Luận văn Nghiên cứu tái sử dụng rơm rạ làm phân bón cho cây lúa tại tỉnh Hưng Yên nhằm cải tạo độ phì nhiêu của đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

ía tây bắc giáp thủ đô Hà Nội, phía đông giáp tỉnh Hải Dương, phía Tây giáp tỉnh Hà Tây và Hà Nam, phía Nam giáp tỉnh Thái Bình [2]. Hình 1.2: Bản đồ tỉnh Hưng Yên ( Nguồn: Cục thống kê, tỉnh Hưng YênKhông có trong TLTK ) Địa hình Hưng Yên nghiêng chênh chếch từ Tây Bắc xuống Đông Nam và không thật bằng phẳng. Độ dốc trung bình là 8 cm/1km. Phía bắc, nổi lên loại địa hình cao, có hình vòng cung đi từ Đông Bắc sang Tây Bắc rồi men theo phía Tây, dọc sông Hồng, bao gồm địa phận các huyện Văn Lâm, Văn Giang, Khoái Châu. Đây là vùng đất cao trong đê, có độ cao tuyệt đối từ 4 đến 6m. Liền kề với vùng đất cao là vùng đất thấp hơn, độ cao trung bình 3m, phổ biến ở Ân Thi, Yên Mỹ, Mỹ Hào, Nam Kim Động, Tiên Lữ và kéo dài xuống phía Nam. Độ cao trên khoảng 2m. 1.5.2. Điều kiện khí hậu Hưng Yên chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, nhiều nắng và có mùa đông lạnh. Số giờ nắng bình quân: 1730 giờ/năm. Nhiệt độ trung bình hàng năm: 23.40C. Lượng mưa trung bình năm từ 1800 – 2200mm. Lượng mưa phân bố không đều, tập trung tới hơn 70% vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10); mùa khô lạnh (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau), có mưa phùn. Hưng Yên có 3 mặt được bao bọc bởi sông: Sông Hồng chảy qua Hưng Yên theo hướng Tây Tây Bắc – Nam Đông Nam với chiều dài 67km. Nó bắt đầu chảy vào địa phận Hưng Yên ở thôn Phi Liệt (xã Liên Nghĩa, huyện Văn Giang), qua các huyện Văn Giang, Khoái Châu, Kim Động, thị xã Hưng Yên và một phần của Tiên Lữ, rồi ra khỏi địa phận Hưng Yên từ Ung Lôi (xã Tân Hưng, huyện Tiên Lữ). Sông Luộc: một nhánh lớn của sông Hồng, nằm vắt ngang phía Nam của tỉnh. Sông Luộc dài 70 km, rộng trung bình 200 m, chảy qua địa phận Hưng Yên với đoạn dài 26km Sông Kẻ Sặt: chảy ở phía Đông của tỉnh, con sông này làm nên ranh giới tự nhiên giữa Hưng Yên và Hải Dương, đoạn sông này dài 20 km từ Thịnh Vạn (Mỹ Hào) đến Tông Hóa (Phù Cừ) [2]. 1.5.3. Diện tích đất Diện tích đất trồng lúa của tỉnh Hưng Yên năm 2013 đạt 81.70 nghìn tấn. Sản lượng đạt 5147.10 nghìn tấn, năng suất phế phụ phẩm khô 6.24 tấn/ha, tổng lượng phế phụ phẩm 509.808 nghìn tấn. Hàng năm nông dân trong tỉnh đã sản xuất được 500.000-550.000 tấn lúa (trong đó trên 30% là lúa chất lượng cao, còn lại là lúa cao sản). Vài năm trở lại đây, ngành NN-PTNT đó chủ động ứng dụng, triển khai và thực hiện tốt các chương trình phát triển lúa cao sản đặc sản, rau đậu thực phẩm, cây công nghiệp (đậu tương, lạc,). Từ năm 2000 đến nay, nghành Nông nghiệp đã tập trung triển khai thực hiện chương trình giống chất lượng cao (đặc biệt là giống lúa, cây rau an toàn kinh tế cao, nuôi bò sữa, nuôi lợn hướng nạc, nuôi cá chim trắng, cá rô phi đơn tính xuất khẩu, tôm càng xanh... Xu hướng mở rộng diện tích lúa lai (đạt trên 15% diện tích). Đối với diện tích lúa lai, lúa thuần chất lượng cao, phấn đấu đạt 13 nghìn ha, trong đó diện tích lúa thuần cao sản 8 nghìn ha với năng suất 56 tạ/ha trở lên và lúa lai đạt trên 5 nghìn ha với năng suất từ 62 tạ/ha trở lên. Bảng 1.4: Khối lượng phụ phẩm từ một số cây trồng chính tại Hưng Yên TT Tên cây trồng Diện tích (ha) (tấn) 1 Cây lúa: 46.000 497.952 Rơm, rạ 40.320 393.120 Trấu 40.320 104.832 2 Cây ngô 4.000 209.120 Thân lá 4.000 188.000 Lõi bắp ngô 4.000 21.120 3 Cây đậu tương 1.500 1.275 4 Khoai lang 500 3.000 5 Khoai tây 1.000 600 Tổng 717.329 (Nguồn: Viện Môi trường Nông Nghiệp, 2014) Số liệu cho thấy lượng rơm rạ tỉnh Hưng Yên khá cao. Đây là một nguồn nhiên liệu dồi dào cho sản xuất than sinh học, phân compost bón vào đất tăng năng suất cho cây trồng. Nông dân Hưng Yên chủ yếu sử dụng rơm rạ làm thức ăn cho gia súc và đốt. Trước đây, rơm rạ thường làm nguyên liệu để đun nấu. Nhưng hiện nay, do người dân sử dụng nhiều chất đốt khác như gas, than nên rơm rạ sau khi thu hoạch phần lớn được đem đốt lấy tro làm phân bón hay vứt bỏ. Đặc biệt là sau khi thu hoạch vụ chiêm, do cần thời gian chuẩn bị gấp cho vụ mùa cho nên phần lớn rạ được thu hoạch để lên bờ ruộng để khi khô sẽ đốt. Rơm được thu gom đánh đống và sử dụng vào mục đích chính là đun nấu, ủ cùng với phân chuồng để làm phân bón, tro dùng để bón ruộng, rơm của lúa dùng làm chổi, một số nơi làm thức ăn cho trâu bò... Như vậy, cách sử dụng rơm rạ như trên có những bất cập lớn ảnh hưởng tới môi trường, an toàn và sức khoẻ của người dân: khi đốt tạo ra lượng lớn khói và bụi, từ đó gây ra nhiều tác hại khác cho sức khoẻ con người và tác động đến an toàn cho người tham gia giao thông trên đường; ảnh hưởng đến các loại thực vật khác. Địa phương dùng rơm rạ để phủ lên đất khi trồng các loại rau, nhằm mục đích tránh nhiệt độ quá cao hay mưa lớn, giữ ẩm cho đất, chống xói mòn rửa trôi đất. Trấu thu được từ các cơ sở xay xát thóc, lượng này rất lớn. Một phần không nhiều trong số đó, được bán cho người dân để đun nấu, bón ruộng ; còn phần lớn được chất ra bãi chứa. Hiện chưa có biện pháp tận dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu này, gây ra ô nhiễm môi trường. 1.5.4. Đặc điểm đất canh tác tại tỉnh Hưng Yên Độ cao đất đai không đồng đều mà hình thành các dải, các khu, vùng cao thấp xen kẽ nhau như làn sóng. Điểm cao nhất có cốt +9 đến +10 tại khu đất bãi thuộc xã Xuân Quan (huyện Văn Giang), điểm thấp nhất có cốt +0.9 tại xã Tiên Tiến (huyện Phù Cừ). Đặc điểm địa chất Tỉnh Hưng Yên nằm gọn trong một ô trũng thuộc đồng bằng sông Hồng, được cấu tạo bằng các trầm tích thuộc kỷ Đệ Tứ, với chiều dài 150m - 160m. Đặc điểm thổ nhưỡng Đất đai trong tỉnh được hình thành do phù sa sông Hồng bồi đắp. Thành phần cơ giới của đất, từ đất thịt nhẹ đến đất thịt pha nhiễm chua. Có thể chia làm ba loại:     * Loại đất phù sa sông Hồng được bồi: Màu nâu thẫm, đất trung tính, ít chua, đây là loại đất tốt.     * Loại đất phù sa sông Hồng không được bồi lắng: Loại này có tầng phù sa dày, thành phần cơ giới từ đất thịt trung bình đến đất thịt nặng, đất trung tính, ít chua.     * Loại đất phù sa sông Hồng có tầng loang lổ, không được bồi lắng: Đất màu nâu nhạt, tầng phù sa mỏng, thành phần cơ giới từ trung bình đến nặng, bị sét hóa mạnh, chất hữu cơ phân hủy chậm, thường bị chua.  CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu + Phân bón: Các sản phẩm được tạo ra từ rơm rạ như than sinh học; phân ủ compost Phân NPK có Phân Urea (46%N); Super photphate Lâm Thao (16% P2O5) và KCl (60% K2O) + Cây trồng: cây lúa + Giống: Bắc Thơm ( vụ mùa), Khang dân 18( vụ xuân) Thời gian bố trí thí nghiệm: Vụ mùa 2013: giữa tháng 8 thu hoạch cuối tháng 11 Vụ xuân 2014 : đầu tháng 1 thu hoạch giữa tháng 4 + Đất: Đất phù sa hệ thống sông Hồng + Địa điểm nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu là cánh đồng được lựa chọn thuộc Xã Minh Phượng – huyện Tiên Lữ và Xã trung Nghĩa – T.P Hưng Yên Các ruộng thí nghiệm được ngăn đôi với một bên ruộng có bón than sinh học, phân compost và một bên đối chứng. 2.2. Nội dung nghiên cứu - Điều tra, khảo sát thực địa, phỏng vấn đánh giá phương thức sử dụng rơm rạ của nông dân Hưng Yên tại hai xã Minh Phượng – huyện Tiên Lữ và Xã trung Nghĩa – T.P Hưng Yên - Đánh giá hiệu quả của việc sử dụng rơm rạ làm than sinh học và phân compost bón kết hợp phân NPK cải thiện môi trường đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. - Đề xuất các giải pháp quản lý sử dụng tốt rơm rạ đảm bảo môi trường sinh thái. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Phương pháp kế thừa tài liệu Sử dụng các tài liệu, số liệu, kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã có, đặc biệt sử dụng các kết quả nghiên cứu về quy trình sử dụng rơm rạ sau trồng trọt làm phân hữu cơ sinh học, than sinh học trên thế giới và trong nước. 2.3.2. Phương pháp điều tra thực địa Thu thập thông tin qua phỏng vấn 60 hộ thông qua phiếu điều tra bao gồm cán bộ địa phương, người dân tại địa bàn nghiên cứu, về phương thức sử dụng rơm rạ của nông dân trên địa bàn nghiên cứu qua các hình thức : đốt tại ruộng, vùi tại ruộng, độn chuồng, đun nấu, trồng nấm và chăn nuôi. 2.3.3. Phương pháp sản xuất than sinh học và phân compost từ rơm rạ 2.3.3.1. Phương pháp sản xuất than sinh học Phương pháp nhiệt phân gián tiếp Thiết bị sản xuất than sinh học có thành thẳng đứng. Phía trên bao gồm một cái nắp có gắn ống khói cao khoảng 1m50, phía dưới chân tạo 4 cửa nhỏ để nhóm lửa. Lò chứa được 6 thùng nhỏ hơn có đường kính 40cm và chiều cao là 60cm. Các thùng nhỏ này được sử dụng để nhồi trấu hoặc rơm vào trong và được bịt kín bằng nắp thùng có khoan lỗ để thoát khí. Tiến hành sắp xếp các thùng nhỏ vào trong thùng lớn và xen các vật liệu rơm và trấu xung quanh sau đó nhóm lửa và chờ đến khi quá trình cháy kết thúc, để nguội sau đó lấy sản phẩm than sinh học ra ngoài. Cách vận hành Bước 1. Chuẩn bị nguyên vật liệu Chuẩn bị 100 kg rơm và 50 kg trấu đã được phơi khô không khí; bật lửa gas hoặc bao diêm; bình xịt nước; xẻng Bước 2. Xếp vật liệu - Nhét chặt rơm vào trong 6 hộp sắt nhỏ đậy kín nắp. - Xếp một lớp rơm mỏng khoảng 10cm xuống đáy lò đốt - Xếp các hộp đầy vật liệu vào trong lò - Nhết rơm chặt vào các kẽ hở xung quanh các hộp chứa vật liệu - Xếp 10cm trấu tạo thành 1 lớp mỏng phía bên trên. - Đặt 3 thùng sắt còn lại lên lớp trấu vừa đổ rồi lại làm tương tự như bước trên - Xếp 10 cm trấu còn lại lên trên cùng sau đó đậy ống khói. Bước 3. Đốt - Tiến hành châm lửa ở 4 cửa lò. Khi lửa đã bén vào trong, để khoảng 30 phút sau đó đậy cửa lò để hạn chế xâm nhập của ôxy, quá trình cháy tiếp tục khoảng 3 giờ 30 phút nữa thì hết phần nhiên liệu ở trong. Bước 4. Thu sản phẩm Khi cháy xong, đợi nguội và tiến hành bỏ 6 hộp phía bên trong ra. Sau đó phun nước xung quanh các hộp sắt để làm nguội lần nữa rồi mới mở nắp và lấy TSH. Nếu có thời gian thì để sản phẩm TSH tự nguội rồi mới lấy ra (lưu ý 6 hộp phải nguội hoặc phải phun nước mới được đổ TSH ra nếu không quá trình tiếp xúc với ôxy than sinh học sẽ tiếp tục cháy và hoá tro). Sản phẩm than thu được nên chứa vào các bao rồi bảo quản hoặc bón ngay ra ruộng. Sản phẩm than sau khi đốt thu hồi được 33% khối lượng so với ban đầu. Hình 3.13: Lò than sinh học nhiệt phân yếm khí Hàm lượng dinh dưỡng của than sinh học từ rơm rạ được phân tích sau khi đốt đưa vào thí nghiệm (bảng 2.1) Bảng 2.1: Chất lượng TSH được sản xuất từ rơm bằng phương pháp nhiệt phân từ lò đốt Độ ẩm (%) TC (%) OC (%) N (%) P2O5 (%) K2O (%) 28.50 52.5 4.11 0.19 0.493 0.876 2.3.3.2. Phương pháp sản xuất phân compost - Quy trình công nghệ: Viện Môi trường Nông nghiệp đưa ra quy trình công nghệ sử dụng rơm rạ bằng chế phẩm vi sinh: Thu gom rơm rạ sau thu hoạch ĐỐNG Ủ (Được che phủ kín) Chế phẩm VSV Phân hóa học kết hợp phân chuồng NPK (1kg/tấn rơm rạ) Đảo ủ sau 10 – 15 ngày Đống ủ sau 25 – 30 ngày Phân bón hữu cơ Bón ngay trong vụ kế tiếp Bảo quản để bón vụ sau Theo dõi diễn biến nhiệt độ đống ủ Bổ sung nước đảm bảo ẩm độ 50 – 55% Bổ sung nước đảm bảo ẩm độ 50 – 55% Kiểm tra chất lượng đống ủ Hướng dẫn kỹ thuật Các bước thực hiện: Bước 1: Chuẩn bị - Xác định lượng rơm rạ cần sử dụng sau thu hoạch - Lựa chọn địa điểm: Nên chọn địa điểm ủ sử dụng gần nguồn nguyên liệu (rơm rạ), thuận tiện nguồn nước và hợp lý khi bảo quản sử dụng theo quy mô hộ gia đình, nhưng nên bố trí theo hướng tập trung theo khu sử dụng để tiện quản lý kỹ thuật. - Chuẩn bị đủ lượng chế phẩm sinh học, phân hóa học kết hợp phân chuồng bổ sung và một số vật tư cần thiết. Bước 2: Thực hiện - Thu gom rơm rạ: Khi thu gom rơm rạ ủ đống có thể tận dụng thêm một số sản phẩm hữu cơ như: bèo tây, thân lá cây trồng bổ sung thêm, đống ủ sẽ mau nhanh phân hủy. - Tùy lượng nguyên liệu mà bố trí diện tích chân đống, lượng chế phẩm hòa tan, phân hóa học kết hợp phân chuồng NPK cho hợp lý, 1 tấn rơm rạ cần lượng chế phẩm và phân hóa học kết hợp phân chuồng như sau: + Chế phẩm Bio-ADB ( theo khuyến cáo nhà sản xuất ): 0.2 kg /tấn + Phân hóa học NPK kết hợp phân chuồng: 1kg NPK /1tấn phân chuồng - Quy trình thực hiện: + Chế phẩm: Tiến hành pha chế phẩm ở dạng dung dịch hòa tan, cứ 0.2 kg chế phẩm pha với 50 lít nước. Nồng độ của dung dịch có thể thay đổi tùy thuộc vào độ ẩm của rơm, rạ sao cho khi ủ rơm, rạ có độ ẩm đạt trên 55%. + Trải rơm rạ sau khi thu hoạch trên địa điểm lựa chọn, mỗi lớp rơm rạ dày 30 cm thì tưới một lượt dung dịch chế phẩm hòa tan và rắc mỏng phân hóa học kết hợp phân chuồng NPK. Nếu gia đình có phân chuồng thì bổ sung thêm vào đống ủ. + Sau khi đã tiến hành xong, đống ủ phải được che đậy bằng nilon để đảm bảo vệ sinh môi trường, giữ nhiệt độ và độ ẩm. Màng nilon che đậy đống ủ được sử dụng nhiều lần cho đến khi hỏng thì thu gom bán cho người thu mua phế liệu để tránh gây ô nhiễm môi trường. + Để cho rơm rạ vụn thêm và làm cho các loại vi sinh vật phân bố đều, tưới bổ sung duy trì độ ẩm (cách kiểm tra độ ẩm: cầm nắm rơm rạ vắt đều thấy nước rỉ ra theo kẽ tay là được) trộn đều giữa chỗ phân hủy tốt và chưa tốt để đảm bảo cần đảo trộn 1 lần sau ủ 10 -15 ngày. + Sau 25 ngày trở đi tiến hành kiểm tra chất lượng phân, nếu đảm bảo yêu cầu phân ủ có thể sử dụng để bón lót gối vụ hoặc đánh gọn bảo quản bón cây Hàm lượng dinh dưỡng của phân compost được ủ từ rơm rạ được phân tích đưa vào thí nghiệm (bảng 2.2) Bảng 2.2: Chất lượng phân ủ compost được ủ từ rơm kết hợp chế phẩm Chỉ tiêu phân tích Giá trị Ẩm độ (%) 25.0 pH 7.27 N (%) 0.980 P2O5 (%) 0.109 K2O (%) 1.267 Hàm lượng hữu cơ (%) 28.75 2.3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả của than sinh học và phân compost đến độ phì nhiêu của đất Khảo sát chọn ruộng: Chọn ruộng triển khai mô hình thường chọn nơi thuận lợi cho việc tưới tiêu nước, khu ruộng đồng nhất về địa hình, chất đất và không quá khác về chất đất so với khu ruộng khác trên cánh đồng. Chọn hộ nông dân: là những hộ dân nhiệt tình tham gia vào mô hình, có thời gian tập trung cho sản xuất nông nghiệp, các hộ dân được chọn phải có ruộng liền kề nhau. Thí nghiệm 1: Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của than sinh học Công thức thí nghiệm: CT1 (đối chứng): Theo canh tác của nông dân (NPK), liều lượng bón như sau: Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 120kg N + 70 kg P2O5+ 90kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 150kg N + 75kg P2O5 + 100kg K2O CT2: Lượng TSH được tính bằng lượng carbon tương đương với lượng carbon trong PC (tính cho 10 tấn PC/ ha/vụ) lượng than sinh học : 5 tấn/ha/vụ Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 98kg N + 53 kg P2O5+ 68kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 110kg N + 55kg P2O5 + 79kg K2O Cách bón phân Bón lót: Toàn bộ lượng than sinh học, 30% N, 100% phân lân. Bón thúc lần 1 (sau trồng 10 ngày): 50% N + 50% K2O Bón thúc lần 2 (bắt đầu ra hoa): 20% N + 50% K2O Cách bố trí: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ô lớn, không có lần lặp lại. Các ruộng thí nghiệm được ngăn đôi với một bên ruộng có bón than sinh học và một bên đối chứng. Thí nghiệm tiến hành trên ruộng của 12 hộ gia đình, với 2 công thức, tổng diện tích thí nghiệm 1 ha. Thí nghiệm 2: Thí nghiệm đánh giá hiệu quả của phân compost Công thức thí nghiệm: CT1 (đối chứng): Theo canh tác của nông dân (NPK), bón với liều lượng như sau: Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 120kg N + 70 kg P2O5+ 90kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 150kg N + 75kg P2O5 + 100kg K2O CT2: NPK +Phân ủ compost, liều lượng: Lượng phân ủ compost được tính Lượng carbon tương đương với lượng carbon trong PC (tính cho 10 tấn PC/ ha/vụ) , phân compost 6.8 tấn/ha/vụ. Phân NPK cho 1 ha /vụ mùa: 98kg N + 53 kg P2O5+ 68kg K2O Phân NPK cho 1 ha /vụ xuân: 110kg N + 55kg P2O5 + 79kg K2O Cách bón phân Bón lót: Toàn bộ lượng phân compost, 30% N, 100% phân lân. Bón thúc lần 1 (sau trồng 10 ngày): 50% N + 50% K2O Bón thúc lần 2 (bắt đầu ra hoa): 20% N + 50% K2O Cách bố trí: Thí nghiệm bố trí theo kiểu ô lớn, không có lần lặp lại. Các ruộng thí nghiệm được ngăn đôi với một bên ruộng có bón phân compost và một bên đối chứng. Thí nghiệm tiến hành trên ruộng của 8 hộ gia đình, với 2 công thức, tổng diện tích thí nghiệm 1ha . 2.3.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu Khi thu hoạch, tiến hành cắt 2 m2 lúa tại các công thức trong các ruộng mô hình để tính năng suất lúa đồng thời cắt sát gốc 10 khóm lúa để tính số dảnh hữu hiệu, số bông hữu hiệu/m2, số hạt chắc/bông, P1000hạt, năng suất sinh học, năng suất thực thu). - Lấy mẫu đất (tầng 0-15 cm) phân tích pH, OC, N, P, K tổng số, CEC, thành phần cơ giới đất sau mỗi vụ thu hoạch. Bảng 2.3: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích Chỉ tiêu Đơn vị tính Mô tả phương pháp phân tích Tiêu chuẩn pHKCl Tỷ lệ đất/KCl=1/2.5 đo bằng pH met điện cực thuỷ tinh trong huyền phù. TCVN 5979:2007 Thành phần cơ giới 3 cấp % Khuếch tán bằng pyrô photphat xác định theo phương pháp pypet TCVN 8567:2010 Đạm tổng số %N Kjeldahl TCVN 6498:1999 Lân tổng số % P2O5 Công phá bằng H2SO4 + HClO4 xác định bằng so màu xanh molyden TCVN 8940:2011 Kali tổng số % K2O Công phá bằng H2SO4 + HClO4 xác định bằng quang kế ngọn lửa TCVN 8660:2011 CEC lđl/100g đất Phương pháp amôn axêtat TCVN 8568:2010 Các bon tổng số %C Sử dụng bằng máy phân tích N và C khô - Multi N/C 2100 của Đức, lượng mẫu đưa vào là 0,01 gam, đốt ở nhiệt độ 1000 oC trong 4 phút Phòng phân tích trung tâm, Viện MTNN 2.2.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: Số liệu thu hoạch được xử lý theo phương pháp thống kê thông dụng trên excel. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Số liệu điều tra rơm rạ tỉnh Hưng Yên Đề tài điều tra phương thức sử dụng rơm rạ của nông dân Hưng Yên tại hai xã Minh Phượng,Trung Nghĩa ( bảng 3.1) nhằm tìm hiểu cách sử dụng rơm rạ của nông dân ở đây. Bảng 3.1. Phương thức sử dụng rơm rạ của nông dân Hưng Yên Rơm rạ Phương thức sử dụng, % số hộ điều tra Đốt tại ruộng Vùi tại ruộng Độn chuồng Đun nấu Trồng nấm Chăn nuôi Tỉnh Hưng Yên ( 60 phiếu điều tra ) Rơm rạ 55 17 10 0 7 11 Kết quả điều tra ở bảng 3.1 cho thấy: Về sử dụng rơm rạ có 55 % số hộ sử dụng rơm rạ đốt tại ruộng bón cho cây trồng, 17% số hộ vùi rơm rạ tại ruộng cho cây trồng vụ sau, 10% số hộ sử dụng rơm rạ làm chất độn chuồng, 11% số hộ sử dụng rơm rạ làm thức ăn cho trâu bò và chỉ có 7% số hộ sử dụng rơm rạ để trồng nấm. Sau khi gặt, phần rạ được người dân sử dụng vùi cho lúa bằng cách cày vùi (thường làm bằng máy lồng đất). Trên những ruộng có vùi cả phần rạ và rơm trong vụ mùa, cây lúa phát triển ở thời gian đầu có hiện tượng bị vàng và đất khô nên bà con nông dân không thích vùi rơm rạ cho lúa vụ sau. Bón rơm rạ độn chuồng cùng với phân chuồng là biện pháp tốt, nhưng vì hiện nay chăn nuôi giảm và chuồng trại được xây láng nền sạch nên ít nông dân sử dụng rơm rạ để độn chuồng. Rơm rạ là một giá thể tốt để trồng nấm, vì vậy tại một số hộ trồng nấm người dân sử dụng để trồng nấm, nhưng tỷ lệ này không lớn. Đốt rơm rạ tại ruộng theo bà con là giảm được sâu bệnh cho lúa ở vụ sau, vì vậy chiếm tỉ lệ khá cao theo số liệu điều tra. Khi đốt phần C,H,O biến hết thành các khí CO2, CO và hơi nước, Protein bị phân hủy và biến thành các khí NO2, SO2 bay lên. Trong phần tro chỉ còn sót lại chút ít P, K, Ca và Si, nghĩa là giá trị về mặt khoáng chất cũng như chất hữu cơ không còn giúp nhiều cho cây trồng giảm sâu bệnh. Như vậy là khá lãng phí nguồn chất hữu cơ lớn trong rơm rạ.Vì vậy biến rơm rạ thành than sinh học và phân compost là hướng nghiên cứu mới của đề tài giúp tận dụng được nguồn hữu cơ này. 3.2. Hiệu quả của than sinh học tới độ phì nhiêu của đất Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài, đề tài tiến hành hành phân tích các chỉ tiêu: Thành phần cơ giới đất, hàm lượng Cácbon hữu cơ, pHKCl, khả năng trao đổi cation (CEC), phốt pho tổng số, đạm tổng số, Kali tổng số, nhằm đánh giá khách quan hiệu quả của than sinh học tới độ phì nhiêu của đất 3.2.1. Thành phần cơ giới đất Kết quả phân tích thành phần cơ giới sau 2 vụ cho thấy: không thấy sự sai khác rõ về thành phần cơ giới giữa bón than sinh học và bón phân theo phương thức canh tác thông thường của người dân (bảng 3.2). Bảng 3.2. Ảnh hưởng của bón kết hợp than sinh học đến thành phần cơ giới đất sau 2 vụ canh tác Công thức Cát (%) Limon (%) Sét (%) 1.NPK 22.13 47.35 30.52 2.NPK +Than sinh học 20.34 49.95 29.71 Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các ruộng tham gia thí nghiệm sau 2 vụ 3.2.2. Đặc tính hóa học của đất sau thí nghiệm Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của than sinh học đến một số tính chất hoá học đất nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.3 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của bón kết hợp than sinh học đến một số tính chất hóa học của đất sau 2 vụ canh tác Công thức pHKCl Tổng số % meq/100g đất OC N P2O5 K2O CEC 1.NPK 5.56 1.95 0.209 0.187 1.27 15.24 2.NPK +Than sinh học 5.96 2.36 0.275 0.199 1.37 17.19 Ghi chú: Số liệu được tính trung bình tại các ruộng tham gia thí nghiệm sau 2 vụ Số liệu trong bảng 3.3 cho thấy: Trên đất phù sa vùng đồng bằng sông Hồng, tại điểm triển khai thí nghiệm khi bón than sinh học đã làm tăng pHKCL, Nts, Kts, hàm lượng hữu cơ (OC), dung tích hấp thu (CEC) sau 2 vụ canh tác so với phương thức canh tác thông thường. 3.2.3. pHKCl Hình 3.1: pHKCl ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác Qua thang đánh giá hình 3.1 cho thấy, pHKCl của đất dao động trong khoảng 5.56 – 5.96 có độ chua nhẹ. Đây là tỷ lệ rất thích hợp cho sự sinh trưởng phát triển cây lúa, tạo điều kiện thuận lợi cho sinh vật có ích trong đất hoạt động, giúp cải tạo đất. Điều này giải thích do thí nghiệm bón thêm lượng than sinh học có chứa K2O: 0.876%, K2O tham gia các phản ứng lý hóa trung hòa lượng H+ làm quân bình độ pHKCl trong đất. Kết quả của bón kết hợp than sinh học là đất thí nghiệm được cải thiện, giá trị pHKCl đã tăng 0.4 đơn vị so với phương thức canh tác thông thường. 3.2.4. Hàm lượng Cácbon hữu cơ Hàm lượng Cácbon hữu cơ (OC) có vai trò quan trọng trong việc cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng đồng thời tham gia việc cải tạo tính chất vật lý của đất. Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng Cácbon hữu cơ trong các ruộng thí nghiệm trung bình dao động trong khoảng từ 1.95% đến 2.36%. Hàm lượng Cácbon hữu cơ trong đất của các ruộng thí nghiệm bón than sinh học đều cao hơn so với ruộng đối chứng 0.41%. Chứng tỏ bón kết hợp than sinh học vào đất làm tăng hàm lượng Cácbon hữu cơ trong đất. Việc bón kết hợp than sinh học này còn giúp cố định hàm lượng cácbon trong đất, giảm phát thải khí CO2 ra ngoài khí quyển (hình 3.2). Hình 3.2: Hàm lượng OC% ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác 3.2.5. Khả năng trao đổi cation (CEC) CEC là một chỉ tiêu quan trọng về độ phì nhiêu của đất, phản ánh khả năng chứa đựng và điều hòa dinh dưỡng có liên quan đến phương pháp bón phân hợp lý. Qua hình 3.3 cho thấy chỉ số CEC của các công thức thí nghiệm mức trung bình dao động trong khoảng 15.24 – 17.19 meq/100g đất. Hầu hết đất có bón than sinh học kết hợp phân NPK đều có dung tích hấp thu trong đất cao hơn so với đất tại thí nghiệm đối chứng. CEC có mối tương quan với chất hữu cơ trong đất. Khi chất hữu cơ trong đất tăng hàm lượng CEC tăng. Điều này chứng tỏ việc tăng CEC thí nghiệm bón kết hợp than sinh học tỷ lệ thuận với việc tăng hàm lượng chất dinh dưỡng . Vẽ lại đồ thị này cho cân đối chứ không để đồ thị mất cân đối như thế này Hình 3.3 : Hàm lượng CEC (meq/100g đất) ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác 3.2.6. Đạm tổng số Hình 3.4 : Hàm lượng đạm tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng đạm (N) tổng số của đất sau thí nghiệm ở mức cao, dao động từ 0.209 – 0.275%. Than sinh học đã chứa hàm lượng N: 0.19%, vì vậy việc bón kết hợp than sinh học này với NPK theo tỷ lệ của đề tài đã làm cho lượng đạm tăng thêm 0.066%. Điều này chứng tỏ vệc bón kết hợp NPK với than sinh học đã hạn chế lượng đạm cần bổ sung cho đất so với phương thức canh tác thông thường. 3.2.7. Phốt pho tổng số Theo kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng P2O5 trong đất thí nghiệm ở mức khá giàu. Đất trong các ruộng thí nghiệm có bón than sinh học đều cho hàm lượng P2O5 cao hơn so với đất tại các ruộng đối chứng. Kết quả là bón kết hợp than sinh học đã làm cho hàm lượng P2O5 tăng lên 0.012 % (Hình 3.5) Hình 3.5 : Hàm lượng Photpho tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác 3.2.8. Kali tổng số Hình 3.6: Hàm lượng Kali tổng số ở thí nghiệm bón kết hợp than sinh học sau 2 vụ canh tác Kali là một nguyên tố không thể thiếu đối với thực vật. Kali tham ra vào sự hình thành và phát triển cây lúa. Thiếu Kali khiến cây còi cọc, chậm phát triển. Từ kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng Kts trong đất sau thí nghiệm ở mức trung bình dao động từ 1.27 – 1.37 %. Đất tại thí nghiệm bón kết hợp than sinh học, được bổ sung một lượng Kali sẵn có trong than sinh học là 0.876 %. Hàm lượng Kts trong thí nghiệm bón kết hợp than sinh học cao hơn so với đất tại công thức đối chứng: 0.1%. Thí nghiệm bón kết hợp than sinh học và NPK đã giúp giảm bớt lượng Kali bón cho đất so với phương thức canh tác thông thường của người dân. 3.2.9. Ảnh hưởng bón than sinh học tới năng suất lúa Than sinh học có diện tích bề mặt lớn và cấu trúc lỗ rỗng phức tạp (1g có thể có một diện tích bề mặt hơn 1.000 m2) nên có khả năng hấp thụ