Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG NGỌC THUẬN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HOÁ TÍNH ðẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU Chuyên ngành: ðất và Dinh dưỡng cây trồng Mã số: 62 62 15 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học : 1. TS. TRẦN THỊ TÂM 2. PGS.TS. NGUYỄN NHƯ HÀ HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI HOÀNG NGỌC THUẬN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN LÝ, HOÁ TÍNH ðẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA, NGÔ TRÊN ðẤT PHÙ SA SÔNG HỒNG VÀ ðẤT XÁM BẠC MÀU LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2012 i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan các kết quả của công trình nghiên cứu ñề tài này (Kể cả kết quả thu ñược trong giai ñoạn 2003-2005) là hoàn toàn trung thực, do tôi trực tiếp thực hiện. Mọi sự giúp ñỡ ñể hoàn thành luận án này ñã ñược cảm ơn và các trích dẫn sử dụng trong luận án này ñã ñược ghi rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày…. tháng….. năm 2012 Tác giả luận án Hoàng Ngọc Thuận ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần Thị Tâm và PGS TS. Nguyễn Như Hà ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ tôi cả về khoa học và kinh phí ñể tôi thực hiện tốt luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ và giảng viên Viện ðào tạo Sau ñại học, Khoa Tài nguyên ðất và Môi trường, Bộ môn Nông hóa ñã giảng dạy và giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian học tập. Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ñạo và cán bộ của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, Trung tâm Nghiên cứu Phân bón và Dinh dưỡng cây trồng, Trung tâm Nghiên cứu ðất và Phân bón vùng Trung du, bà con nông dân của xã ðan Phượng, huyện ðan Phượng, Hà Nội ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi thực hiện tốt ñề tài. Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn ñối với vợ, con, gia ñình, bố, mẹ, những người luôn ñộng viên và tạo sức mạnh ñể tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày…. tháng….. năm 2012 Tác giả luận văn Hoàng Ngọc Thuận iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG KÝ HIỆU CHŨ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC BIỂU ðỒ xi MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài 3 3. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của ñề tài 3 3.1. Ý nghĩa khoa học 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn của ñề tài 4 4. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 5. Những ñóng góp mới của luận án về học thuật và lý luận 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. 1. ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng và ðất xám bạc màu 5 5 1.1.1. ðặc ñiểm ñất phù sa sông Hồng 5 1.1.2. ðặc ñiểm ñất ñất xám bạc màu 7 1.2. Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm nông nghiệp 10 1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài 10 1.2.2. Các nghiên cứu ở trong nước 11 1.3. Ảnh hưởng của chất hữu cơ, phụ phẩm nông nghiệp ñến ñộ phì nhiêu ñất 15 1.3.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài 15 1.3.2. Các nghiên cứu ở trong nước 24 iv 1.4. ẢNH HƯỞNG CỦA PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ðẾN NĂNG SUẤT CÂY TRỒNG 29 1.4.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài 29 1.4.2. Nghiên cứu ở trong nước 35 CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU, ðỊA ðIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu 42 42 2.1.1. ðất thí nghiệm 42 2.1.2. Cây trồng thí nghiệm 42 2.1.3. Phụ phẩm nông nghiệp 42 2.1.4. Phân bón và chế phẩm vi sinh 42 2.2. ðịa ñiểm và thời gian nghiên cứu 43 2.2.1. ðịa ñiểm nghiên cứu 43 2.2.2. Thời gian nghiên cứu 43 2. 3. Nội dung nghiên cứu 44 2.3.1. ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 44 2.3.2. Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng của phụ phẩm nông nghiệp 44 2.3.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu của ñất cho lúa, ngô 44 2.3.4. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý, hóa tính ñất nghiên cứu 44 2.3.5. Ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất lúa, ngô 45 2.3.6. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng 2.4. Phương pháp nghiên cứu 45 45 v 2.4.1. Phương pháp thu thập thông tin và ñiều tra 45 2.4.2. Phương pháp thí nghiệm ñồng ruộng 46 2.4.3. Phương pháp theo dõi quá trình phân giải phụ phẩm trên ñồng ruộng 53 2.4.4. Phương pháp làm ñất, vùi, tủ phụ phẩm trên ñồng ruộng 54 2.4.5. Phương pháp phân tích 55 2.4.6. Phương pháp xử lý số liệu 57 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58 3.1. ðiều kiện khí hậu, tính chất ñất ñai, tình hình sử dụng phân bón và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 58 3.1.1. ðiều kiện khí hậu vùng nghiên cứu 58 3.1.2. Tính chất ñất vùng nghiên cứu 59 3.1.3. Tình hình sử dụng phân bón vùng nghiên cứu 61 3.1.4. Tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp vùng nghiên cứu 63 3.2. Xác ñịnh khả năng cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng của phụ phẩm nông nghiệp 65 3.2.1. Hàm lượng dinh dưỡng trong phụ phẩm trước khi vùi 65 3.2.2. Diễn biến quá trình phân giải phụ phẩm theo thời gian vùi trên ñồng ruộng 67 3.3. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng cung cấp N, P, K dễ tiêu của ñất cho lúa ngô 75 3.3.1. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến N, P, K dễ tiêu trong ñất ở giai ñoạn sau vùi 30 ngày và 60 ngày 75 3.3.2. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến việc hấp thu N, P, K của cây trồng 79 3.4. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến một số lý tính, hóa tính ñất nghiên cứu 82 3.4.1. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến lý tính ñất nghiên cứu 83 vi 3.4.2. Ảnh hưởng của vùi phụ phẩm nông nghiệp ñến hóa tính ñất nghiên cứu 85 3.5. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng 87 3.5.1. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất phù sa sông Hồng 87 3.5.2. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến năng suất cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang 89 3.6. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng 92 3.6.1. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñấtp phù sa sông Hồng 92 3.6.2. Ảnh hưởng của sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ñến khả năng giảm lượng phân khoáng và hiệu quả kinh tế của các phương thức bón phân cho cây trồng trên ñất xám bạc màu Bắc Giang 100 3.6.3. Ảnh hưởng của phụ phẩm nông nghiệp và sự giảm thiểu lượng phân khoáng ñến hiệu quả kinh tế 4. KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 105 109 4.1. Kết luận 109 4.2. ðỀ NGHỊ 110 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ LIÊN QUAN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHỤ LỤC 129 vii BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt BMBG ðất xám bạc màu Bắc Giang CEC Dung lượng cation trao ñổi CPVS Chế phẩm vi sinh CT Công thức HC Hữu cơ HCSH Phân hữu cơ sinh học K2Odt Kali dễ tiêu K2Ots Kali tổng số MðTB Mật ñộ trung bình ND Nông dân Ndt ðạm dễ tiêu NS Năng suất Nts ðạm tổng số OC Cacbon hữu cơ OM Chất hữu cơ P2O5dt Lân dễ tiêu P2O5ts Lân tổng số PC Phân chuồng PP Phụ phẩm nông nghiệp PPNN Phụ phẩm nông nghiệp PSSH ðất phù sa Sông Hồng RCBD Thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh TB Trung bình TN Thí nghiệm Tr.ñ Triệu ñồng viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU STT 1.1. Tên bảng Trang Chỉ tiêu lý, hóa tính của ñất phù sa sông Hồng (lớp ñất mặt 0-27 cm) 1.2. Chỉ tiêu lý, hóa tính ñất xám bạc màu (lớp ñất mặt 0-16 cm) 6 8 1.3. Hàm lượng trung bình chất dinh dưỡng trong các loại cây trồng nông nghiệp (%) 12 1.4. Hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng của một số loại tàn dư hữu cơ trên lô cà phê (% chất khô) 14 3.1. Một số tính chất lý học ñất nghiên cứu 59 3.2. Tính chất hoá học ñất nghiên cứu 60 3.3. Lượng phân sử dụng bón cho lúa và ngô của nông dân ở ñịa bàn nghiên cứu 3.4. Lượng phụ phẩm ở vùng nghiên cứu 62 63 3.5. Phương thức sử dụng phụ phẩm nông nghiệp của nông dân ở ñịa bàn nghiên cứu 64 3.6. Hàm lượng N, P, K, Ca, Mg, Si, S trong phụ phẩm nông nghiệp 3.7. trên ñất phù sa sông Hồng 65 Hàm lượng N, P, K, Ca, Mg trong phụ phẩm trên ñất bạc màu Bắc Giang 66 3.8. Hàm lượng ñạm, lân, kali của rơm rạ trong túi vùi ở các thời gian vùi khác nhau của vụ lúa xuân trên ñất phù sa sông Hồng 69 3.9. Hàm lượng ñạm, lân, kali của rơm rạ trong túi vùi ở các thời gian vùi khác nhau của vụ lúa mùa trên ñất phù sa sông Hồng 71 3.10. Hàm lượng ñạm, lân, kali của rơm rạ trong túi vùi ở các thời gian vùi khác nhau của vụ ngô ñông trên ñất phù sa sông Hồng 72 3.11. Tỷ lệ C/N của rơm, rạ và thân lá ngô ở các thời kỳ vùi khác nhau trên ñồng ruộng 74