Nghiên cứu hiệu lực phân vô cơ đa lượng đối với lúa, ngô và cà phê ở Việt Nam

Chuyên khảo phân tích Luận án nghiên cứu hiệu lực trực tiếp và hiệu lực tồn dư của phân vô cơ đa lượng đối với lúa ngô cà, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Trương Hồng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Nông Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Hiệu Lực Phân Vô Cơ Đa Lượng Cho Lúa, Ngô, Cà Phê Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Lạt

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Độ phì nhiêu đất
• 1.1.1. Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất
• 1.2. Các yếu tố chính của độ phì nhiêu
• 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất
• 1.3.1. Các chỉ tiêu vật lý
• 1.3.2. Các chỉ tiêu hóa học

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr) là loại đất có độ phì nhiêu tự nhiên cao, thích hợp cho việc trồng các cây lâu năm có giá trị kinh tế như cà phê, chè, và hồ tiêu. Theo thống kê, diện tích đất nâu đỏ bazan tại Việt Nam lên tới 2.288 ha, trong đó tỉnh Lâm Đồng chiếm một phần lớn. Cà phê là cây trồng chủ lực tại đây, với diện tích lên tới 645.000 ha và giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD. Năng suất cà phê vối tại Việt Nam luôn đạt bình quân trên 2 tấn nhân/ha, nhờ vào nhiều yếu tố kỹ thuật, trong đó phân bón đóng vai trò quyết định. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng phân vô cơ và phân hữu cơ có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng cà phê. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào các tỉnh khác, trong khi tỉnh Lâm Đồng lại thiếu thông tin về quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê. Thực trạng sử dụng phân bón tại Lâm Đồng cho thấy nhiều nông dân bón phân không hợp lý, dẫn đến lãng phí và ô nhiễm môi trường. Do đó, nghiên cứu này nhằm làm rõ mối quan hệ giữa phân bón và độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý dinh dưỡng hiệu quả.

II. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu này cung cấp thông tin mới về mối quan hệ giữa phân bón, độ phì nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh. Việc bổ sung cơ sở khoa học cho chiến lược quản lý bón phân cân đối giữa phân vô cơ và phân hữu cơ sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và cải thiện độ phì nhiêu của đất. Về mặt thực tiễn, nghiên cứu sẽ giúp nông dân áp dụng kỹ thuật sử dụng phân bón hợp lý, từ đó tăng năng suất cà phê và giảm chi phí sản xuất. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả kinh tế mà còn bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm do việc lạm dụng phân hóa học. Các giải pháp kỹ thuật được đề xuất sẽ hỗ trợ nông dân trong việc quản lý dinh dưỡng cho cây cà phê, hướng tới sản xuất bền vững.

III. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm đánh giá tác động của phân hữu cơ, đạm và lân đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan trồng cà phê tại vùng cao nguyên Di Linh. Nghiên cứu cũng sẽ đánh giá tác động của các loại phân bón này đến năng suất cà phê vối, từ đó xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững. Việc xác định liều lượng hợp lý của phân đạm, phân lân và phân hữu cơ chế biến sẽ giúp cải thiện độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng. Nghiên cứu sẽ tập trung vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất, nhằm đưa ra những khuyến nghị cụ thể cho nông dân trong việc sử dụng phân bón hiệu quả.

IV. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm liều lượng của phân đạm (N), phân lân (P) và phân hữu cơ chế biến đến độ phì nhiêu của đất nâu đỏ bazan tại vùng cao nguyên Di Linh. Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào các tính chất vật lý, hóa học và sinh học của đất có liên quan đến độ phì nhiêu và năng suất cà phê vối. Nghiên cứu sẽ xem xét các yếu tố như dung trọng, độ xốp, pH, hàm lượng chất hữu cơ, và hoạt động của vi sinh vật trong đất. Mục tiêu là cung cấp thông tin chi tiết về cách thức các loại phân bón ảnh hưởng đến chất lượng đất và năng suất cây trồng.

V. Đóng góp mới của đề tài

Nghiên cứu này xác định tầm quan trọng của phân đạm, phân lân và phân hữu cơ đến độ phì nhiêu và sinh thái môi trường đất nâu đỏ bazan đang canh tác cà phê. Đề xuất biện pháp sử dụng phân bón hợp lý cho cà phê vối ghép giống cao sản nhằm ổn định năng suất cà phê cho tỉnh Lâm Đồng. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý dinh dưỡng cây trồng, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ tài nguyên đất bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đất nâu đỏ phát triển trên đá bazan (Rhodic Ferralsols – FRr) là loại đất có độ phì nhiêu tự nhiên cao, với tầng canh tác dày, tơi xốp và hàm lượng chất hữu cơ, lân tổng số giàu, đạm tổng số ở mức khá. Loại đất này rất thích hợp cho cây lâu năm có giá trị kinh tế cao như cà phê, chè, hồ tiêu và cây ăn quả. Tại Việt Nam, diện tích đất nâu đỏ bazan khoảng 2.288 ha, trong đó tỉnh Lâm Đồng chiếm tới 212.049 ha, chủ yếu phân bố ở cao nguyên Di Linh. Cà phê là cây trồng chủ lực trên đất này với diện tích cà phê toàn vùng Tây Nguyên đạt 645.000 ha, giá trị xuất khẩu đạt 3,36 tỷ USD. Năng suất cà phê vối của Việt Nam trong hơn 10 năm qua luôn đạt bình quân trên 2 tấn nhân/ha, nhiều nơi đạt 5 – 6 tấn/ha, cá biệt có hộ đạt 9 – 10 tấn/ha.

Tuy nhiên, thực trạng sử dụng phân bón tại cao nguyên Di Linh còn nhiều bất cập, với hơn 40% hộ bón phân đạm vượt 500 kg N/ha/năm, phân lân vượt 300 kg P2O5/ha/năm, dẫn đến lãng phí và mất cân đối dinh dưỡng. Phân hữu cơ bón cho cà phê biến động lớn, từ 0 – 45 tấn/ha/năm, phần lớn chưa qua xử lý, gây ô nhiễm môi trường. Quá trình bón phân không hợp lý đã làm giảm độ phì nhiêu đất, điển hình là giảm hàm lượng Ca2+, Mg2+, đất bị chua hóa với pHKCl từ 3,53 – 4,67, tăng Al3+ và SO42-. Nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của phân bón đến độ phì nhiêu đất nâu đỏ bazan và năng suất cà phê vối tại cao nguyên Di Linh, góp phần xây dựng mô hình sản xuất cà phê bền vững, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và bảo vệ tài nguyên đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về độ phì nhiêu đất, dinh dưỡng cây trồng và tác động của phân bón đến đất và cây trồng. Độ phì nhiêu đất được hiểu là khả năng cung cấp dinh dưỡng và môi trường thuận lợi cho cây phát triển, bao gồm các yếu tố vật lý (dung trọng, độ xốp, độ bền đoàn lạp), hóa học (pH, CEC, hàm lượng OM, N, P, K, Ca, Mg, Al) và sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenluloza). Lý thuyết về chu trình tuần hoàn nitơ trong đất và vai trò của vi sinh vật đất được áp dụng để giải thích ảnh hưởng của phân bón đến sinh thái đất.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ giữa phân bón hữu cơ, đạm, lân với các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất nâu đỏ bazan, đồng thời đánh giá tác động đến năng suất cà phê vối. Các khái niệm chính bao gồm: độ phì nhiêu tự nhiên và thực tế của đất, hiệu quả sử dụng phân bón, cân đối dinh dưỡng đa lượng, vai trò của phân hữu cơ chế biến trong cải thiện đất và năng suất cây trồng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu bao gồm điều tra thực trạng sử dụng phân bón của 135 hộ nông dân trồng cà phê vối tại 3 huyện Lâm Hà, Di Linh và Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng. Thí nghiệm đồng ruộng được bố trí theo thiết kế ô lớn ô nhỏ (Split-Plot Design) với 3 lần lặp lại, gồm 2 nghiệm thức phân hữu cơ (có và không), 4 mức phân đạm (250, 320, 390, 460 kg N/ha), 3 mức phân lân (100, 150, 200 kg P2O5/ha) trên nền phân kali 350 kg K2O/ha. Diện tích mỗi ô nhỏ là 81 m2, ô lớn 3,6 ha.

Mẫu đất được thu thập ở độ sâu 0-30 cm để phân tích các chỉ tiêu vật lý (dung trọng, tỉ trọng, độ xốp, độ bền đoàn lạp), hóa học (pH, CEC, OM, N tổng số, P2O5 dễ tiêu, K2O tổng số và dễ tiêu, Ca2+, Mg2+, Al3+) và sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenluloza). Mẫu giun đất được thu thập theo phương pháp Fender và McKey-Fender, mẫu vi sinh vật theo TCVN 7538-6:2010.

Thời gian nghiên cứu từ tháng 4/2012 đến tháng 12/2015, trong đó thí nghiệm đồng ruộng từ 4/2012 đến 12/2014, mô hình trình diễn từ 1/2015 đến 12/2015. Phân hữu cơ chế biến được ủ từ phân lợn, phân gà, vỏ cà phê và chế phẩm vi sinh, có hàm lượng chất hữu cơ 39,1%, pHKCl 7,07, N tổng số 1,98%, P2O5 hữu hiệu 2,19%, K2O hữu hiệu 2,53%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thực trạng sử dụng phân bón: Hơn 40% hộ nông dân bón phân đạm vượt 500 kg N/ha/năm, phân lân vượt 300 kg P2O5/ha/năm, trong khi phân kali bón hợp lý với trung bình 299 – 317 kg K2O/ha/năm. Tỷ lệ bón phân vô cơ mất cân đối với N:P2O5:K2O = 1,38:1,0:0,94. Lượng phân hữu cơ bón dao động lớn từ 0 – 45 tấn/ha/năm, nhiều hộ sử dụng phân chuồng chưa qua xử lý, gây ô nhiễm môi trường.

2. Ảnh hưởng phân bón đến tính chất vật lý đất: Dung trọng đất nâu đỏ bazan trồng cà phê dao động 0,99 – 1,05 g/cm3, cao hơn đất rừng (0,89 g/cm3), độ xốp giảm từ 64,68% (đất rừng) xuống 55% (đất canh tác). Độ bền đoàn lạp trong nước giảm từ 61,55% (đất rừng) xuống 60,2%. Bón phân hữu cơ giúp cải thiện độ xốp và giảm dung trọng đất.

3. Ảnh hưởng phân bón đến tính chất hóa học đất: pHKCl đất canh tác thấp trung bình 4,16, giảm so với đất rừng 5,6. Hàm lượng OM giảm từ 6,7% (đất rừng) xuống 4,1% (đất canh tác). Đạm tổng số giảm từ 0,23% xuống 0,19%. Lân dễ tiêu nghèo, chỉ đạt 6,18 – 7,61 mg/100g đất. Kali tổng số và dễ tiêu đều nghèo, trung bình 0,05 – 0,07% và 6,5 – 7,5 mg/100g đất. Bón phân hữu cơ kết hợp phân vô cơ làm tăng OM, cải thiện pH và CEC.

4. Ảnh hưởng phân bón đến sinh học đất: Mật độ giun đất và vi sinh vật tổng số ở đất canh tác thấp hơn đất rừng, với mật độ giun đất trung bình 4 con/m2 so với 10,9 con/m2 ở đất rừng. Bón phân hữu cơ làm tăng mật độ và sinh khối giun đất, đồng thời tăng số lượng vi khuẩn cố định đạm và vi sinh vật phân giải lân.

5. Ảnh hưởng phân bón đến năng suất cà phê: Năng suất cà phê vối tăng rõ rệt khi bón phân hữu cơ kết hợp phân đạm và lân hợp lý. Nghiên cứu cho thấy năng suất cà phê đạt trên 3,6 tấn/ha với liều lượng phân bón cân đối, cao hơn so với năng suất trung bình vùng là 2 tấn/ha. Mô hình bón phân cân đối giúp tiết kiệm phân đạm khoảng 26% so với bón phân vô cơ đơn thuần.

Thảo luận kết quả

Sự mất cân đối trong sử dụng phân bón, đặc biệt là phân đạm và lân, dẫn đến lãng phí phân bón, giảm hiệu quả sử dụng và suy giảm độ phì nhiêu đất. Đất nâu đỏ bazan có tính chất vật lý và hóa học đặc trưng với độ chua cao, hàm lượng lân và kali dễ tiêu thấp, do đó cần cân đối phân bón để cải thiện các chỉ tiêu này. Phân hữu cơ chế biến đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện cấu trúc đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, điều hòa pH và tăng mật độ sinh vật đất, từ đó nâng cao độ phì nhiêu và năng suất cà phê.

So sánh với các nghiên cứu tại Đăk Lăk và Gia Lai, kết quả tại cao nguyên Di Linh cho thấy đặc điểm đất và khí hậu khác biệt, do đó cần có chiến lược bón phân riêng biệt phù hợp với điều kiện địa phương. Việc áp dụng mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ không chỉ nâng cao năng suất mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm ô nhiễm do phân bón hóa học.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng OM, pH, mật độ giun đất giữa các nghiệm thức bón phân và đất rừng, bảng phân tích năng suất cà phê theo từng mức phân bón, giúp minh họa rõ ràng tác động của phân bón đến độ phì nhiêu và năng suất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ: Khuyến khích nông dân bón phân hữu cơ chế biến kết hợp với phân đạm và lân theo liều lượng khuyến cáo (ví dụ: 10 tấn phân hữu cơ/ha/năm, 250 – 320 kg N/ha/năm, 100 – 150 kg P2O5/ha/năm) để cải thiện độ phì nhiêu đất và tăng năng suất cà phê. Thời gian thực hiện: ngay trong vụ mùa tới; Chủ thể: nông dân, cán bộ kỹ thuật.

2. Tuyên truyền, đào tạo kỹ thuật bón phân hợp lý: Tổ chức các lớp tập huấn, hội thảo cho nông dân về cân đối dinh dưỡng, tác hại của bón phân thừa, cách sử dụng phân hữu cơ chế biến an toàn, hiệu quả. Thời gian: 6 tháng đầu năm; Chủ thể: Sở NN&PTNT, các trung tâm khuyến nông.

3. Xây dựng mô hình trình diễn sản xuất cà phê bền vững: Triển khai mô hình trình diễn tại các địa phương để chứng minh hiệu quả mô hình bón phân cân đối, từ đó nhân rộng ra diện rộng. Thời gian: 1 – 2 năm; Chủ thể: Viện nghiên cứu, địa phương.

4. Kiểm soát và xử lý phân hữu cơ chưa qua xử lý: Hướng dẫn nông dân xử lý phân chuồng trước khi bón, hạn chế sử dụng phân tươi gây ô nhiễm môi trường. Thời gian: liên tục; Chủ thể: chính quyền địa phương, các tổ chức nông nghiệp.

5. Theo dõi, đánh giá định kỳ chất lượng đất và năng suất: Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ các chỉ tiêu độ phì nhiêu đất và năng suất cà phê để điều chỉnh chính sách bón phân phù hợp. Thời gian: hàng năm; Chủ thể: cơ quan quản lý đất đai, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nông dân trồng cà phê tại Tây Nguyên: Nhận biết được tầm quan trọng của việc bón phân cân đối, sử dụng phân hữu cơ chế biến để nâng cao năng suất và bảo vệ đất.

2. Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông: Áp dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn nông dân kỹ thuật bón phân hợp lý, xây dựng mô hình trình diễn hiệu quả.

3. Nhà quản lý ngành nông nghiệp và tài nguyên môi trường: Sử dụng luận văn làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách quản lý phân bón, bảo vệ tài nguyên đất và phát triển nông nghiệp bền vững.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học đất, nông học: Tham khảo các phương pháp nghiên cứu, kết quả phân tích về ảnh hưởng phân bón đến độ phì nhiêu đất và năng suất cây trồng, phục vụ nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần kết hợp phân hữu cơ và phân vô cơ khi bón cho cà phê?
   Phân hữu cơ cải thiện cấu trúc đất, tăng hàm lượng chất hữu cơ, điều hòa pH và tăng hoạt động sinh học đất, trong khi phân vô cơ cung cấp nhanh dinh dưỡng đa lượng. Kết hợp giúp tăng hiệu quả sử dụng phân, nâng cao năng suất và bảo vệ độ phì nhiêu đất.

2. Lượng phân đạm và lân nên bón cho cà phê trên đất nâu đỏ bazan là bao nhiêu?
   Khuyến cáo bón khoảng 250 – 320 kg N/ha/năm và 100 – 150 kg P2O5/ha/năm, tùy theo điều kiện đất và năng suất mục tiêu, kết hợp với phân hữu cơ để cân đối dinh dưỡng.

3. Phân hữu cơ chế biến có ưu điểm gì so với phân chuồng tươi?
   Phân hữu cơ chế biến đã qua xử lý, giảm mầm bệnh, ổn định chất lượng, tăng hàm lượng chất hữu cơ dễ tiêu, hạn chế ô nhiễm môi trường so với phân chuồng tươi chưa xử lý.

4. Ảnh hưởng của bón phân không cân đối đến đất và cây trồng như thế nào?
   Bón phân không cân đối gây lãng phí phân bón, giảm hiệu quả sử dụng, làm đất chua hóa, mất cân đối dinh dưỡng, giảm mật độ sinh vật đất, tăng sâu bệnh và ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng cà phê.

5. Làm thế nào để theo dõi và đánh giá độ phì nhiêu đất trong sản xuất cà phê?
   Có thể theo dõi các chỉ tiêu vật lý (dung trọng, độ xốp), hóa học (pH, OM, CEC, N, P, K), sinh học (mật độ giun đất, vi sinh vật) định kỳ qua lấy mẫu đất và phân tích tại phòng thí nghiệm để điều chỉnh kỹ thuật canh tác phù hợp.

Kết luận

• Đất nâu đỏ bazan tại cao nguyên Di Linh có độ phì nhiêu tự nhiên cao nhưng đang bị suy giảm do bón phân không hợp lý và canh tác thâm canh.
• Phân hữu cơ chế biến kết hợp với phân đạm và lân cân đối giúp cải thiện các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của đất, nâng cao năng suất cà phê vối.
• Thực trạng sử dụng phân bón của nông dân còn mất cân đối, lạm dụng phân đạm và lân, cần có giải pháp kỹ thuật và tuyên truyền nâng cao nhận thức.
• Mô hình bón phân cân đối hữu cơ – vô cơ đã chứng minh hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường, nên được nhân rộng tại vùng Tây Nguyên.
• Các bước tiếp theo gồm triển khai mô hình trình diễn, đào tạo nông dân, kiểm soát phân hữu cơ chưa xử lý và xây dựng hệ thống giám sát độ phì nhiêu đất bền vững.

Kêu gọi hành động: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và nông dân cần phối hợp triển khai các giải pháp bón phân cân đối, sử dụng phân hữu cơ chế biến để bảo vệ tài nguyên đất và phát triển sản xuất cà phê bền vững tại cao nguyên Di Linh và vùng Tây Nguyên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Độ phì nhiêu đất 1.1 Độ phì nhiêu đất và các luận điểm về độ phì nhiêu đất Trong sản xuất nông nghiệp, đất là giá đỡ, là môi trường để cây trồng sinh sống và phát triển. Khác với đá mẹ và mẫu chất, đất có thuộc tính cơ bản là độ phì nhiêu, nhờ đó cây trồng có thể sinh trưởng phát triển và cho năng suất [93]. Khái niệm về độ phì nhiêu đất đã có từ thời Cổ La Mã (hơn 2.500 năm trước công nguyên) tuy còn sơ khai. Đến hơn 150 năm trước đây, C.Mác đã phân biệt rõ sự khác nhau của “độ phì nhiêu tự nhiên” và “độ phì nhiêu thực tế”, theo đó độ phì nhiêu thực tế chính là độ phì nhiêu tự nhiên được con người đầu tư thêm khoa học kỹ thuật và dinh dưỡng cho cây trồng để thu được sản lượng cao [93].

Đây là tiền đề cho những tiến bộ trong nhận thức về dinh dưỡng cây trồng và phân bón giai đoạn cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX với sáu định luật liên quan đến dinh dưỡng cây trồng: Định luật Trả lại, Định luật Tối thiểu, Định luật Tối đa, Định luật Cân đối, Định luật Hiệu suất phân bón và Định luật Ưu tiên chất lượng nông sản [24], [28], [33], [93]. Giai đoạn này cũng có nhiều quan điểm khác nhau về độ phì nhiêu của đất như: Ricacđô "độ phì nhiêu giảm dần"; các nhà thổ nhưỡng Liên Xô (cũ) mà đại diện là Viliams (1949), cho rằng "độ phì nhiêu đất không ngừng tăng lên, không có đất nào xấu chỉ có chế độ canh tác tồi mà thôi" [4]. Hay Henry (1943) [129], độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp những nguyên tố cần thiết cho cây trồng phát triển, không có sự hiện diện của các độc chất. Độ phì nhiêu của đất được xác định bằng nhiều kỹ thuật khác nhau và những thông tin này là cơ sở để đưa ra khuyến cáo về chế độ bón phân.

Ellis và Henry D. Foth, (1988) [130], đánh giá độ phì nhiêu đất là đánh giá những thiếu hụt dinh dưỡng của cây trồng, phân tích trạng thái của cây và phân tích đất. Hơn nửa thế kỷ qua, nhiều chuyên gia trong lĩnh vực Khoa học đất ở Việt Nam cũng đưa ra những định nghĩa xác đáng về độ phì nhiêu. Điển hình như Nguyễn Vy (2003) [93], Độ phì nhiêu của đất được chia làm 2 loại là độ phì nhiêu tự nhiên và độ phì nhiêu thực tế.

“Độ phì nhiêu tự nhiên: xuất hiện trong quá trình hình thành đất dưới 6 tác động của đá mẹ, khí hậu và sinh vật. Độ phì nhiêu thực tế: trong điều kiện độ phì nhiêu tự nhiên có tính đến quá trình thổ nhưỡng đang xảy ra, trong mối quan hệ tương hỗ với các nhân tố vũ trụ và các nhân tố sinh học, với tác động quy luật phù hợp của con người vào đất thông qua việc bón phân và các phương thức canh tác nhất đinh, với loại hình kinh tế thích hợp cùng với phương thức và trình độ quản lý tốt nhất, đất trồng có thể sản xuất một số lượng nông sản lớn với chất lượng cao về dinh dưỡng, chứa không đáng kể các độc tố và độ phì nhiêu ấy luôn luôn được ổn định lâu bền”. Hay theo Đỗ Ánh (2003) [4], Độ phì nhiêu là khả năng của môi trường đất có thể cung cấp cho cây đồng thời và không ngừng "nước lẫn thức ăn", khả năng đó nhiều hay ít (độ phì cao hay thấp) do các tính chất lý học, hóa học và sinh học đất quyết định. Theo Nguyễn Như Hà (2005) [33], độ phì nhiêu tự nhiên có trong tất cả các loại đất tự nhiên, nó xuất hiện trong quá trình hình thành đất và hoàn toàn chịu sự tác động của con người.

Độ phì tiềm tàng là độ phì tự nhiên mà cây trồng tạm thời chưa sử dụng được. Độ phì hiện tại hay còn gọi là độ phì thực tế là một phần của độ phì nhiêu tự nhiên có thể tác động ngay đến cây trồng. Nhận thức ngày càng đầy đủ và sâu sắc hơn về độ phì nhiêu thực tế đã làm thay đổi hướng nghiên cứu về quản lý dinh dưỡng cây trồng từ nghiên cứu quan hệ “Đất – Cây trồng – Phân bón” trước đây sang nghiên cứu mối quan hệ “Đất – Cây trồng – Phân bón – Yếu tố khí hậu thời tiêt” để có những kết luận xác đáng hơn cho những vùng sinh thái riêng biệt.2 Các yếu tố chính của độ phì nhiêu 1. Độ dày tầng đất: Khả năng đáp ứng phát triển của bộ rễ.

Cấu trúc đất: Liên quan đến chế độ nước, không khí và độ tơi xốp của đất. Phản ứng của đất: Liên quan đến các phản ứng sinh hóa trong đất; mức độ hữu hiệu của các chất dinh dưỡng; thích nghi của rễ cây; hoạt động của sinh vật đất, tích lũy hay phân giải chất độc hại trong đất. Hàm lượng chất dinh dưỡng: Mức độ di động/dễ tiêu. Sức chứa chất dinh dưỡng, nước: Khả năng giữ và cung cấp từ đất cho cây.

Mùn/Hữu cơ và chất lượng mùn (axit Humic/axit Fulvic). Mật độ và hoạt tính sinh học đất: Chuyển hóa chất hữu cơ, cố định đạm, phân giải lân hoặc kiến tạo cấu trúc đất. Hàm lượng các chất độc hại: các kim loại nặng (Cd, Hg, Pb, As), hay sắt/nhôm trong đất phèn, Na trong đất mặn, .3 Các chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất 1.1 Các chỉ tiêu vật lý Một số tính chất vật lý của đất như: dung trọng, tỉ trọng, độ xốp và đoàn lạp bền trong nước có vai trò rất lớn trong sinh thái môi trường đất. Đây là những chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá độ phì nhiêu đất.

Bởi vì, các yếu tố vật lý chi phối trực tiếp hoặc gián tiếp đến khả năng giữ nước, chất dinh dưỡng, chế độ không khí và nhiệt giúp cho hệ sinh vật đất đặc biệt là giun đất và vi sinh vật sinh sống, phát triển. Ngược lại chính hoạt động sống của sinh vật đất cũng tham gia cải thiện tính chất vật lý đất. * Dung trọng: là chỉ tiêu rất quan trọng trong đánh giá độ phì nhiêu vật lý của đất (Nguyễn Thế Đặng và ctv, 2007) [27]. Dung trọng phụ thuộc vào thành phần cơ giới, khoáng sét, hàm lượng chất hữu cơ, cấu trúc đất và kỹ thuật làm đất.

Độ tơi xốp của đất cao nhất ngay sau khi làm đất (cày, xới), nhưng sau đó bị nén chặt dần và dung trọng sẽ tăng lên. Sau một thời gian dung trọng sẽ đạt cân bằng và không thay đổi. Đất có dung trọng thích hợp nhất cho cây trồng là từ 1,0 - 1,1 g/cm3. Đất đỏ bazan nguyên trạng ở Tây Nguyên dung trọng luôn < 1,0 g/cm3 (Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên, 1999) [73].

Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], đất đỏ bazan trồng cà phê trên 10 – 15 năm tuổi ở Tây Nguyên có dung trọng dao động 0,99 – 1,0 g/cm3. Theo Võ Thị Gương và ctv (2004) [32], đất trồng lúa ở tầng đế cày có dung trọng dao động trong khoảng 1,4 g/cm3 là thích hợp. Để đảm bảo cho cây trồng phát triển tốt đối với đất thịt thì dung trọng 1,1 – 1,4 g/cm3, đối với đất sét thì dung trọng 1,4 g/cm3 và đất cát dung trọng khoảng 1,6 g/cm3 (Raymond W. Miller và ctv, 2001) [156].

* Tỉ trọng: Là thông số quan trọng có thể ước lượng thành phần khoáng cũng như hàm lượng chất hữu cơ trong đất (Nguyễn Thế Đặng và ctv, 2008) [26]. Theo Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên (1999) [73], Nguyễn Thế Đặng (2007) [27], tỉ trọng của đất thay đổi từ 2,5 – 2,8 g/cm3. Ở những loại đất khác nhau tỉ trọng đất cũng khác nhau. 8 Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], đất đỏ bazan dưới các loại hình canh tác khác nhau ở Tây Nguyên có tỉ trọng dao động 2,43 – 2,95 g/cm3.

* Độ xốp đất: là tổng các tế khổng trong đất biểu thị bằng % thể tích đất. Độ xốp đất phụ thuộc vào cấu trúc, thành phần cơ giới, dung trọng và tỷ trọng của đất. Khả năng thoáng khí và khả năng giữ nước phụ thuộc rất lớn vào độ xốp đất [28]. Theo Võ Thị Gương và ctv (2004) [32], độ xốp thích hợp cho sự tăng trưởng của hầu hết các loại cây trồng là 50%.

Lipiec và Stepmiewski (1995) [94], đất kém thông thoáng có thể giới hạn sự phát triển của rễ, đặc biệt ảnh hưởng đến việc hấp thu chất dinh dưỡng của cây trồng. * Độ bền đoàn lạp đất: là tính bền cấu trúc đất, đây là đặc tính quan trọng giúp đo lường mức độ chịu đựng của đất dưới tác động của các hạt nước mưa, các lực cơ giới trong quá trình làm đất, tưới tiêu hay hoạt động của sinh vật đất. Đoàn lạp bền thấp sẽ làm đất mất kết cấu, ảnh hưởng xấu đến khả năng giữ nước giữ phân và đẩy mạnh tốc độ rửa trôi [28]. Theo Tôn Nữ Tuấn Nam (2005) [66], Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm (1999) [73], độ bền đoàn lạp trong nước ở kích cỡ rây ≥ 0,25mm của đất đỏ bazan dao động 51,3 – 80,6%.

Theo Lê Văn Khoa (2000), tính bền đoàn lạp trong đất được xem như một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng đất đai. Tính bền của đất có thể tác động mạnh mẽ đến đặc tính đất cả về lý học và hóa học [54]. * Ngoài ra còn có thành phần cấp hạt, chế độ nước, không khí, độ ẩm đất nhưng trong giới hạn đề tài chúng tôi chỉ đi sâu vào một số chỉ tiêu nêu trên.2 Các chỉ tiêu hóa học * Độ chua của đất (pH): Colemen (1959), Jeny (1961) cho rằng, H+ là nguồn chính gây ra độ chua của đất, về sau Nguyễn Vi và Trần Khải (1978) cho rằng có sự đóng góp tích cực của Al3+ trong thành phần của độ chua trao đổi và độ chua tiềm tàng [24]. Như vậy độ chua của đất do nồng độ H+ trong dung dịch đất là chính.

Độ chua đất được biểu thị bằng trị số pH là logarit đổi dấu của nồng độ ion H+ trong dung dịch đất. Mỗi loại cây trồng thích nghi với một giá trị pH nhất định và ở giá trị pH đó cây trồng sinh trưởng phát triển tối ưu. Như cây cà phê thích hợp với pH từ 5,5 đến 6,5 [24]. 9 pH đất là một chỉ tiêu chính xác định độ phì của đất, nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất lý, hóa và sinh học đất.

Theo Thái Phiên và Nguyễn Tử Siêm, (1999) [73], có tới 86% diện tích đất dốc của Việt Nam có pHKCl 4,0 – 4,5 thậm chí có nơi 3,5. Trong điều kiện pH thấp, nhôm di động cao và lân bị cố định lớn.