ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI Hình TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- TRẦN THỊ TUYẾT THU NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT TRỒNG CHÈ Ở PHÚ HỘ, TỈNH PHÚ THỌ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - 2014 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- TRẦN THỊ TUYẾT THU NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TÍCH LŨY CHẤT HỮU CƠ TRONG ĐẤT TRỒNG CHÈ Ở PHÚ HỘ, TỈNH PHÚ THỌ Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã số: 62 85 02 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Xuân Cự HÀ NỘI - 2014 z LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ kết quả trong luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu nghiên cứu được trình bày một cách chính xác và trung thực. Toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là do tôi trực tiếp thực hiện và công bố trên các tạp chí. Các số liệu của các tác giả khác được sử dụng đã có trích dẫn rõ ràng.
Hà Nội, tháng 6 năm 2014 Nghiên cứu sinh Trần Thị Tuyết Thu z LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận án này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Nguyễn Xuân Cự - người thầy đã tận tình tâm huyết, chỉ đường dẫn lối và đóng góp những ý kiến quý báu cho tôi có được định hướng trong nghiên cứu khoa học để hoàn thành kết quả nghiên cứu. Xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (nơi tôi đang học tập và làm việc) đã truyền cho tôi kiến thức, lòng yêu nghề và niềm đam mê nghiên cứu khoa học. Bên cạnh đó, luôn giúp đỡ để tôi vượt qua khó khăn, hoàn thành nghiên cứu này.
Xin trân trọng cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chè, Viện Khoa học Kỹ Thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc, TS. Nguyễn Văn Toàn, TS. Nguyễn Thị Ngọc Bình và TS. Đặng Văn Thư cùng các cán bộ của Viện đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi thuận lợi để tôi thực hiện nghiên cứu trên thực địa tại Viện.
Xin trân trọng cảm ơn Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, Bộ môn Vi sinh vật đất đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi thực hiện các thí nghiệm nhà lưới. Cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp cùng các sinh viên đã động viên và hỗ trợ tôi rất nhiều để có được các kết quả trong nghiên cứu này. Cuối cùng tôi đặc biệt cảm ơn những người thân trong gia đình đã ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong cuộc sống để hoàn thành luận án. Hà Nội, tháng 6 năm 2014 Nghiên cứu sinh Trần Thị Tuyết Thu z MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.
iii LỜI CẢM ƠN. iv MỤC LỤC. 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT. 5 DANH MỤC BẢNG.
6 DANH MỤC HÌNH. Tính cấp thiết của luận án. Mục đích nghiên cứu của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án.
Những đóng góp mới của luận án. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Tổng quan về cây chè. Nguồn gốc, phân bố và vai trò của cây chè.
Đặc điểm hình thái và sinh thái của cây chè. Đặc điểm của đất trồng chè. Thành phần hóa học của chè. Tình hình sản xuất, tiêu thụ chè trên thế giới và Việt Nam.
Tình hình sản xuất, tiêu thụ chè trên thế giới. Tình hình sản xuất, tiêu thụ chè ở Việt Nam. Đất trồng chè và nguyên nhân gây suy thoái đất trồng chè trên thế giới và ở Việt Nam. Đất trồng chè và nguyên nhân gây suy thoái đất trồng chè trên thế giới.
Đất trồng chè và các quá trình gây suy thoái đất trồng chè ở Việt Nam. Chất hữu cơ và quá trình chuyển hóa chúng trong đất. Khái niệm và vai trò của chất hữu cơ trong đất. Thành phần chất hữu cơ của đất.
Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất. Biện pháp quản lý chất hữu cơ trong đất trên thế giới và Việt Nam. Một số đặc điểm của khu vực nghiên cứu. Đặc điểm tự nhiên tỉnh Phú Thọ.
Đặc điểm kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ. Tình hình sản xuất chè tại tỉnh Phú Thọ. Tiềm năng nguồn cung cấp vật liệu hữu cơ cho đất trồng chè ở Phú Thọ. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp thu thập, xử lý tài liệu thứ cấp.
Phương pháp điều tra thực địa và lấy mẫu nghiên cứu. Vật liệu và phương pháp bố trí thí nghiệm. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm. Phương pháp xử lý số liệu.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Một số tính chất của đất trồng chè và chè ở Phú Hộ. Một số tính chất của đất trồng chè ở Phú Hộ. Thành các nguyên tố khoáng trong chè ở Phú Hộ.
Ảnh hưởng của việc bổ sung vật liệu hữu cơ đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới. Ảnh hưởng của bón phân hữu cơ vi sinh đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới 1. Ảnh hưởng của vùi lạc dại đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới 2. Ảnh hưởng của che tủ lạc dại đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới 3.
Ảnh hưởng của vùi tế guột đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới 4. Ảnh hưởng của che tủ tế guột đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới 5. So sánh hiệu quả của các biện pháp sử dụng vật liệu hữu cơ khác nhau đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm nhà lưới. Ảnh hưởng của một số biện pháp sử dụng vật liệu hữu cơ đến tích lũy chất hữu cơ trong đất ở các thí nghiệm đồng ruộng.
Ảnh hưởng của che tủ tế guột đến tích lũy chất hữu cơ và tính chất đất ở thí nghiệm đồng ruộng 1. Ảnh hưởng của che tủ cành lá chè đốn và các chế phẩm vi sinh đến tích lũy chất hữu cơ và tính chất đất ở thí nghiệm đồng ruộng 2. Ảnh hưởng của vùi lạc dại kết hợp với tưới phun đến tích lũy chất hữu cơ và tính chất đất ở thí nghiệm đồng ruộng 3. Đề xuất biện pháp nâng cao khả năng tích lũy chất hữu cơ trong đất trồng chè ở Phú Hộ, tỉnh Phú Thọ.
135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 139 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Một số đặc điểm của vật liệu hữu cơ dùng trong nghiên cứu.
Tính chất cơ bản của đất trồng chè ở Phú Hộ. Độ chua và độ ẩm của đất trong thí nghiệm nhà lưới. Thang và tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đất, chè, phân bón. Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứu.
Kết quả xử lý thống kê thí nghiệm nhà lưới và đồng ruộng. 165 4 z DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh CFU Đơn vị hình thành khuẩn lạc Colony Forming Unit (CFU) CLCĐ Cành lá chè đốn CT Công thức CTTN Công thức thí nghiệm dv Dung trọng (g/cm3) KLN Kim loại nặng PHC Phân hữu cơ ppm mg/kg Part per million OM Chất hữu cơ Organic matter PVS Phân vi sinh QCVN Quy chuẩn Việt Nam SD Độ lệch chuẩn Standard Deviation TB Trung bình TGĐ Tủ tế guột thí nghiệm đồng ruộng TLD Tủ lạc dại TTG Tủ tế guột TN Thí nghiệm TNNL Thí nghiệm nhà lưới TP Tưới phun TPCG Thành phần cơ giới TTG Tủ tế guột VLD Vùi lạc dại VTG Vùi tế guột 5 z DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Thành phần các chất trong búp chè. Hàm lượng một số nguyên tố hóa học trong lá chè.
Sản lượng chè của một số nước trên thế giới. Thành phần hóa học trong các tàn dư thực vật. Thành phần một số nguyên tố cơ bản của axit mùn theo Kononova. Khả năng phân hủy và thời gian tồn tại của một số chất hữu cơ.
Diễn biến một số yếu tố thời tiết và khí hậu tại Phú Hộ, Phú Thọ. Ký hiệu thông tin về mẫu búp chè nghiên cứu ở Phú Hộ. Một số tính chất của đất sử dụng trong thí nghiệm nhà lưới. Các công thức thí nghiệm bón phân hữu cơ vi sinh ở nhà lưới.
Các công thức thí nghiệm vùi lạc dại ở thí nghiệm nhà lưới. Các công thức thí nghiệm che tủ lạc dại ở thí nghiệm nhà lưới. Các công thức thí nghiệm vùi tế guột ở thí nghiệm nhà lưới. Các công thức thí nghiệm che tủ tế guột ở thí nghiệm nhà lưới.
Tính chất của đất trước thí nghiệm che tủ tế guột ở đồi Gò Mới. Các công thức thí nghiệm đồng ruộng che tủ tế guột. Tính chất đất trước thí nghiệm che tủ CLCĐ ở đồi gò Hội Đồng. Các công thức thí nghiệm đồng ruộng che tủ CLCĐ.
Tính chất của đất ở thí nghiệm trồng và vùi lạc dại ở Gò Dọc. Công thức thí nghiệm đồng ruộng vùi lạc dại. Thành phần cấp hạt của đất trồng chè ở Phú Hộ. Một số tính chất của đất trồng chè ở Phú Hộ.
Hàm lượng một số nguyên tố trung và vi lượng trong đất trồng chè ở Phú Hộ. Một số đặc điểm sinh học của đất trồng chè ở Phú Hộ. Thành phần chất khoáng trong chè ở Phú Hộ. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất bón phân hữu cơ vi sinh.
Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được vùi lạc dại. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được tủ lạc dại. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được vùi tế guột. Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được tủ tế guột.
Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được che tủ tế guột ở thí nghiệm đồng ruộng 1. Hàm lượng axit humic và axit fulvic trong đất được che tủ tế guột ở thí nghiệm đồng ruộng 1. Một số tính chất lý hóa của đất được che tủ tế guột trong thí nghiệm đồng ruộng 1. Ảnh hưởng của che tủ tế guột đến vi sinh vật đất.
Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được che tủ cành lá chè đốn và các chế phẩm vi sinh ở thí nghiệm đồng ruộng 2 .