINE85 VỤ THU ĐÔNG 2010
LUẬN VĂN KỸ SƯ NÔNG HỌC
Cần Thơ - 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
----- ------
NGUYỄN DUY TÂN
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN RƠM HỮU CƠ ĐẾN
SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA
JASMINE85 VỤ THU ĐÔNG 2010
LUẬN VĂN KỸ SƯ NÔNG HỌC
NGUỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN THÀNH HỐI
Cần Thơ - 2011
ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
------
------
_______________________________________________________________________
Luận văn kỹ sư Nông học
ĐỀ TÀI
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN RƠM HỮU CƠ ĐẾN
SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA
JASMINE85 VỤ THU ĐÔNG 2010
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Duy Tân
Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.
Cần Thơ, ngày …. tháng … năm 2011
Cán bộ hướng dẫn
Ts. Nguyễn Thành Hối
iii
LỜI CẢM TẠ
Kính dâng
Ba Mẹ những người suốt đời tận tụy vì tương lai và sự nghiệp của con.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
Thầy Nguyễn Thành Hối, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em
trong suốt thời gian làm và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Thầy cố vấn học Nguyễn Phước Đằng và toàn thể quý Thầy Cô Trường Đại
Học Cần Thơ - Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng đã tận tình truyền đạt
kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt quá thời gian theo học tại trường.
Đây sẽ là hành trang vững chắc giúp em bước vào đời.
Xin chân thành biết ơn đến
Các bạn Võ Thanh Phong, Nguyễn Trọng Nghĩa, Nguyễn Chí Tâm, Trần
Minh Triết, Dương Hồng Nga, Lê Thị Mỹ Linh, Lâm Thị Thu Hương sinh viên lớp
Nông Học Khoá 33, em Đinh Văn Nhi sinh viên lớp Bảo Vệ Thực Vật Khóa 34,
cùng tập thể các bạn sinh viên lớp Nông Học Khóa 33, tập thể anh em nhà trọ 80A
đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong cuộc sống cũng như trong quá trình học
tập và thực hiện đề tài.
Cần Thơ, ngày …. tháng … năm 2011
Nguyễn Duy Tân
iv
QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
………
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và tên: Nguyễn Duy Tân
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 06/12/1987
Dân tộc: Kinh
Nơi sinh: Tam Bình – Vĩnh Long
Chổ ở và địa chỉ liên lạc: Số nhà 08, tổ 1, ấp Phú Hữu Đông, xã Phú Thịnh,
huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
1. Tiểu học
Thời gian đào tạo: từ năm 1994 đến năm 1999
Trường tiểu học Phú Thịnh A – xã Phú Thịnh, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh
Long
2. Trung học cơ sở
Thời gian đào tạo: từ năm 1999 đến năm 2003
Trường cấp 2- 3 Phú Thịnh - xã Phú Thịnh, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh
Long
3. Trung học phổ thông
Thời gian đào tạo: từ năm 2003 đến năm 2006
Trường cấp 2–3 Phú Thịnh - xã Phú Thịnh, huyện Tam Bình, tỉnh Vĩnh Long
v
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả được trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa ai công bố trong
bất kỳ công trình luận văn nào trước đây.
Ngày ……. tháng ……năm 2011
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Duy Tân
vi
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC CÂY TRỒNG
------
------
Hội đồng khoa học chấm luận văn tốt nghiệp với tên đề tài
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN RƠM HỮU CƠ ĐẾN
SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA
JASMINE85 VỤ THU ĐÔNG 2010
Do sinh viên Nguyễn Duy Tân thực hiện và bảo vệ trước hội đồng.
Ý kiến của hội đồng khoa học: ................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
..........................................
Luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đánh giá ở mức:..............................................
Cần Thơ, ngày …. tháng … năm 2011
Thành viên Hội đồng
---------------------------
-------------------------------
------------------------------
DUYỆT KHOA
Trưởng Khoa Nông Nghiệp & SHƯD
vii
Nguyễn Duy Tân, 2010. “Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến sinh trưởng và
năng suất lúa JASMINE85 vụ Thu Đông 2010”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Nông
Học, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ. Cán bộ
hướng dẫn: TS. Nguyễn Thành Hối. 74 trang.
______________________________________________________________________
TÓM LƯỢC
Đề tài “Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến sinh trưởng và năng suất
lúa JASMINE85 vụ Thu Đông 2010” đã được thực hiện nhằm tìm hiểu ảnh hưởng
của phân hữu cơ đến sinh trưởng và năng suất lúa JASMINE85. Thí nghiệm đuợc
tiến hành từ tháng 9/2010 – 12/2010, tại nhà lưới Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học
Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ. Thí nghiêm được bố trí theo thể thức khối
hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nghiệm thức (NT) và 3 lần lặp lại, cụ thể như sau: NT1
không bón phân rơm hữu cơ (đối chứng), NT2 bón phân rơm hữu cơ 5 tấn/ha, NT3
bón phân rơm hữu cơ 10 tấn/ha, đồng thời các nghiệm thức vẫn được bón phân vô
cơ bình thường theo công thức 100 N – 60 P2O5 – 30 K2O.
Kết quả thí nghiệm như sau:
- Về mặt sinh trưởng bón phân rơm hữu cơ trên giống lúa JASMINE85 có
làm gia tăng chiều cao cây lúa giai đoạn 75 ngày sau sạ và lúc thu hoạch, chưa làm
gia tăng số chồi so với đối chứng.
- Phân rơm hữu cơ chưa làm gia tăng các thành phần năng suất và năng suất
so với nghiệm thức đối chứng.
viii
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
iii
Lời cảm tạ
iv
Lý lịch cá nhân
v
Lời cam đoan
vi
Tóm lược
viii
Mục lục
ix
Danh sách hình
xiii
Danh sách bảng
xiv
MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
3
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT HỮU CƠ
3
1.1.1 Khái niệm về chất hữu cơ
3
1.1.2 Nguồn gốc chất hữu cơ
4
1.1.3 Vai trò của chất hữu cơ trong đất
5
1.1.3.1 Đối với lý tính đất
6
1.1.3.2 Đối hóa tính đất
6
1.1.3.3 Đối với đặc tính sinh học đất
7
1.1.3.4 Đối với cây trồng
7
1.1.4 Điều kiện phân hủy chất hữu cơ
8
1.1.4.1 Điều kiện thoáng khí
8
1.1.4.2 Điều kiện yếm khí
8
1.1.5 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất
1.1.5.1 Quá trình khoáng hóa
9
9
1.1.5.2 Quá trình mùn hóa
11
ix
1.2 PHÂN HỮU CƠ VÀ CÁC CHẤT CẦN THIẾT CHO SỰ PHÁT TRIỂN
CỦA CÂY LÚA
12
1.2.1 Khái niệm phân hữu cơ
12
1.2.2 Vai trò của phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp
12
1.2.2.1 Phân hữu cơ cải tạo hóa tính của đất
13
1.2.2.2 Phân hữu cơ cải tạo lý tính của đất
14
1.2.2.3 Phân hữu cơ tác động đến tính chất sinh học đất
15
1.2.3 Một số loại phân hữu cơ phổ biến
15
1.2.3.1 Phân chuồng
15
1.2.3.2 Phân xanh
16
1.2.3.3 Phân trấu, phân tro
18
1.2.3.4 Phân than bùn
18
1.2.3.5 Phân rác và phân vi sinh
18
1.2.3.6 Phân rơm rạ
19
1.2.4 Hiệu quả của phân hữu cơ đối với cây trồng
20
1.2.5 Các dưỡng chất cần thiết cho sự phát triển của cây lúa
21
1.3 SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA
24
1.3.1 Đặc điểm sinh trưởng của cây lúa
24
1.3.1.1 Giai đoạn tăng trưởng
24
1.3.1.2 Giai đoạn sinh sản
24
1.3.1.3 Giai đoạn chín
25
1.3.2 Các yếu tố cấu thành năng suất lúa
26
1.3.2.1 Số bông trên một đơn vị diện tích
26
1.3.2.2 Số hạt trên bông
27
1.3.2.3 Tỉ lệ hạt chắc
27
1.3.2.4 Trọng lượng 1000 hạt
28
1.3.2.5 Chỉ số thu hoạch HI
28
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
29
2.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
29
x
2.1.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
29
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm
29
2.1.2.1 Giống
29
2.1.2.2 Đất thí nghiệm
30
2.1.2.3 Phân bón và thuốc bảo vệ thực vật
31
2.1.2.4 Nước
31
2.1.2.5 Một số dụng cụ và thiết bị
32
2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
32
2.2.1 Bố trí thí nghiệm
32
2.2.2 Kĩ thuật canh tác
32
2.3 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ THU NHẬP
34
2.3.1 Các chỉ tiêu nông học
34
2.3.3 Các thành phần năng suất và năng suất
34
2.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ
36
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
37
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUAN
37
3.1.1 Tình hình đất đai và khí hậu
37
3.1.2 Tình hình phát triển của cây lúa
37
3.1.3 Tình hình sâu bệnh và dịch hại
38
3.2 PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NÔNG HỌC
38
3.2.1 Chiều cao cây
38
3.2.2 Số chồi
42
3.3 CÁC THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT
3.3.1 Thành phần năng suất
47
47
3.3.1.1 Số bông trên mét vuông
47
3.3.1.2 Số hạt trên bông
49
3.3.1.3 Số hạt chắc trên bông
50
3.3.1.4 Trọng lượng 1000 hạt
51
3.3.2 Năng suất
52
3.3.2.1 Năng suất lý thuyết
52
xi
3.3.2.2 Năng suất thực tế
54
3.3.2.3 Chỉ số thu hoạch HI
57
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
59
TÀI LIỆU THAM KHẢO
60
PHỤ CHƯƠNG
66
xii
DANH SÁCH HÌNH
Hình
Tựa hình
Trang
1.1
Thành phần chất hữu cơ của đất
5
1.2
Sơ đồ quá trình biến hóa xác hữu cơ trong đất
10
1.3
Các bước hình thành mùn
11
2.1
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
32
3.1
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến số bông/m2 của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
3.2
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến số hạt/bông của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
3.3
49
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến tỉ lệ hạt chắc của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
3.4
48
51
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến trọng lượng 1000 hạt của
lúa JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
52
3.5 Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến năng suất lý thuyết của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
53
3.6 Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến năng suất thực tế của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
3.7
Mối tương quan giữa năng suất lý thuyết và trọng lượng 1000
hạt của lúa JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
3.8
55
56
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến chỉ số thu hoạch của lúa
JASMINE85 trong vụ Thu Đông 2010
xiii
57
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
Tựa bảng
Trang
1.1
Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng
16
1.2
Thành phần dinh dưỡng có trong một số cây phân xanh
17
2.1
Đặc điểm khí hậu Cần Thơ trong thời gian làm thí nghiệm
29
2.2
Đặc điểm vật lý và hóa học của đất thí nghiệm
30
3.1
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến chiều cao cây lúa (cm) ở
các giai đoạn sinh trưởng của lúa JASMINE85 trong vụ Thu
Đông 2010
3.2
41
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến số chồi cây lúa (chồi/m2)
ở các giai đoạn sinh trưởng của lúa JASMINE85 trong vụ Thu
Đông 2010
3.3
45
Ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến tổng số chồi tối đa
(chồi/m2) và tỉ lệ chồi hữu hiệu của lúa JASMINE85 trong vụ
Thu Đông 2010
46
xiv
1
MỞ ĐẦU
Đồng Bằng Sông Cửu Long là vùng sản xuất lương thực trọng điểm của cả
nước, với diện tích lúa toàn vùng luôn ổn định khoảng 4 triệu hecta và sản lượng lúa
không ngừng gia tăng qua các năm nhờ việc áp dụng thành công tiến bộ khoa học kỹ
thuật vào trong sản xuất lúa cùng với việc thâm canh tăng vụ liên tục 2 – 3 vụ trong
năm. Đặc biệt, Việt Nam đã tham gia vào thị trường lúa gạo quốc tế càng thúc đẩy việc
tăng nhanh sản lượng lúa để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ của các nước trên thế giới. Tuy
nhiên những năm gần đây, năng suất lúa ở những vùng thâm canh lúa 3 vụ hoặc có đê
bao khép kín để chống lũ có chiều hướng suy giảm. Những nghiên cứu gần đây nhất
của các nhà khoa học cho thấy nguyên nhân chính là do đất bị bạc màu, suy thoái. Do
đó, trong quá trình canh tác cần phải thực hiện các biện pháp kỹ thuật để cải thiện độ
phì nhiêu của đất, nâng cao năng suất và chất lượng cây trồng.
Do việc thâm canh tăng vụ làm thời gian nghỉ của đất giữa hai vụ quá ngắn, các
chất dinh dưỡng có trong đất bị cây lúa lấy đi trong mỗi vụ là rất lớn, cộng thêm vào đó
là tình trạng canh tác liên tục, các chất dinh dưỡng không được khoáng hóa kịp thời
dẫn đến tình trạng mất cân đối dinh dưỡng trong đất, giảm dưỡng chất, giảm lượng
chất hữu cơ, giảm mật độ các sinh vật sống có ít trong đất, làm hạn chế các tiến trình
hóa lý đất, làm cho đất bạc màu mất dần khả năng sản xuất.
Bên cạnh đó, trong canh tác lúa hiện nay đa số nông dân còn sản xuất lúa theo
phương pháp truyền thống. Do nhu cầu muốn tăng năng suất nên lạm dụng quá nhiều
phân vô cơ, thường tăng hàm lượng đạm quá cao so với ngưỡng kinh tế hoặc nhu cầu
cần thiết của cây lúa. Hơn nữa, nông dân lại ít chú trọng bổ sung cho đất các chất
trung, vi lượng cần thiết cho cây lúa.
Sau khi thu hoạch lúa, lượng rơm rạ sau mỗi vụ là rất lớn. Trong rơm rạ có chứa
đầy đủ các nguyên tố cần thiết cho cây lúa, cụ thể khoảng 0,6% N, 0,1% P, 1,5% K,
2
0,1%S và 40%C. Rơm rạ là nguồn cung cấp hữu cơ quan trọng nhất cho ruộng lúa sau
mỗi vụ. Việc vùi rơm rạ vào đất là trả lại cho đất hầu hết các nguyên tố dinh dưỡng cần
thiết cho cây lúa mà cây lúa đã lấy đi, nên có tác dụng bảo toàn nguồn dự trữ dinh
dưỡng của đất về lâu dài.
Hiện nay trên thế giới có xu hướng hướng đến một nền nông nghiệp hữu cơ (hay
nền nông nghiệp sạch, bền vững), nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm trong sản xuất nông
nghiệp để vừa duy trì độ phì của đất, ổn định và tăng năng suất cây trồng, vừa có tác
động tích cực đến môi trường và sức khỏe con người.
Để tìm hiểu về ảnh hưởng của việc bón phân rơm hữu cơ trên đất lúa thâm canh
đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, đề tài: “Ảnh hưởng của phân rơm hữu
cơ đến sinh trưởng và năng suất lúa JASMINE85 vụ Thu Đông 2010” được thực
hiện nhằm tìm ra sự ảnh hưởng của phân rơm hữu cơ đến sinh trưởng và năng suất lúa
JASMINE85.
3
CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT HỮU CƠ
1.1.1 Khái niệm về chất hữu cơ
Chất hữu cơ được định nghĩa bao gồm một phần vật chất được phân hủy, vi sinh
vật, động vật nhỏ tham gia tiến trình phân huỷ và các sản phẩm phụ. Những sản phẩm
phụ này tham gia tiến trình được gọi là mùn hóa để tạo thành chất mùn (Võ Thị
Gương, 2010). Hay nói cách khác, chất hữu cơ trong đất được xem là phần không sống
của phân thức hữu cơ đất. Nó là một hỗn thể các sản phẩm sinh ra từ quá trình chuyển
hóa hóa học và vi sinh vật học các tàn tích hữu cơ (Lê Văn Khoa, 2004).
Toàn bộ các hợp chất hữu cơ có trong đất được gọi là chất hữu cơ của đất và
được chia ra làm hai phần chính: Những tàn tích hữu cơ chưa bị phân giải (rễ, thân, lá
cây, xác động vật) vẫn giữ nguyên hình thể và những chất hữu cơ đã được phân giải
(Trần Văn Chính, 2006). Và chất hữu cơ đã được phân giải có thể chia thành hai nhóm:
nhóm những hợp chất hữu cơ ngoài mùn và nhóm các hợp chất mùn.
+ Nhóm hữu cơ ngoài mùn gồm những hợp chất có cấu tạo đơn giản như protit,
gluxit, lipit, lignin, tannin, sáp, nhựa, axit hữu cơ,…nhóm này chiếm 10 -15% chất hữu
cơ phân giải nhưng có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng.
+ Nhóm các hợp chất mùn bao gồm các hợp chất hữu cơ cao phân tử, có cấu tạo
phức tạp, nhóm này chiếm 85 – 90% chất hữu cơ được phân giải.
Chất hữu cơ trong đất được xem là nguồn quan trọng nhất, đặc biệt có ý nghĩa
đến độ phì nhiêu của đất và liên quan đến rất nhiều tính chất khác của đất. Chất hữu cơ
trong đất là nguồn cung cấp và cũng là nơi lưu trữ dinh dưỡng trong đất (Võ Thị
Gương, 2010). Mặc dù chất hữu cơ đất trong hầu hết các trường hợp chỉ chiếm một
phần nhỏ trong tổng thành phần rắn của đất, nhưng nó là chỉ tiêu số một về độ phì và
4
ảnh hưởng đến nhiều tính chất đất, khả năng cung cấp chất dinh dưỡng, khả năng hấp
phụ, giữ nhiệt và kích thích sinh trưởng cây trồng (Lê Văn Khoa, 2004). Số lượng và
tính chất của chất hữu cơ quyết định nhiều tính chất lý, hóa, sinh học của đất (Nguyễn
Thế Đặng, Nguyễn Thế Hùng, 1999).
Các sản phẩm chuyển hóa của chất hữu cơ trong đất có tên gọi chung là chất
mùn (Lê Văn Khoa, 2004). Để biến đổi thành đất thì mẩu chất phải có thành phần hữu
cơ. Thành phần hữu cơ vừa là kho dinh dưỡng của cây trồng, vừa là nhân tố điều tiết
nhiều tính chất vật lý, hóa, sinh của đất theo hướng tích cực, ảnh hưởng rỏ rệt đến việc
làm đất và sức sản xuất của đất (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).
1.1.2 Nguồn gốc chất hữu cơ
Chất hữu cơ trong đất là toàn bộ các hợp chất hữu cơ có trong đất. Trong tự
nhiên, nguồn hữu cơ cung cấp duy nhất cho đất là tàn tích sinh vật bao gồm xác thực
vật, động vật và vi sinh vật. Đối với đất trồng trọt ngoài tàn tích sinh vật còn có nguồn
hữu cơ bổ sung thường xuyên đó là phân hữu cơ (Trần Văn Chính, 2006). Các bộ phận
từ mô thực vật bao gồm thân, rể, cành, lá, quả và hạt của cây sau khi chết đi hoặc một
phần còn lại của mùa vụ sau khi thu hoạch để lại trên bề mặt đất, những vật liệu này
được vi sinh vật phân hủy cung cấp chất hữu cơ cho đất được xem là nguồn gốc
nguyên thủy của chất hữu cơ trong đất. Xác bả động vật và vi sinh vật được xem là
nguồn hữu cơ thứ cấp cho đất. Các phế thải của chúng trong quá trình sống và xác của
chúng sau khi chết đi là nguồn cung cấp hữu cơ vào đất.
Trong tự nhiên, nguồn gốc chất hữu cơ duy nhất là tàn tích sinh vật, trong đó 4/5
do thực vật cung cấp. Đất thường xuyên được bổ sung các chất hữu cơ từ các nguồn
chính là xác của các sinh vật như động vật, thực vật, vi sinh vật và những sinh vật sống
trong đất. Trong đó, thực vật là nguồn bổ sung chủ yếu cho đất, trung bình hàng năm
đất được bổ sung từ thực vật 5 – 18 tấn thân, lá rễ trên hecta (Nguyễn Thế Đặng,
1999).
5
Ngoài thực vật thì xác vi sinh vật và động vật đất cung cấp lượng hữu cơ đáng
kể cho đất. Mặc dù khối lượng cung cấp không lớn nhưng lại có chất lượng tốt
(Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng, 1999).
Đối với đất thâm canh cao hoặc những nơi đang canh tác thì lượng phân hữu cơ
do con người bón vào là nguồn hữu cơ đáng kể. Nguồn phân hữu cơ bao gồm: phân
chuồng, phân xanh, phân rác, phân bắc, bùn ao, v.v… Tùy loại phân hữu cơ khác nhau
mà chất lượng của chúng cũng khác nhau. Hiện nay có nhiều loại phân hữu cơ được sử
dụng với số lượng và chất lượng tùy thuộc vào kỹ thuật canh tác và trình độ thâm canh
cây trồng ở mỗi nơi (Nguyễn Như Hà, 2006).
Chất hữu cơ của đất
Chất mùn
Axit fulic
Chất không phải chất mùn
Axit humic
Humin, Ulmin
Vi sinh vật
Tàn tích hữu cơ
Protein, lipit, đường
Hình 1.1 Thành phần chất hữu cơ của đất
1.1.3 Vai trò của chất hữu cơ trong đất
Chất hữu cơ có vai trò quan trọng đối với độ phì của đất là một trong những yếu
tố duy trì sức sản xuất và sử dụng đất bền vững góp phần cải thiện một số đặc tính vật
lý của đất, gắn kết các hạt đất làm cho đất tơi xốp, tế bào khổng trong đất được duy trì,
tăng khả năng giữ nước và giúp cây trồng phát triển tốt. Bên cạnh đó, Nguyễn Thế
Đặng và Nguyễn Thế Hùng (1999), cho rằng chất hữu cơ ít hay nhiều ảnh hưởng đến
tốc độ thấm của đất. Khi nhiều chất hữu cơ thì thấm nhanh hơn làm giảm xói mòn đất
và ngược lại khi nghèo chất hữu cơ thì thấm chậm gây dòng chảy mạnh dẫn tới xói
6
mòn. Ngoài ra, theo Hoàng Minh Châu (1998), chất hữu cơ là nguồn cung cấp dinh
dưỡng cho cây do mùn bị phân hủy và hòa tan các chất dinh dưỡng trong đất.
Chất hữu cơ tham gia tích cực vào quá trình phong hóa và hình thành đất, là
nguồn dự trữ và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng, ảnh hưởng đến nhiều tính
chất hóa học và hóa lý của đất (Lê Đức và Trần Khắc Hiệp, 2006).
1.1.3.1 Đối với lý tính đất
Chất hữu cơ có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý của đất. Một trong những
ảnh hưởng quan trọng là hình thành cấu trúc và duy trì độ bền cấu trúc đất (Cochrane
và Aylmore, 1994). Chất hữu cơ và mùn có tác dụng cải thiện trạng thái kết cấu đất,
các keo mùn gắng các hạt đất với nhau tạo thành những hạt kết tốt, bền vững, từ đó ảnh
hưởng đến toàn bộ lý tính đất như chế độ nước, chế độ khí, chế độ nhiệt, các tính chất
vật lý phổ biến của đất, làm cho việc làm đất cũng dễ dàng hơn (Trần Văn Chính,
2006).
Chất hữu cơ có tác dụng tích cực trong việc liên kết các cấu thể trong đất bởi sự
liên kết dính các hạt đất thành khối ổn định, hạn chế sự đóng váng trên bề mặt của đất.
Ngoài ra, chất hữu cơ có tương quan với sự giảm dung trọng của đất, tăng độ xốp của
đất, tăng độ bền của các đoàn lạp, giúp đất có cấu trúc tốt làm cho đất thoáng khí, điều
hòa nhiệt độ đất giúp bộ rễ cây trồng phát triển tốt hơn (Hamblin, 1985).
1.1.3.2 Đối với hóa tính đất
Sau khi phân giải chất hữu cơ sẽ cung cấp thêm các chất khoáng làm phong phú
thành phần thức ăn cho cây và sau khi mùn hóa sẽ làm tăng khả năng trao đổi của đất
(Vũ Hữu Yêm, 1995). Chất hữu cơ trong đất xúc tiến các phản ứng hóa học xảy ra,
giúp cải thiện điều kiện oxy hóa, gắng liền với sự di động và kết tủa với các nguyên tố
vô cơ trong đất. Nhờ các nhóm định chức có trong chất hữu cơ mà các hợp chất mùn
nói riêng, chất hữu cơ có trong đất nói chung làm tăng khả năng hấp thụ của đất, giúp
7
đất giữ được các chất dinh dưỡng, đồng thời làm tăng tính đệm của đất (Trần Văn
Chính, 2006).
Đất giàu mùn có tính đệm cao, chống chịu với những thay đổi đột ngột của đất
như phản ứng của đất, đảm bảo các phản ứng hóa học và quá trình oxy hóa khử xảy ra
bình thường, không gây hại cho cây trồng (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).
Ngoài ra, chất mùn của đất bảo vệ các chất N, P, S chống lại sự phân hủy của vi sinh
vật, cung cấp từ từ cho cây. Chất mùn còn tạo thành các hợp chất chelate với các
nguyên tố vi lượng, giữ cho các chất này hiện diện ở dạng dễ hữu dụng cho cây. Tuy
nhiên, hàm lượng chất hữu cơ trong đất cũng bị ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: khí
hậu, sa cấu và khả năng thoát nước của đất, thảm thực vật có trên đất, sự luân canh cây
trồng trên đất canh tác, sự hoàn trả lại rơm rạ sau mỗi vụ, việc cung cấp phân bón hóa
học cũng như phân bón hữu cơ cho cây trồng (Lê Văn Khoa, 2000).
1.1.3.3 Đối với đặc tính sinh học đất
Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, vi sinh vật sống trong đất giúp phóng
thích các chất dinh dưỡng trong chất hữu cơ thành các dạng dễ tiêu cho cây trồng, đồng
thời chúng lấy nguồn năng lượng cacbon và dinh dưỡng cung cấp cho hoạt động sống
giúp chuyển hóa các vật chất khác trong đất. Sự hoạt động của vi sinh vật gia tăng khi
bổ sung chất hữu cơ vào đất, chất hữu cơ kích thích hoạt động của quần thể vi sinh vật
trong đất dẫn đến việc dinh dưỡng được phóng thích trong quá trình phân hủy xác bã
động thực vật.
1.1.3.4 Đối với cây trồng
Chất hữu cơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự tăng trưởng và phát triển
của cây trồng. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng qua quá trình
khoáng hóa (Akio Ikono, 1984). Chất hữu cơ chứa một lượng khá lớn các nguyên tố
khoáng dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng như: N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố
vi lượng, trong đó đặc biệt là cung cấp đáng kể lượng N. Những nguyên tố này được
8
giữ một thời gian dài trong các hợp chất hữu cơ, vì vậy chất hữu cơ đất vừa cung cấp
thức ăn thường xuyên vừa là kho dự trữ dinh dưỡng lâu dài của cây trồng cũng như của
vi sinh vật đất (Trần Văn Chính, 2006).
Chất hữu cơ còn là nguồn lớn cung cấp CO2 cho thực vật quang hợp (Trần Văn
Chính, 2006). Ngoài ra mùn có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cây trồng. Mùn là
chất kích thích sinh trưởng và là chất kháng sinh để chống chịu lại bệnh của cây trồng
(Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).
1.1.4 Điều kiện phân hủy chất hữu cơ
Sự phân hủy chất hữu cơ trong đất theo Đỗ Thị Thanh Ren và Ngô Ngọc Hưng
(2004) thì có hai điều kiện:
1.1.4.1 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 phẩn cuối
cùng thường là khí CO2, H2O và muối khoáng. Thông thường xảy ra theo ba phản ứng:
Hợp chất cacbon 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 riêng biệt cho mỗi nguyên tố. Các hợp chất chống chịu lại sự hoạt
động của vi sinh vật được tạo thành.
Các protein trong các dư thừa thực vật, cây xanh cũng bị vi sinh vật phân hủy
tạo thành CO2, H2O và các amino acid như glycine, cysteine, khi phân hủy còn cho ra
các ion vô cơ như amonium, nitrat và sulfat hữu dụng cho cây trồng.
1.1.4.2 Điều kiện yếm khí
Dưới điều kiện yếm khí, sự phân hủy chất hữu cơ tiếp tục xảy ra nhưng chậm
hơn rất nhiều so với điều kiện cung cấp đầy đủ oxy. Vì vậy chất hữu cơ thường tích lũy
với số lượng lớn ở những chân đất ngập nước.
9
Sản phẩm phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí bao gồm các aicd hữu
cơ, rượu và khí metan.
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 lượng oxy có trong đất. Sản
phẩm cuối cùng của quá trình thối rửa là các chất dạng oxy hóa như CO2, H2O và một
lượng lớn các chất dạng khử như CH4, H2S, PH3, NH3….
1.1.5 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất
Sự biến đổi và chuyển hóa chất hữu cơ trong đất là một quá trình sinh hóa học
phức tạp, được thực hiện với sự tham gia trực tiếp của vi sinh vật đất và của động vật,
oxy không khí và nước (Trần Văn Chính, 2006). Các vật chất hữu cơ trong quá trình
phân giải chúng mất dần cấu tạo, hình dạng trước kia của nó và phân giải thành những
hoạt chất đơn giản hơn, dễ hòa tan hơn. Một phần các hợp chất này được khoáng hóa
hoàn toàn tạo ra sản phẩm cuối cùng là nước, một số khí và những hợp chất khoáng
đơn giản, chứa nhiều chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây trồng hấp thu.
Tiến trình phân hủy chất hữu cơ được thể hiện qua chu trình sinh học với hai
giai đoạn: Giai đoạn hình thành bao gồm sự quang tổng hợp, sự hấp thu dưỡng chất của
cây trồng và sự hình thành chất hữu cơ. Giai đoạn hai là giai đoạn phân hủy gồm sự
chuyển hóa qua sự hấp thu dưỡng chất vào cơ thể sinh vật sống (Võ Thị Gương, 2010).
Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong đất chịu sự tác động của hai quá trình
cùng tồn tại song song là quá trình khoáng hóa và quá trình mùn hóa. Tùy theo sự tác
động của các điều kiện đất, nước, khí hậu, thành phần xác sinh vật, loại chất hữu cơ mà
quá trình nào chiếm ưu thế.
1.1.5.1 Quá trình khoáng hóa:
Theo Võ Thị Gương (2010), cho rằng sự khoáng hóa có nghĩa là sự chuyển hợp
chất hữu cơ thành hợp chất vô cơ. Sản phẩm cuối cùng của khoáng hóa là CO2, NH4+,
NO3-, H2PO4-, S2-, SO42- với sự tham gia của vi sinh vật. Quá trình khoáng hóa hoàn
10
thành nó sẽ trả lại cho đất các chất dinh dưỡng dưới dạng dễ tan mà cây trồng có thể
hấp thu.
Quá trình khoáng hóa là một quá trình phức tạp, sự khoáng hóa phụ thuộc vào
các yếu tố:
+ Thành phần của vật chất hữu cơ: Chất hữu cơ càng đơn giản sự khoáng hóa
xảy ra càng nhanh và ngược lại vật chất hữu cơ càng có thành phần cấu tạo phức tạp thì
thời gian khoáng hóa càng lâu. Sự phân hủy chất hữu cơ tùy thuộc vào thành phần cụ
thể như: Thành phần dễ phân hủy nhất là đường, tinh bột và protein đơn giản. Kế đến
là protein thô, hemicellulose, cellulose, chất béo, chất sáp, lignin. Vì vậy đối với những
tàn tích sinh vật khác nhau, có thành phần hóa học khác nhau thì tốc độ các quá trình
khoáng hóa không thể giống nhau (Trần Văn Chính, 2006).
+ Ẩm độ của đất: Ẩm độ của đất thích hợp cho quá trình khoáng hóa xảy ra là từ
75 – 80%. Ẩm độ đất quá cao gây ra yếm khí, vi sinh vật khó hoạt động các vật chất
hữu cơ càng khó phân hủy, sự khoáng hóa xảy ra càng chậm (Trần Văn Chính, 2006).
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều ngăn cảng hoạt động của các vi
sinh vật đất làm ngăn cảng quá trình khoáng hóa xảy ra. Nhiệt độ thích hợp nhất cho
quá trình khoáng hóa xảy ra là 25 – 350C.
+ pH đất: Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ xảy ra tốt nhất trong điều kiện pH
đất từ 6,5 – 7,5. Đất có pH quá cao hay quá thấp làm hạn chế hay ngăn cảng hoạt động
của các vi sinh vật đất, ngăn cảng các phản ứng xảy ra.
+ Độ thoáng khí của đất: Đất càng thoáng khí sự khoáng hóa xảy ra càng nhanh.
Quá trình mùn hóa
Hợp chất mùn
Xác hữu cơ
Quá trình khoáng hóa
Khoáng hóa từ từ
Muối khoáng, khí
Mùn hóa
Hình 1.2: Sơ đồ quá trình biến hóa xác hữu cơ trong đất
(Nguồn Trần Văn Chính, 2006)
11
1.1.5.2 Quá trình mùn hóa
Quá trình mùn hóa là quá trình phân giải chất hữu cơ do hệ vi sinh vật phân giải
tạo nên các hợp chất trung gian và tổng hợp những hợp chất trung gian đó thành các
hợp chất hữu cơ phức tạp là hợp chất mùn (Nguyễn Như Hà, 2006). Mùn là hợp chất
hữu cơ cao phân tử phức tạp mà phân tử bao gồm nhiều đơn vị cấu tạo khác nhau,
chúng được nối với nhau bằng các cầu nối. Mỗi đơn vị cấu tạo bao gồm nhân vòng,
mạch nhánh, chúng chứa nhiều nhóm định chức khác nhau và mang tính axit.
Theo Trần Văn Chính (2006), quá trình mùn hóa xảy ra song song với quá trình
khoáng hóa, nhưng các điều kiện ảnh hưởng tới chúng là khác nhau. Những nhân tố
ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa bao gồm: chế độ nhiệt, không khí và nước của đất,
thành phần cơ chất và các tính chất lý, hóa học của đất, thành phần và cường độ hoạt
động của vi sinh vật, thành phần xác hữu cơ đất.
Các bước hình thành mùn xảy ra cụ thể như sau:
