Ảnh hưởng của một số tính chất lý hóa trên đất liếp vườn trồng cây chôm chôm tại huyện Chợ Tách – Bến Tre

CHƯƠNG I : LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Huyện Mộc Hóa -Long An 1.1.1 Vị trí địa lí Hình 1: Bản đồ hành chánh tỉnh Long An Theo huyện Mộc Hóa nằm về phiá Tây Bắc của tỉnh Long An, cách thị xã Tân An khoảng 70 km. Ranh giới hành chính được xác định như sau: phía Bắc giáp Vương quốc Campuchia, phía Tây giáp huyện Vĩnh Hưng và huyện Tân Hưng, phía Đông giáp huyện Thạnh Hóa, phiá Nam giáp huyện Tân Thạnh. 1.1.2 Điều kiện tự nhiên Khí hậu Huyện Mộc Hóa có khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm. Do nằm trong vùng tiếp giáp giữa Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ cho nên vừa mang các đặc tính đặc trưng cho vùng ĐBSCL lại vừa mang những đặc tính riêng biệt của vùng miền Đông Nhiệt độ trung bình hàng tháng 27,2 -27,7 oC. Thường vào tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất 28,9 oC, tháng 1 có nhiệt độ trung bình thấp nhất là 25,2oC. Lượng mưa hàng năm biến động từ 966 -1325 mm. Mùa mưa chiếm trên 70 - 82% tổng lượng mưa cả năm. Cường độ mưa lớn làm xói mòn ở vùng gò cao, đồng thời mưa kết hợp với cường triều, với lũ gây ra ngập úng, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống dân cư. Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm là 80 - 82 %.Thời gian chiếu sáng bình quân ngày từ 6,8 - 7,5 giờ/ngày và bình quân năm từ 2.500 - 2.800 giờ. Biên độ nhiệt giữa các tháng trong năm dao động từ 2-4oC. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 có gió Đông Bắc, tần suất 60-70%. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 có gió Tây Nam với tần suất 70%.      Vùng có đặc trưng của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo có nền nhiệt ẩm phong phú, ánh nắng dồi dào, thời gian bức xạ dài, biên độ nhiệt ngày đêm giữa các tháng trong năm thấp, ôn hòa.      Những khác biệt nổi bật về thời tiết khí hậu như trên có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống xã hội và sản xuất nông nghiệp Thủy văn Mộc Hóa là huyện chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều của biển Đông qua cửa sông Soài Rạp. Thời gian 1 ngày triều là 24 giờ 50 phút, một chu kỳ triều là 13-14 ngày. Triều biển Đông tại cửa sông Soài Rạp có biên độ lớn từ 3,5 - 3,9 m, đã xâm nhập vào sâu trong nội địa với cường độ triều mạnh nhất là mùa khô khi nước bổ sung đầu nguồn cho sông Vàm Cỏ Tây rất ít. Biên độ triều cực đại trong tháng từ 60 - 85 cm. Do biên độ triều lớn, đỉnh triều mùa gió chướng có thể đe dọa xâm nhập mặn. Trong mùa mưa có thể lợi dụng triều tưới tiêu tự chảy vùng ven sông Vàm Cỏ Tây làm giảm chi phí sản xuất. Nguyên nhân là do hoạt động mạnh của triều, gió chướng, lượng nước thượng nguồn ít và nhất là khai thác nước mặt quá nhiều trong mùa kiệt. Ngoài ra, do trái đất có xu hướng nóng dần lên, tạo điều kiện cho mặt nước biển nâng dần lên, đẩy quá trình xâm nhập mặn xâu vào nội địa.Việc xâm nhập mặn đã làm biến đổi hệ sinh thái vùng vốn ổn định nhiều năm trước đây và kết quả là ảnh hưởng đến sản xuất và sinh hoạt của dân cư. Để hạn chế quá trình này cần tránh khai thác nước quá nhiều trong mùa kiệt và đầu tư các công trình thủy lợi cần tính toán tác động của xâm nhập mặn ảnh hưởng đến hệ sinh thái chung Lũ đến tỉnh Long An chậm và mức ngập không sâu như đầu nguồn nhưng thời gian ngâm lũ lâu hơn. Tần suất lũ lớn có xu hướng rút ngắn lại từ 8 - 10 năm 1 lần trước đây, nay xuống còn 3 - 4 năm 1 lần (1961, 1966, 1978, 1984, 1991) và liên tiếp trong 3 năm lũ lớn liên tục xảy ra (1994, 1995, 1996) và đặc biệt là năm 2000 lũ rất lớn. Mực nước cao nhất xuất hiện tại Mộc Hóa là 3,27 mét. Đất đai Về phương diện địa chất - trầm tích thì chỉ có nhóm đất xám (phù sa cổ) thuộc trầm tích Pleistocene, phần còn lại có nguồn gốc từ lắng tụ của phù sa trẻ, trầm tích Holocene. phần lớn đất đai được tạo thành ở dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ nên đất có dạng cấu tạo bời rời, tính chất cơ lý rất kém, các vùng thấp, trũng tích tụ nhiều độc tố làm cho đất trở nên chua phèn. Qua điều tra cơ bản, huyện có các nhóm đất chính : - Nhóm đất phù sa cổ: Phân bổ ở địa hình cao 2 - 6 m so với mặt biển,do địa hình cao thấp khác nhau nên chịu tác động của quá trình rửa trôi và xói mòn. - Nhóm đất phù sa ngọt : Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá. - Nhóm đất phù sa nhiễm mặn: Đất có hàm lượng dinh dưỡng khá, thường bị nhiễm mặn trong mùa khô.   Qua những đặc điểm về thổ nhưỡng cho thấy huyện có nhiều bất lợi trong tổ chức sản xuất nông nghiệp,đất đai có nguy cơ bị bạc màu do đó cần có biện pháp canh tác và cải tạo đất phù hợp. 1.1.3 Điều kiện xã hội      Mộc Hoá là huyện thuộc vùng Đồng Tháp Mười, hàng năm chịu ảnh hưởng của lũ lụt. Sự hình thành và phát triển kinh tế xã hội của huyện gắn liền với quá trình khai hoang phục hoá, đưa dân đi khai thác vùng kinh tế mới ở Đồng Tháp Mười. Huyện Mộc Hoá là huyện đất rộng người thưa, mật độ dân số bình quân 129 người/km2, bằng 42% mức trung bình của toàn tỉnh. Huyện có đường biên giới giáp Campuchia dài 38,797 km,có cửa khẩu quốc gia Bình Hiệp các trung tâm huyện 7 km..Toàn huyện được chia thành 13 xã - thị trấn, gồm: thị trấn Mộc Hoá và các xã Thạnh Trị, Bình Hiệp, Bình Hoà Tây, Bình Hoà Đông, Tuyên Thạnh, Tân Lập, Bình Phong Thạnh, Bình Hoà Trung, Bình Tân, Thạnh Hưng, Tân Thành, Bình Thạnh. 1.2 Huyện Tịnh Biên - An Giang Vị trí địa lí Hình 2:Bản đồ hành chánh tỉnh An Giang Tịnh Biên là một huyện miền núi của tỉnh An Giang, cách tỉnh lỵ (Long Xuyên) khoảng 52 km về phía Đông giáp huyện Châu Phú, phía bắc giáp Campuchia, phía đông bắc giáp Châu đốc, phía nam giáp huyện Tri Tôn. 1.2.2 Điều kiện tự nhiên Khí hậu Vĩ độ địa lý của An Giang nằm trong khoảng 10 - 11° vĩ bắc, tức là nằm gần với xích đạo, nên các quá trình diễn biến của nhiệt độ cũng như lượng mưa đều giống với khí hậu xích đạo, chịu ảnh hưởng của 2 mùa gió là : gió mùa Tây Nam và gió mùa Đông Bắc. Gió Tây Nam mát và ẩm nên gây ra mùa mưa. Gió mùa Đông Bắc thổi vào An Giang xuất phát từ biển nhiệt đới phía Trung Quốc, nên có nhiệt độ cao hơn vùng băng tuyết Si-bê-ri và có độ ẩm lớn hơn, không tạo ra rét, mà chỉ hanh khô, có phần nắng nóng.Do huyện Mộc Hóa nằm sâu trong đất liền Nam Bộ nên ít chịu ảnh hưởng gió bão. Mùa mưa thường bắt đầu vào tháng 5 và kết thúc vào tháng 11. Tổng lượng mưa mùa mưa chiếm 90% tổng lượng mưa năm. Trong mùa khô do nắng nhiều, độ ẩm không khí thấp nên lượng bốc hơi lớn, bình quân 110mm/tháng (vào tháng 3 có tới 160mm) . Trong mùa mưa , lượng bốc hơi thấp hơn, bình quân 85mm/tháng , nhỏ nhất khoảng 52mm/tháng xuất hiện vào tháng 9 hoặc tháng 10, là thời kỳ có mưa nhiều, độ ẩm cao. Mùa có độ ẩm thấp (nhỏ hơn 80%) thường bắt đầu từ tháng 12 và kéo dài đến tháng 4 năm sau. Nghĩa là mùa có độ ẩm thấp trùng với mùa khô. Mùa khô độ ẩm ở thời kì đầu là 82% , giữa 78%, và cuối còn 72%. Mùa mưa ở đây thật sự là một mùa ẩm ướt . Độ ẩm trung bình trong những tháng mùa mưa đều 84%, cá biệt có tháng đạt xấp xỉ 90%. Ngoài các yếu tố khí tượng nói trên, còn có các hiện tượng thời tiết cần lưu ý như : lốc xoáy-vòi rồng-mưa đá, hạn Bà Chằn, ảnh hưởng của Elnino và Lanina. Thủy văn Chế độ thủy triều của huyện chịu ảnh hưởng tổng hợp của sóng triều biển Đông và sóng triều biển Tây. Biên độ triều thường xấp xỉ nhau, trong một năm biên độ triều của các trạm ven sông có những biến động mạnh mẽ. Vào mùa kiệt, biên độ triều tăng dần và đạt trị số lớn nhất vào tháng 4 hoặc tháng 5. Tiếp đó mùa lũ về, nước sông lên , biên độ triều giảm và đạt trị số nhỏ nhất vào tháng 9 hoặc tháng 10. Thời gian lũ lên và xuống ở An Giang khá dài. Những năm lũ lớn, thời gian lũ lên từ 3 đến 4 tháng và lũ xuống gần 3 tháng. Năm lũ nhỏ có thời gian lũ lên và xuống cũng tới gần 4 tháng. Đất đai Nhóm đất phèn Đất phèn là loại đất phổ biến ở huyện Tịnh Biên với tổng diện tích khoảng 20.191ha (chiếm 67% toàn tỉnh). Nhóm đất này được hình thành do quá trình biển tiến cách đây 6.000 năm để lại, đặc biệt trong môi trường vũng vịnh biển nông, trên đó rừng ngập mặn phát triển mạnh mẽ như đước, sú, mắm…Các loại thực vật này thường tích lũy chất lưu huỳnh trong thân và rễ dưới dạng các hợp chất hữu cơ. Khi những khu rừng này bị vùi lấp, xác của chúng được các vi sinh vật yếm khí phân hủy và thải lưu huỳnh ra môi trường dưới dạng sunfit. Chúng kết hợp với các ion kim loại sắt, nhôm vừa được dòng nước mang đến từ lục địa tạo thành những lớp đất chứa nhiều pyrite. Pyrite chứa trong tầng trầm tích đầm lầy còn gọi là tầng phèn tiềm tàng, nhưng chúng lại dễ bị oxy hóa trong điều kiện tiếp xúc với không khí. Dựa trên nguồn gốc hình thành và mức độ nhiễm phèn trong đất, có thể chia đất phèn ở đây thành các loại tầng đất sinh phèn (phèn tiềm tàng), tầng đất than bùn chứa phèn, đất nhiều phèn và đất bị nhiễm phèn. Đất phèn tiềm tàng: Hầu hết đất phèn tiềm tàng có thành phần chủ yếu là sét (40,83%), bột 45,13%, cát mịn 4,15%. Đất phèn nhiều : Thành phần hạt độ chủ yếu là sét chiếm 41,31%, bột 36,68%, cát 4,75%. Đất phèn ít: Bao gồm đất phù sa phát triển bị nhiễm phèn và đất nhiễm phèn nặng được thuần thục và rửa trôi. Loại này thường phân bố ở những nơi có địa hình tương đối cao, có sự bồi đắp khá nhiều của phù sa nên tầng phèn tiềm tàng bên dưới được che phủ khá dày (80-100cm), khả năng bị nhiễm phèn nhẹ. Bên cạnh đó, những vùng trước đây bị nhiễm phèn nhưng do có địa hình cao, khả năng rửa trôi tốt nên dần dần đất trở nên ít nhiễm phèn. Thành phần hạt độ hàm lượng sét trong loại đất này rất cao (60-63,9%), bột và cát ít , chứng tỏ đất có độ thoát , thấm nước kém và dẻo chặt, phân bố dọc dưới chân núi Cô Tô Đất than bùn chứa phèn: Loại đất này được đặc trưng bởi lớp than bùn dày, xốp bên dưới thường phân bố dọc theo các thung lũng sông cổ và lung đìa. Trong đất than bùn độ khoáng tương đối thấp và nghèo nàn nhưng bù lại hàm lượng đạm rất cao; được phân bố dọc theo thung lũng sông cổ . Nhóm đất phù sa có phèn: Đất có nguồn gốc chủ yếu là bưng sau đê, địa hình thấp từ 0,8-1m và khá bằng phẳng. Tùy thuộc vào mức độ chứa phèn và phát triển, nhóm đất này có thể chia thành: - Đất phù sa có phèn trung bình, ít được bồi, chưa phát triển. - Đất phù sa có phèn trung bình, ít được bồi , phát triển. - Đất có phản ứng hơi chua, pH từ 4,7-5,5 , đặc biệt lượng nhôm di động và độ acid tổng số gia tăng nhanh từ độ sâu 90cm trở đi.Nhóm đất này chủ yếu thuộc địa hình thấp, có mức độ bồi tụ yếu. Nhóm đất phù sa cổ : Nhóm đất này chủ yếu phân bố ở những nơi có địa hình cao (ruộng trên). Chúng hình thành nên dãy đồng bằng quanh núi như khu vực quanh núi Dài, núi Cấm, cánh đồng ven kênh Vĩnh Tế giáp biên giới Campuchia. Đất phù sa cổ không gây độc cho cây trồng nhưng nghèo dinh dưỡng và độ thoát thủy, tơi xốp kém. Tuy nhiên, do ảnh hưởng phù sa mới của sông Hậu, qua các đợt lũ tràn về, nên đã hình thành tầng mặt mới, trộn lẫn với nhiều chất hữu cơ thứ sinh đã tạo thành tầng tích tụ mùn khá dày, thích hợp cho cây trồng. (theo ). TỔNG QUAN VỀ CHẤT HỮU CƠ VÀ PHÂN HỮU CƠ Chất hữu cơ (CHC) Khái niệm CHC CHC là một thành phần cơ bản kết hợp với các sản phẩm phong hóa từ đá mẹ để tạo thành đất. CHC là một đặc trưng để phân biệt đất 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. CHC là bộ phận của đất có thành phần phức tạp và có thể chia làm hai phần : CHC chưa bị phân giải là những tàn tích hữu cơ như xác bã động thực vật, vsv. Phần thứ hai là những chất hữu cơ đã phân giải, trong phần chất hữu cơ đã phân giải này chia làm hai nhóm : Nhóm những hợp CHC ngoài mùn . Nhóm những hợp chất mùn . Nhóm những hợp chất CHC trong đất ngoài mùn chiếm tỷ lệ thấp trong toàn bộ CHC thường không vượt quá 10-15% .Nhóm CHC này gồm những chất hữu cơ thông thường có trong động vật, thực vật và vsv như: Hydrat, cacbon, protein, linhin, lipit, andehyt,… Nhóm những hợp chất mùn là những hợp chất cao phân tử có cấu tạo phức tạp, chúng chiếm tỷ lệ cao trong CHC (khoảng 85-90%) (Nguyễn Thế Đặng, 1999). Theo Dương Minh Viễn (2003) sự có mặt của CHC làm cho đất có một tính chất đặc biệt đó là độ phì, bao gồm những đặc tính về lý, hóa học và môi trường sống trong đất. Sự chuyển hóa CHC trong đất Sự biến đổi và chuyển hóa các xác hữu cơ trong đất là một quá trình sinh hóa phức tạp được thực hiện với sự tham gia trực tiếp của vsv, động vật, oxy không khí và nước. Xác sinh vật tồn tại trên mặt đất hoặc trong các tầng đất. Trong quá trình phân giải, chúng mất cấu tạo hình dạng còn các hợp chất cấu tạo nên xác sinh vật thì bị chuyển đổi thành những hợp chất linh hoạt hơn dễ tan hơn. Một phần hợp chất này được khoáng hóa hoàn toàn để tạo ra sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O.Trong quá trình khoáng hóa một số hợp chất trung gian đơn giản là nguồn dinh dưỡng cho vsv, độnh vật và thực vật một phần sản phẩm cuả quá trình khoáng hoá được vsv dùng để tổng hợp nên protit, lipit, gluxit và một loạt hợp chất mới xây nên cơ thể chúng và khi chết đi được phân hủy tiếp tục. Phần thứ ba là các hợp chất cao phân tử có cấu tạo phức tạp đó là các axit mùn, những hợp chất mùn này có thể lại tiếp tục bị khoáng hóa để giải phóng dinh dưỡng cho cây trồng (Nguyễn Thế Đặng, 1999). Như vậy xác hữu cơ trong đất chịu sự tác động của hai quá trình song song, tùy thuộc vào điều kiện ngoại cảnh, hệ vsv và loại xác hữu cơ mà quá trình này hay quá trình kia chiếm ưu thế. Hai quá trình ấy là quá trình khoáng hóa và quá trình mùn hóa CHC Phân hữu cơ 2.2.1 Khái niệm về phân hữu cơ Theo TS. Đỗ Thị Thanh Ren và TS. Ngô Ngọc Hưng phân hữu cơ là tên gọi chung cho các loại phân có nguồn gốc từ dư thừa thực vật, rơm rạ, phân chuồng, phân gia súc, phân rác và phân xanh. Phân hữu cơ được đánh giá chủ yếu dựa vào hàm lượng CHC(%), họăc chất mùn có trong phân. Mặc dù nền công nghiệp hóa trên thế giới ngày càng phát triển, phân hữu cơ vẫn là nguồn phân quý, không những làm tăng năng suất cây trồng mà còn có khả năng làm tăng hiệu lực của phân hóa học, cải tạo và nâng cao độ phì của đất. CHC có tỷ lệ C/N cao được vùi trực tiếp vào đất không qua chế biến, chức năng chủ yếu là cải tạo đất thì được gọi là CHC cải tạo đất. CHC thông qua chế biến hay không thông qua chế biến có tỷ lệ C/N thấp thì gọi là phân hữu cơ. Vai trò của phân hữu cơ đối với quá trình khoáng hóa N trong đất Theo Vũ Hữu Yêm (1995) và Nguyễn Ngọc Nông (1999) cho rằng : Phân hữu cơ khi bón vào đất sau khi phân giải sẽ cung cấp thêm các chất khoáng làm phong phú thêm thành phần thức ăn cho cây và sau khi mùn hóa làm tăng khả năng trao đổi của đất.Theo Lê Duy Bá (2000) cây trồng chỉ hấp thu 50-56% chất dinh dưỡng từ phân N vô cơ trong khi đó phân hữu cơ chỉ khoảng 20-30%. Nguyễn Ngọc Hà năm (2000) kết luận rằng bón hoàn toàn rơm rạ sẽ tăng năng suất lúa 16% so với hòan toàn không bón phân. Bên cạnh đó bón kết hợp phân hữu cơ với phân hóa học sẽ tăng năng suất lúa 22%. Ngoài ra kết quả ghi nhận của Bùi Đinh Dinh (1984) cho thấy để đảm bảo năng suất ổn định thì phân hữu cơ chiếm ít nhất là 25% trong tổng số dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng. Nếu sử dụng phân khoáng liên tục mà không chú trọng bón phân hữu cơ thì làm cho đất bị chua dần, đất chai cứng, giảm năng suất cây trồng. CHC còn là môi trường tốt cho vsv sống và phát triển, chẳn hạn chất mùn từ phân chuồng làm tăng hiệu quả cố định N của Rhirobium và Azobacter và khả năng nitrate hóa trông đất cũng tăng lên (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv 1995). Nó cũng là sản phẩm năng lượng là nguồn thức ăn đối với vi khuẩn đất và là nguồn vsv cung cấp cho đất (Lê Văn Khoa và ctv 1996). Theo Hoàng Minh Châu (1998), nhờ các acid humic trong phân hữu cơ giúp cây hấp thụ tốt chất dinh dưỡng, các chất hữu cơ cũng là nguồn dinh dưỡng cung cấp cho cây do mùn bị phân hủy và hòa tan các chất vô cơ trong đất. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng giúp đạt năng suất cao nhất nhờ con đường khóang hóa và cải tạo tính chất hóa lý của đất. Theo Nguyễn Lân Dũng (1968) nguồn N bổ sung cho đất chủ yếu dựa vào nguồn phân hữu cơ và sự cố định N của các vi khuẩn sống trong đất. Ngoài N phân hữu cơ còn chứa các nguyên tố P, K, Ca, Mg và nhiều nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng (Trần Thành Lập, 1998). 3. NHỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG LUÂN CANH Nhiều nghiên cứu công bố cho thấy rằng năng suất lúa nhận được thấp nhất trong lô trồng độc canh lúa. Năng suất lúa cao nhất trong các lô luân canh Lúa-Đậu nành.Ngoài ra việc luân canh này còn giúp cải tạo được lý tính và hóa tính của đất do chuyển từ chế độ đất ngập nước liên tục sang chế độ cây trồng cạn. Việc này giúp cho cả hai loại cây trồng lúa và cây trồng cạn trong việc sinh trưởng và phát triển. Đồng thời cây họ đậu còn giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất do sự cố định đạm của nhiều vi khuẩn nốt sần từ bộ rễ của cây đậu nành (Nguyễn Công Thành, 2007) Hệ thống luân canh lúa-màu thay cho chuyên canh lúa, một mặt hạn chế tình trạng ngập nước liên tục làm tăng độ tự do của sắt và thành phần CHC tích lủy trong đất chủ yếu từ rơm rạ lúa. Mặt khác, nó tạo ra môi trường oxy hóa thúc đẩy quá trình khoáng hóa CHC, góp phần đáng kể trong việc cung cấp những khoáng chất cần thiết cho cây trồng (Trần Xuân Lạc, 1990).Theo Nguyễn Minh Đông (2006) hàm lượng đạm hữu cơ dễ phân hủy có khuynh hướng cao hơn ở các nghiệm thức luân canh, cụ thể 18.5- 18.8 mg/kg so với 16.5 mg/kg ở hệ thống chuyên lúa, phần trăm đạm khoáng hóa so với đạm tổng số cũng cao hơn và có ý nghĩa thống kê ở đất luân canh màu cho thấy chất lượng chất hữu cơ đã được cải thiện trong hệ thống luân canh lùa –màu, hàm lượng N-NH4+ của đất luân canh 16.1-16.5 mg/kg đất trong suốt vụ. Theo Ngô Ngọc Hưng (2004) nhu cầu dinh dưỡng của mỗi loại cây trồng có khác nhau và hệ rể phát triển sâu cạn dài ngắn cũng khác nhau, nên luân canh làm cho dinh dưỡng của đất được sử dụng tốt hơn. Đồng thời, rễ cây đậu xanh, đậu nành cung cấp một lượng đạm trung bình 40 kg/ha (Trần Thương Tuấn, 1983) , vi khuẩn cộng sinh rể cây họ đậu cung cấp lượng đậm rất đáng kể cho đất sau thu hoạch trung bình 40-40 kg/ha (Trần Thương Tuấn, 1983). Luân canh cây màu còn giúp cho cấu trúc đất được cải thiện, hệ vsv đất phong phú, môi trường đất bền vững hơn, hệ thống canh tác lúa màu cho lãi cao hơn chuyên lúa (Dương Văn chính & ctv, 1995). 4. SỰ KHOÁNG HÓA ĐẠM HỮU CƠ Đạm có nguồn gốc từ sự khoáng hóa N hữu cơ là nguồn N chính mà cây trồng hấp thu từ đất. Thường thì 50-80% N hoặc hơn thế nữa được cây lúa hấp thu có nguồn gốc từ CHC (Broadbent, 1978), ngay cả khi bón phân N liều lượng cao cũng không thể thay thế được N của đất (Cassman và ctv, 1994). Trên 95% N ở tầng đất mặt của hầu hết các loại đất đều ở dạng hữu cơ (Kowalenko, 1978). Do hoạt động dinh dưỡng của vsv đất như: Bacteria, actinomycetes, fungi…Đạm hữu cơ khoáng hóa thành N vô cơ, sự khoáng hóa N gồm hai tiến trình là : Tiến trình amonium hóa và tiến trình nitrate hóa. Tiến trình khoáng hóa N trong đất đã được Nguyễn Bảo Vệ (1997) mô tả như sau : Vi sinh vật N hữu cơ N vô cơ Heterotroph Autotroph NH4 NO2 NO3 Vi khuẩn Nitrosomonas Nitrobacter Nấm Xạ khuẩn Hình 3: Sơ đồ khoáng hóa N trong đất (Nguyễn Bảo Vệ, 1997). 4.1 Tiến trình amonium hóa Trong đất vsv sử dụng N như là nguồn nguyên liệu để phát triển sinh khối của chúng (Janson và Presson, 1982).Sự phân hủy các protein, amino acid thành NH4+ của vsv gọi là tiến trình amonium hóa. Tiến trình này xảy ra ở hai điều kiện yếm khí và háo khí (Jarvis và ctv, 1996). Quần thể vsv dị dưỡng trong đất bao gồm nhiều nhóm vi khuẩn và nấm, mỗi nhóm đáp ứng một hoặc nhiều bước trong phản ứng phân hủy CHC. Sản phẩm cuối cùng cho sự hoạt động của một nhóm là nguồn nguyên liệu cung cấp cho phản ứng tiếp theo, cứ như thế cho đến khi CHC hoàn toàn bị phân hủy. R-NH2 + HOH NH3 + R-OH + Năng lượng 2 NH3 + H2CO3 (NH4)2CO3 = 2NH4+ + 2CO2- (Trích Giáo trình phì nhiêu đất, 2004). VSV tham gia vào tiến trình amonium hóa : VSV tham gia vào tiến trình amonium hóa bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn chủ yếu là Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, Serratia, Micrococcus, Corynebacterium, Achromobacter,….(Phạm Văn Kim, 1996). Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình amonium hóa Chất hữu cơ :Tốc độ phân hủy và khoáng hóa của các thành phần hữu cơ ở đất có cấu trúc thô nhanh hơn ở đất có cấu trúc mịn(Van Veen and KuiKman,1990) vì chất hữu cơ và sinh khối của vsv trong đất có cấu trúc mịn được bảo vệ về mặt vật lý tốt hơn. Chất hữu cơ trong đất có liên quan chặt với N tổng số trong đất (Stevenson, 1982) nhưng N hữu dụng lại tương quan không cao với N tổng số (Casman,1996). Hàm lượng N khoáng hóa phụ thuộc vào hàm lượng và chất lượng CHC, tỉ số C/N ảnh hưởng đến sự khóang hóa N trong đất, tỉ số C/N càng cao thì tốc độ khoáng hóa càng giảm, tỉ số C/N =20:1 được coi là cân đối (Tisdale et al, 1985) Ẩm độ và nhiệt độ : Ẩm độ trong đất ảnh hưởng đến tốc độ khoáng hóa N trong đất. Alexander (1961) cho rằng đất có ẩm độ 70% hàm lượng N khoáng hóa khoảng 180ppm sau 28 ngày ủ và hàm lương chỉ đạt 40ppm ở ẩm độ 27% khả năng giử nước của đất trên cùng một điều kiện thí nghiệm. Ẩm độ thích hợp cho sự khoáng hóa amonium thường là trong khoảng 50- 60% khả năng giử nước của đất. Theo Alexander (1961) nhiệt độ tối hảo cho quá trình amonium hóa trong khoảng 50-600C. Nhiệt độ lạnh lâu dài cũng làm cho tốc độ khoáng hóa xảy ra chậm, do đó đối với vùng ôn đới với nhiệt độ lạnh lâu dài làm chậm tốc độ khoáng hóa, Vì thế vùng ôn đới đất có nhiều mùn hơn vùng nhiệt đới. Tình trạng thoáng khí của đất : Tốc độ khoáng hóa cũng phụ thuộc vào điều kiện thoáng khí. Sự khoáng hóa cần có nước nhưng nếu ẩm độ quá cao gây ra yếm khí thì sẽ dẫn đế tình trạng phân hủy CHC giảm. Đối với đất ruộng ngập nước việc cày ải phơi đất (giúp đất thoáng khí trước khi trở lại trạng thái ẩm sẽ cho lượng amonium khoáng hóa cao hơn đất bị ngập liên tục. Ngoài ra, việc bón vôi cho ruộng cũng làm gia tăng lượng NH3 khoáng hóa (Nguyễn Quan Lữ, 1981). Ảnh hưởng của pH: Theo Lê Văn Căn (1978) pH của đất không ảnh hưởng mạnh đến tiến trình amonium hóa trừ trường hợp pH thấp như đất phèn, quá trình amonium hóa xảy ra mạnh ở pH khoảng trung tính . Ngoài ra tất cả những yếu tố nào liên quan đến hoạt động của vsv đều có ảnh hưởng đến sự khoáng hóa, như nông dược sử dụng trong quá trình canh tác. Nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của nông dược cho thấy, khi sử dụng dydrene và Maneb ở liều lượng 960g /1kg đất làm ảnh hưởng đến tiến trình amonium hóa nhưng không ảnh hưởng ở liều lượng 60 g / 1kg đất mặc dù sự nitrate hóa bị chậm trể (Dubey và Rodriquez trích trong Tất Anh Thư, 2003) 4.2 Tiến trình nitrate hóa Trong điều kiện thoáng khí NH4+ sinh ra trong tiến trình amonium hóa sẽ tiếp tục được chuyển hóa thành NO3- tiến trình này xảy ra theo 2 giai đoạn (Jarvis et al.,1996) 2NH4+ + 3O2 2HNO2 + 2H+ + 2H2O 2HNO2 + 3O2 2 NO3- + 2H+ 2NH4+ + 4O2 2 NO3 + 4H+ + 2H2O Các phản ứng oxy hóa được xúc tác bởi 2 nhóm vsv tác động qua lại với nhau ( Nitrosomonas và Nirtobacter) . Kết quả của tiến trình này tạo ra các phân tử oxy và các ion H+. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiến trình Nitrate hóa Cũng như tiến trình amonium hóa tiến trình nitrate hóa luôn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như độ thoáng khí của đất, pH của môi trường, hàm lượng amonium và mật số vsv sống trong đất (Bramley và White, 1991 trích trong Tất Anh Thư, 2003) Hàm lượng amonium :Sự nitrate hóa xảy ra khi có nguồn amonium bị oxy hóa. Tỉ lệ C/N của xác thải cao ngăn chặn sự phóng thích amonium đồng thời cũng ngăn chặn sự nitrate hóa. Nếu NH3 hiện diện quá cao cũng làm kiềm hãm sự nitrate hóa do NH3 gây độc đối với nitrobacter vì thế có sự tích lũy các ion NO2- gây độc (Brady, 1984). Độ thoáng khí của đất: Sự Nitrate hóa là một tiến trình oxy hóa vì vậy cần điều kiện đất thoáng khí. Đôi với đất thoáng khí và đất thoát thủy tốt cung cấp đầy đủ O2 cho quá trình nitrate hóa. Quá trình Nitrate hóa xảy ra nhanh khi đất được cáy và canh tác thích hợp (Brady, 1984). Nhiệt độ và ẩm độ : Nhiệt độ và ẩm độ củng ảnh hửong mạnh mẽ đến tiến trình nitrate hóa. Nhiệt độ thích hợp cho sự nitrate từ 25-350C . Nhiệt độ đất thấp làm chậm tiến trình nitrate hóa. Sự nitrate hóa giảm khi nhiệt độ trên 350C và giảm liên tục khi nhiệt độ lớn hơn 500C. Sự nitrate hóa cũng cần chung cấp đủ nước. Độ ẩm đất quá thấp hoặc quá cao cũng làm chậm cũng làm chậm sự nitrate hóa. Trên thực tế ẩm độ thích hợp cho sự sinh trưởng của cây trồng cũng là ẩm độ thích hợp cho sự nitrate hóa (Brady, 1984). Baze trao đổi và pH: pH môi trường là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn nitrate và tiến trình nitrate (Alexander,1961).Trị số pH tối ưu cho hoạt động nitrate hóa biến thiên từ 6.6-8.0. Sự nitrate hóa sẻ giảm ở pH thấp hơn 6, còn ở pH cao sẻ ức chế sự chuyển hóa NO2- thành NO3- . Sự nitrate hóa xảy ra nhanh chóng khi đất có nhiều baze trao đổi. Mặc dù vsv mẩn cảm với pH của đất nhưng trong một giới hạn nhất định độ chua ít ảnh hưởng đến sự nitrate hóa khi môi trường cung cấp đủ baze. Điều này đúng trên đất than bùn vì khi pH < 5 loại đất này vẫn có thể tích lũy nitrate (Brady, 1996). Ngoài ra, quá trình nitrate hóa cũng chịu ảnh hưởng của thuốc phòng trừ dịch hại như các chất gốc cyanua, các hợp chất gốc Clor hữu cơ đều ức chế mạnh quá trình nitrate hóa. CHƯƠNG II : PHƯƠNG TIỆN- PHƯƠNG PHÁP 1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm Đề tài được thực trên các mẫu đất đã được lấy từ thí nghiệm luân canh dài hạn giữa lúa với cây họ đậu và thí nghiệm bón thêm phân hữu cơ trên đất lúa chuyên canh hai vụ, nhằm khảo sát những khác biệt của hàm lượng CHC, khả năng khoáng hóa cacbon và khả năng cung cấp đạm khoáng của đất trong những hệ thống sử dụng đất khác nhau tại Mộc Hóa- Long An và Tịnh Biên –An Giang sau nhiều năm canh tác ( từ 2002). Thí nghiệm được tiến hành với các mẫu đất đã thu thập từ cuối vụ hè thu năm 2007, tại phòng phân tích thuộc bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai thuộc khoa Nông Nghiệp, trường Đại Học Cần Thơ . Hệ thống cây trồng- Bố trí thí nghiệm Cấc hệ thống cây trồng được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với ba nghiệm thức và bốn lần lập lại. Tại Mộc Hóa Nghiệm thức 1 : Lúa Đông Xuân- Lúa Hè Thu . Nghiệm thức 2 : Lúa Đông Xuân - 10 tấn phân hữu cơ -Lúa Hè Thu . Nghiệm thức 3 : Lúa Đông Xuân- Đậu nành Hè Thu. Tại Tịnh Biên Nghiệm thức 1 : Lúa Đông Xuân- Lúa Hè Thu . Nghiệm thức 2 : Lúa Đông Xuân- Phân hữu cơ- Lúa Hè Thu Nghiệm thức 3 : Lúa Đông Xuân- Đậu xanh Hè Thu. Phương pháp 3.1 Các chỉ tiêu hóa học đất Các chỉ tiêu hóa học đất ở tầng mặt (0-20cm) bao gồm: pH (H2O), pH (KCl), EC, Fe2O3 tự do, OM, P tổng số, N tổng số, P dễ tiêu, N dễ tiêu, CEC, Al trao đổi, K trao đổi, Na trao đổi, Mg trao đổi, Ca trao đổi được tham khảo từ kết quả phân tích của phòng phân tích bộ môn khoa học đất và quản lý đất đai. Riêng hàm lượng CHC trong đất được xác định bằng phương pháp Walkley- Back dựa trên nguyên tắc oxy hóa CHC bằng K2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 đậm đặc, sau đó chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 bằng FeSO4 0,1N. 3.2 Khảo sát tốc độ khoáng hóa N của đất 3.2.1 Phương pháp ủ thoáng khí Mẫu đất khô sau khi được loại bỏ rác, được rây qua rây 2mm, cân 50g đất với 50 g cát cho vào hộp nhựa trộn đều, thêm nước cất vào để đạt 60% khả năng giử nước của đất, trộn đều và cân lại trọng lượng hộp có cả đất lẩn nước, đậy nắp có dùi lỗ cho thông khí và ủ ở nhiệt độ phòng (khoảng 27-300C). Sau mỗi tuần cân lại nếu trọng lượng giảm thì thêm nước vào cho bằng trọng lượng lúc bắt đầu ủ. Khi lấy chỉ tiêu cân khoảng 30g đất cho vào ống ly tâm, cho 30ml dung dịch trích KCL 2M, lắc mẫu khoảng 1giờ, ly tâm và lọc lấy dung dịch trích để phân tích N- NH4+ và N-NO3-. Thời gian lấy mẫu và phân tích ở các thời điểm: ngày 0, ngày 3, ngày 7, ngày 14, ngày 21 và ngày 28 sau khi ủ. Phân tích mẫu Hàm lượng đạm amonium (N- NH4+): Ion NH4+ trong dung dịch sẽ phản ứng với phenol với sự hiện diện của hypochlorite ion trong môi trường kiềm cho ra indophenol có màu xanh. Hàm lượng N- NH4+ trong dung dịch được xác định bằng cách đo cường độ màu trên máy so màu tại bước sóng 640nm. Hàm lượng đạm nitrate (N-NO3-): Nitrate trong mẫu được khử hoàn toàn bởi hydrazine sulfate đến nitrite và sau đó được xác định bởi phản ứng diazolization-coupling. Dung dịch có màu hồng và được do trên máy so màu tại bước sóng 543nm. Phương pháp phân tích tốc độ hô hấp đất 3.3.1 Phương pháp ủ Các mẫu đất khảo sát hô hấp đất được ủ thoáng khí tương tự phương pháp khảo sát tốc độ khoáng hóa N. Các lọ chứa đất được đậy kín, bên trong chứa lọ đựng 10ml sút (nồng độ 0.1N) để hấp thu lượng CO2 tạo thành do tiến trình phân hủy chất hữu cơ của đất. Mở nắp lọ khi cần lấy chỉ tiêu để cung cấp oxy cho hoạt động của VSV, Lọ sút được lấy ra và thay mới tại các thời điểm ngày 3, ngày 7, ngày 14, ngày 21, ngày 28 sau khi ủ. 3.3.2 Phương pháp đo lượng CO2 tích lũy Lượng CO2 tích lũy theo thời gian được đo bằng phương pháp của Anderson (1982). Khí CO2 thoát ra từ đất sẽ được dung dịch NaOH 0.1N hấp thu và giữ lại dưới dạng carbonat . CO2 + 2OH- CO32- + H2O Sau khi hấp thu CO2 lượng NaOH dư sẽ được đo bằng cách chuẩn độ với dung dịch H2SO4 0,01N. Lượng CO2 tích lũy được tính toán thông qua việc xác định nồng độ NaOH giảm theo thời gian. Phương pháp phân tích số liệu và xử lý kết quả Xử lý kết quả thí nghiệm sử dụng chương trình Microsoft Excell và chương trình thống kê Statistica để so sánh sự khác biệt giữa các trung bình nghiệm thức. CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN MỘT SỐ ĐẶC TÍNH ĐẤT Ở TẦNG MẶT Ruộng thí nghiệm được chọn trên nền đất canh tác lâu năm với những đặc tính tầng mặt (0-20 cm) như sau (bảng 1): Đất Mộc Hóa có đặc tính chua (theo thang đánh giá của Washington University – tree Fruit research & Extention center, 2001); không mặn (theo thang đánh giá của Westerm Labs Report, 2002); nghèo lân tổng số (Lê Văn Căn,1978); nghèo đạm tổng số(Kyuma,1976); khả năng trao đổi cation thấp(theo thang đánh giá của phái đoàn Hà lan,1974); hàm lượng nhôm; sắt tự do trong đất thấp không có khả năng gây độc cho cây trồng. Đất Tịnh Biên có những tính chất hóa học tương tự như đất ở Mộc Hóa. Nhìn chung, đất thí nghiệm ở cả hai điểm đều nghèo dinh dưỡng bên cạnh đó pH thấp là hai yếu tố giới hạn, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Bảng 1: Một số đặc tính đất ở ruộng thí nghiệm tại Mộc Hóa-Long An và Tịnh Biên-An Giang cuối vụ Hè thu 2002 Chỉ Tiêu Địa điểm Mộc Hóa Tịnh Biên pH (H2O) 4.7 5.0 pH (KCl) 3.7 4.0 EC (mS/cm) 0.03 0.16 Fe2O3 tự do (%) 2.835 0.702 OM ( %C ) 1.297 1.47 P tổng số ( P2O5, % ) 0.0418 0.0289 N tổng số (%) 0.111 0.113 P dễ tiêu 20.29 12.82 N dễ tiêu 16.26 9.95 CEC (cmol(+)/kg) 3.75 6.86 Ca trao đổi (cmol(+)/kg) 0.48 4.85 Mg trao đổi (cmol(+)/kg) 0.28 0.86 K trao đổi (cmol(+)/kg) 0.03 0.05 Na trao đổi (cmol(+)/kg) 0.06 0.13 Al trao đổi (cmol(+)/kg) 2.53 0.38 2. HÀM LƯỢNG CHC TRONG ĐẤT Hàm lượng CHC trong đất Mộc Hóa Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng CHC trong đất Mộc Hóa biến động từ 4.3- 5.7 (%CHC), hệ thống có bón phân hữu cơ đạt cao nhất (5.7%CHC đất), kế đến là hệ thống chuyên lúa (5.5%CHC đất) và thấp nhất là hệ thống luân canh cây đậu (4.3%CHC). Tuy nhiên sự chênh lệch về hàm lượng CHC giửa hệ thống chuyên lúa và hệ thống bón phân hữu cơ không có ý nghĩa về mặt thống kê. Đối với hệ thống luân canh cây đậu có %CHC trong đất kém hơn hai hệ thống còn lại và có ý nghĩa về mặt thống kê. Hàm lượng CHC tích lũy trong đất luân canh cây đậu thấp có thể do xác bã cây đậu đã không được vùi trở lại đất sau vụ thu hoạch . Bảng 2: Hàm lượng CHC trong đất (%CHC) trên đất Mộc Hóa 2007 cuối vụ Hè Thu 2007 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. Hệ thống Đậu nành- lúa. Hàm lượng CHC trong đất Tịnh Biên Trên đất Tịnh Biên, sự tích lũy CHC trong đất biến động từ 3.7- 4.3%CHC đất, trên đất luân canh cây đậu ( 4.3%CHC) cao hơn hệ thống chuyên lúa (3.8%CHC) và hệ thống bón phân hữu cơ (3.7%CHC), Tuy vậy, sự khác biệt giữa ba nghiệm thức không có ý nghĩa trong phân tích thống kê 5%. Bảng 3: Hàm lượng CHC trong đất (%CHC) trên đất Tịnh Biên 2007 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%) ; ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu xanh- lúa HÀM LƯỢNG CACBON KHOÁNG HÓA TÍCH LŨY THEO THỜI GIAN 3.1 Kết quả phân tích trên đất Mộc Hóa Khảo sát hàm lượng CO2 tích lũy ở giai đoạn 3, 7, 14, 21, 28 ngày sau khi ủ nhận thấy, trên đất lúa chuyên canh có sử dụng phân hữu cơ có lượng CO2 tích lũy cao hơn so với hai nghiệm thức còn lại (Lúa- Lúa, Lúa- Đậu) tại tất cả các thời điểm khảo sát, cụ thể ở thời điểm 28 ngày sau ủ nghiệm thức bón phân hữu cơ đạt 1021.7 (mg/kg đất), trong khi đó nghiệm thức chuyên lúa chỉ đạt 897,4 (mg/kg đất) và thấp nhất là nghiệm Lúa- Đậu 833.9 (mg/kg đất), sự khác biệt có ý nghĩa trong phân tích thống kê (bảng 4). Dựa vào kết quả phân tích trên cho thấy trên đất có hàm lượng CHC cao thì lượng CO2 tích lũy cũng cao. Bảng 4: Hàm lượng CO2 (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian tên đất Mộc Hóa- cuối vụ Hè-Thu 2007 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.01 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%) ; ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa Nghiệm thức Hình 4 : Hàm lượng CO2 (mg/kg) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ hè thu 2007 Nghiệm thức 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa 3.2 Kết quả phân tích trên đất Tịnh Biên Lượng CO2 tích lũy khá biến động theo thời gian ủ giửa các nghiệm thức. Đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa trong phân tích thống kê là ở nghiệm thức luân canh Lúa-Đậu (621.1 mg/kg đất sau 28 ngày ủ). Không có sự khác biệt ý nghĩa giữa nghiệm thức chuyên lúa (558.3 mg/kg đất, sau 28 ngày ủ) và nghiệm thức có bón phân hữu cơ (563.4 mg/kg đất, sau 28 ngày ủ) (bảng 5). So sánh hai hệ thống Lúa- Phân Hữu Cơ- Lúa và Lúa- Đậu thì hệ thống luân canh với cây đậu luôn tỏ ra ưu thế hơn ở tất cả các thời điểm khảo sát . Kết quả trên cho thấy lượng CO2 giải phóng ở hầu hết các mẫu phân tích đều tỷ lệ thuận với hàm lượng CHC có trong đất . Bảng 5: Hàm lượng CO2 (mg/kg đất) giải phóng theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ Hè-Thu 2007 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.01 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu xanh- lúa Nghiệm thức Hình 5: Hàm lượng CO2 (mg/kg) giải phóng theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ hè thu 2007. Ghi chú : Nghiệm thức 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu xanh- lúa Từ kết quả thí nghiệm cho thấy đất ruộng thí nghiệm ở Tịnh Biên nghèo CHC (biến động từ 3.7-4.3 %CHC) hơn so với ở Mộc Hóa (biến động từ 4.3-5.7 %CHC). Do đó khả năng khoáng hóa cacbon trên đất Tịnh Biên cũng thấp hơn đất ở Mộc Hóa (Tịnh Biên: biến động từ 558,3-612.1mg/kg; Trong khi đó, Mộc Hóa: biến động từ 833.9-1021.7mg/kg, sau 28 ngày ủ) Nghiệm thức đậu-lúa ở Tịnh Biên mang lại hiệu cao hơn (so với cùng nghiệm thức này trên đất Mộc Hóa) trong việc cải tạo hàm lượng CHC và gia tăng hoạt động của hệ vi sinh vật đất. Kết quả này có thể do trên đất thí nghiệm ở Tịnh Biên đã cày vùi xác bã cây đậu sau mỗi vụ thu hoạch giúp nâng cao hàm lượng CHC trong đất nhiều hơn so với không cày vùi trên thí nghiệm ở Mộc Hóa. 4 HÀM LƯỢNG ĐẠM KHOÁNG HÓA TÍCH LŨY THEO THỜI GIAN Kết quả phân tích trên đất Mộc Hóa Hàm lượng đạm amoniun (NH4+_N) So sánh về khả năng khoáng hóa đạm NH4+_N trong điều kiện ủ thoáng khí giữa ba mô hình canh tác Lúa-Lúa, Lúa-Phân hữu cơ- Lúa và Đậu- Lúa, sau 28 ngày ủ hàm lượng đạm amonium tích lũy đạt cao nhất ở nghiệm thức bón phân hữu cơ (52.4 mg/kg đất), kế đến là nghiệm thức chuyên lúa (44.8 mg/kg đất) và nghiệm thức Đậu- Lúa (24.1mg/kg đất) (bảng 6). Sự khác biệt giữa nghiệm thức bón phân hữu cơ với hai nghiệm thức còn lại có ý nghĩa trong phân tích thống kê ở phần lớn các thời điểm khảo sát. Giữa nghiệm thức Đậu-Lúa và chuyên lúa tuy có khác biệt nhưng không có ý nghĩa trong phân tích thống kê. Lượng amonium tích lũy ở cả ba nghiệm thức tăng dần đến ngày thứ 14 thì có xu hướng giảm đi. Kết quả này một phần có thể do hàm lượng CHC đả giảm mạnh do quá trình khoáng hóa, một phần là do trong điều kiện thoáng khí một lượng lớn amonium đã chuyển thành nitrate. P<0.05 P>0.05 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 Bảng 6: Hàm lượng NH4+_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ Hè-Thu 2007. Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa Nghiệm thức Hình 6: Hàm lượng NH4+_N (mg/kg) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ hè thu 2007. Ghi chú: Nghiệm thức 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa. b) Hàm lượng đạm nitrate (NO3-_N) Ngược với hàm lượng NH4+-N, khi so sánh giữa ba hệ thống canh tác về hàm lượng NO3--N cho thấy: nghiệm thức chuyên lúa đạt thấp nhất tại mọi thời điểm khảo sát (hình 7), hai nghiệm thức còn lại luôn có xu hướng cao hơn và khác biệt có ý nghĩa bắt đầu từ ngày thứ 21 sau khi ủ (bảng 7). Riêng ở đất luân canh Đậu-Lúa, hàm lượng nitrate được khoáng hóa luôn vượt trội và sự khác biệt này có ý nghĩa phân tích thống kê 5% so với nghiệm thức bón phân hữu cơ. Kết quả này cho thấy đối với đất luân canh có thời gian thoáng khí thì quá trình nitrate hóa diễn ra mạnh hơn so với đất chuyên lúa, kể cả có sử dụng phân hữu cơ. Bảng 7 : Hàm lượng NO3-_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ Hè-Thu 2007. P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.01 P<0.05 P>0.05 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%) ; ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa . Nghiệm thức Nghiệm thức Hình 7 : Hàm lượng NO3-_N (mg/kg) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ hè thu 2007. c) Tổng lượng N khoáng và tốc độ khoáng hóa So sánh giữa ba nghiệm thức ta thấy, nghiệm thức bón phân hữu cơ có hàm lượng N khoáng tích lũy cao nhất, sau 28 ngày ủ nghiệm thức này đạt (71 mg/kg đất), kế đến là nghiệm thức chuyên lúa (58,9 mg/kg đất) và thấp nhất là nghiệm thức luân canh Đậu-Lúa (49.9 mg/kg đất) (bảng 8). Bảng 8 : Hàm lượng NO3-_N và NH4+_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Mộc Hóa, cuối vụ Hè-Thu 2007. Nghiệm thức Ngày sau ủ 0 3 7 14 21 28 1 13.9 23.9 33.6 49.2 60.5 58.9 2 21.2 25.7 40.9 66 70.9 71 3 17.3 21.9 25.3 49.7 50.1 49.9 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa . Trung bình tốc độ khoáng hóa N biến động từ 1.2-1.8 mg/kg đất/ngày. Nhìn chung, nó tỉ lệ thuận với tổng lượng N được khoáng hóa, tốc độ khoáng hóa cao nhất 1.8 (mg/kg đất/ngày) cũng là nghiệm thức bón phân hữu cơ, nghiệm thức chuyên lúa là 1.6 (mg/kg đất/ngày) và 1.2 (mg/kg đất/ngày) ở nghiệm thức Lúa- Đậu. Bảng 9 : Tốc độ khoáng hóa N trung bình (mg/kg đất/ngày) trên đất Mộc Hóa, cuối vụ Hè-Thu 2007. Nghiệm thức Tốc độ khoáng hóa trung bình 1 1.6 2 1.8 3 1.2 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa . 4.2 Kết quả phân tích trên đất Tịnh Biên Hàm lượng đạm amoniun (NH4+_N) Hàm lượng amonium đã có sự tích lũy khác nhau có ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở thời điểm trước khi ủ. Tại thời điểm ngày 0, nghiệm thức Đậu-Lúa tích lũy 9.6mg/kgđất, Lúa- Phân hữu cơ- Lúa 8.2mg/kg đất, nghiệm thức chuyên lúa 4.8mg/kg đất (bảng 10). Lượng amonium tích lũy tăng dần theo thời gian ủ đến ngày thứ 14, hàm lượng NH4+_N tích lũy đạt giá trị cao nhất ở cả ba nghiệm thức và biến động từ 13.6- 19.6(mg/kg đất) cao nhất ở nghiệm thức Đậu-Lúa (19.6 mg/kg đất), kế đến là nghiệm thức Lúa- Phân hữu cơ- Lúa (16.8 mg/kg đất) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức chuyên lúa (13.8 mg/kg đất) (bảng 10). Lượng amonium trong đất bắt đầu giảm từ sau ngày 14 đến cuối quá trình ủ, có thể do amonium đã chuyển sang dang nitrate. Bảng 10: Hàm lượng NH4+_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ Hè-Thu 2007. P<0.05 P<0.01 P<0.01 P<0.01 P<0.05 P<0.001 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%) ; ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa Hình 8: Hàm lượng NH4+_N (mg/kg) tích lũy theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ hè thu 2007. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa b) Hàm lượng đạm nitrate (NO3-_N) Khi phân tích hàm lượng đạm NO3-_N, nghiệm thức luân canh Đậu –lúa luôn có ưu thế hơn các nghiệm thức còn lại ở mọi thời điểm khảo sát và có khác biệt có ý nghĩa trong phân tích thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa (bảng 9). So sánh giữa nghiệm thức Lúa-Phân hữu cơ-Lúa và chuyên lúa, ta thấy nghiệm thức chuyên lúa có hàm lượng nitrate cao trong giai đoạn từ 0-7 ngày sau ủ, cụ thể vào ngày thứ 7 sau ủ nghiệm thức Lúa-Phân hữu cơ-Lúa 6.8 (mg/kg đất), nghiệm thức chuyên Lúa 11.4(mg/kg đất), khác biệt có ý nghĩa. Trong giai đoạn còn lại thì gần như không có sự khác biệt (bảng 11). Bảng 11 : Hàm lượng NO3-_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ Hè-Thu 2007. P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.001 P<0.05 P<0.01 Ghi chú : Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ± Độ lệch chuẩn giữa bốn lần lập lại. 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa . Hình 9 : Hàm lượng NO3-_N (mg/kg) tích lũy theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ hè thu 2007. c) Tổng lượng N khoáng và tốc độ khoáng hóa Đến ngày thứ 28 sau khi ủ, tổng lượng N tích lũy ở ba nghiệm thức khác nhau không nhiều, biến động từ 34- 35.7 (mg/kg đất), hệ thống Đậu nành- lúa 35.7 (mg/kg đất), hệ thống thâm canh Lúa-Lúa 35.5 (mg/kg đất), hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa 34 (mg/kg đất)(bảng 12). Tuy nhiên, hàm lượng đạm tích lũy ở hệ thống luân canh Đậu- Lúa có xu hướng cao hơn các nghiệm thức còn lại. Bảng 12 : Hàm lượng NO3-_N và NH4+_N (mg/kg đất) tích lũy theo thời gian trên đất Tịnh Biên, cuối vụ Hè-Thu 2007. Nghiệm thức Ngày sau ủ 0 3 7 14 21 28 1 12.1 15.2 19.7 24.3 31.7 35.5 2 10.9 13.8 19.5 29.8 30.3 34 3 17 23.5 27.5 28.8 33.4 35.7 Trung bình tốc độ khoáng hóa giữa các nghiệm thức biến động từ 0.7-0.8 (mg/kg đất/ngày), nghiệm thức Lúa-Lúa và Lúa-Phân hữu cơ- Lúa bằng nhau là 0.8 (mg/kg đất/ngày) riêng nghiệm thức Đậu nành- lúa chỉ đạt 0.7(mg/kg đất/ngày) (bảng 12). Bảng 13 : Tốc độ khoáng hóa N trung bình (mg/kg đất/ngày) trên đất Tịnh Biên, cuối vụ Hè-Thu 2007. Nghiệm thức Tốc độ khoáng hóa 1 0.8 2 0.8 3 0.7 1 Hệ thống thâm canh Lúa-Lúa. 2 Hệ thống Lúa-Phân hữu cơ- Lúa. 3 Hệ thống Đậu nành- lúa . 5 MỐI TƯƠNG QUAN GIỬA TỐC ĐỘ KHOÁNG HÓA CACBON VÀ KHOÁNG HÓA ĐẠM Từ kết quả phân tích cho thấy, ở nghiệm thức nào có hàm lượng CHC tích lũy cao thì hoạt động của vi sinh vật đất diển ra mạnh làm cho lượng CO2 tích lũy cao giúp đẩy nhanh quá trình khoáng hóa đạm .Do đó lượng đạm khoáng có được là kết quả của sự tích lũy CHC và khả năng hoạt động của vi sinh vật đất. Giũa chúng có mối tương quan tỷ lệ thuận với nhau, điều này đúng cho cả đất ở ruộng thí nghiệm tại Mộc Hóa và Tịnh Biên (hình 10,11,12,13). Hình 10 : Biểu đồ thể hiện sự gia tăng hàm lượng CO2(mg/kg đất) theo %CHC . Hình 11 : Biểu đồ thể hiện sự gia tăng hàm lượng đạm NH4+ và NO3- (mg/kg đất) theo hàm lượng CO2(mg/kg đất). Hình 12 : Biểu đồ thể hiện sự gia tăng hàm lượng đạm NH4+ và NO3- (mg/kg đất) theo % CHC. Ghi chú : R2>0.5 Thể hiện mối tương quan thuận có ý nghĩa. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Hiệu quả của từng hệ thống canh tác thu được khác nhau trên từng vùng canh tác khác nhau. Kết quả thí nghiệm thể hiện rỏ vai trò của phân hữu cơ trên đất lúa tại Mộc Hóa và luân canh đậu - lúa ở Tịnh biên đều giúp nâng cao khả năng khoáng hóa đạm trong đất so với phương pháp canh tác truyền thống của người dân . Mộc Hóa Bón phân hữu cơ giúp hàm lượng CHC, gia tăng khoáng hóa cacbon của vi sinh vật, tăng khả năng khoáng hóa đạm so với các nghiệm thức đối chứng Trên đất luân canh với cây đậu chưa có sự cải thiện rỏ về khả năng khoáng hóa đạm so với mô hình chuyên lúa . Tuy hàm lượng nitrate tích lũy trong đất cao hơn mô hình chuyên lúa, nhưng lượng amonium tích lũy lại kém nhiều hơn. Do đó, tổng lượng đạm khoáng tích lũy thấp hơn mô hình Lúa- Lúa. Mô hình Lúa- Phân hữu cơ- Lúa giúp có hiệu quả hơn trong việc gia tăng hàm lượng chất hữu cơ so với mô hình luân canh Lúa – Đậu . Tịnh Biên Ngược lại với thí nghiệm ở Mộc Hóa, mô hình luân canh Lúa-Đậu ở Tịnh Biên giúp gia tăng khả năng khoáng hóa đạm có ý nghĩa so với 2 mô hình còn lại. Tuy hàm lượng CHC tích lũy trong đất không khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức Lúa- Lúa, nhưng khả năng khoáng hóa cacbon, khoáng hóa đạm (đặc biệt là quá trình nitrate hóa) lại cao hơn và có ý nghĩa thống kê . Vì vậy, luân canh lúa với cây đậu giúp đất có được giai đoạn thoáng khí, cộng với khả năng cố định đạm của cây họ đậu. Đồng thời, cày vùi xác bã cây đậu vào đất có thể giúp tăng lượng đạm khoáng tích lũy trong đất đặc biệt là hàm lượng nitrate . Việc bón phân hữu cơ trên đất chuyên lúa chưa thấy có sự cải thiện khả năng cung cấp đạm từ đất . ĐỀ NGHỊ Khuyến cáo nhân rộng mô hình luân canh Đậu- Lúa ở Tinh Biên và bón phân hữu cơ ở Mộc Hóa. Bên cạnh đó, nên tận dụng nguồn phân xanh từ cây đậu bằng cách cày vùi xác bã cây đậu sau khi thu hoạch . Cải tạo đất bằng mô hình canh tác hợp lý là một biện pháp bền vững nhưng đòi hỏi phải tiến hành trong một thời gian dài, việc cải tạo khả năng cung cấp đạm từ đất cũng vậy. Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu những mô hình này, đồng thời khảo sát các biến đổi trong thành phần hữu cơ như hàm lượng acid humic dễ phân hủy (MHA), hợp chất mùn cao phân tử CaHA và CHC hòa tan trong các nghiệm thức để thấy rỏ hơn tác động của các mô hình lên sự chuyển hóa của CHC trong đất . TÀI LIỆU THAM KHẢO Alexander, M., 1977. Introduction to soil microbiology, 2nd ed. John Wiley & Sons Inc,. New York, 232. Brady, N.C and R.R. Weil, 1999. Properties and manergement of soil in the tropics. Prentice hall press. Đỗ Thị Thanh Ren,Võ Thị Gương, Trần thành Lập, Nguyễn Mỹ Hoa, 1993. Giáo Trình Nông hóa. Khoa Nông nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Đỗ Thị Thanh Ren, 1999. Bài giảng Phì Nhiêu Đất và Phân Bón. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Lê Văn Khoa, 1999. Bài giảng bạc màu đất và bảo tồn tài nguyên đất đai. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Nguyễn Bảo Vệ, D.C., Olk và K.G. Casman, 1997. Vai trò của Humic acid trong việc cung cấp đạm ở đất lúa vùng nhiệt đới. Tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học công nghệ nông nghiệp (phần II) . Trường Đại Học Cần Thơ. Nguyễn Mỹ Hoa, 1999. Bài giảng môn hóa lý đất. Phần II (Hóa học đất). Bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng, 1999. Giáo Trình Đất. Nhà xuất bản Nông Nghiệp Hà Nội. Tôn Bình Minh, 2003. Sự suy giảm độ phì nhiêu đất vùng thâm canh lúa ba vụ tại huyện Cai Lậy tỉnh Tiền Giang. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Quản Lý Đất Đai. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Võ Thị Gương, Ngô Ngọc Hưng, Đỗ Thị Thanh Ren, Nguyễn Mỹ Hoa, 2004. Giáo trình phì nhiêu đất. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Vũ Anh Phương, 2008. Hiệu quả của phân hữu cơ vi sinh trong cải thiện tính chất hóa học đất và năng suất màu. . Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Quản Lý Đất Đai. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Ngô Quang Chánh, 2006. Hiệu quả phân hữu cơ và luân canh trong cải thiện tính chất vật lý đất trồng lúa trên đất phù sa và đất xám bạc màu ở An Giang. . Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Quản Lý Đất Đai. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ. Tất Anh Thư, 2003. Ảnh hưởng của khóang hóa chất hữu cơ trong đất đáy ao đến sự phát triển của tảo Chaetoceros SP trong nuôi Artemia tại Vĩnh Châu – Sóc trăng. Luận án Thạc sĩ khoa học Nông học. Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. Trường Đại Học Cần Thơ.