BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM LUYỆN HỮU CỬ
TÌNH HÌNH CHẤT HỮU CƠ, MÙN
VÀ CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT HỮU CƠ
TRONG ĐẤT XÁM TỈNH BẮC GIANG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC ĐẤT
MÃ SỐ: 62 62 01 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Chất hữu cơ là dấu hiệu cơ bản để phân biệt đất và mẫu chất. Chất hữu cơ là nguồn
cung cấp các dinh dưỡng cho cây trồng đồng thời cũng là thành phần chi phối khả năng
hấp phụ dinh dưỡng của đất. Trong quá trình phân hủy, chất hữu cơ tạo ra axit humic kích
thích bộ rễ phát triển đẩy mạnh việc hút chất dinh dưỡng của cây. Số lượng, tính chất của
chất hữu cơ có ảnh hưởng và quyết định đối với các tính chất: lý, hoá, sinh học và độ phì
nhiêu của đất.
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, chất hữu cơ trong đất
bị phân giải nhanh và dễ bị rửa trôi vào mùa mưa do đó phần lớn diện tích đất tự nhiên
của Việt Nam có hàm lượng chất hữu cơ không cao, chất lượng mùn kém (chủ yếu là
mùn thuộc nhóm funvat và Funvat-humat). Nguồn cung cấp chính hữu cơ cho đất canh
tác là tàn dư thực vật và phân hữu cơ. Hiện nay, việc đầu tư phân bón cho sản xuất,
đặc biệt là trên đất đồi còn hạn chế, nhất là phân hữu cơ. Bón phân vô cơ thuận lợi hơn
nhiều so với bón phân hữu cơ do quá trình chế biến, bảo quản phân hữu cơ tốn nhiều
công sức hơn. Trong khi đó, nông dân ở nhiều vùng thường đốt tàn dư thực vật sau khi
thu hoạch dẫn đến tình trạng suy giảm lượng chất hữu cơ tươi xâm nhập vào đất. Tất
cả các tác động này khiến cho lượng hữu cơ trong đất bị suy giảm dẫn đến giảm độ phì
đất và năng suất cây trồng.
Sự mất chất hữu cơ trong đất kéo theo hàng loạt các hậu quả nghiêm trọng như
làm suy giảm độ phì nhiêu của đất: suy giảm các tính chất vật lý đất, giảm lượng và
chất của dung tích hấp thu cũng như dinh dưỡng dễ tiêu trong đất. Đó là nguyên nhân
hàng đầu làm đất mất sức sản xuất. Cùng với việc mất rừng, việc canh tác đất đồi núi
chiếm diện tích lớn nhất ở huyện Lạng giang là đất xám điển hình (Haplic Acrisols),
đất xám có tầng loang lổ (Plinthic Acrisols) và đất xám feralit (Ferralic Acrisols);
Nghiên cứu được tiến hành trên địa bàn huyện Lạng Giang vì ở huyện Lạng Giang có
đầy đủ các đặc điểm về khí hậu, thời tiết, đất đai đặc trưng cho tỉnh Bắc Giang, bên
cạnh đó diện tích đất xám chiếm đến 67% diện tích đất tự nhiên và phân bố đầy đủ các
đơn vị đất xám trên địa bàn huyện.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá thực trạng chất hữu cơ và mùn trong nhóm đất xám ở huyện Lạng
Giang, tỉnh Bắc Giang; Đánh giá ảnh hưởng của các loại hình sử dụng đất tới số lượng
và chất lượng chất hữu cơ và mùn trong nhóm đất nghiên cứu; Đề xuất các biện pháp
cải thiện tình trạng chất hữu cơ nhằm duy trì và nâng cao độ phì nhiêu nhóm đất xám
huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
4.1. Ý nghĩa khoa học
Đóng góp vào lý luận về ảnh hưởng của chế độ sử dụng đất đến số lượng chất
hữu cơ và chất lượng mùn trong đất xám; Phát triển lý luận về ảnh hưởng của việc sử
dụng đất đến quá trình hình thành và phát triển của đất xám.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá được ảnh hưởng của một số loại hình sử dụng đất đến số lượng và
chất lượng chất hữu cơ và mùn trong đất xám huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang; Đề
xuất các biện pháp cải thiện số lượng và chất lượng chất hữu cơ trên đất xám huyện
Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang.
5. Những đóng góp mới của đề tài
Cung cấp thêm cơ sở khoa học về hiện trạng, quá trình biến đổi chất hữu cơ và
mùn và một số biện pháp cải thiện chất hữu cơ trong đất xám huyện Lạng Giang, tỉnh
Bắc Giang. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
hoặc kiềm loãng.
1.1.2.3. Hợp chất humin
Ngoài axit humic, axit fulvic trong mùn còn tồn tại một dạng hợp chất khác là
humin. Humin là tổ hợp của các chất mùn được cấu tạo bởi các liên kết giữa các axit
humic, fulvic và các khoáng sét trong đất. Humin màu đen, không tan trong dung dịch
kiềm và axit, có phân tử lượng lớn, rất bền vững trong đất, cây trồng không sử dụng được.
1.1.3. Quá trình chuyển hoá chất hữu cơ và hình thành mùn trong đất
Sự biến hoá xác hữu cơ trong đất là một quá trình sinh hoá học phức tạp, có sự
tham gia trực tiếp của vi sinh vật, giun đất, oxy không khí và nước.
1.1.3.1. Quá trình khoáng hoá xác hữu cơ
Khoáng hoá là quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ tạo thành các hợp chất
khoáng đơn giản, sản phẩm cuối cùng là những hợp chất tan và khí.
1.1.3.2. Quá trình mùn hóa xác hữu cơ
Mùn hoá là quá trình tổng hợp những sản phẩm phân giải xác hữu cơ dẫn đến
sự hình thành những hợp chất mùn, là những hợp chất hữu cơ cao phân tử phức tạp
bao gồm nhiều đơn vị cấu tạo khác nhau, chúng được nối với nhau bằng các cầu nối.
Mỗi đơn vị cấu tạo bao gồm nhân vòng, mạch nhánh, chúng chứa nhiều nhóm định
chức khác nhau và mang tính axit.
1.1.4. Vai trò của chất hữu cơ và mùn trong đất
Chất hữu cơ và mùn có vai trò rất quan trọng đối với quá trình hình thành và
tính chất đất, đối với sinh vật và bảo vệ đất. 4
1.1.5. Tình hình nghiên cứu chất hữu cơ và mùn
1.1.5.1. Những nghiên cứu ở trên thế giới
Chất hữu cơ đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu ở rất nhiều nơi.
Lomonosov (1763) cho rằng đất giàu mùn thường có màu đen và đó chính là kết quả
phân giải động, thực vật vùi trong đất dưới tác dụng của vi sinh vật. Komow (1789) đã
đất lầy thụt có lượng hữu cơ tổng số cao nhưng lại chứa nhiều mùn thô. Trong thành
phần của hợp chất mùn thì tỷ lệ nhóm humin cao hơn nhiều so với tỷ lệ axit humic và
axit fulvic. Tỷ lệ giữa các bon của axit humic và các bon của axit fulvic trong nhiều
loại đất đều < 1, nghĩa là lượng axit fulvic cao hơn hẳn lượng axit humic. Nhiều
nghiên cứu cũng thấy rằng các axit humic của đất Việt Nam hầu hết thuộc nhóm axit
humic di động và rất gần với axit fulvic, đó cũng là đặc điểm chung của đất nhiệt đới.
Theo chiều sâu phẫu diện đất, càng xuống sâu, đất càng chứa ít bazơ hơn, nên axit humic
hình thành càng ít. Tỷ số C/N của mùn trong đất Việt Nam dao động 7,5-23,0. Tỷ lệ này
càng cao mùn càng thô. Theo Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000) phần lớn đất trồng của 5
chúng ta đều nghèo chất hữu cơ. Theo Đỗ Ánh (2005) ở đất đồng bằng nên đơn giản phân
theo 3 cấp như sau: Hàm lượng chất hữu cơ nhỏ hơn 1% là đất nghèo hữu cơ; Hàm lượng
chất hữu cơ 1- 2% là đất trung bình hữu cơ; Hàm lượng chất hữu cơ từ 2% trở lên là đất
giàu hữu cơ.
1.1.5.3. Chất hữu cơ và hiện tượng phát thải khí nhà kính
Hiện nay trước hiện tượng nóng lên của khí hậu toàn cầu, nhiều quốc gia đã
tham gia Công ước khung của Liên hiệp quốc về Biến đổi khí hậu. Vấn đề quản lý các
bon, được xem là chiến lược hữu hiệu ứng phó với biến đổi khí hậu. Hiện nay thị
trường các bon được xem là công cụ chính để giảm phát thải CO
2
. Việt Nam là một
trong số những nước tích cực nhất hưởng ứng giải quyết vấn đề này. Trong những năm
tới cần có các cơ chế, chính sách và giải pháp hợp lý giúp cho việc quản lý các bon có
hiệu quả cả về kinh tế, xã hội và môi trường.
1.2. Đặc điểm nhóm đất xám Việt Nam
1.2.1. Khái niệm về đất xám
Theo phân loại của FAO-UNESCO đất xám (Acrisols) là nhóm đất có tầng tích
sét (tầng argic), có hoạt tính và khả năng hấp phụ thấp (CEC < 24 ldl/100g sét), có độ no
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của vùng nghiên cứu.
- Nghiên cứu các đặc điểm của nhóm đất xám huyện Lạng Giang.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại hình sử dụng đất đến diễn biến chất hữu
cơ và mùn trên các địa điểm nghiên cứu.
- Nghiên cứu tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trên đất xám điển hình.
- Xác định các biện pháp canh tác thích hợp nhằm duy trì và nâng cao hàm
lượng chất hữu cơ trong đất.
- Đề xuất các giải pháp cải thiện chất hữu cơ trên đất xám.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu thứ cấp
Thu thập số liệu, tài liệu, bản đồ từ các phòng, ban chức năng có liên quan:
Phòng NN&PTNT, Phòng TN&MT, Phòng Thống kê, Phòng Khuyến nông huyện Lạng
Giang, UBND xã Quang Thịnh, Phòng Thổ nhưỡng, Viện QH & TKNN.
2.2.2. Phương pháp điều tra thu thập số liệu sơ cấp
Tiến hành phỏng vấn nông hộ về hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường theo
mẫu phiếu điều tra. Số hộ được điều tra là 15. Tiêu chí chọn hộ: toàn bộ các hộ trong
thôn Ngọc Sơn tham gia mô hình thực nghiệm.
2.2.3. Phương pháp điều tra, lấy mẫu đất ngoài thực địa
Điều tra lấy mẫu đất theo tầng phát sinh dựa theo Quy phạm điều tra lập bản đồ
đất tỷ lệ lớn của Bộ Nông nghiệp năm 1984 (10 TCN 68-84). Tiến hành đào 17 phẫu
diện để nghiên cứu các tính chất của đất cũng như đánh giá chất hữu cơ trong đất. Thông
tin chung về phẫu diện được được thể hiện trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thông tin chung về các phẫu diện nghiên cứu
Đơn vị đất LUT
Phẫu
diện
Địa điểm
Đất xám điển hình
(ACh)
RSX
LG04 Thôn Cần Cốc, xã Hương Sơn
LG14 Thôn Ngọc Sơn, xã Quang Thịnh
LG17 Thôn Ngọc Sơn, xã Quang Thịnh
2.2.4. Phương pháp phân tích đất
Các mẫu đất được xử lý, phân tích theo các phương pháp phân tích thông dụng
của ISRIC và phổ biến tại Việt Nam: TPCG: phương pháp pipet; Dung trọng: phương
pháp ống trụ kim loại; Tỷ trọng: phương pháp Picnomet; pH
H2O
, pH
KCl
: đo bằng máy đo
pH, tỷ lệ chiết đất: nước (dung dịch muối trung tính) = 1:5; Độ xốp: P(%) = (1 - D/ d) x
100. Trong đó: P - độ xốp của đất (%); D - Dung trọng đất; d - Tỷ trọng đất; N(%): Mẫu
được công phá bằng axit H
2
SO
4
đặc với hỗn hợp chất xúc tác. N trong dịch công phá
được định lượng bằng phương pháp Kjeldahl; Ca
++
, Mg
++
, CEC trong đất: phương pháp
Amon axetat (pH=7); Chất hữu cơ (OM): phương pháp Walkley-Black; Mùn được xác
định bằng phương pháp Tiurin; Thành phần mùn (C
F
,
di động: phương pháp
Xocolov; Trữ lượng chất hữu cơ và mùn: Tính theo công thức: Trữ lượng chất hữu cơ =
M x OM (%), Trữ lượng mùn = M x Mùn (%), trong đó: M là khối lượng đất: M =
S.h.D, S: diện tích đất (m
2
); h: độ dày tầng đất (m); D: dung trọng của đất (g/cm
3
); Đánh
giá chất lượng mùn: theo tỷ lệ C/N và C
a.h
/C
a.f
.
2.2.5. Phương pháp phân tích cây
Độ ẩm: xác định bằng phương pháp khối lượng (sấy thực vật ở nhiệt độ 75
o
C đến
khối lượng không đổi); N% trong mẫu thực vật: mẫu được công phá ướt với axit H
2
SO
4
đặc với hỗn hợp chất xúc tác. N trong dịch công pháp được xác định bằng phương pháp
Kjeldahl; Để phân tích lân và kali, mẫu thực vật được tro hóa khô ở nhiệt độ 500
o
C trong 8
đất sâu 5 cm.
* Thí nghiệm 1: Đánh giá tốc độ phân hủy rơm rạ trong đất ngập nước
CT1 (ĐC): Bón vùi rơm rạ (5 tấn khô/ha – 32,05 g/chậu); CT2: ĐC + vôi (1 tấn
CaO/ha – 6,41 g/chậu); CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (1.100 lít/ha – 7,05 ml chế
phẩm/chậu); CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (như CT3) + vôi (như CT2)
* Thí nghiệm 2: Đánh giá tốc độ phân hủy của dây lạc trong ngập nước
CT1 (ĐC): Vùi dây lạc (5 tấn khô/ha – 32,05 g/chậu); CT2: ĐC + vôi (1 tấn
CaO/ha – 6,41 g/chậu); CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (1.100 lít/ha – 7,05 ml chế
phẩm/chậu); CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (như CT3) + vôi (như CT2)
* Thí nghiệm 3: Đánh giá tốc độ phân hủy của rơm rạ ngập nước
CT1 (ĐC): Vùi rơm rạ (5 tấn khô/ha – 30,30 g/chậu); CT2: ĐC + vôi (1 tấn
CaO/ha – 6,06 g/chậu); CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (1.100 lít/ha – 6,67 ml chế
phẩm/chậu); CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (như CT3) + vôi (như CT2) 9
* Thí nghiệm 4: Đánh giá tốc độ phân hủy của dây lạc trong đất khô
CT1 (ĐC): Vùi dây lạc (5 tấn khô/ha – 30,30 g/chậu); CT2: ĐC + vôi (1 tấn
CaO/ha – 6,06 g/chậu); CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (1.100 lít/ha – 6,67 ml chế
phẩm/chậu); CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (như CT3) + vôi (như CT2)
* Thí nghiệm 5: Đánh giá tốc độ phân hủy của cúc dại Thái Lan trong đất khô
CT1 (ĐC): Vùi cúc dại Thái Lan (5 tấn khô/ha – 30,30 g/chậu); CT2: ĐC + vôi
(1 tấn CaO/ha – 6,06 g/chậu); CT3: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (1.100 lít/ha – 6,67 ml
chế phẩm/chậu); CT4: ĐC + Chế phẩm vi sinh vật (như CT3) + vôi (như CT2).
Theo dõi thí nghiệm: Định kỳ 30-60 ngày lấy túi vải màn lên rửa sạch đất, đem
sấy khô chất hữu cơ còn lại, cân để xác định khối lượng bị phân hủy; Đối với thí
nghiệm vùi rơm rạ tiến hành trong 1 năm từ 4/2011 đến 3/2012, cả trong điều kiện
ruộng nước và ruộng cạn; Đối với thí nghiệm vùi lạc và cúc dại Thái Lan chỉ tiến hành
trong giai đoạn từ 4-10/2011, riêng cúc dại Thái Lan chỉ tiến hành thí nghiệm trên đất
ruộng cạn vì cúc dại Thái Lan là loại cây phát triển trên đất trồng cạn.
2
, lần lượt cắt mỗi lần 3 ô và xác định năng suất trung
bình cho 1 ô theo thứ tự các thời gian cần cắt (6 thời điểm) để theo dõi biến động
về năng suất.
* Thí nghiệm 7: Mô hình trồng cây che phủ dưới tán vải trên đất xám điển hình:
CT1: Đối chứng - không trồng cây phủ đất dưới tán vải; CT2: Trồng lạc chịu
hạn (giống MD9) dưới tán vải; CT3: Trồng đỗ tương chịu hạn (giống DT 2008) dưới
tán vải; CT4: Trồng lạc trên đất trồng màu (giống MD6) ; CT5: Trồng đỗ tương trên
đất trồng màu (giống DT96). 10
Chế độ bón phân cho vải: 10 kg phân chuồng hoai, 0,1 kg phân supe phốt phát
đơn và 0,1 kg kali clorua (cây/năm). Chế độ bón phân cho lạc MD6 và lạc chịu hạn
MD9: Phân chuồng 8 tấn + vôi bột 500 kg + 90 kg N + 120 kg P
2
O
5
+ 60 kg K
2
O
/ha/vụ. Chế độ bón phân cho đỗ tương DT96 và đỗ tương chịu hạn DT2008: 8 tấn
phân chuồng + 300 kg vôi bột + 60 N + 90 P
2
O
5
+ 60 K
2
O /ha/vụ.
Khang Dân; Thí nghiệm được thực hiện trên các ô lớn có diện tích 360 m
2
.
* Thí nghiệm 9: Đánh giá ảnh hưởng của bón phân hữu cơ và cày vùi tàn dư thực vật
tới chất lượng đất trồng cạn.
Thí nghiệm được tiến hành trên đất xám có tầng loang lổ gồm 6 CT: CT1: Đối
chứng - Đất chỉ bón phân khoáng, không vùi tàn dư thực vật, trồng lạc. CT2: Bón phân
khoáng + phân hữu cơ + cày vùi tàn dư thực vật, trồng lạc. CT3: Đối chứng - Đất chỉ
bón phân khoáng, không vùi tàn dư thực vật, trồng ngô. CT4: Bón phân khoáng + phân
hữu cơ + cày vùi tàn dư thực vật, trồng ngô. CT5: Đối chứng - Đất chỉ bón phân khoáng,
không vùi tàn dư thực vật, trồng đỗ tương. CT6: Bón phân khoáng + phân hữu cơ + cày
vùi tàn dư thực vật, trồng đỗ tương.
Thí nghiệm được tiến hành trong 2 năm với 4 vụ: Vụ đông 2009, vụ xuân 2010,
vụ hè thu 2010 và vụ đông 2010. Các giống được gieo trồng: lạc MD6, đỗ tương
DT96, ngô LVN10; Liều lượng bón phân cho từng cây như sau:
+ Lạc MD6: vụ xuân và vụ hè thu bón 8 tấn phân chuồng + 500 kg vôi bột + 90
N + 100 P
2
O
5
+ 60 K
2
O /ha; Vụ đông: 8 tấn phân chuồng + 500 kg vôi bột + 90 N +
120 P
2
O
5
+ 60 K
2
O/ ha
+ 90 K
2
O/ ha;
ở các vụ đều tiến hành vùi tàn dư thực vật: Thân tàn ngô được cày vùi 16,5 tấn
tươi/ha tương đương với 5,0 tấn khô không khí/ha; Thân đỗ tương và lạc được cày vùi
12,5 tấn tươi/ha tương đương với 5,0 tấn khô không khí/ha. Thí nghiệm được thực
hiện trên các ô lớn có diện tích 360 m
2
.
2.2.8. Phương pháp theo dõi sinh trưởng, phát triển và năng suất cây
Chọn 5 khóm cây theo phương pháp đường chéo trên mỗi ô thí nghiệm để theo
dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển. Chiều cao cây được đo từ gốc đến phần cao
nhất của cây; Năng suất chất xanh: Chọn 3 ô (kích thước 1 x 1 m)
dọc theo chiều dài
của ô thí nghiệm, cắt toàn bộ cách đất 3 cm rồi cân sinh khối tươi, tính năng suất trung
bình cho 1 m
2
.
2.2.9. Phương pháp thống kê
Xử lý các số liệu nghiên cứu bằng thủ công và các phần mềm chuyên dụng như
Excel, IRRISTAT 5.0.
2.2.10. Phương pháp tính hiệu quả kinh tế
Tổng chi phí (C): Bao gồm tổng các loại chi phí phục vụ cho canh tác một loại
cây trồng/vụ (tính cả lao động gia đình). C = IE+Dp+LĐg trong đó IE: Chi phí trung
gian (không tính LĐ gia đình); Dp: Khấu hao tài sản cố định; LĐg: Lao động gia đình;
Trong đó: IE = VC+DVP+LĐt+LV. VC: Chi phí vật chất (giống, phân bón, thuốc
BVTV); DVP: Dịch vụ phí (làm đất, thủy lợi, BVTV, vận tải, khuyến nông, ); LĐt:
Lao động thuê; LV: Lãi vay ngân hàng.
Tổng thu nhập (Giá trị sản xuất - GO): được quy ra bằng tiền mặt, tính theo sản l-
mưa lớn 200 - 300 mm.
- Tài nguyên đất: Tài nguyên đất của Lạng Giang được hình thành do hai nguồn gốc phát
sinh gồm: Đất hình thành tại chỗ do phong hoá đá mẹ và đất hình thành do phù sa sông bồi
tụ, do đó có thể chia đất của huyện thành các nhóm đất chính sau: Nhóm đất phù sa; nhóm
đất thung lũng; nhóm đất xám bạc màu và nhóm đất đỏ vàng. Theo phân loại của FAO-
UNESCO đất của huyện Lạng Giang được chia thành 2 nhóm đất chính là: Đất xám
(Acrisoils) và Đất phù sa (Fluvisoils).
- Tài nguyên nước: Tài nguyên nước mặt của huyện bao gồm các con sông chính như
sông Thương, ngòi Bừng, ngòi Quất Lâm và hệ thống các hồ ao khác.
- Tài nguyên rừng: Diện tích đất lâm nghiệp của huyện có 1.541,71 ha, chiếm 6,23% diện
tích tự nhiên.
3.1.2. Thực trạng phát triển kinh tế, xã hội
Trong giai đoạn 2005 - 2010 kinh tế của huyện liên tục tăng trưởng khá, năm sau
cao hơn năm trước. Tốc độ phát triển kinh tế của các ngành kinh tế ước đạt 13,5%; trong
đó: nông lâm thủy sản tăng 5,45%; công nghiệp - TTCN và XD tăng 18,65%; thương mại
dịch vụ tăng 20,8%. Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực, tỷ trọng giá trị sản
xuất nông lâm thủy sản giảm từ 47,27% (năm 2005) xuống còn 39,71% năm 2010; công
nghiệp - TTCN và XD từ 34,4% (năm 2005) xuống 30,28%; thương mại dịch vụ tăng từ
18,33% (năm 2005) lên 30,01%.
13
3.2. Đặc điểm nhóm đất xám huyện Lạng Giang, tỉnh Bắc Giang
3.2.1. Phân loại đất xám của huyện Lạng Giang
Theo kết quả nghiên cứu của Viện QH&TKNN, ở địa bàn huyện Lạng Giang
năm 2010 có 16.884,20 ha đất xám (Acrisols) với các đơn vị đất sau: Đất xám điển
hình (ACh) với diện tích 3.824,00 ha; Đất xám có tầng loang lổ (ACp) với diện tích
8.296,50 ha và Đất xám feralit (ACf) với diện tích 4.763,70 ha.
14Bảng 3.1. Kết quả phân tích các phẫu diện đất điển hình
Tên
đơn vị
đất
Phẫu
diện
đất
LUT
Độ sâu
(cm)
Tỷ lệ cấp hạt (%)
pH
H2
o
pH
KCl
Hàm lượng tổng số (%)
Hàm lượng dễ
tiêu (mg/100g
đất)
Cation trao đổi (ldl/100g đất)
CEC
LG10
2 lúa-
màu
0-25 58,08 34,38 7,55 6,3 5,3
2,58
0,15 0,06 0,51 7,77 2,55 6,62 0,26 0,04 0,05 10,12
25-40 50,33 35,28 14,40 5,7 4,1
1,22
0,05 0,04 0,38 0,76 1,08 7,64 0,90 - 0,02 8,82
40-90 22,75 39,33 37,93 4,6 3,7
0,26
0,04 0,03 0,40 0,50 1,91 7,58 0,17 - 0,04 8,32
LG13
Chuyên
màu
0-25 58,35 26,08 15,58 7,2 7,0
2,00
0,14 0,10 1,05 15,30 8,93 9,88 0,19 - 0,19 10,44
25-45 25,63 33,08 41,30 4,3 3,7
0,89
0,09 0,03 1,25 0,99 2,37 3,98 0,09 2,58 0,05 13,47
45-90 34,58 27,58 37,85 4,3 3,9
0,58
0,03 0,04 1,16 0,67 2,86 4,78 0,41 1,85 0,06 12,61
LG07 Vải
0-12 66,09 19,57 14,34 5,3 4,1
1,94
Chuyên
lúa
0-20 40,32 38,09 21,59 5,8 5,3
2,39
0,21 0,05 0,62 7,12 2,27 4,14 0,13 0,02 0,06
9,86
20-31 50,61 21,02 28,37 5,5 4,8
1,31
0,10 0,03 0,41 0,92 1,12 2,67 0,26 0,01 0,03 9,75
31-120 26,42 39,70 33,88 4,9 4,2
0,69
0,06 0,03 0,36 0,57 1,82 2,18 0,18 - 0,02 9,71
LG09
Chuyên
màu
0 - 20 57,10 15,05 27,85 6,7 5,4
2,43
0,16 0,13 0,57 9,36 3,14 10,10 0,98 0,05 0,07 13,91
20 - 32 50,43 23,75 25,82 6,5 6,1
0,52
0,10 0,03 0,49 1,31 3,79 7,00 0,59 - 0,08 10,56
32 - 80 36,70 27,50 35,80 5,0 4,4
1,08
0,06 0,02 0,58 0,87 3,71 7,00 0,93 1,20 0,16 13,14
Đất
xám
feralit
(ACf)
1415
Hàm lượng chất hữu cơ và mùn giảm dần theo chiều sâu phẫu diện. Hàm lượng
mùn chiếm từ 68,42 đến 90,84% lượng chất hữu cơ của đất. Với cả 3 đơn vị đất, sự
chênh lệch về tỷ lệ mùn/OM giữa các tầng đất của các loại hình sử dụng đất và giữa
các loại hình sử dụng đất với nhau là không đáng kể.
3.3.2.2. Trữ lượng mùn trong đất nghiên cứu
Trữ lượng chất hữu cơ và mùn trong tầng mặt của đất xám vùng nghiên cứu
đều thấp, dao động tương ứng từ 26,31 đến 80,86 tấn/ha và 20,07 đến 71,76 tấn/ha,
trong đó trữ lượng cao nhất là ở đất xám feralit và thấp nhất là ở đất xám điển hình.
Trong toàn phẫu diện, trữ lượng chất hữu cơ và mùn dao động từ 90,08 đến 189,95
tấn/ha và 71,33 đến 163,37 tấn/ha, cao nhất là ở đất xám có tầng loang lổ và thấp nhất
là đất xám feralit.
Trên cùng loại hình sử dụng đất lúa - màu: đất xám điển hình có trữ lượng chất
hữu cơ và mùn ở tầng mặt lớn nhất, thấp nhất là đất xám có tầng loang lổ. Trên cùng
loại hình sử dụng đất cây ăn quả: ở tầng mặt đất xám feralit có có trữ lượng chất hữu
cơ và mùn lớn nhất, thấp nhất là đất xám điển hình. Trong toàn phẫu diện thì đất xám
điển hình lại có trữ lượng chất hữu cơ và mùn lớn nhất, thấp nhất là đất xám feralit.
Theo Lê Thái Bạt (1991), trữ lượng mùn trong đất xám Acrisols (ở độ cao <
300 m) chưa bị thoái hóa ở độ sâu 0-20 cm là 74 tấn/ha, ở độ sâu 0-100 cm là 189
tấn/ha. So sánh với trữ lượng mùn trong đất nghiên cứu cho thấy đất xám ở Lạng
Giang đều có trữ lượng mùn thấp hơn, chứng tỏ đã diễn ra tình trạng thoái hóa hữu cơ
ở trên toàn bộ diện tích đất xám của huyện.
3.3.2.3. Thành phần mùn của đất nghiên cứu
Trong tất cả các phẫu diện nghiên cứu đều có hàm lượng axit fulvic lớn hơn
axit humic. Do trong điều kiện nhiệt độ, ẩm độ cao, hàm lượng Ca
++
(%)
N
(%)
C/N C
H
/C
F
ACp
Chuyên
màu
LG01
0-20 1,28 0,25 5,12 0,57
20-31 1,12 0,10 11,20 0,53
31-120 0,59 0,08 7,38 0,59
LG09
0-20 1,41 0,16 8,81 0,51
20-32 0,30 0,10 3,00 0,63
32-80 0,63 0,06 10,50 0,63
Chuyên
lúa
LG03
0-20 1,39 0,21 6,62 0,48
20-31 0,76 0,10 7,60 0,56
31-120 0,40 0,06 6,67 0,42
LG08
0-20 1,46 0,21 6,95 0,60
20-40 0,66 0,12 5,50 0,56
40-120 0,50 0,08 6,25 0,60
LM
40-120 0,45 0,09 5,00 0,50
17 Tỷ lệ C/N của đa số các mẫu đất nghiên cứu không cao, dao động từ 2,38 đến
14,20. Ở tầng mặt dao động từ 4,61 đến 10,27 (trung bình bằng 7,74), ở tầng dưới cùng
từ 2,38 đến 11,33 (trung bình bằng 6,74) cho thấy tàn tích hữu cơ khó bị phân hủy hơn.
Phần lớn các mẫu có tỷ lệ C/N < 10, điều này phản ánh quá trình phân hủy nhanh các
0-25 1,50 0,15 10,00 0,50
25-40 0,71 0,05 14,20 0,52
40-90 0,15 0,04 3,75 0,50
Chuyên
màu
LG13
0-25 1,16 0,14 8,29 0,63
25-45 0,52 0,09 5,78 0,50
45-90 0,34 0,03 11,33 0,60
LG16
0-20 1,24 0,18 6,89 0,52
20-40 0,55 0,10 5,50 0,35
40-120 0,48 0,09 5,33 0,58
Cây ăn
quả
LG07
0-12 1,13 0,17 6,65 0,48
12-41 0,63 0,14 4,50 0,62
41-120 0,46 0,09 5,11 0,46
LG15
0-20 1,08 0,17 6,35 0,59
20-40 0,49 0,07 7,00 0,61
40-120 0,44 0,06 7,33 0,59
18
bình so với tiêu chuẩn của Hội Khoa học Đất Việt Nam. Hàm lượng mùn tầng mặt cao
nhất ở loại hình sử dụng đất rừng sản xuất (2,76 - 3,45%) và thấp nhất ở loại hình sử
dụng đất cây ăn quả (1,48 - 1,53%). Tỷ lệ C/N tầng mặt dao động từ 4,61 đến 10,27, ở
mức trung bình đến rất cao. Khả năng cung cấp N của mùn ở mức cao, mùn dễ dàng bị
3.4.2.2. Tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong điều kiện đất ẩm
Nghiên cứu cho thấy, trong vụ hè thu tốc độ phân hủy của dây lạc dại là mạnh
nhất, sau đó tới cúc dại Thái Lan và rơm bị phân hủy chậm nhất. Trong các thí nghiệm,
CT4 là công thức có tốc độ phân hủy mạnh nhất, sau đó tới CT3, CT2 và thấp nhất là
công thức đối chứng CT1. Trong giai đoạn từ tháng 4 đến tháng 10/2011 độ phân hủy
của rơm rạ sau 150 ngày đạt 78,3%, với dây lạc dại là 87,2%, trong khi đó cúc dại Thái
Lan phân hủy được 79,1%. Ở công thức đối chứng tỷ lệ này đạt tương ứng là 70,1%,
76,7% và 73,1%. Trong giai đoạn từ tháng 01 đến tháng 3/2012 sau thời gian 90 ngày vùi,
rơm rạ phân hủy được 39,9%, còn ở công thức đối chứng chỉ phân hủy được 29,3%. Toàn
bộ các tàn dư thực vật đều bị phân hủy hết trong thời gian 180 ngày. Như vậy, cho thấy
cùng một loại tàn dư thực vật ở những điều kiện khác nhau thì tốc độ phân hủy cũng
khác nhau. Trên đất xám điển hình, rơm rạ và dây lạc phân hủy nhanh hơn trong điều
kiện ruộng ngập nước.
19
3.4.3. Chất lượng đất trước và sau thí nghiệm
3.4.3.1. Chất lượng đất ngập nước
Qua thí nghiệm cho thấy, hàm lượng OM% và N% tăng lên ở tất cả các công
thức, CT4 là công thức có hàm lượng OM% tăng lên nhiều nhất lần lượt là 2,32% đối
với rơm và 2,22% đối với dây lạc, sau đó đến CT3, CT2, cuối cùng là CT1 tăng lên ít
nhất và không có ý nghĩa thống kê. Hàm lượng N% ở công thức CT4 tăng nhiều nhất
là 0,16% đối với rơm và 0,13% đối với dây lạc dại. Tỷ lệ C/N của đất sau thí nghiệm
đối với thí nghiệm vùi rơm rạ giảm từ 12,38 (CT1) xuống còn 8,43 (CT4), đối với thí
nghiệm vùi dây lạc giảm từ 13,44 (CT1) xuống còn 9,93 (CT4). Như vậy tỷ lệ C/N
trong các công thức CT4 đều thấp nhất, cho thấy chất hữu cơ và mùn ở đây đều được
phân giải nhanh và mạnh, chất hữu cơ ở đây có chất lượng tốt nhất, mùn càng nhuyễn.
3.4.3.2. Chất lượng đất khô
Trong các thí nghiệm công thức có hàm lượng OM% tăng lên nhiều nhất là
CT4 lần lượt là 2,17% đối với rơm rạ, 2,15% với dây lạc dại và 1,98% với cúc dại
phân loại các loại tàn dư để sử dụng cho phù hợp: nếu muốn cung cấp dinh dưỡng
nhanh cho cây trồng thì dùng loại phân hủy nhanh là dây lạc, còn nếu muốn giữ lại
hàm lượng hữu cơ trong đất lâu giúp cải tạo tính chất đất thì sử dụng loại có tốc độ
phân hủy chậm là rơm rạ.
3.5. Xác định các biện pháp canh tác thích hợp nhằm duy trì và nâng cao hàm
lượng chất hữu cơ trong đất
3.5.1. Thí nghiệm trồng vải có cây che phủ trên đất đồi
3.5.1.1. Tốc độ sinh trưởng, phát triển và năng suất của các loại cây che phủ đất
a) Tỷ lệ cây sống và thời gian bén rễ hồi xanh
20
Qua thực nghiệm cho thấy các cây phủ đất đều sinh trưởng và phát triển tốt, thời
gian bén rễ hồi xanh và tỷ lệ cây sống được đánh giá là rất tốt.
b) Diễn biến phát triển chiều cao thân của các cây phủ đất
Cả ba loại cây đều phát triển tốt với tốc độ tăng trưởng chiều cao cây cùng với tốc
độ đẻ nhánh, phân cành tương đối tốt.
c) Năng suất các cây che phủ đất
Trong 3 loại cây được trồng thử nghiệm, cây chè khổng lồ cho năng suất chất
xanh trung bình cao nhất 273,02 tấn chất xanh/năm (tương ứng 52,80 tấn chất khô),
thứ hai là cúc dại Thái Lan và cho năng suất thấp nhất là cây lạc dại với 46,40 tấn chất
xanh/năm (tương ứng 4,97 tấn chất khô).
3.5.1.2. Mức độ ảnh hưởng của các cây che phủ đến chất lượng đất
Với lượng chất xanh lớn, nếu không sử dụng làm thức ăn chăn nuôi mà đem vùi
toàn bộ phần sinh khối thu hoạch được vào đất thì trong một năm các cây che phủ có
thể hoàn trả lại cho đất từ 142,64 - 1.003,20 kg N/ha, 47,22 - 464,64 kg P
2
O
5
/ha, 88,47
O N P
2
O
5
K
2
O
Lạc dại 2,87 0,95 1,78 142,64 47,22 88,47
Chè khổng lồ 1,90 0,88 1,70 1.003,20 464,64 897,60
Cúc dại Thái Lan 2,01 1,09 3,52 233,56 126,66 409,02
Lạc chịu hạn 3,45 0,77 2,25 67,28 15,02 43,88
Đỗ tương chịu hạn 2,97 0,72 1,82 53,16 12,89 32,58
Năm 2010, kết quả phân tích cho thấy khi trồng các cây che phủ đất tính chất
lý, hóa học của đất được cải thiện theo chiều hướng có lợi cho cây trồng: chất hữu cơ,
21
đạm, lân, kali tổng số, độ ẩm, độ xốp có tăng lên đáng kể, riêng pH
KCl
thì có tăng
nhưng không đáng kể, vẫn ở mức rất chua, pH
KCl
đều < 5.
3.5.2. Thí nghiệm xác định biện pháp bón phân hữu cơ, cày vùi tàn dư thực vật đối
với cây hàng năm (chuyên lúa, lúa-màu và chuyên màu)
Kết quả thí nghiệm cho thấy trồng lúa, trồng màu bón phân hữu cơ, phân vô cơ,
kết hợp với cày vùi tàn dư thực vật đã làm chất lượng đất thay đổi đáng kể theo hướng
thuận lợi cho cây trồng phát triển.
3.5.3. Hiệu quả kinh tế, xã hội và môi trường của các thí nghiệm đồng ruộng
3.5.3.1. Hiệu quả kinh tế
Kết quả thí nghiệm cho thấy mới trồng có 1 năm cây cúc dại đã có khả năng giữ
Trong tất cả các thí nghiệm, đất được che phủ đều có ẩm độ cao hơn, đặc biệt
trong thời mùa khô vào tháng 11 năm 2009 và năm 2010, độ ẩm đất ở các công thức
có che phủ tăng lên rõ rệt. Ở các thí nghiệm môi trường sinh thái được cải thiện, sức
khoẻ cộng đồng sẽ được đảm bảo. Việc phát triển cây phủ đất không chỉ nhằm vào
mục đích kinh tế trực tiếp mà còn tôn tạo cho cảnh quan khu vực đẹp hơn. Trồng cây
phủ đất góp phần tạo ra thảm cây xanh có một ý nghĩa nhân văn sâu rộng hơn là so với
mục đích đa dạng sinh học thuần túy.
3.6. Đề xuất các giải pháp cải thiện chất hữu cơ trên đất xám
3.6.1. Đề xuất các mô hình cải thiện chất hữu cơ trên đất xám tỉnh Bắc Giang
Qua kết quả các thí nghiệm đồng ruộng chúng tôi đề xuất các mô hình canh tác
nhằm cải thiện chất hữu cơ trong đất xám tỉnh Bắc Giang như sau: Đối với đất đồi
trồng vải: trồng các loại cây che phủ đất là lạc dại, cúc dại Thái Lan và chè khổng lồ;
Đối với đất chuyên lúa, lúa màu, chuyên màu: tiến hành cày vùi tàn dư thực vật sau
khi thu hoạch kết hợp với bón phân hữu cơ và vôi. Trên đất lúa màu, chuyên màu nên
trồng các loại cây bộ đậu cho nhiều chất xanh như lạc, đậu tương, sau khi thu hoạch
nên vùi rễ, thân, lá lại đồng ruộng hoặc gặt lúa xong nên cày vùi thân rơm rạ lại đồng
ruộng. Có thể sử dụng chế phẩm vi sinh vật Streptomyces hygroscopicus, mật độ VSV
10
9
CFU/g (bón 1.100 lít/ha) để đẩy nhanh tốc độ phân hủy tàn dư thực vật trong đất.
3.6.2. Các giải pháp cải thiện chất hữu cơ trên đất xám tỉnh Bắc Giang
Các biện pháp cải thiện chất hữu cơ và mùn trên đất xám tỉnh Bắc Giang là:
Biện pháp tăng cường tuần hoàn hữu cơ cho đất; Biện pháp bón phân hữu cơ; Biện
pháp bón vôi và Biện pháp canh tác.
23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1) Theo phân loại đất của FAO-UNESCO năm 2010 huyện Lạng Giang có
16.884,20 ha đất xám với 3 đơn vị đất là: đất xám điển hình (ACh) 3.824,00 ha, đất
Trong điều kiện ruộng nước tốc độ phân hủy của dây lạc nhanh hơn tốc độ phân hủy
của rơm rạ, trong thời gian 150 ngày dây lạc đã phân hủy tới 90% trong khi tốc độ
phân hủy của rơm chỉ đạt 81,1%. Trong giai đoạn từ tháng 4 đến tháng 10/2011 ở điều
kiện ruộng cạn tốc độ phân hủy của dây lạc cũng nhanh hơn tốc độ phân hủy của rơm
rạ và cúc dại Thái Lan, trong 150 ngày vùi tốc độ phân hủy lần lượt là 87,2%, 78,3%
và 79,1%, toàn bộ tàn dư thực vật được vùi đều phân hủy hết trong vòng 180 ngày. Bổ
sung thêm vôi và chế phẩm vi sinh vật đã đẩy nhanh tốc độ phân hủy các tàn dư thực
vật và làm giảm tỷ lệ C/N ở mức thấp nhất (8,41).
4) Đỗ tương chịu hạn, lạc chịu hạn, lạc dại, cúc dại Thái Lan và chè khổng lồ
rất thích hợp với việc phủ đất ở vùng đồi trồng vải ở huyện Lạng Giang. Khi vùi toàn
bộ phần sinh khối thu hoạch được vào đất thì lượng dinh dưỡng tương ứng hoàn trả lại
cho đất là 142,64 - 1.003,20 kg N/ha, 47,22 - 464,64 kg P
2
O
5
/ha, 88,47 - 897,60 kg
K
2
O/ha. Lượng dinh dưỡng trả lại cho đất lớn nhất ở cây chè khổng lồ, tiếp theo là cây