ẢNH HƯỞNG của PHÂN ủ rơm rạ đến SINH TRƯỞNG và NĂNG SUẤT lúa OM4900 vụ ĐÔNG XUÂN 2009 – 2010
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1019.84 KB, 78 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
------ ------
DƯƠNG CHÍ LINH
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN Ủ RƠM RẠ ĐẾN SINH
TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM4900
VỤ ĐÔNG XUÂN 2009 – 2010
LUẬN VĂN KỸ SƯ NÔNG HỌC
Cần Thơ - 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
------ ------
DƯƠNG CHÍ LINH
ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN Ủ RƠM RẠ ĐẾN SINH
TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM4900
VỤ ĐÔNG XUÂN 2009 – 2010
LUẬN VĂN KỸ SƯ NÔNG HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN THÀNH HỐI
Cần Thơ - 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
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 Ủ RƠM RẠ ĐẾN SINH
TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM4900
VỤ ĐÔNG XUÂN 2009 – 2010
Sinh viên thực hiện: Dương Chí Linh
Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp xem xét.
Cần Thơ, ngày …. tháng … năm 2010
Cán bộ hướng dẫn
Ts. Nguyễn Thành Hối
iii
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 Ủ RƠM RẠ ĐẾN SINH
TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT LÚA OM4900
VỤ ĐÔNG XUÂN 2009 – 2010
Do sinh viên Dương Chí Linh 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 2010
Thành viên Hội đồng
---------------------------
-------------------------------
--------------------------------
DUYỆT KHOA
Trưởng Khoa Nông Nghiệp & SHƯD
iv
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 2010
Sinh viên thực hiện
Dương Chí Linh
v
LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Họ và tên: Dương Chí Linh
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 00/00/1988
Nơi sinh: An Giang
Quê quán: Huyện An Phú, tỉnh An Giang
Dân tộc: Kinh
Cha: Dương Văn Lượm, sinh năm 1970
Mẹ: Lê Thị Mỹ Thu, sinh năm 1967
Địa chỉ liên lạc: ấp Phú Thành, xã Phú Hữu, huyện An Phú, tỉnh An Giang
E-mail:
Quá trình học tâp:
Từ năm 1994 -1999 học tại trường tiểu học “B” Phú Hữu
Từ năm 1999- 2003 học tại trường THCS Phú Hữu
Từ năm 2003-2006 học tại trường THPT An Phú
Từ năm 2007 đến nay học tại trường Đại học Cần Thơ, quá trình đào tạo (2007-2011),
ngành Nông học khoá 33.
vi
LỜI CẢM TẠ
Kính dâng Ba Mẹ những người suốt đời tận tuỵ 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 tập Nguyễn Lộc Hiền, Thầy Nguyễn Phước Đằng,
cô Phan Thị Thanh Thủy 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 Nguyễn Văn Lùn, sinh viên lớp Nông học Khoá 33 đã tận tình giúp đở
và động viên tôi trong cuộc sống cũng như trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Cần Thơ, ngày …. tháng … năm 2010
Dương Chí Linh
vii
Dương Chí Linh, 2010. “Ảnh hưởng của phân ủ rơm rạ đến sinh trưởng và năng suất
lúa OM4900 vụ Đông Xuân 2009-2010”. 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.
______________________________________________________________________
TÓM LƯỢC
Đề tài “Ảnh hưởng của phân ủ rơm rạ đến sinh trưởng và năng suất lúa
OM4900 vụ Đông Xuân 2009-2010” được thực hiện tìm ra lượng phân rơm rạ trên nền
đất phù sa có hiệu quả trong việc làm gia tăng năng suất lúa. Thí nghiệm được thực
hiện tại nhà lưới, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, khu II Đại học Cần Thơ,
với giống lúa OM4900 làm vật liệu thí nghiệm. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối
hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm ba nghiệm thức và mỗi nghiệm thức có ba lần lặp lại, với
liều lượng phân rơm rạ bón 0, 5, 10 tấn/ha. Kết hợp bón phân hoá học với công thức
100 N - 60 P2O5 - 30 K2O.
Kết quả thí nghiệm bón phân rơm rạ cho thấy sự sinh trưởng về chiều cao cây
lúa có khác biệt ý nghĩa thống kê vào giai đoạn 75 ngày sau khi gieo và không khác
biệt ý nghĩa thống kê ở giai đoạn 10, 20, 40, 60 ngày sau khi gieo, về số chồi lúa có sự
khác biệt ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức ở giai đoạn 20, 40, 75 ngày sau khi gieo
và không có sự khác biệt ở giai đoạn 10, 60 ngày sau khi gieo. Các nghiệm thức có bón
phân rơm rạ làm gia tăng số bông/m2 (từ 16 và 31 bông) và năng suất thực tế từ 0,35 và
0,61 tấn/ha so với đối chứng.
viii
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
iii
Lời cam đoan
v
Lời cảm tạ
vi
Lý lịch cá nhân
vii
Tóm lược
viii
Mục lục
ix
Danh sách hình
xii
Danh sách bảng
xiii
MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG 1 LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU
2
1.1 KHÁI QUÁT VỀ CHẤT HỮU CƠ
2
1.1.1 Khái niệm về chất hữu cơ
2
1.1.2 Nguồn gốc chất hữu cơ
2
1.1.3 Vai trò chất hữu cơ trong đất
4
1.1.4 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất
5
1.1.4.1 Đối với đặc tính lý học
6
1.1.4.2 Đối với đặc tính hóa học
6
1.2 PHÂN HỮU CƠ
7
1.2.1 Khái niệm về phân hữu cơ
7
1.2.2 Hiệu quả của phân hữu cơ đến sự sinh trưởng của cây trồng
7
1.2.3 Vai trò của phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp
10
1.2.3.1 Phân hữu cơ cải tạo và bồi dưỡng đất
10
1.2.3.2 Phân hữu cơ cải tạo hóa tính của đất
11
1.2.3.3 Phân hữu cơ cải tạo lý tính của đất
12
ix
1.2.3.4 Phân hữu cơ tác động đến tính chất sinh học của đất
1.2.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phân giải chất hữu cơ trong đất
1.3 MỘT SỐ LOẠI PHÂN HỮU CƠ
14
14
15
1.3.1 Phân xanh
15
1.3.2 Phân rơm
16
1.3.3 Phân chuồng
18
1.3.4 Phân trấu
19
1.3.5 Phân rác và phân vi sinh
20
1.4 SỰ SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA
21
1.4.1 Đặc điểm sinh trưởng của cây lúa
21
1.4.1.1 Giai đoạn tăng trưởng
21
1.4.1.2 Giai đoạn sinh sản
22
1.4.1.3 Giai đoạn chín
22
1.4.2 Các yếu tố cấu thành năng suất lúa
23
1.4.2.1 Số bông trên một đơn vị diện tích
23
1.4.2.2 Số hạt trên bông
24
1.4.2.3 Tỉ lệ hạt chắc
24
1.4.2.4 Trọng lượng hạt
25
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
26
2.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
26
2.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiện
26
2.1.2 Vật liệu thí nghiệm
26
2.1.2.1 Đất
26
2.1.2.2 Đặc tính giống lúa OM4900
27
2.1.2.3 Phân hữu cơ rơm rạ
28
2.1.2.4 Phân hóa học và thuốc hoá học
29
2.1.2.5 Một số dụng cụ và thiết bị
29
x
2.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
29
2.2.1 Bố trí thí nghiệm
29
2.2.2 Kĩ thuật canh tác
31
2.3 CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI VÀ THU NHẬP
32
2.3.1 Chỉ tiêu đất và phương pháp phân tích
32
2.3.2 Các chỉ tiêu nông học
32
2.3.3 Thành phần năng suất và năng suất (14% ẩm độ)
33
2.4 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU THỐNG KÊ
34
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN
35
3.1 GHI NHẬN TỔNG QUAN
35
3.1.1 Đặc điểm khí hậu
35
3.1.2 Thời gian sinh trưởng
36
3.1.3 Tình hình sâu bệnh
36
3.2 ĐẶC TÍNH NÔNG HỌC
36
3.2.1 Chiều cao cây lúa
36
3.2.2 Số chồi lúa
39
3.3 THÀNH PHẦN NĂNG SUẤT VÀ NĂNG SUẤT
43
3.3.1 Số bông/m2
43
3.3.2 Số hạt trên bông
45
3.3.3 Số hạt chắc trên bông
46
3.3.4 Trọng lượng 1000 hạt
47
3.3.5 Năng suất lý thuyết
47
3.3.6 Năng suất thực tế
49
3.3.7 Chỉ số thu hoạch HI
50
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
53
PHỤ CHƯƠNG
58
xi
DANH SÁCH HÌNH
Hình
2.1
Tựa hình
Trang
Giống lúa OM4900 trồng tai nhà lưới trong vụ Đông Xuân 20092010
28
2.2
Sơ đồ bố trí thí nghiệm trồng lúa trong vụ Đông Xuân 2009-2010
30
2.3
Các lô thí nghiệm trồng lúa tại nhà lưới trong vụ Đông Xuân 20092010
3.1
30
Mối tương quan giữa chiều cao và năng suất lý thuyết của lúa
OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.2
Chồi cây lúa sinh trưởng ở giai đoạn 20 ngày sau khi gieo của lúa
OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.3
44
Mối tương quan giữa số bông/m2 và năng suất thực tế (tấn/ha) của
lúa OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.6
48
Mối tương quan giữa năng suất lý thuyết và số bông/m2 của lúa
OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.8
49
Ảnh hưởng của phân rơm rạ đến năng suất thực tế của lúa OM4900
trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.9
45
Ảnh hưởng của phân rơm rạ đến năng suất lý thuyết của lúa OM4900
trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.7
42
Ảnh hưởng của phân rơm rạ đến số bông/m2 của lúa OM4900 trong
vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.5
40
Mối tương quan giữa năng suất thực tế (tấn/ha) và số chồi/m2 của
lúa OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.4
39
50
Ảnh hưởng của phân rơm rạ đến chỉ số thu hoạch (HI) của lúa
OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
xii
51
DANH SÁCH BẢNG
Bảng
Tựa bảng
Trang
1.1
Thành phần nguyên tố dinh dưỡng có trong vài loại phân hữu cơ
8
1.2
Hàm lượng (%chất khô) đạm và lân trong một số cây phân xanh
16
1.3
Ước tính tổng lượng dinh dưỡng thu từ một số phân hữu cơ
17
1.4
Thành phần hoá học một số loại phân chuồng
19
1.5
Thành phần về hàm lượng dinh dưỡng có trong trấu
20
2.1
Đặc tính vật lý và hóa học của đất thí nghiệm trước canh tác lúa
vụ Đông Xuân 2009-2010
27
2.2
Hàm lượng dinh dưỡng của phân ủ rơm rạ
29
2.3
Bón phân hoá học cho lúa trong vụ Đông Xuân 2009-2010
32
3.1
Tình hình thời tiết khí hậu Cần thơ trong thời gian làm thínghiệm
35
3.2
Ảnh hưởng của phân rơm rạ đến chiều cao cây lúa ở các giai
đoạn sinh trưởng của lúa OM4900 trong vụ Đông Xuân 20092010
3.3
37
Ảnh hưởng của phân đến số chồi cây lúa ở các giai đoạn sinh
trưởng của lúa OM4900 trong vụ Đông Xuân 2009- 2010
3.4
42
Thành phần năng suất của lúa OM4900 trong vụ Đông Xuân
2009- 2010
46
xiii
MỞ ĐẦU
Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng sản xuất lương thực trọng điểm
của cả nước với diện tích chiếm trên 3,9 triệu ha và năng suất lúa chiếm gần 52%
sản lượng (Tổng cục thống kê, 2007). ĐBSCL có điều kiện tự nhiên thích hợp cho
sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là canh tác lúa. Vì thế sản lượng rơm sau thu hoạch
là rất lớn. Nếu để phân huỷ trong tự nhiên (vùi rơm trong đất) thì đòi hỏi một thời
gian dài mới phân huỷ hết, thời gian giữa hai vụ lúa không đáp ứng được, nếu rơm
rạ vùi trong đất phân huỷ không hết sẽ ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng và phát
triển của lúa.
Những nghiên cứu gần đây cho thấy việc trồng lúa nhiều vụ làm cho đất trở nên
bạc màu, mà bà con nông dân chưa chú ý đến việc trả lại cho đất một lượng phân
bón mà cây lấy đi. Nếu bà con nông dân chỉ bón phân hóa học và canh tác độc canh
không chú ý tới phân hữu cơ thì trong vòng 20-25 năm đất sẽ bạc màu mất cấu trúc
và năng suất cây trồng giảm mạnh (Nguyễn Thị Hồng Liên và Võ Thị Gương,
2007). Theo nghiên cứu của Nguyễn Hữu Chiếm và ctv., (1996) khi canh tác nhiều
vụ trong năm, hàm lượng đạm tổng số trên tầng mặt giảm, pH trên tầng sẽ bị chua,
tầng đế cày ngày càng xấu đi việc cung cấp dinh dưỡng không đều dẫn tới độ phì
của đất ngày càng suy giảm năng suất lúa trên những vùng thâm canh. Những năm
gần đây thế giới có xu thế nhấn mạnh đến một nền nông nghiệp hữu cơ (hay là nền
nông nghiệp bền vững), nhằm tận dụng nguồn phụ phế phẩm nông nghiệp để bón
lại cho đất, hy vọng công việc sử dụng nguồn phân hữu cơ này để cải tạo đất đai,
tiết kiệm phân bón, duy trì độ phì nhiêu đất, ổn định kết cấu đất và tăng năng suất
cây trồng. Hiện nay có nhiều biện pháp canh tác lúa đang được thực hiện trong sản
xuất như cày vùi rơn rạ, đốt đồng sạ chay, trục sạ,… nhưng chưa hiểu được khả
năng phân huỷ của rơm rạ sẽ ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất của cây lúa
như thế nào, ở một số loại đất.
Vì vậy để biết được rơm rạ cung cấp chất hữu cơ lại cho đất như thế nào, hạn
chế việc bỏ phí và tránh ô nhiễm môi trường từ rơm rạ sau thu hoạch, nên chúng tôi
đã tiến hành khảo sát “Ảnh hưởng của phân ủ rơm rạ đến sinh trưởng và năng suất
lúa OM4900 vụ Đông Xuân 2009- 2010”, tại nhà lưới trại thực nghiệm Khoa Nông
Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng- Đại Học Cần Thơ, khu II Đại học Cần Thơ, được
thực hiện nhằm tìm ra lượng phân ủ rơm rạ có ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng
suất lúa OM4900.
2
CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 KHÁI QUÁT 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 hủy và các sản phẩm phụ. Chất hữu cơ là
một phần cơ bản kết hợp với các sản phẩm phong hóa từ đá mẹ tạo thành đất. Chất
hữu cơ là một đặc trưng để phân biệt với đá mẹ và là nguồn nguyên liệu để tạo nên
độ phì của đất. Số lượng và tính chất của chất hữu cơ quyết định đến nhiều tính chất
hóa lý và sinh học của đất. (Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng, 1999).
Chất hữu cơ là thành phần cơ bản trong đất, là yếu tố quyết định độ phì nhiêu
của đất, không có thành phần hữu cơ thì mẫu chất không thể biến thành đất. Thành
phần hữu cơ không chỉ là kho dinh dưỡng của cây trồng mà còn là tác nhân điều tiết
nhiều tính chất vật lý, hóa, sinh của đất theo hướng tích cực, ảnh hưởng rõ rệt đến
việc làm đất và sức cản sản xuất của đất (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005).
Theo Võ Thị Gương (2004), chất hữu cơ bao gồm một phần vật chất được phân
hủy, vi sinh vật, động vật nhỏ tham gia vào tiến trình phân hủy vá các sản phẩm
phụ.
1.1.2 Nguồn gốc chất hữu cơ
Nguồn gốc nguyên thủy của chất hữu cơ trong đất là từ mô thực vật bao gồm rễ,
thân, lá 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 bị vi sinh vật phân hủy cung cấp chất hữu
cơ vào đất. Xác bả động vật và vi sinh vật được xem là nguồn hữu cơ thứ cấp cho
đất. Các phế thải trong quá trình sống và xác của chúng sau khi chết đi là nguồn
cung cấp chất hữu cơ vào đất.
3
Trong tự nhiên, nguồn chất hữu cơ duy nhất là tàn tích sinh vật, trong đó 4/5 do
thực vật cung cấp. Trong đất trồng trọt, ngoài tàn tích sinh vật còn bổ sung thường
xuyên là phân hữu cơ ( Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005). Chất hữu cơ trong đất
được bổ sung từ các nguồn chính như sau: xác sinh vật (động vật, thực vật, vi sinh
vật và các sinh vật 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 ha
(Nguyễn Thế Đặng, 1999).
Ngoài thực vật ra thì xác sinh vật và xác động vật đất cũng đã cung cấp một
phần chất hữu cơ đáng kể. Các dư thừa thực vật, phân xanh thường chứa trung bình
là 75% nước và 25% chất khô. Trong chất khô, các nguyên tố C, H, O chứa vào
khoảng 90-95%, khi chất khô bị đốt cháy, các nguyên tố biến thành CO2 và H2O.
Trong tro còn lại sau khi đốt cháy, có thể tìm thấy nhiều nguyên tố dinh dưỡng thiết
yếu được cây thu hút từ đất như N, S, P, K và các nguyên tố vi lượng. Các nguyên
tố dinh dưỡng thiết yếu này nằm trong những những hợp chất hữu cơ khác. Ví dụ,
trong protein chứa vào khoảng 16% N, một lượng nhỏ các nguyên tố thiết yếu khác
như: S, Mn, Cu, Fe (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004).
Thành phần chung của chất hữu cơ bao gồm cacbohydrates như đường đơn, tinh
bột, cenllulose, là những hợp chất hữu cơ quan trọng nhất trong cây. Lignin là hợp
chất phức tạp có cấu trúc vòng thơm được tìm thấy trong mô cây đặc biệt là mô gỗ,
chúng rất khó bị phân hủy. Chất béo và dầu có cấu trúc phức tạp hơn cacbohdrates,
nhưng ít phức tạp Lignin. Tiến trình phân hủy chất hữu cơ được xếp theo thứ tự từ
nhanh đến chậm như sau: đường; tinh bột và protein đơn giản; protein thô;
hemicellulose; mỡ; chất sáp; legnin và hợp chất phenol (Brady và ctv., 1996),
( trích dẫn Cao Nguyễn Phương Khanh, 2009).
Đối với đất trồng trọt ngoài tàn dư sinh vật ra còn một nguồn bổ sung đáng kể
chất hữu cơ, các loại phân hữu cơ được bón vào đất gồm phân rơm, phân chuồng,
phân xanh, bùn….
4
1.1.3 Vai trò 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 để duy trì sức sản xuất và sử dụng đất bền vững, góp phần cải tạo thiện một số
đặc tính vật lý của đất, gắn kết các hạt đất làm cho đất tơi xốp, tế khổng trong đất
được duy trì, tăng khả năng dự trữ nước và giúp cây trồng phát triển tốt
(Gough, 1994) trích dẫn Cao Nguyễn Phương Khanh, (2009). 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 hữu cơ thì thấm chậm gây dòng chảy mạnh dẫn đến xói
mòn. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp dưỡng chất cho cây do mùn bị phân hủy và
hòa tan các chất hữu trong đất (Hoàng Minh Châu, 1998).
Chất hữu cơ trong đất có thành phần phức tạp bao gồm chất mùn và chất không
phải là chất mùn và các vi sinh vật. Chúng có ý nghĩa quan trọng và có ảnh hưởng
đến nhiều tính chất lý hóa và sinh học đất. (Trần Văn Chính, 2006). Đối với cây
trồng và vi sinh vật đất: Mùn là kho thức ăn cho cây và vi sinh vật. Chất hữu cơ và
mùn đều chứa một lượng khá lớn các nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng và vi sinh
vật như: N, P, K, S, Ca, Mg và các nguyên tố vi lượng. Trong đó đặc biệt là N các
nguyên tố dinh dưỡng có ở trong chất hữu cơ và mùn được giải phóng từ từ cho cây
trồng. Ngoài mùn ra còn có chứa một số chất kích thích sinh trưởng tăng hoạt động
của bộ rễ, hạt nảy mầm. Mùn còn làm tăng năng lực của đất là cây trồng ít bị sâu
bệnh (Võ Hữu Yêm, 1995). Cây lúa thu hút 80% chất đạm từ sự khoáng hóa chất
hữu cơ trong đất ngay cả khi đất được bón phân (Ponnamperuma, 1984). Bón kết
hợp phân hữu cơ và phân hóa học sẽ có tác dụng tăng năng suất cây trồng (trích dẫn
Huỳnh Long Nghĩa, 2009).
Chất hữu cơ và mùn tham gia vào các phản ứng hóa học của đất, đặc biệt là mùn
làm nâng cao tính đệm của đất. Chất hữu cơ trong đất góp phần tăng khả năng hấp
thụ cation của đất, yếu tố của sự trao đổi dinh dưỡng (John Wiley và Son, 1990)
trích dẫn Võ Thị Ngọc Nhanh (2008). Ngoài ra chất hữu cơ trong đất liên kết với
5
các chất hữu cơ và các loại thuốc trừ dịch hại làm giảm sự hoạt động và sự di
chuyển của chúng.
Chất hữu cơ khi liên kết với các nguyên tố vi lượng có tác dụng giảm ảnh hưởng
gây độc và giúp tăng độ hữu dụng của các nguyên tố vi lượng cho cây trồng, chất
hữu cơ có ảnh hưởng gián tiếp trong việc cung cấp dinh dưỡng là nâng cao khả
năng trao đổi cation của đất (Willet, 1994) (trích dẫn Huỳnh Long Nghĩa, 2009).
Nhìn chung chất hữu cơ có ảnh hưởng rất đa dạng đến các tính chất của đất.
Trong điều kiện bình thường các tác dụng này theo hướng cải thiện hóa tính của đất
và cấu trúc đất (Trần Văn Chính, 2006).
1.1.4 Sự chuyển hóa chất hữu cơ trong đất
Theo Trần Văn Chính (2006) các chất hữu cơ trong đất có quá trình biến đổi
phức tạp với sự tham gia trực tiếp của các vi sinh vật đất và chịu ảnh hưởng bởi các
yếu tố của môi trường đất. Xác vi sinh vật tồn tại trên mặt đất hoặc trong các tầng
đất trong quá trính phân giải chúng mất cấu trúc hình dạng, các hợp chất còn lại tạo
nên xác sinh vật thì bị chuyển đổi thành các hợp chất linh hoạt hơn, dễ tan hơn. Một
phần chất này được khoáng hóa hoàn toàn để tạo ra sản phẩm cuối cùng là
CO2 và H2O (Nguyễn Thế Đặng, 1999).
Trong quá trình khoáng hóa một số hợp chất trung gian đơn giản làm dinh
dưỡng cho sinh vật dùng để tổng hợp nên protit, lipit, gluxit và một loạt hợp chất
mới. Xây dựng cơ thể chúng và chúng khi chết đi được phân hủy tiếp tục. Phần thứ
ba của quá trình chuyển hóa chất hữu cơ là tạo thành những hợp chất cao phân tử có
cấu tạo phức tạp đó là những axit amin. Những chất mùn này có thể lại tiếp tục bị
khoáng hóa để giải phóng dinh dưỡng cho cây trồng (Nguyễn Thế Đặng, 1999).
Dưới điều kiện thích hợp, đạm hữu cơ trong đất bị khoáng hóa trở thành đạm vô cơ.
Hằng năm có vào khoảng 2-3% đạm hữu cơ được khoáng hóa dưới điều kiện thích
hợp (Đỗ Thị Thanh Ren, 1999).
6
1.1.4.1 Đối với đặc tính lý học
Chất hữu cơ liên kết các hạt đất thành một tập hợp, làm tăng cấu trúc và độ xốp
của đất, là những đặc tính quan trọng quyết định đến sự sinh trưởng của rễ, trao đổi
khí, giữ nước và di chuyển nước trong đất. Theo kết quả nghiên cứu của
Nguyễn Văn Tạo và ctv., (2006) bón phân hữu cơ làm gia tăng hàm lượng lân trong
đất.
Keo mùn kết hợp với các cation và khoáng sét tạo ra các phức hệ keo ngưng tụ
giúp cho kết cấu đất tốt hơn. Mùn làm gia tăng khả năng thu nhiệt và giữ nhiệt, điều
hòa nhiệt độ đất, tránh sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ đất ( Ngô Thị Đào và Vũ
Hữu Yêm, 2005). Ảnh hưởng về cấu trúc, sự bền vững của đất trong việc kiềm giữ
nước, vận chuyển và hút nước đã được chứng minh bởi Hamblin (2002); các
polysaccharides được sinh ra từ rễ cây và vi sinh vật đất làm tăng, làm bền vững
đoàn lạp. Nói chung, đó là sự cân bằng giữa tế khổng nhỏ giữ nước và tế khổng lớn
vận chuyển nước trong đát liên quan đến khả năng kiềm giữ nước, tính thấm, và sự
đâm xuyên của rễ cây một cách hiệu quả. Sự giảm liên tục chất hữu cơ trong canh
tác hoặc giảm bón phân hữu cơ đều ảnh hưởng xấu đến cấu trúc đất, gây ra những
khó khăn trong việc gieo trồng, phát triển rễ của cây con do sự nén dẽ (trích dẫn
Cao Nguyễn Phương Khanh, 2009).
1.1.4.2 Đối với đặc tính hóa học
Nhiều nghiên cứu cho thấy chất hữu cơ ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính hóa học
của đất, ảnh hưởng đến khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất. Đất giàu mùn
có dung tích hấp thu chịu phân cao và giữ màu cho đất. 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 oxy hóa khử xảy ra bình thường, không gây hại cho cây
trồng (Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005). Theo Mai Văn Quyền (2007), đất lúa
có nhiều chất hữu cơ so với các chất khác nhưng cần phân bón thêm phân hữu cơ vì
7
chất hữu cơ như là chất đệm ở trong đất không chua thêm nhiều ngay cả khi khô
nước.
Thành phần các nguyên tố chất hữu cơ đặc biệt là C, N, P, S, tỷ số C:N giữa
C hữu cơ và N hữu cơ dường như không thay đổi ở hầu hết các loại đất, thường dao
động từ 10-14. Một sự bất biến tương tự đó là tỷ số giữa C hữu cơ trong đất và S
hữu cơ khoảng 7-8 (Jenkinson, 1988; trích dẫn Cao Nguyễn Phương Khanh, 2009).
1.2 PHÂN HỮU CƠ
1.2.1 Khái niệm về phân hữu cơ
Phân hữu cơ là tên gọi chung cho các loại phân được sản xuất từ các vật liệu hữu
cơ như: các dư thừa thực vật, rơm rạ, phân súc vật, phân chuồng, phân rác và phân
xanh (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Phân hữu cơ được đánh giá chủ yếu được dựa
vào hàm lượng chất hữu cơ (%), hoặc các chất mùn có trong phân, sau khi phân giải
có khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, quan trọng hơn, nó có khả năng tái
tạo lớn. Đây là nguồn phân quý, không những tăng năng suất cây trồng mà còn tăng
hiệu lực của phân hóa học, cải tạo và nâng cao độ phì nhiêu của đất
(Đỗ Thị Thanh Ren, 1999).
Theo Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm (2005), có thể xem tất cả các loại chất hữu
cơ vùi vào đất sau khi phân giải có khả năng cung cấp thức ăn cho cây và cải tạo đất
là phân hữu cơ. Phân hữu cơ là những chất tươi hay đã hoai có nguồn gố từ động
vật, thực vật bám vào đất để tăng năng suất cây trồng và tăng độ phì nhiêu cho đất
(Lê Văn Khoa và ctv., 1996).
1.2.2 Hiệu quả của phân hữu cơ đến sự sinh trưởng của cây trồng
Lê Văn Khoa và ctv., (1996) cho rằng : chất hữu cơ trước hết là nguồn dinh
dưỡng đối với thực vật, tất cả các nguyên tố đa lượng, vi lượng cùng với phân
chuồng thâm nhập vào đất cho nên phân huỷ cũng được gọi là phân toàn phần.
8
Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố dinh dưỡng có trong vài loại phân hữu cơ
(Lê Văn Khoa và ctv., (1996).
Phân hữu cơ
Được chứa trong 1 tấn
N(kg)
P2O5 (kg)
K2O (kg)
CaO (kg)
Phân chuồng ủ vừa
5,0
2,5
6,0
7,0
Nước phân chuồng
2,5
0,6
3,6
0,6
Than bùn (ẩm độ 70)
3,0
0,3
0,3
0,9
Than bùn tầng dưới (ẩm độ 70)
9,0
1,2
0,6
1,2
Rác rưởi
6,0
3,0
2,0
1,0
Chất hữu cơ là yếu tố quan trọng không thể thiếu trong canh tác để đạt hiệu quả
cao. Tuy nhiên, với tình hình sản xuất tăng vụ hiện nay, hằng năm phải tiêu hao một
lượng lớn chất hữu cơ trong đất. Hơn nữa, đất không có thời gian phục hồi vì canh
tác liên tục nên chất hữu cơ trong đất ngày càng cạn kiệt. Do đó, phân hữu cơ là
nguồn cung cấp chất hữu cơ chính để tăng cường nguồn hữu cơ cho đất. Hiện nay
phân hữu cơ là nguồn phân quý trong nền sản xuất nông nghiệp bền vững do đặc
tính có lợi của nó trong việc cải tạo đất, cải thiện tính chất vật lý và hóa học trong
đất. Mặc dù phân hữu cơ không có tác dụng tức thời như phân hóa học, nhưng bón
với số lượng lớn thì tác dụng của nó không thua kém phân hóa học bao nhiêu
(Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004).
Năng suất lúa của cây trồng được xem là thước đo độ phì của đất, khi đất có độ
phì cao năng suất sẽ cao (Nguyễn Xuân Hải, 2000). Theo Handrek (1990) cho rằng
phân hữu cơ sau khi bón vào đất sẽ phân giải cung cấp các chất khoáng đa lượng,
trung lượng và vi lượng cần thiết làm phong phú thêm nguồn thức ăn cung cấp cho
cây trồng. Chất mùn và sản phẩm phân hủy trong phân hữu cơ có thể kiểm soát sự
sinh trưởng nhanh chống của các tiến trình ký sinh, và làm giảm tác hại của thuốc
trừ sâu (Đổ Thị Thanh Ren và ctv., 1999).
9
Phân hữu cơ có chứa đầy đủ các loại khoáng cần thiết cho cây trồng nhưng
không nhiều. Mặt khác, phân hữu cơ làm tăng hàm lượng đạm hữu cơ dễ phân hủy
và đạm hữu dụng trong đất, cung cấp thêm cho đất một số vi lượng cần thiết cho
cây trồng như Cu, Zn…(Võ Thị Gương, 2004). Bên cạnh đó, cây có thể thu hút một
lượng amino acid như alanine, glycine, còn thông thường cây hút các chất dưới
dạng muối khoáng có từ sự khoáng hóa chất hữu cơ. Cây lúa hút 80% đạm từ sự
khoáng
hóa
chất
hữu
cơ
trong
đất,
ngay
cả
khi
được
bón
phân
(Ponanamperuma, 1979).
Kết quả nghiên cứu của Man và ctv., (2007) bón hoàn toàn phân hữu cơ rơm rạ
(6 tấn/ha) gia tăng năng suất so với đối chứng không bón phân 13,52% trong vụ hè
thu và 5,50% trong vụ đông xuân. Trong khi đó, bón hoàn toàn phân hóa học (NPK)
cho năng suất cao hơn đối chứng 44,2% trong vụ hè thu và 26,6% trong vụ đông
xuân. Những nghiệm thức có sự kết hợp phân hữu cơ với phân hóa học (NPK) cho
năng suất cao hơn so với chỉ bón phân vô cơ từ 37,2% đến 49,30% trong vụ hè thu
và từ 27,2% đến 29,4% trong vụ đông xuân. (trích bởi Võ Thị Ngọc Nhanh, 2008).
Nhiều thí nghiệm đã chứng minh muốn có năng suất cao nhất thiết phải có sự
phối hợp dinh dưỡng giữa phân khoáng và phân hữu cơ. Theo kết quà nghiên cứu
của Akio Inoko (1984), tại nhật bản thì phân hữu cơ là nguồn cung cấp dinh dưỡng
có hiệu quả cao cho lúa ở đất không bón phân hay bón phân với liều lượng thấp,
nếu chỉ bón phân khoáng đơn thuần thì không thể đạt được năng suất cao. Theo
Nguyễn Ngọc Hà, (2000) bón hoàn toàn phân hữu cơ rơm rạ sẽ làm năng suất lúa
tăng 16% so với hoàn toàn không bón phân. Bón kết hợp phân hữu cơ với phân hóa
học sẽ tăng năng suất lúa 22%. Theo Lê Thanh Hải (2008), nhấn mạnh việc đẩy
mạnh sử dụng phân hữu cơ cho ruộng lúa đã đến lúc cần được các nhà quản lý nông
nghiệp quan tâm.
10
1.2.3 Vai trò của phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp
1.2.3.1 Phân hữu cơ cải tạo và bồi dưỡng đất
Phân hữu cơ có tác dụng cải tạo đất toàn diện, đặc biệt có khả năng cải tạo nhiều
đặc tính xấu của đất ngoài việc cải tạo đất nghèo dinh dưỡng, phân hữu cơ còn làm
tăng lượng chất hữu cơ và mùn mà phân hóa học không có được.
Theo Vũ Hữu Yêm và Nguyễn Ngọc Nông (1999) phân hữu cơ khi bón vào đất
sau khi phân giải sẽ cung cấp thêm cho đất các chất khoáng làm phong phú thêm
các thành phần thức ăn cho cây và sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi của
đất. Đặc biệt là các axit humic trong phân tử có tác dụng khoáng hóa đạm rất tốt.
Trong quá trình phân hủy chất hữu cơ tạo ra nhiều dinh dưỡng cung cấp cho cây
trồng, làm giảm sự cố định K, P trong đất có khả năng tạo phức với Al làm giảm
Al trao đổi và Al hòa tan trong dung dịch đất, do đó hạn chế khả năng gây độc của
Al đối với cây trồng (Jones, 1982). Ảnh hưởng gián tiếp trong việc cung cấp dinh
dưỡng từ bón phân hữu cơ là nâng cao mức độ trao đổi cation của đất, ngoài ra do
chất hữu cơ có khả năng trao đổi cation lớn hơn 2 đến 3 lần so với khoáng sét cùng
khối lượng và chứa nhiều các nguyên tố đa lượng. Nên dễ dàng phóng thích dinh
dưỡng cho cây trồng khi xảy ra quá trình khoáng hóa (Brady và Well, 1996),
(trích dẫn Huỳnh Long Nghĩa, 2009).
Phân hữu cơ là nhân tố tích cực tham gia vào chuyển hóa lân trong đất từ dạng
khó tiêu thành dễ tiêu (Nguyễn Mỹ Hoa, 2005). Kết quả nghiên cứu của Dương
Minh Viễn và Võ Thị Gương (2006), bón phân hữu cơ bã bùn mía cho vùng đất
phèn trồng mía cho thấy hàm lượng nhôm trao đổi, nhôm liên kết hữu cơ giảm đáng
kể theo lượng tăng của phân bã bùn mía, hàm lượng lân vô cơ dễ tiêu trong đất tăng
lên đáng kể so với không bón phân hữu cơ.
11
Theo Lê Huy Bá (2000) cho rằng, cây trồng chỉ hấp thu 50%-60% chất dinh
dưỡng từ đạm vô cơ năm đầu, trong khi đó phân hữu cơ khoảng 20%-30%. Do đó
liều lượng và thời gian bón rất quan trọng, nếu sử dụng phân khoáng liên tục mà
không chú trọng đến phân hữu cơ thì làm cho đất chua dần dần chai cứng,giảm năng
suất cây trồng. Bón phân hữu cơ vào đất thịt nhẹ, đất xám, làm cho đất không có
cấu trúc rời rạc, nhờ đó hạn chế được sự bốc hơi nước, hạn chế sự rửa trôi phân bón
hóa học. Ngược lại, trên đất thịt nặng hoặc đất sét nếu bón nhiều phân hữu cơ thì đất
trở nên tơi xốp (Nguyễn Thanh Hùng, 1984).
1.2.3.2 Phân hữu cơ cải tạo hóa tính của đất
Phân hữu cơ bón vào đất sau khi phân giải sẽ cung cấp thêm các chất khoáng
làm phong phú thêm nguồn thức ăn cho cây. Trong quá trình phân giải, phân hữu cơ
có thể hòa tan các chất khó hòa tan, tăng khả năng trao đổi của đất, đặc tính này rất
quan trọng đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ. Hầu hết các loại đất bón phân
đạm lâu ngày sẽ làm giảm pH đất, phân hữu cơ có tác dụng làm tăng tính đệm cho
đất (Vũ Hữu Yêm, 1995). Phân hữu cơ cung cấp năng lượng cho quang tổng hợp,
cung cấp CO2 làm gia tăng khả năng hòa tan các chất khoáng khó tan làm giàu hàm
lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu cho cây, cung cấp các chất dinh dưỡng hữu cơ như:
đường và các amino acid là sản phẩm trung gian trong quá trình phân hủy, có thể
được cây sử dụng (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Đồng thời cũng cung cấp chất
dinh dưỡng khoáng, bao gồm khoáng đa và vi lượng (Lê Văn Tri, 2002).
Theo Vũ Hữu Yêm và ctv., (2001), do bón phân hữu cơ liên tục hàng năm đã
làm cho tầng canh tác được bổ sung nguyên tố vi lượng. Việc hình thành phức hữu
cơ-khoáng, trong quá trình phân giải chất hữu cơ và khi hình thành mùn, làm tăng
tính đệm của đất và có tác dụng ngăn chặn quá trình rửa trôi, đồng thời hạn chế sự
hấp thu các nguyên tố kim loại nặng cho cây, từ đó hạn chế sự nhiễm bẩn cho các
sản phẩm nông nghiệp (Nguyễn Đăng Nghĩa và ctv., 2005). Mọi trường hợp bón
phân đạm đi kèm với phân chuồng đều cho thấy khuynh hướng tích lũy đạm khá
12
cao hơn bón đạm không có phân chuồng. Nhờ có khả năng hấp thụ các ion khoáng
của keo hữu cơ làm giảm được nguy cơ mất đạm (Trình Công Tư, 2006).
Trong quá trình phân giải, phân hữu cơ cung cấp thêm thức ăn cho vi sinh vật
nên khi vùi phân hữu cơ vào đất làm phong phú thêm vi sinh vật trong đất
(Nguyễn Ngọc Nông, 1999). Qua đó, giúp tăng nhóm vi sinh vật có khả năng đối
khoáng những vi sinh vật gây bệnh cho cây trồng (Mark, 1995). Chất hữu cơ dễ thối
rửa vi sinh vật phát triển càng mạnh và khả năng khoáng hóa đạm cũng tăng lên.
Bón phân hữu cơ đơn thuần hoặc bón kết hợp phân hóa học thì vi sinh vật ổn định
hơn, dẫn đến sự cân bằng sinh học trong đất được tốt hơn (Nguyễn Ngọc Hà, 2000).
Ngoài tác dụng cải tạo lý hóa, phân hữu cơ còn có tác dụng phân giải các chất
độc trong đất, tạo môi trường thuận lợi thúc đẩy vi sinh vật phát triển mạnh, nhằm
hạn chế các vi sinh vật có hại cho cây trồng (Nguyễn Như Hà, 2006).
1.2.3.3 Phân hữu cơ cải tạo lý tính của đất
Chất hữu cơ khi được bón vào đất sẽ bị phân hủy thành mùn, mùn làm tăng khả
năng kết dính của các hạt đất để tạo thành đoàn lạp, và làm giảm khả năng thấm ướt
làm cho kết cấu được bền vững trong nước (Vũ Hữu Yêm, 1995).
Theo Đỗ Thị Thanh Ren (2003) cho thấy, thông qua hoạt động của vi sinh vật chất
hữu cơ phân hủy biến thành mùn, mùn có khả năng liên kết những hạt đất phân tán
làm cho đất có cấu trúc tốt, thoáng khí, tăng độ xốp, đất dễ cày bừa, giữ phân và giữ
nước tốt hơn. Chất mùn cải thiện cấu trúc đất, chất mùn trong phân hữu cơ có tác
dụng gắn kết các hạt keo nhỏ lại với nhau, tạo nên cấu trúc bền vững, cải thiện độ
xốp của đất, hạn chế rửa trôi, xói mòn đất, làm cây hấp thu các ion dinh dưỡng dễ
dàng hơn, gia tăng khả năng giữ nước đất, cải thiện độ khoáng khí của đất, vì vậy
cung cấp oxy cho rễ cây, tạo ra con đường thoát CO2 từ không gian rễ, bên cạnh
làm gia tăng nhiệt độ đất (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004).
