Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Ảnh hưởng của phân bón đến độ phì nhiêu đất đỏ bazan và năng suất cà phê ở cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng

i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi thông qua sự chỉ dạy
của thầy hướng dẫn. Tồn bộ số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và
chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Tơi xin hồn tồn chịu
trách nhiệm về kết quả nghiên cứu trong luận án này.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2018
Nghiên cứu sinh

Lâm Văn Hà


ii

LỜI CẢM ƠN
Cơng trình nghiên cứu trong luận án thuộc đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu hiệu
lực trực tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô, cà phê làm cơ
sở cân đối cung cầu phân bón ở Việt Nam”. Đề tài luận án chủ yếu được thực hiện tại
Trung tâm Nghiên cứu Đất, Phân bón và Mơi trường phía Nam, Viện Thổ nhưỡng Nơng
hóa - nơi nghiên cứu sinh đang cơng tác - và Trung tâm Phân tích Mơi trường, Viện Hạt
nhân Đà Lạt nơi thực hành phân tích mẫu. Để hồn thành cơng trình này, tơi đã nhận
được sự giúp đỡ tận tình của các cấp lãnh đạo, quý thầy cô, các bạn đồng nghiệp và bà
con nông dân.
Với sự kính phục và biết ơn sâu sắc đến, Giáo sư Tiến sĩ Khoa học Lê Huy Bá nguyên Viện trưởng Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - Trường Đại học Cơng
nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, Tiến sĩ Đỗ Trung Bình - ngun Trưởng phịng Nghiên cứu
Khoa học Đất, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam - là những người thầy
đã tận tình hướng dẫn cho cơng trình nghiên cứu này. Thầy đã định hướng, xác lập
phương pháp luận nghiên cứu đề tài, bồi dưỡng nâng cao kiến thức vật lý, hóa học, sinh
học đất và dinh dưỡng cây trồng, luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt q trình tơi
thực hiện luận án.

Tơi xin chân thành biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Đăng Nghĩa - nguyên
Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Đất, Phân bón và Mơi trường phía Nam, là người thầy,
người lãnh đạo đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập, làm việc và
thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phan Thị Cơng - ngun Trưởng
phịng Khoa học, Viện Khoa Học Kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam và Thạc sĩ Nguyễn
Bích Thu - nguyên Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Đất, Phân bón và Mơi trường phía
Nam, những người thầy đã hết lòng giúp đỡ, động viên và chỉ bảo tơi trong q trình học
tập và thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:
- Quý Thầy, Cô thuộc các cơ quan Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp miền
Nam, Khoa Nông học trường Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ chí Minh đã tận tình
giảng dạy và giúp đỡ tơi trong q trình học tập.


iii

- Ban lãnh đạo và anh chị em đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu Đất, Phân bón và
Mơi trường phía Nam, Viện Thổ nhưỡng Nơng hóa, đã tạo điều kiện thuận lợi, nhiệt tình
giúp đỡ, động viên tơi trong học tập và thực hiện đề tài luận án.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
- Gia đình em Nguyễn Văn Đồng (xã Đan Phượng, huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm
Đồng); gia đình anh Bùi Văn Hải (xã Phúc Thọ, huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng); gia
đình anh Lê Thanh Tùng (Thị trấn Di Linh, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng) đã nhiệt tình
hợp tác thực hiện các thí nghiệm đồng ruộng.
Cuối cùng xin gửi lời tri ân đến bậc sinh thành, vợ, con và anh chị em, bạn hữu đã
động viên và giúp đỡ tôi học tập, làm việc và thực hiện luận án.

Lâm Văn Hà

iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .....................................................................................ix
DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................. x
DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ xii
MỞ ĐẦU ..........................................................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................ 1
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................3
1.3 Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................3
1.3.1 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ
bazan trồng cà phê vối tại vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng ....................................3
1.3.2 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất cà phê vối trên
đất nâu đỏ bazan...............................................................................................................3
1.3.3 Xây dựng mơ hình sản xuất cà phê bền vững trên đất nâu đỏ bazan tại cao
nguyên Di Linh, Lâm Đồng .............................................................................................. 3
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài ........................................................... 4
1.5 Giới hạn nghiên cứu của đề tài ................................................................................4
1.6 Đóng góp mới của đề tài ............................................................................................ 4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................5
1.1 Độ phì nhiêu đất. .......................................................................................................5
1.1.1 Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất ..........................................5
1.1.2 Các yếu tố chính của độ phì nhiêu ..........................................................................6
1.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất....................................................................7
1.1.3.1 Các chỉ tiêu vật lý .................................................................................................7
1.1.3.2 Các chỉ tiêu hóa học ............................................................................................ 8

1.2 Vai trị của sinh vật đối với độ phì nhiêu đất nơng nghiệp ................................ …15
1.3 Đặc điểm độ phì nhiêu của đất đỏ phát triển trên đá bazan ..................................19
1.3.1 Thành tạo và phân bố của đất đỏ phát triển trên đá bazan ở Việt Nam ...............19
1.3.2 Đặc điểm vật lý, hóa học và sinh học đất đỏ phát triển trên đá bazan .................20
1.3.3 Diễn biến độ phì nhiêu của đất đỏ bazan trồng cà phê vùng Tây Nguyên ............22
1.3.3.1 Tính chất vật lý ...................................................................................................22
1.3.3.2 Tính chất hố học ............................................................................................... 23
1.3.4 Đặc điểm đất nâu đỏ bazan vùng nghiên cứu .......................................................26


v
1.4 Vai trị của phân bón với năng suất cây trồng và độ phì nhiêu đất ......................27
1.4.1 Khái niệm về phân bón và vai trị của phân bón trong sản xuất nơng nghiệp ......27
1.4.2 Vai trị của phân đạm, lân, kali với năng suất cà phê vối và đồ phì nhiêu đất .....29
1.4.2.1 Đặc điểm sinh thái của cây cà phê vối .............................................................. 29
1.4.2.2 Vai trò của đạm (N) với cây cà phê vối .............................................................. 29
1.4.2.3 Vai trò của lân (P) với cây cà phê vối ................................................................ 31
1.4.2.4 Vai trò của kali (K) với cây cà phê vối ............................................................... 32
1.4.2.5 Ảnh hưởng của phân đạm, lân và kali đến độ phì nhiêu đất .............................. 34
1.4.3 Phân hữu cơ, vai trị của phân hữu cơ đến năng suất cây trồng và độ phì nhiêu
đất ...................................................................................................................................37
1.4.3.1 Các nguồn chất hữu cơ chính bổ sung vào đất ..................................................38
1.4.3.2 Vai trò của phân hữu cơ ....................................................................................38
CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 43
2.1 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 43
2.1.1 Nội dung 1: Điều tra và đánh giá thực trạng sử dụng phân bón của nơng dân
trồng cà phê vối vùng cao nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng ..........................................43
2.1.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì
nhiêu đất nâu đỏ bazan cao nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng ........................................43
2.1.3 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất

cà phê vối trên đất nâu đỏ bazan cao nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng ........................43
2.1.4 Nội dung 4: Xây dựng mơ hình trình diễn sản xuất cà phê vối bền vững trên đất
nâu đỏ bazan cao nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng ........................................................43
2.2 Đặc điểm khí hậu thời tiết vùng nghiên cứu .......................................................... 43
2.3 Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 43
2.3.1 Đất và địa điểm thí nghiệm ................................................................................. 43
2.3.2 Cây trồng ............................................................................................................. 45
2.3.3 Phân bón ................................................................................................................45
2.3.4 Thời gian nghiên cứu ............................................................................................. 46
2.4 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................46
2.4.1 Phương pháp điều tra, phỏng vấn nông dân (RRA) ............................................ 46
2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng ....................................................... 47
2.4.3 Phương pháp bón phân ......................................................................................... 49
2.4.4 Kỹ thuật chăm sóc..................................................................................................49
2.4.5 Phương pháp thu thập mẫu đất ........................................................................... 50
2.4.5.1 Mẫu giun đất. ......................................................................................................50
2.4.5.2 Mẫu đất đánh giá mật độ vi sinh vật ..................................................................50


vi
2.4.5.3 Mẫu đất đánh giá các chỉ tiêu vật lý và hóa học đất ..........................................50
2.4.6 Phương pháp phân tích mẫu đất ........................................................................ 51
2.4.6.1 Phân tính một số tính chất vật lý đất ..................................................................51
2.4.6.2 Phân tích một số chỉ tiêu hóa học đất ................................................................ 52
2.4.6.3 Phân tích vi sinh vật đất .....................................................................................53
2.4.7 Phương pháp thu mẫu, tính tốn năng suất cà phê và hiệu quả kinh tế ...............53
2.4.7.1 Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cà phê ...............................................53
2.4.7.2 Hiệu quả kinh tế và hiệu suất phân hữu cơ ........................................................54
2.4.8 Phương pháp xử lý thống kê số liệu .................................................................... 55
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................56

3.1 Thực trạng canh tác cà phê vối của nông dân vùng cao ngun Di Linh, tỉnh
Lâm Đồng.......................................................................................................................56
3.1.1 Qui mơ diện tích và năng suất cà phê vối ............................................................. 56
3.1.2 Thực trạng sử dụng phân vô cơ cho cà phê vối.....................................................56
3.1.2.1 Lượng phân bón N, P, K .....................................................................................56
3.1.2.2 Tỷ lệ giữa các loại phân bón N:P2O5:K2O ......................................................... 60
3.1.2.3 Loại phân vơ cơ dùng cho cà phê ......................................................................60
3.1.3 Thực trạng sử dụng phân hữu cơ bón cho cà phê vối ..........................................61
3.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ, đạm và lân cho cây cà phê đến độ phì
nhiêu đất nâu đỏ bazan vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng ..................................63
3.2.1 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ, đạm và lân cho cây cà phê đến một số
tính chất vật lý đất ........................................................................................................ 63
3.2.1.1 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến một số tính chất vật lý đất .........63
3.2.1.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến một số tính chất vật lý đất .............64
3.2.1.3 Ảnh hưởng của liên tục bón lân đến một số tính chất vật lý đất ........................65
3.2.1.4 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến một số tính chất
vật lý đất ......................................................................................................................... 65
3.2.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ, đạm và lân cho cây cà phê đến một số
tính chất hóa học đất ......................................................................................................69
3.2.2.1 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến động thái pHH2O của đất qua các
năm 2013, 2014 và 2015.................................................................................................69
3.2.2.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến động thái pHH2O của đất qua các
năm 2013, 2014 và 2015.................................................................................................70
3.2.2.3 Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến động thái pHH2O của đất qua các năm
2013, 2014 và 2015 ........................................................................................................71


vii
3.2.2.4 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến động thái pHH2O
của đất qua các năm 2013, 2014 và 2015 ......................................................................72

3.2.2.5 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến một số tính chất hóa học đất .....74
3.2.2.6 Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến một số tính chất hóa học đất .........76
3.2.2.7 Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến một số tính chất hóa học đất ...........80
3.2.2.8 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến một số chất tính
chất hóa học đất. ............................................................................................................81
3.2.3 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ, đạm và lân cho cây cà phê đến mật độ,
kích thước và sinh khối giun đất .................................................................................. 93
3.2.3.1 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến mật độ, kích thước và sinh khối
giun đất ........................................................................................................................... 93
3.2.3.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến mật độ, kích thước và sinh khối giun
đất ...................................................................................................................................94
3.2.3.3 Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến mật độ, kích thước và sinh khối giun
đất ...................................................................................................................................96
3.2.3.4 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến mật độ, kích thước
và sinh khối giun đất .......................................................................................................96
3.2.4 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ, đạm và lân cho cây cà phê đến mật độ
của một số vi sinh vật đất ............................................................................................. 101
3.2.4.1 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến mật độ vi sinh vật trong đất.....101
3.2.4.2 Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến mật độ vi sinh vật trong đất. ........103
3.2.4.3 Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến mật độ vi sinh vật trong đất...........104
3.2.4.4 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến mật độ vi sinh vật
trong đất ....................................................................................................................... 106
3.2.5 Phân tích tương quan giữa các tính chất vật lý, hóa học và sinh học đất ......... 112
3.2.5.1 Tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ trong đất với một số tính chất vật lý
đất .................................................................................................................................112
3.2.5.2 Tương quan giữa hàm lượng chất hữu cơ trong đất với một số tính chất hóa học
đất .................................................................................................................................113
3.2.5.3 Tương quan giữa một số tính chất vật lý và hóa học đất với mật độ, kích thước
và sinh khối giun đất .....................................................................................................115
3.2.5.4 Tương quan giữa một số tính chất vật lý và hóa học đất đến mật độ của một số

vi sinh vật ......................................................................................................................118
3.2.5.5 Tương quan giữa mật độ giun đất với mật độ số vi sinh vật đất ......................119
3.3 Ảnh hưởng của phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất cà phê vối..................121
3.3.1 Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến năng suất cà phê vối.......................................121


viii
3.3.2 Ảnh hưởng của phân đạm đến năng suất cà phê vối ...........................................123
3.3.3 Ảnh hưởng của phân lân đến năng suất cà phê vối.............................................125
3.3.4 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất cà phê
vối trên nền đất nâu đỏ bazan ......................................................................................126
3.3.5 Hiệu quả kinh tế (lãi) của sản xuất cà phê và đề xuất liều lượng, tỉ lệ NPK hợp lý
cho cà phê vối kinh doanh vùng cao nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng ........................ 130
3.3.6 Phân tích tương quan giữa năng suất cà phê vối với một số yếu tố độ phì nhiêu
đất .................................................................................................................................133
3.3.6.1 Tương quan giữa năng suất cà phê với một số tính chất vật lý đất .................133
3.3.6.2 Tương quan giữa năng suất cà phê với một số tính chất hóa học....................134
3.3.6.3 Tương quan giữa năng suất cà phê với một số yếu tố sinh học ...................... .135
3.4 Mơ hình trình diễn sản xuất cà phê vối bền vững trên đất nâu đỏ bazan cao
nguyên Di Linh, tỉnh Lâm Đồng.................................................................................136
CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 139
4.1 Kết luận ..................................................................................................................139
4.2 Kiến nghị ................................................................................................................140
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN
ÁN ................................................................................................................................ 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 142


ix

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BNNPTNT
C/N
CEC
cfu/g
Ctv
ĐC
ĐR
EM
FAO

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
Tỉ lệ Cacbon hữu cơ trên nitơ tổng số
Dung tích hấp phụ (khả năng trao đổi cation)
Số lượng khuẩn lạc trên 1 gram đất
Cộng tác viên
Đối chứng
Đất rừng
Chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu
Tổ chức Lương Nông thế giới

K2Ots

Kali tổng số

K2Odt
KPH
HC
HCCB
ICO

LC50
NT
Nts
OC
OM
P2O5ts

Kali dễ tiêu
Không phát hiện
Phân hữu cơ
Phân hữu cơ chế biến
Tổ chức Cà phê Quốc tế
Nồng độ gây chết 50% số cá thể thí nghiệm
Nghiệm thức
Nitơ tổng số
Cacbon hữu cơ
Chất hữu cơ tổng số
Lân tổng số

P2O5dt

Lân dễ tiêu

PCA
ST1
SA
TCVN
TTN
UNESCO
USDA

Phân tích thành phần chính
Giống Trường Sơn 1
Sunphat amoni
Tiêu chuẩn Việt Nam
Đất trước thí nghiệm
Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc
Bộ Nơng nghiệp Hoa Kỳ

WASI

Viện Khoa học Kỹ thuật Nông - Lâm nghiệp Tây Nguyên

VSVTS

Vi sinh vật tổng số

VSVPG – P

Vi sinh vật phân giải lân

VSVPG – C

Vi sinh vật phân giải xenluloza

VSVCĐĐ

Vi sinh vật cố định đạm

x

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1
Bảng 2.1

Lượng phân bón khuyến cáo cho cà phê vối trên đất đỏ bazan
Một số tính chất vật lý đất trước thí nghiệm (TTN) và đất rừng

34
44

Bảng 2.2
Bảng 2.3

Một số tính chất hóa học đất trước thí nghiệm và đất rừng
Mật độ, kích thước và sinh khối giun đất trước thí nghiệm và đất
rừng
Mật độ vi sinh vật đất trước thí nghiệm và đất rừng

44

Bảng 2.4
Bảng 2.5
Bảng 2.6
Bảng 2.7
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4

Bảng 3.5
Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8

45
45

Thành phần dinh dưỡng trong phân hữu cơ sau khi ủ
46
Liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân các nghiệm thức nghiên cứu
48
Tóm tắt phương pháp và thủ tục phân tích một số tính chất hóa học
của đất
52
Năng suất cà phê trung bình và biến động năng suất theo tỷ lệ hộ nông
dân (%) ở huyện Lâm Hà, Di Linh và Bảo Lâm ....................................... 56
Lượng đạm bón cho cà phê vối ở các vùng điều tra tỉnh Lâm Đồng
(kg N/ha/năm)
Lượng lân bón cho cà phê vối ở các vùng điều tra tỉnh Lâm Đồng
(kg P2O5/ha/năm)
Lượng kali bón cho cà phê vối ở các vùng điều tra tỉnh Lâm Đồng

57

(kg K2O/ha/năm)
Tỷ lệ N:P2O5:K2O bón cho cà phê vối ở Lâm Đồng
Các loại phân vơ cơ sử dụng bón cho cà phê vối (% số hộ)
Tỉ lệ hộ nông dân 3 huyện vùng cao nguyên Di Linh sử dụng phân
hữu cơ cho cà phế vối

Liều lượng phân hữu cơ nông dân 3 huyện vùng cao nguyên Di Linh
bón cho cà phê vối

59
60
61

58

61
62

Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến một số tính chất vật lý
đất
63
Bảng 3.10 Ảnh hưởng của liên tục bón phân N đến một số tính chất vật lý
đất ………………………………………………………………………..64
Bảng 3.11 Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến một số tính chất vật lý đất
65
Bảng 3.12 Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến một số
tính chất vật lý đất
67
Bảng 3.13 Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến một số chất tính chất
Bảng 3.9

hóa học đất

74

xi

Bảng 3.14

Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến một số tính chất hóa học

Bảng 3.15

đất
Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến một số
chất tính chất hóa học đất

80
82

Bảng 3.16

Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ chế biến đến mật độ, kích
93

Bảng 3.17

thước và sinh khối giun đất
Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến mật độ, kích thước và
sinh khối giun đất

95

Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến mật độ, kích thước và sinh
khối giun đất

Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến mật độ,

96

Bảng 3.18
Bảng 3.19

Bảng 3.24

kích thước và sinh khối giun đất
Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến mật độ vi sinh vật đất
Ảnh hưởng của liên tục bón phân đạm đến mật độ vi sinh vật đất
Ảnh hưởng của liên tục bón phân lân đến mật độ vi sinh vật đất
Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến mật độ
vi sinh vật đất
Ảnh hưởng của phân đạm đến tỉ lệ quả tươi/nhân và năng suất

Bảng 3.25

Ảnh hưởng phân lân đến tỉ lệ quả tươi/nhân và năng suất cà phê vối

Bảng 3.20
Bảng 3.21
Bảng 3.22
Bảng 3.23

99
101
103
105

107
123
125

Bảng 3.26
Bảng 3.27
Bảng 3.28

Ảnh hưởng giữa các liều lượng phân hữu cơ, đạm và lân đến năng
năng suất cà phê vối
128
Hiệu quả kinh tế của sản xuất cà phê ở các nghiệm thức thí nghiệm
131
Năng suất cà phê và hiệu quả kinh tế của mơ hình
137


xii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hỉnh 2.1
Hình 2.2
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5

Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.13
Hình 3.14

Chu trình chuyển hóa Nitơ trong đất .................................................... 12
Vai trị của vi sinh vật trong chu trình tuần hồn vật chất
16
Q trình hoạt động chuyển hóa hợp chất hữu cơ của giun đất trong
đất
18
Địa điểm nghiên cứu và khu vực thí nghiệm cà phê ở thơn Đan Hà,
xã Đan Phượng, huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng
44
Sơ đồ bố trí thí nghiệm và các nghiệm thức (NT) nghiên cứu
47
Phân bố lượng phân đạm bón cho cà phê vối ở 3 huyện (Lâm Hà, Di
Linh và Bảo Lâm) tỉnh Lâm Đồng
57
Phân bố lượng lân bón cho cà phê vối của 3 huyện (Lâm Hà, Di Linh
và Bảo Lâm) tỉnh Lâm Đồng
58
Phân bố lượng kali bón cho cà phê vối ở 3 huyện (Lâm Hà, Di Linh
và Bảo Lâm) tỉnh Lâm Đồng
60

Tương hỗ giữa phân HC với lân và HC với đạm đến dung trọng đất
66
Tương hỗ giữa phân hữu cơ với đạm và giữa hữu cơ với lân đến
đoàn lạp đất
68
Ảnh hưởng của liên tục bón phân hữu cơ đến pHH2O của đất qua các
năm 2013, 2014 và 2015
70
Ảnh hưởng của liên tục bón N và P đến động thái pHH2O của đất qua
các năm 2013, 2014 và 2015
71
Tương hỗ giữa các liều lượng đạm với hữu cơ và giữa lân với hữu cơ
đến pHH2O năm 2015
72
Tương hỗ giữa các liều lượng phân lân với đạm đến pH đất năm
2015
73
Ảnh hưởng của liên tục bón phân N đến hàm lượng CEC trong đất
76
Ảnh hưởng của liên tục bón phân N đến hàm lượng OM và Nts trong
đất
77
Ảnh hưởng của liên tục bón N đến hàm lượng P2O5dt và K2Odt trong
đất
79
Ảnh hưởng của liên tục bón phân N đến hàm lượng Ca2+, Mg2+ và
Al3+ trong đất
80
Tương hỗ giữa phân hữu cơ với đạm đến hàm lượng OM và Nts
83

xiii

Hình 3.15

Tỉ lệ C/N trong đất của các nghiệm thức

86

Hình 3.16
Hình 3.17

Tỉ lệ Ca/Mg trao đổi trong đất ở các nghiệm thức
Ảnh hưởng tương hỗ giữa phân hữu cơ với lân và giữa phân hữu cơ
với đạm đến hàm lượng Al3+

90
91

Hình 3.18

Tương hỗ giữa phân HC với lân đến mật độ, kích thước và sinh khối
97

Hình 3.19

giun đất
Tương hỗ giữa phân HC với đạm đến mật độ, kích thước và sinh
khối giun đất

98

Tương hỗ giữa phân lân với đạm đến mật độ, kích thước và sinh khối
giun đất
Tương hỗ giữa các liều lượng phân lân với hữu cơ và giữa lân với

98

Hình 3.20
Hình 3.21
Hình 3.22
Hình 3.23
Hình 3.24
Hình 3.25
Hình 3.26
Hình 3.27
Hình 3.28
Hình 3.29

đạm đến mật độ vi sinh vật phân giải lân
Tương hỗ giữa các liều lượng phân đạm với hữu cơ đến mật độ vi
sinh vật phân giải lân
Tương hỗ giữa liều phân hữu cơ với đạm và giữa phân hữu cơ với
lân đến mật độ vi sinh vật phân giải xenluloza
Tương quan giữa dung trọng, độ xốp với hàm lượng chất hữu cơ
trong đất
Tương quan giữa hàm lượng hữu cơ với CEC, K2Odt, Ca và Al
trong đất
Tương quan giữa mật độ giun đất với độ xốp và đoàn lạp đất

Tương quan giữa hàm lượng OM với mật độ và kích thước giun đất
Tương quan giữa mật độ giun đất với VSVTS và VSVPG – C
Tương quan đa tuyến tính giữa các biến thuộc tính chất vật lý, hóa
học và sinh vật đất với nhau trong môi trường đất nâu đỏ bazan
2+

109
110
111
113

3+

114
116
117
119
120

Hình 3.30

Ảnh hưởng của phân hữu cơ đến tỉ lệ quả tươi/nhân và NS nhân/ha

Hình 3.31
Hình 3.32

Hiệu suất phân hữu cơ chế biến đến năng suất cà phê nhân
122
Tương hỗ giữa các liều lượng đạm với hữu cơ đến tỉ lệ quả tươi/nhân
và năng suất cà phê nhân năm 2015

126
Tương hỗ giữa các liều lượng lân với hữu cơ và lân với đạm đến
năng suất cà phê nhân năm 2015
127

Hình 3.33

121


1

MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr), là loại đất có độ
phì nhiêu tự nhiên khá cao do có tầng canh tác dày, tơi xốp, hàm lượng chất hữu cơ, lân
tổng số ở giàu, đạm tổng ở mức khá. Loại đất này rất thích hợp trồng nhóm cây lâu
năm có giá trị kinh tế cao như cà phê, chè, hồ tiêu và cây ăn quả [2], [49]. Theo tài liệu
Đất Việt Nam (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000) cả nước có 2.425.288 ha đất nâu đỏ
bazan, trong đó tỉnh Lâm Đồng, có 212.049 ha, phân bố chủ yếu ở cao nguyên Di Linh
(182.818 ha) [1], [25].
Cà phê là cây trồng chủ lực trên đất nâu đỏ bazan của vùng Tây Nguyên. Theo
Tổng cục Thống kê, (2016) diện tích cà phê của tồn vùng Tây Ngun là 645.000 ha
và giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD (ICO, 2016). Trong đó tỉnh Lâm Đồng có 157.307
ha, được trồng tập trung ở cao nguyên Di Linh với diện tích 140.482 ha (chiếm 89,3%)
chủ yếu là cây cà phê vối (Coffea canephora Pierre), chiếm khoảng 95% diện tích cà
phê của tỉnh [69], [76].
Năng suất cà phê vối của Việt Nam hơn 10 năm gần đây ln đạt bình qn trên 2
tấn nhân/ha, thuộc loại cao nhất thế giới, có nhiều nơi điển hình đạt 5 – 6 tấn/ha, cá biệt
có những hộ đạt 9 – 10 tấn/ha. Đóng góp vào kết quả trên gồm nhiều yếu tố kỹ thuật

(giống, chăm sóc, tưới nước, bảo vệ thực vật), nhưng phân bón vẫn là một yếu tố chi
phối mang tính quyết định.
Cà phê là cây lâu năm trồng trên các vùng đất cao, do đó cùng với nhu cầu cao về
dinh dưỡng N, P, K thì phân hữu cơ có vai trị rất quan trọng để tạo môi trường thâm
canh ổn định và hiệu quả. Vì lý do đó, đã có nhiều nghiên cứu về tác động của phân vô
cơ N, P, K và phân hữu cơ đến năng suất, chất lượng cà phê vối ở vùng Tây Nguyên.
Tiêu biểu là các cơng trình nghiên cứu của Trương Hồng và Tơn Nữ Tuấn Nam, 1999;
Y Kanin Hdơk, 2005; Trình Cơng Tư, 1996; Lê Hồng Lịch, 2000; Hồ Công Trực và
Phạm Quang Hà, 2004, Nguyễn Văn Minh (2014), Nguyễn Văn Bộ (2016),… Tuy vậy,
các nghiên cứu này chủ yếu tập trung ở Đăk Lăk, Gia Lai, hơn nữa, đến nay chưa có
cơng trình nghiên cứu nào quan tâm thấu đáo đến mối quan hệ giữa phân bón và độ phì
nhiêu đất nâu đỏ bazan trồng cà phê. Riêng tỉnh Lâm Đồng, hiện có rất ít kết quả


2

nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê, đặc biệt là ở vùng cao nguyên Di
Linh, nơi có các đặc điểm khí hậu và lịch sử hình thành đất đặc trưng hoạt động phun
trào của núi lửa Kainozoi muộn đã làm cho tính chất đất khá khác biệt so với cùng loại
đất nâu đỏ bazan ở các tỉnh khác của vùng Tây Nguyên [1], ơ99].
Điều tra thực trạng sử dụng phân bón cho cà phê ở Lâm Đồng những năm gần
đấy cho thấy có rất nhiều vấn đề đã trở thành thách thức đối với sản xuất bền vững cây
cà phê. Trước hết, phần lớn nông dân sử dụng phân bón thiếu khoa học, bón rất cao về
lượng và mất cân đối về tỷ lệ. Đối với phân đạm, có hơn 40% số hộ bón trên 500 N
kg/ha/năm (cao nhất 897 kg N). Với phân lân, có 53% số hộ bón trên 300 kg
P2O5/ha/năm (cao nhất 620 kg P2O5). Riêng phân kali, lượng bón phổ biến của nơng
dân đã khá hợp lý (trung bình 299 – 317 kg K2O/ha/năm), mặc dù vẫn cịn một số hộ
bón thừa kali. So với năng suất bình quân ở Lâm Đồng (3,6 tấn/ha) thì lượng phân đạm
và lân lãng phí hàng năm rất lớn. Tỷ lệ bón phân vơ cơ đa lượng cũng mất cân đối
nghiêm trọng, ở đa số hộ nơng dân tỷ lệ bón là N: P2O5: K2O = 1,38 : 1,0 : 0,94 [35].

Điều này làm giảm hiệu quả sử dụng phân bón, giảm sức khỏe vườn cây, tăng sâu bệnh
hại và gây ô nhiễm môi trường.
Thứ hai, lượng phân hữu cơ bón cho cà phê biến động rất lớn từ 0 – 45
tấn/ha/năm, 2 – 3 năm bón một lần. Thực tế, nhu cầu sử dụng phân hữu cơ ngày càng
tăng, nhưng khả năng cung cấp tại địa phương vừa rất hạn chế lại vừa kém chất lượng,
thực trạng sử dụng phân chuồng tươi (lợn, gà…) chưa qua xử lý vẫn còn khá phổ biến
trở thành nguồn gây ơ nhiễm mơi trường. Do đó, nghiên cứu sử dụng nguồn phân hữu
cơ chế biến có chất lượng cao bù đắp cho nhu cầu phân hữu cơ là hết sức cần thiết.
Một q trình dài sử dụng phân bón cho cà phê chưa đúng, không hợp lý một mặt
gây thiệt hại về kinh tế và ảnh hưởng trực tiếp đến độ phì nhiêu đất trồng cà phê tại cao
nguyên Di Linh, điển hình là hàm lượng Ca2+, Mg2+ giảm, đất bị chua hóa (pHKCl cịn
3,53 – 4,67), lượng Al3+ và SO42- trong đất có xu thế tăng cao [34].
Trước nhu cầu cấp bách phải có một nghiên cứu đầy đủ và hệ thống về mối quan
hệ giữa đất – phân bón – sinh thái mơi trường đất phục vụ thâm canh cây cà phê bền
vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu, đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng của phân bón
đến độ phì nhiêu đất đỏ bazan và năng suất cà phê ở cao nguyên Di Linh, Lâm


3

Đồng” được thực hiện. Kết quả của đề tài sẽ bổ sung cơ sở khoa học cho chiến lược
bón phân cân đối giữa vô cơ - hữu cơ nhằm bảo vệ và nâng cao độ phì nhiêu đất nâu đỏ
bazan, đồng thời đóng góp cho thực tiễn sản xuất những kỹ thuật mới trong quản lý
dinh dưỡng để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, tăng năng suất cà phê ở tỉnh Lâm
Đồng nói riêng và vùng Tây Nguyên nói chung.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học
Cung cấp thông tin mới về mối quan hệ của phân bón – độ phì nhiêu – sinh thái
môi trường đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh.
Bổ sung cơ sở khoa học trong chiến lược quản lý bón phân cân đối, hợp lý giữa

phân vơ cơ với phân hữu cơ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và cải thiện
độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan phục vụ thâm canh bền vững cây cà phê.
* Ý nghĩa thực tiễn
Bổ sung thêm cho nơng dân kỹ thuật sử dụng phân bón hợp lý, hiệu quả để tăng
năng suất cà phê, giảm chi phí phân bón thay cho tập qn lạm dụng phân hóa học và
sử dụng phân hữu cơ chưa xử lý cho cà phê đang gây ô nhiễm môi trường, hiệu quả sản
xuất thấp.
Đóng góp một số giải pháp kỹ thuật sử dụng phân bón trong sản xuất cà phê theo
hướng tăng hiệu quả kinh tế và cải thiện độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan trong chiến lược
sử dụng, bảo vệ tài nguyên đất bền vững của tỉnh Lâm Đồng.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
1.3.1 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì nhiêu của đất
nâu đỏ bazan trồng cà phê vối tại vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng.
1.3.2 Đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến năng suất cà phê vối
trên đất nâu đỏ bazan.
1.3.3 Xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững trên đất nâu đỏ bazan tại cao
nguyên Di Linh, Lâm Đồng.


4

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Liều lượng của phân đạm (N); phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến độ phì
nhiêu đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan tại vùng cao nguyên Di Linh đã thâm canh
cây cà phê qua nhiều năm.
- Liều lượng của phân đạm (N); phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến năng
suất cà phê vối (Coffea canephora Pierre) được ghép giống cao sản Trường Sơn 1.
1.5 Giới hạn nghiên cứu của đề tài
Đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng phân bón N, P và phân hữu cơ chế biến
đến một số tính chất vật lý (tỉ trọng, dung trọng, độ xốp và độ bền đồn lạp trong

nước), hóa học (pH, CEC, OM, Nts, P2O5 dễ tiêu, K2O tổng số và dễ tiêu, Ca2+, Mg2+,
Al3+, tỉ lệ C/N, tỉ lệ Ca/Mg) và sinh học (giun đất, vi sinh vật tổng số, vi khuẩn cố định
đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật phân giải xenluloza) của đất nâu đỏ phát triển
trên đá bazan có liên quan đến độ phì nhiêu, sinh thái môi trường đất và năng suất cà
phê vối vùng cao nguyên Di Linh, Lâm Đồng.
1.6 Đóng góp mới của đề tài
- Xác định được tầm quan trọng của phân đạm, lân và phân hữu cơ đến độ phì
nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan đang canh tác cà phê.
- Đề xuất biện pháp sử dụng phân đạm, lân và hữu cơ chế biến hợp lý cho cà phê
vối ghép giống cao sản nhằm ổn định năng suất cà phê cho tỉnh Lâm Đồng.


5

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Độ phì nhiêu đất
1.1.1 Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất
Trong sản xuất nông nghiệp, đất là giá đỡ, là môi trường để cây trồng sinh sống
và phát triển. Khác với đá mẹ và mẫu chất, đất có thuộc tính cơ bản là độ phì nhiêu,
nhờ đó cây trồng có thể sinh trưởng phát triển và cho năng suất [93].
Khái niệm về độ phì nhiêu đất đã có từ thời Cổ La Mã (hơn 2.500 năm trước
công nguyên) tuy còn sơ khai. Đến hơn 150 năm trước đây, C.Mác đã phân biệt rõ sự
khác nhau của “độ phì nhiêu tự nhiên” và “độ phì nhiêu thực tế”, theo đó độ phì nhiêu
thực tế chính là độ phì nhiêu tự nhiên được con người đầu tư thêm khoa học kỹ thuật và
dinh dưỡng cho cây trồng để thu được sản lượng cao [93]. Đây là tiền đề cho những
tiến bộ trong nhận thức về dinh dưỡng cây trồng và phân bón giai đoạn cuối thế kỷ
XIX, đầu thế kỷ XX với sáu định luật liên quan đến dinh dưỡng cây trồng: Định luật
Trả lại, Định luật Tối thiểu, Định luật Tối đa, Định luật Cân đối, Định luật Hiệu suất
phân bón và Định luật Ưu tiên chất lượng nơng sản [24], [28], [33], [93]. Giai đoạn này

cũng có nhiều quan điểm khác nhau về độ phì nhiêu của đất như: Ricacđơ "độ phì
nhiêu giảm dần"; các nhà thổ nhưỡng Liên Xô (cũ) mà đại diện là Viliams (1949), cho
rằng "độ phì nhiêu đất khơng ngừng tăng lên, khơng có đất nào xấu chỉ có chế độ canh
tác tồi mà thơi" [4]. Hay Henry (1943) [129], độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp
những nguyên tố cần thiết cho cây trồng phát triển, khơng có sự hiện diện của các độc
chất. Độ phì nhiêu của đất được xác định bằng nhiều kỹ thuật khác nhau và những
thông tin này là cơ sở để đưa ra khuyến cáo về chế độ bón phân. Boyd G. Ellis và
Henry D. Foth, (1988) [130], đánh giá độ phì nhiêu đất là đánh giá những thiếu hụt
dinh dưỡng của cây trồng, phân tích trạng thái của cây và phân tích đất.
Hơn nửa thế kỷ qua, nhiều chuyên gia trong lĩnh vực Khoa học đất ở Việt Nam
cũng đưa ra những định nghĩa xác đáng về độ phì nhiêu. Điển hình như Nguyễn Vy
(2003) [93], Độ phì nhiêu của đất được chia làm 2 loại là độ phì nhiêu tự nhiên và độ
phì nhiêu thực tế. “Độ phì nhiêu tự nhiên: xuất hiện trong quá trình hình thành đất dưới


6

tác động của đá mẹ, khí hậu và sinh vật. Độ phì nhiêu thực tế: trong điều kiện độ phì
nhiêu tự nhiên có tính đến q trình thổ nhưỡng đang xảy ra, trong mối quan hệ tương
hỗ với các nhân tố vũ trụ và các nhân tố sinh học, với tác động quy luật phù hợp của
con người vào đất thơng qua việc bón phân và các phương thức canh tác nhất đinh, với
loại hình kinh tế thích hợp cùng với phương thức và trình độ quản lý tốt nhất, đất trồng
có thể sản xuất một số lượng nơng sản lớn với chất lượng cao về dinh dưỡng, chứa
không đáng kể các độc tố và độ phì nhiêu ấy ln luôn được ổn định lâu bền”. Hay
theo Đỗ Ánh (2003) [4], Độ phì nhiêu là khả năng của mơi trường đất có thể cung cấp
cho cây đồng thời và khơng ngừng "nước lẫn thức ăn", khả năng đó nhiều hay ít (độ phì
cao hay thấp) do các tính chất lý học, hóa học và sinh học đất quyết định. Theo Nguyễn
Như Hà (2005) [33], độ phì nhiêu tự nhiên có trong tất cả các loại đất tự nhiên, nó xuất
hiện trong q trình hình thành đất và hồn tồn chịu sự tác động của con người. Độ
phì tiềm tàng là độ phì tự nhiên mà cây trồng tạm thời chưa sử dụng được. Độ phì hiện

tại hay cịn gọi là độ phì thực tế là một phần của độ phì nhiêu tự nhiên có thể tác động
ngay đến cây trồng.
Nhận thức ngày càng đầy đủ và sâu sắc hơn về độ phì nhiêu thực tế đã làm thay
đổi hướng nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng cây trồng từ nghiên cứu quan hệ “Đất –
Cây trồng – Phân bón” trước đây sang nghiên cứu mối quan hệ “Đất – Cây trồng –
Phân bón – Yếu tố khí hậu thời tiêt” để có những kết luận xác đáng hơn cho những
vùng sinh thái riêng biệt.
1.1.2 Các yếu tố chính của độ phì nhiêu
1. Độ dày tầng đất: Khả năng đáp ứng phát triển của bộ rễ.
2. Cấu trúc đất: Liên quan đến chế độ nước, khơng khí và độ tơi xốp của đất.
3. Phản ứng của đất: Liên quan đến các phản ứng sinh hóa trong đất; mức độ hữu
hiệu của các chất dinh dưỡng; thích nghi của rễ cây; hoạt động của sinh vật đất,
tích lũy hay phân giải chất độc hại trong đất.
4. Hàm lượng chất dinh dưỡng: Mức độ di động/dễ tiêu.
5. Sức chứa chất dinh dưỡng, nước: Khả năng giữ và cung cấp từ đất cho cây.
6. Mùn/Hữu cơ và chất lượng mùn (axit Humic/axit Fulvic).


7

7. Mật độ và hoạt tính sinh học đất: Chuyển hóa chất hữu cơ, cố định đạm, phân
giải lân hoặc kiến tạo cấu trúc đất.
8. Hàm lượng các chất độc hại: các kim loại nặng (Cd, Hg, Pb, As), hay
sắt/nhôm trong đất phèn, Na trong đất mặn, ...
1.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất
1.1.3.1 Các chỉ tiêu vật lý
Một số tính chất vật lý của đất như: dung trọng, tỉ trọng, độ xốp và đoàn lạp bền
trong nước có vai trị rất lớn trong sinh thái mơi trường đất. Đây là những chỉ tiêu quan
trọng trong đánh giá độ phì nhiêu đất. Bởi vì, các yếu tố vật lý chi phối trực tiếp hoặc
gián tiếp đến khả năng giữ nước, chất dinh dưỡng, chế độ khơng khí và nhiệt giúp cho

hệ sinh vật đất đặc biệt là giun đất và vi sinh vật sinh sống, phát triển. Ngược lại chính
hoạt động sống của sinh vật đất cũng tham gia cải thiện tính chất vật lý đất.
* Dung trọng: là chỉ tiêu rất quan trọng trong đánh giá độ phì nhiêu vật lý của đất
(Nguyễn Thế Đặng và ctv, 2007) [27]. Dung trọng phụ thuộc vào thành phần cơ giới,
khoáng sét, hàm lượng chất hữu cơ, cấu trúc đất và kỹ thuật làm đất. Độ tơi xốp của đất
cao nhất ngay sau khi làm đất (cày, xới), nhưng sau đó bị nén chặt dần và dung trọng sẽ
tăng lên. Sau một thời gian dung trọng sẽ đạt cân bằng và khơng thay đổi. Đất có dung
trọng thích hợp nhất cho cây trồng là từ 1,0 - 1,1 g/cm3. Đất đỏ bazan nguyên trạng ở
Tây Nguyên dung trọng luôn < 1,0 g/cm3 (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999) [73].
Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], đất đỏ bazan trồng cà phê trên 10 – 15 năm tuổi ở
Tây Nguyên có dung trọng dao động 0,99 – 1,0 g/cm3. Theo Võ Thị Gương và ctv
(2004) [32], đất trồng lúa ở tầng đế cày có dung trọng dao động trong khoảng 1,4 g/cm3
là thích hợp. Để đảm bảo cho cây trồng phát triển tốt đối với đất thịt thì dung trọng 1,1
– 1,4 g/cm3, đối với đất sét thì dung trọng 1,4 g/cm3 và đất cát dung trọng khoảng 1,6
g/cm3 (Raymond W. Miller và ctv, 2001) [156].
* Tỉ trọng: Là thơng số quan trọng có thể ước lượng thành phần khoáng cũng như
hàm lượng chất hữu cơ trong đất (Nguyễn Thế Đặng và ctv, 2008) [26]. Theo Nguyễn
Tử Siêm và Thái Phiên (1999) [73], Nguyễn Thế Đặng (2007) [27], tỉ trọng của đất
thay đổi từ 2,5 – 2,8 g/cm3. Ở những loại đất khác nhau tỉ trọng đất cũng khác nhau.


8

Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], đất đỏ bazan dưới các loại hình canh tác khác
nhau ở Tây Nguyên có tỉ trọng dao động 2,43 – 2,95 g/cm3.
* Độ xốp đất: là tổng các tế khổng trong đất biểu thị bằng % thể tích đất. Độ xốp
đất phụ thuộc vào cấu trúc, thành phần cơ giới, dung trọng và tỷ trọng của đất. Khả
năng thống khí và khả năng giữ nước phụ thuộc rất lớn vào độ xốp đất [28]. Theo Võ
Thị Gương và ctv (2004) [32], độ xốp thích hợp cho sự tăng trưởng của hầu hết các loại
cây trồng là 50%. Lipiec và Stepmiewski (1995) [94], đất kém thơng thống có thể giới

hạn sự phát triển của rễ, đặc biệt ảnh hưởng đến việc hấp thu chất dinh dưỡng của cây
trồng.
* Độ bền đoàn lạp đất: là tính bền cấu trúc đất, đây là đặc tính quan trọng giúp đo
lường mức độ chịu đựng của đất dưới tác động của các hạt nước mưa, các lực cơ giới
trong quá trình làm đất, tưới tiêu hay hoạt động của sinh vật đất. Đoàn lạp bền thấp sẽ
làm đất mất kết cấu, ảnh hưởng xấu đến khả năng giữ nước giữ phân và đẩy mạnh tốc
độ rửa trôi [28]. Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm
(1999) [73], độ bền đoàn lạp trong nước ở kích cỡ rây ≥ 0,25mm của đất đỏ bazan dao
động 51,3 – 80,6%. Theo Lê Văn Khoa (2000), tính bền đoàn lạp trong đất được xem
như một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng đất đai. Tính bền của
đất có thể tác động mạnh mẽ đến đặc tính đất cả về lý học và hóa học [54].
* Ngồi ra cịn có thành phần cấp hạt, chế độ nước, khơng khí, độ ẩm đất nhưng
trong giới hạn đề tài chúng tôi chỉ đi sâu vào một số chỉ tiêu nêu trên.
1.1.3.2 Các chỉ tiêu hóa học
* Độ chua của đất (pH):
Colemen (1959), Jeny (1961) cho rằng, H+ là nguồn chính gây ra độ chua của đất,
về sau Nguyễn Vi và Trần Khải (1978) cho rằng có sự đóng góp tích cực của Al3+ trong
thành phần của độ chua trao đổi và độ chua tiềm tàng [24]. Như vậy độ chua của đất do
nồng độ H+ trong dung dịch đất là chính. Độ chua đất được biểu thị bằng trị số pH là
logarit đổi dấu của nồng độ ion H+ trong dung dịch đất. Mỗi loại cây trồng thích nghi
với một giá trị pH nhất định và ở giá trị pH đó cây trồng sinh trưởng phát triển tối ưu.
Như cây cà phê thích hợp với pH từ 5,5 đến 6,5 [24].


9

pH đất là một chỉ tiêu chính xác định độ phì của đất, nó ảnh hưởng trực tiếp đến
tính chất lý, hóa và sinh học đất. Theo Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm, (1999) [73], có
tới 86% diện tích đất dốc của Việt Nam có pHKCl 4,0 – 4,5 thậm chí có nơi 3,5. Trong
điều kiện pH thấp, nhơm di động cao và lân bị cố định lớn. Kết quả nghiên cứu của

Trần Đức Viên (1996) [56], cho rằng, pH và độ no bazơ của đất canh tác ngày càng bị
giảm nhanh, giá trị pH từ 5,0 trong năm đầu trồng lúa nương sau đó giảm xuống cịn
4,1 ở năm thứ 5, nguyên nhân là do sự mất các cation do q trình xói mịn và rửa trơi.
Theo Lê Văn Căn (1978) [19], những nghiên cứu về phản ứng của đất với phân
bón, hoạt động của vi sinh vật và độ phì nhiêu đất là rất quan trọng trong mơi trường
đất. Phản ứng của môi trường đất ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại, hoạt động sống và
phát triển của các sinh vật trong đất. Tìm hiểu một cách sâu sắc phản ứng của đất,
khơng những chỉ có ý nghĩa về lý luận với những người làm công tác khoa học mà cịn
có ý nghĩa rất lớn đối với thực tiễn sản xuất nông nghiệp. Trong môi trường kiềm việc
hút cation mạnh hơn anion, cịn trong mơi trường axít thì ngược lại [146]. Như mơi
trường axít hóa độ linh động của Al, Mn, Fe lại tăng đến mức có thể gây độc cho cây.
Theo Lê Huy Bá (1982), đất phèn đồng bằng sông Cửu Long chứa nồng độ Al3+ từ 150
– 3000ppm, đây là cation độc nhất trong các độc chất của sinh thái môi trường đất đối
với bộ rễ cây trồng [5], [6]. Ngược lại, trong môi trường kiềm độ linh động của các
nguyên tố vi lượng (Fe, Mn, Zn và Bo) giảm sẽ gây thiếu hụt cho cây trồng [5], [19].
Khi pH của môi trường vượt quá giới hạn sinh lý (q kiềm hay q axít) thì mô
rễ đặc biệt là lông hút bị tổn thương và việc hút dinh dưỡng khoáng bị ức chế. pH cũng
ảnh hưởng rất lớn đến hệ sinh vật đất trong đó quan trọng là giun đất và vi sinh vật. Nói
chung đa số các vi sinh vật có ích và giun đất điều thích hợp pH ở mức trung tính [92],
[126], [163]. Theo phân cấp của Hội khoa học đất Việt Nam (2009), pH đất (< 4 rất
chua; 4,1 – 5,0 chua; 5,1 – 6,0 ít chua; 6,1 – 6,5 gần trung tính; 6,6 – 7,0 trung tính; 7,1
– 7,5 kiềm ít và 7,5 ˃ kiềm). pH ở đất đỏ bazan dao động ở mức chua đến ít chua [38].
* Chất hữu cơ trong đất
- Hàm lượng chất hữu cơ (OM, đơn vị tính %): là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá
độ phì nhiêu và một số đặc tính lý hóa của đất (kết cấu, dung trọng, độ xốp, CEC, khả
năng đệm của đất). Đất có hàm lượng OM cao sẽ cung cấp tốt các chất dinh dưỡng cho


10

cây trồng. Theo Carmen Rivero và ctv (2004), và Mando và ctv (2005), hàm lượng OM
trong đất thấp được xem là một trong các yếu tố liên quan đến sự suy giảm độ phì
nhiêu đất [147]. Nơng nghiệp thâm canh, khơng có sự cải tạo hợp chất OM để khơi
phục trữ lượng C hữu cơ trong đất sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến tính chất hóa học của đất,
do đó gây ra những ảnh hưởng xấu đến mật độ, sinh khối vi sinh trong đất [123], [153].
Theo Lê Văn Khoa và ctv (2000) [54], chất hữu cơ là chỉ tiêu số một về độ phì
nhiêu đất. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng chính trong hệ sinh thái đất.
Để nông nghiệp phát triển bền vững nhất thiết phải giảm sự mất mát chất hữu cơ đất,
nhất là đất vùng nhiệt đới. Theo Nguyễn Thế Đặng và ctv (2008) [26], chất hữu cơ là
thành phần cơ bản kết hợp với các sản phẩm phong hóa từ đá mẹ để tạo thành đất. Theo
Đỗ Ánh (2002) [4], chất mùn trong đất là một nguồn dinh dưỡng có tương quan rất chặt
chẽ với độ phì nhiêu đất, nhất là trong điều kiện nhiệt đới ẩm của Việt Nam. Những
thành tựu nghiên cứu về chất mùn ở điều kiện nhiệt đới ẩm của (Castagnol, 1942;
Fridland, 1958- 1964; Duchaufour, 1968; Ngô Văn Phụ, 1970 – 1979; Nguyễn Tử
Siêm, 1974 – 1979: trích dẫn bởi Đỗ Ánh, 2003) [4], đều cho rằng mùn trong đất ở Việt
Nam rất quan trọng cho việc tạo độ phì nhiêu đất. Viện nghiên cứu lúa quốc tế cho rằng
hàm lượng chất hữu cơ tối thích cho đất lúa nước là 4%. Nếu giảm 1% chất hữu cơ thì
lân bị giữ chặt trong đất tăng 50mg/100g đất (Đỗ Ánh và ctv, 2000) [4]. Theo Charles
A. Black (1993), hàm lượng chất hữu cơ cao làm tăng độ ẩm đất, cải thiện cấu trúc đất,
tăng khả năng đệm của đất. Theo Jones và Jarvis (1981), Hargrove và Thomas (1981),
chất hữu cơ có khả năng tạo phức với kim loại [87]. Chất hữu cơ có khả năng tạo phức
với Al3+ làm giảm Al hịa tan trong dung dịch, do đó làm giảm khả năng gây độc của Al
cho cây trồng. Theo Nguyễn Tử Siêm (1990), cà phê trên đất đỏ bazan muốn có năng
suất ổn định phải có tỉ lệ chất hữu cơ trong đất là 3,5%, trên đất đỏ vàng Acrisols phải
có 2,5% [94]. Theo phân cấp của Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2009 về hàm lượng OM
(%) đấ t đồ i núi (< 2,0 rất nghèo; 2,0 – 4,0 trung bình; > 4,0 giàu) [38].
* Dung tích hấp phụ (CEC)
Dung tích hấp phụ (khả năng trao đổi cation) là chỉ tiêu rất quan trọng của độ phì
nhiêu đất. Trong đất CEC càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi các chất
dinh dưỡng tốt với cây trồng. Đất đỏ bazan dưới rừng ở Tây Nguyên có dung tích hấp

11

phụ cao, nhưng đất canh tác cà phê và cây trồng khác thì dung tích hấp phụ dao động ở
mức trung bình (Tơn Nữ Tuấn Nam, 2005; Nguyễn Tử Siên và Thái Phiên, 1999) [66],
[73]. Đất giàu chất hữu cơ, có CEC cao cũng là đất có khả năng bảo quản dinh dưỡng
cây trồng cao. Nếu đất chứa Al chiếm 60% trong CEC thì gây độc cho cây trồng. Đất
bạc màu có CEC thấp (5,6 cmolc/kg đất) thì CEC trở thành yếu tố hạn chế (Đỗ Ánh và
ctv, 2000) [4]. Khi CEC dưới 5 cmolc/kg đất thì đất dễ bị rửa trơi NO3-, B, NH4+, K+,
Ca2+ và Mg2+. Do đó phải thường xuyên bổ sung vôi, chất hữu cơ và bón phân vơ cơ
cân đối [161].
Theo Nguyễn Vy (2003) [93], CEC trong các loại đất Việt Nam trong khoảng 5 –
30 cmolc/kg đất. Nhìn chung giá trị CEC càng cao thì đất càng phì nhiêu. Tuy nhiên độ
phì nhiêu của đất còn phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ các cation trong CEC. Theo
phân cấp của Hội khoa học đất Việt Nam, 2009 về CEC (cmolc/kg) trong đất (< 5,0 rất
thấp; 5,1 - 10 thấp; 10,1 – 25,0 trung bình; 26,0 – 40,0 khá; > 40,0 cao) [38].
* Hàm lượng đạm tổng số
Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá độ phì nhiêu của đất, thể hiện khả
năng dự trữ và cung cấp đạm cho cây trồng. Trong đất đạm tổng số chủ yếu ở dạng hữu
cơ chiếm 95% tổng số đạm trong đất và nhờ quá trình khống hóa sẽ chuyển thành
dạng khống (NH4+) cung cấp cho cây (Manahan, 2000) [146]. Theo Đỗ Đình Đài
(1998), đất bazan ở cao nguyên Di Linh có hàm lượng đạm cao (0,22%), ở cao ngun
Đăk Nơng 0,24%. Theo Trình Cơng Tư (1996), đạm tổng số trong đất bazan ở Buôn
Ma Thuột là 0,26%, cao nguyên Đức Trọng và Pleku là 0,22%, ở Phủ Quỳ là 0,17%
[41], [94]. Theo phân cấp của Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2009 về nitơ tổng số (Nts)
trong đất đồi núi (< 0,1% đất nghèo đạm, từ 0,1 - 0,2% là trung bình và > 0,2% là giàu
đạm) [38].
Cây trồng hấp thu đạm từ đất ở 2 dạng (NH4+ và NO3-). Nguồn đạm trong sinh
thái môi trường đất được cung cấp bằng nhiều con đường khác nhau và nó chuyển hóa

rất phức tạp dưới tác động của điều kiện khí hậu, vi sinh vật và con người, q trình đó
gọi là chu trình tuần hồn đạm trong đất.
Hình 1.1 cho thấy, chu trình chuyển hóa đạm trong đất qua nhiều con đường
khác nhau:


12

+ Con đường sinh học (có sự tham gia của vi sinh vật và thực vật là chủ yếu).
Vi sinh vật gồm có nhiều nhóm:
- Nhóm vi khuẩn có khả năng cố định nitơ từ khơng khí là những vi khuẩn cộng
sinh và khơng cộng sinh. Các nhóm vi khuẩn này trong quá trình hoạt động sống, tiết ra
enzym Nitrogenaza chuyển hóa N2 thành NH3 cung cấp cho cây trồng trong điều kiện
nhiệt độ bình thường của khí quyển [33].
- Nhóm cộng sinh (cịn gọi là vi khuẩn nốt sần sống cộng sinh với cây họ đậu tạo ra
nốt sần trên rễ), như Rhizobium: Rhizobium phaseoli; Rhizobium lupini, có khả năng cố
định được từ 57 – 600 kg N/ha/năm (Nguyễn Như Hà, 2005) [33].
- Nhóm hội sinh như nhóm vi khuẩn Azospirillum sống hội sinh trong rễ cây hịa
thảo, bơng và rau (Azospirillum lipoferum; Azospirillum brasilense), có khả năng cố
định được từ 12 – 313 kg N/ha/năm (Nguyễn Như Hà, 2005) [33].

N trong thu
hoạch mùa
màng

N trong hệ thống thực phẩm
N trong khí quyển
N trong vật ni
(gia súc, gia cầm
và thủy sản)

Nhà máy sản
xuất phân N

Khí
N2O và
NH3

Sử dụng phân
bón cho cây
trồng

Nốt sần rễ
cây họ đậu

Rễ cây trồng

Phế phụ
phẩm

NH4+ và NO3- trong
dung dịch đất

N
trong
đất

Rửa
trơi

Phân

chuồng

N trong hợp chất
hữu cơ và vi sinh
vật
Xói mịn

Nước ngầm và nước mặt
Hình 1.1 Chu trình chuyển hóa Nitơ trong đất
- Nhóm cố định nitơ sống tự do: vi khuẩn háo khí có Azotobacter chroococcum,
Azomanas sp, yếm khí có Clostridium pasteurianum có khả năng cố định được từ 20 –
100 kg N/ha/năm (Nguyễn Như Hà, 2005) [33].