BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG PHÂN BÓN ĐẾN CÂY VÀ ĐẤT TRONG TRỒNG NGÔ TRÊN ĐẤT DỐC TẠI SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Mã số : 60.85.02 Người hướng dẫn : PGS.TS. NGUYỄN NHƯ HÀ HÀ NỘI - 2012 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Kim Dung Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn này ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm và chỉ bảo tận tình của các tập thể, cá nhân. Trước hết, tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn đối với sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo Bộ môn Nông Hóa; Bộ môn Vi Sinh và các thầy, cô giáo Khoa Tài Nguyên và Môi trường; Viện sau đại học trường Đại học Nông nghịêp Hà Nội đã tạo mọi điều kiện về vật chất và tinh thần giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn này. Đặc biệt, cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của hai thầy cô là Phó Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Như Hà và Thạc sỹ Lê Bích Đào, những người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình triển khai thực hiện đề tài nghiên cứu và viết luận văn. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đối với sự giúp đỡ quý báu của Trung tâm Phát triển nông lâm nghiệp miền núi Phía Bắc tại tỉnh Sơn La và nhân dân địa phương đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. Bản thân tôi có được thành quả ngày hôm nay, không thể quên được sự động viên, giúp đỡ của gia đình, người thân và bạn bè đã cùng cảm thông, chia sẻ những khó khăn vất vả và tạo mọi điều kiện để tôi yên tâm làm luận văn. Một lần nữa cho phép tôi được cảm ơn những ý kiến đóng góp của các Thầy trong Hội đồng và sự có mặt của bạn bè đồng nghiệp trong buổi bảo vệ của tôi hôm nay là nguồn động viên cổ vũ to lớn đối với tôi. Xin chân thành cảm ơn!. Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2012 Học viên Nguyễn Thị Kim Dung Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình, đồ thị viii 1 MỞ ĐẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục tiêu của đề tài 2 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 2.1 Sản xuất nông nghiệp trên đất dốc và vấn đề môi trường 3 2.1.1 Vai trò của sản xuất nông nghiệp 3 2.1.2 Vai trò của trồng ngô ở miền núi phía Bắc 6 2.1.3 Trồng trọt trên đất dốc và vấn đề môi trường 7 2.2 Vai trò của phân bón trong sản xuất nông nghiệp 12 2.2.1 Vai trò của phân bón đối với năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng 12 2.2.2 Vai trò của phân bón đối với hiệu quả sản xuất 16 2.3 Tác dụng của phân bón đối với môi trường 16 2.4 Khả năng và giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu của bón phân trong trồng trọt tới môi trường 23 2.4.1 Giải pháp phát triển trồng trọt bền vững trên đất dốc 23 2.4.2 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu tới môi trường của tình trạng sử dụng phân bón trong trồng trọt 25 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… iv 3.1 Đối tượng nghiên cứu 32 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 32 3.3 Nội dung nghiên cứu 32 3.3 Phương pháp nghiên cứu 33 3.3.1 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 33 3.3.2 Phương pháp phân tích đất và cây 34 3.3.3 Các phương pháp nghiên cứu khác 36 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 39 4.1 Kết quả điều tra tình hình sản xuất lương thực và ngô tại Sơn La 39 4.1.1 Đặc điểm tự nhiên tỉnh Sơn La 39 4.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội tỉnh Sơn La 40 4.1.3 Tình hình sản xuất lương thực và ngô tại Sơn La 41 4.2 Đánh giá tác động của việc bón phân trong trồng ngô 46 4.2.1 Tác động của phân bón đến đến cây ngô trong quá trình trồng trọt 46 4.2.2 Tác động của việc sử dụng phân bón tới khả năng che phủ bảo vệ đất của cây ngô 49 4.2.3 Tác động của việc bón phân trong trồng ngô tới sức sản xuất của đất 53 4.2.4 Hiệu quả năng lượng của việc bón phân 55 4.2.5 Đánh giá tác động của việc sử dụng phân bón trong trồng ngô tới đất 57 4.3 Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu của tình trạng sử dụng phân bón trong trồng ngô trên đất dốc 62 4.3.1 Khả năng ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường của tình trạng sử dụng phân bón trong trồng ngô 62 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 5.1 Kết luận 68 5.2 Đề nghị 68 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ANLT : An ninh lương thực BVTV : Bảo vệ thực vật CEC : Dung tích hấp thu trao đổi của đất FAO : Tổ chức Nông nghiệp và lương thực thế giới GDP : Tổng sản phẩm quốc nội GS. TSKH : Giáo sư, tiến sĩ khoa học KT - XH : Kinh tế - Xã hội PC : Phân chuồng PGS. TS : Phó giáo sư, tiến sĩ SNM : Sau nảy mầm SXNN : Sản xuất nông nghiệp TB : Trung bình TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VSV : Vi sinh vật Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vi DANH MỤC BẢNG ÍTT Tên bảng Trang 2-1 Ảnh hưởng của xói mòn đến một số chỉ tiêu hóa tính đất ở những vị trí khác nhau trên sườn đồi 8 2-2 Bón phân đạm làm tăng năng suất và hàm lượng protein trong hạt ngô 13 2.3 Ảnh hưởng của bón phân khoáng tới các chất bị mất do xói mòn đất 17 2-4 Ảnh hưởng của bón phân cho ngô tới tình trạng vi sinh vật trong đất 18 2-5 Lợi ích của che phủ trên đất có độ dốc 10% 24 2-6 Tình hình sử dụng phân hóa học và năng suất trên đất Đông Anh 27 2-7 Ảnh hưởng của phân bón đến khả năng sản xuất & năng suất đất đồi xấu 28 2-8 Hàm lượng NO 3 − trong rau thâm canh bằng phân hóa học & phân chuồng 28 2-10 Ảnh hưởng của các kiểu phối hợp phân bón đến khả năng ổn định địa bàn trồng dứa 29 2-10 Bón phân cân đối, không cân đối và năng suất ngô ở Mỹ 31 4-1 Diện tích, năng suất, sản lượng ngô tại Sơn La 43 4-2 Hiện trạng sử dụng phân bón trong trồng ngô của nông dân tại 3 huyện điều tra 44 4-3 So sánh hiện trạng sử dụng phân bón của nông dân với quy trình hướng dẫn 45 4-4 Diện tích, năng suất ngô năm 2010 tại Sơn La 45 4-5 Tác dụng của phân bón đối với cây ngô trong quá trình trồng trọt 46 4-6 Ảnh hưởng của bón phân tới tình trạng các chất khoáng N,P,K trong hạt và phụ phẩm của cây ngô (%) 48 4-7 Ảnh hưởng của bón phân tới khả năng che phủ đất của cây ngô 50 4-8 Ảnh hưởng của bón phân cho ngô đến khả năng sản xuất của đất 53 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… vii 4-9 Ảnh hưởng của bón phân tới khả năng sử dụng nguồn nước và CO 2 của cây ngô 55 4-10 Hiệu suất năng lượng trong bón phân cho ngô 56 4-11 Ảnh hưởng của bón phân tới một số tính chất hóa học đất sau một vụ trồng ngô 57 4-12 Ảnh hưởng của bón phân tới lượng N, P, K cây ngô lấy từ đất sau một vụ sản xuất (kg/ha) 58 4-13 Tình trạng suy thoái các chất khoáng N,P,K của đất do cây lấy đi sau một vụ trồng ngô không bón phân hay bón không đủ 60 4-14 Ảnh hưởng của bón phân cho ngô tới một số chỉ tiêu vi sinh vật đất sau một vụ trồng ngô (× 10 3 CFU/g đất) 60 4-15 Khả năng ảnh hưởng tiêu cực tới đất của việc bón phân trong rồng ngô (kg/ha) 62 4-16 Khả năng ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường do bón phân N,P,K cho cây ngô sau một vụ trồng 63 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… viii DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ ÍTT Tên hình, đồ thị Trang Hình 2.2: Diễn biến của nitơ khi bón vào đất [8] 20 Đồ thị 4.1. Lượng mưa và nhiệt độ không khí tại Sơn La, bình quân giai đoạn 2009 - 2011 40 Đồ thị 4.2. Diện tích, năng suất và sản lượng ngô qua các năm tại Sơn La 43 Đồ thị 4.3. Ảnh hưởng của bón phân đến chiều cao cây ngô qua các giai đoạn phát triển. 47 Đồ thị 4.4. Ảnh hưởng của phân bón đến diện tích lá của cây ngô tại thời điểm 60 ngày trồng 51 Đồ thị 4.5. Ảnh hưởng của việc bón phối hợp phân chuồng và vô cơ tới diện tích lá (công thức 6) 51 Hình 4.1. Mô hình ủ phân 67 Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… 1 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Trong tiến trình phát triển của xã hội loài người, sản xuất nông nghiệp sẽ ngày càng chiếm một tỷ trọng nhỏ trong GDP của mỗi quốc gia, mỗi vùng lãnh thổ. Nhưng mãi mãi đóng vai trò quan trọng và không ngành nào có thể thay thế được. Vì nó không chỉ đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm, cung cấp nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng và chế biến lương thực, thực phẩm, sản xuất ra những mặt hàng có giá trị xuất khẩu, tăng thêm nguồn thu ngoại tệ, mà còn góp phần quan trọng cho ổn định chính trị, an sinh xã hội cho mỗi quốc gia. Trên 40% số lao động trên thế giới đang tham gia vào hoạt động nông nghiệp, phần lớn diện tích đất đai đang được sử dụng phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. Ở Việt Nam hiện nay tỷ lệ lao động nông nghiệp vẫn còn chiếm tới 70%, phần lớn diện tích đất đai trong đó có đất dốc đang sử dụng để sản xuất nông nghiệp. Để đảm bảo ANLT an sinh xã hội cho phần lớn dân cư sống bằng nghề nông và sử dụng hiệu quả tài nguyên đất rất cần thâm canh SXNN. Có nhiều nhân tố ảnh hưởng tới sự phát triển của nông nghiệp: đất đai, khí hậu và nguồn nước, dân cư và nguồn lao động, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật… Theo FAO trên phạm vi toàn thế giới, trung bình phân bón quyết định 50% năng suất cây trồng. Để nâng cao năng suất trong sản xuất lương thực thì không thể không sử dụng phân bón, đặc biệt là phân bón hóa học. Đây là những loại phân bón có chứa hàm lượng lớn những nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu (N, P, K…) ở dạng hòa tan, khi bón cho cây sẽ giúp tăng năng suất và chất lượng cây trồng, tuy nhiên nếu bón phân không hợp lý sẽ để lại các hậu quả tiêu cực lên nông sản và môi trường sinh thái. Vấn đề môi trường gần đây thu hút nhiều sự chú ý của toàn xã hội. Báo động để loài người có đầy đủ ý thức cảnh giác hơn là cần thiết, nhưng gây sợ [...]... cầu của thực tiễn nêu trên, chúng tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu tác động của việc sử dụng phân bón đến cây và đất trong trồng ngô trên đất dốc tại Sơn La để góp phần phát triển sản xuất ngô bền vững trên đất đồi núi 1.2 Mục tiêu của đề tài • Đánh giá tác động của việc sử dụng phân bón tới cây ngô và đất trồng ngô • Xác định ảnh hưởng xấu của việc sử dụng phân bón tới môi trường trong trồng ngô trên. .. nặng Cu, Pb, Zn, Cd trong nước và đất Nguy cơ gây ô nhiễm môi trường từ việc sử dụng phân bón hữu cơ ở Việt Nam còn do sử dụng phân bắc tươi trong trồng rau [16] Năng suất cây trồng ở tất cả các hệ canh tác đều tăng nhanh, nông sản và phụ phẩm đã lấy đi của đất khá nhiều chất dinh dưỡng Trong khi đó, việc bón phân thiếu so với lượng dinh dưỡng cây trồng lấy đi, chi trả lại cho đất được một phần so... trên đất dốc • Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu của việc sử dụng phân bón trong trồng ngô trên đất dốc Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp………………… 2 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Sản xuất nông nghiệp trên đất dốc và vấn đề môi trường 2.1.1 Vai trò của sản xuất nông nghiệp 2.1.1.1 Đáp ứng nhu cầu thiết yếu và an sinh xã hội Trong lịch sử phát triển của. .. rằng việc liên tục bón phân không cân đối càng làm năng suất cây trồng và hiệu lực của phân bón giảm rất mạnh, đồng thời tạo khả năng vừa suy thoái vừa ô nhiễm môi trường từ phân bón - Hệ số sử dụng phân hóa học ở trên thế giới nói chung ở nước ta nói riêng còn thấp Hệ số sử dụng phân đạm chỉ đạt 30 - 50%, hệ số sử dụng phân lân chỉ 20 - 30%, hệ số sử dụng phân kali 40 - 60% [4] - Sử dụng không đúng kỹ... cũng phải sử dụng đất đồi núi để sản xuất nông nghiệp thì mới đủ đáp ứng cho cuộc sống của họ [25] Trên thế giới, ngô (Zea mays) là cây lương thực có tiềm năng năng suất rất cao Ngô là cây có thể trồng trong những điều kiện khí hậu khác nhau, có khả năng chịu hạn và sử dụng nước tiết kiệm, không kén đất, có thể trồng được nhiều vụ trong năm Vì vậy cây ngô được trồng phổ biến ở khắp nơi và là cây trồng. .. trò của phân bón trong sản xuất nông nghiệp 2.2.1 Vai trò của phân bón đối với năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng 2.2.1.1 Phân bón với năng suất cây trồng Theo Nguyễn Trọng Thi, Nguyễn Văn Bộ (1999)[32], giải pháp phát triển lương thực bền vững trên nguyên tắc dựa vào phân bón sẽ có vị trí ngày càng quyết định để sử dụng hiệu quả đất hiện có Nhiều cuộc điều tra tổng kết về vai trò của phân bón. .. lượng phân bón và năng suất tối thích [16] Nghiên cứu của HLS Tandon (1994) về sản xuất của một nông hộ trên 2 ha cho thấy, nhờ thâm canh cao dù chi phí sản xuất tăng nhiều hơn (1200$, trong đó tăng chi phí phân bón nhiều nhất - 500$) mà làm tăng thu nhập (4000$) hơn 8 lần so với không thâm canh (480$).[16] 2.3 Tác dụng của phân bón đối với môi trường 2.3.1 Tác dụng tích cực của phân bón đối với đất Trong. .. tương lai gần nền kinh tế và đời sống của dân trong tỉnh vẫn phải chủ yếu dựa vào sản xuất nông nghiệp mà chủ yếu là trồng trọt Trong đó cây trồng chính là ngô và đất canh tác chính lại là đất dốc Vì vậy, trong hoàn cảnh dân số ngày càng tăng, quỹ đất sản xuất lương thực có hạn, không còn con đường nào khác buộc Sơn La phải thâm canh ngô trên đất dốc để đảm bảo an ninh lương thực và an sinh xã hội nhưng... học và biện pháp canh tác [28] 2.4.2 Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng xấu tới môi trường của tình trạng sử dụng phân bón trong trồng trọt 2.4.2.1 Nguyên nhân ảnh hưởng xấu tới môi trường do sử dụng phân bón Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm môi trường gây ra do sử dụng phân bón nêu lên trong các tài liệu gần đây như sau: - Sử dụng phân hữu cơ không được xử lý, chế biến (phân chuồng, phân bắc tươi, nước... sinh.[29] - Bón phân không cân đối, nặng về sử dụng phân đạm Bón thừa phân N cây không sử dụng hết do bào mòn và rửa trôi làm nước ngầm có nhiều nitrat có thể ô nhiễm nguồn nước Theo FAO tính bình quân, bón phân không cân đối là nguyên nhân có thể làm giảm hiệu lực của phân bón lớn nhất và có thể đạt tới 50% Nguy hiểm hơn khi người sản xuất vẫn cho là đã và đang bón phân cho cây trồng mà không biết rằng việc . của việc bón phân trong trồng ngô 46 4.2.1 Tác động của phân bón đến đến cây ngô trong quá trình trồng trọt 46 4.2.2 Tác động của việc sử dụng phân bón tới khả năng che phủ bảo vệ đất của cây. ngô 49 4.2.3 Tác động của việc bón phân trong trồng ngô tới sức sản xuất của đất 53 4.2.4 Hiệu quả năng lượng của việc bón phân 55 4.2.5 Đánh giá tác động của việc sử dụng phân bón trong trồng. tài • Đánh giá tác động của việc sử dụng phân bón tới cây ngô và đất trồng ngô • Xác định ảnh hưởng xấu của việc sử dụng phân bón tới môi trường trong trồng ngô trên đất dốc • Đề xuất các