Đánh giá hiệu quả xử lý rơm trên đồng ruộng tới một số tính chất đất trong canh tác lúa hiện nay

Hiện nay, cầu lương thực của cả nước nói chung và Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng ngày càng tăng. Trồng lúa ba vụ/năm đã giúp cho sản lượng lúa tăng lên đến 14-16 tấn/ha/năm, bù đắp được lượng lúa bị giảm do đất trồng lúa bị sử dụng vào mục đích khác (Nguyễn Bảo Vệ, 2010).

Giới thiệu

Thực tại giá lúa đang ở mức cao, thị trường xuất khẩu gạo tăng cao, là nguyên nhân người dân tăng cường sản xuất lúa thương mại. Tuy nhiên, những năm gần đây năng suất lúa ở những vùng thâm canh lúa có chiều hướng giảm. Nguyên nhân là do sử dụng đất không hợp lý dẫn đến đất bị thoái hóa.

Trong đó, canh tác lúa 3 vụ liên tục trong năm đã làm giảm sự phân hủy chất hữu cơ trong đất, giảm khả năng hoạt động của sinh vật có lợi trong đất đã dẫn đến giảm khả năng cung cấp dưỡng chất của đất cho cây lúa. Bên cạnh những ảnh hưởng bất lợi trên, người dân thường xuyên đốt đồng sau mỗi vụ thu hoạch làm ảnh hưởng nguồn chất hữu cơ và dưỡng chất trả lại cho đất. Những kết quả nghiên cứu trong thời gian qua cho thấy có thể tận dụng nguồn rơm rạ để sản xuất phân hữu cơ tại chỗ, làm tăng độ phì nhiêu cho đất, góp phần ổn định sự bền vững cho đất thâm canh và năng suất lúa. Tuy nhiên, nếu ủ rơm theo cách truyền thống, phơi khô và để rơm rạ phân hủy tự nhiên thì mất rất nhiều thời gian. Các nghiên cứu thực nghiệm ở Viện lúa ĐBSCL về ảnh hưởng của các phụ phẩm hữu cơ từ phế phẩm nông nghiệp được ghi nhận có hiệu quả làm giảm lượng phân bón sử dụng và tăng thu nhập cho nông dân (Trần Thị Ngọc Sơn và ctv, 2009, Lưu Hồng Mẫn, 2010). Những năm gần đây việc sử dụng phân hữu cơ trong sản xuất nông nghiệp đã được người dân quan tâm và sử dụng. Hiện tại ở một số tỉnh trong khu vực ĐBSCL thu hoạch lúa rơm phun rải rác trên mặt đất, ngoài việc đốt đồng sau thu hoạch nông dân còn vùi rơm vào đất hay bỏ rơm trên đồng phân hủy tự nhiên.

Tập quán đốt đồng sau thu hoạch, nông dân không bón phân hữu cơ và sử dụng máy cày để làm đất sau mỗi vụ trong điều kiện đất ướt. Điều này dẫn đến thoái hóa về mặt vật lý cấu trúc đất bị phá hủy đã được ghi nhận (Trần Bá Linh, 2006). Sự suy thoái dần các tính chất đất làm cho năng suất lúa ngày càng giảm đi (Ngô Ngọc Hưng, 2009). Để đạt năng suất cao, nông dân đầu tư nhiều phân bón làm cho giá thành sản xuất tăng từ đó lợi nhuận thu được từ canh tác lúa giảm thấp (Nguyễn Thành Hối, 2008).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu một số chỉ tiêu chất lượng đất như dung trọng, chất hữu cơ, EC. Mẫu đất được thu trên ruộng lúa đốt rơm (canh tác truyền thống) và ruộng lúa xử lý rơm bằng phương pháp vùi rơm có sử dụng chế phẩn sinh học và ruộng xử lý rơm bằng phương pháp vùi rơm không sử dụng chế phẩn sinh học. Đồng thời, đánh giá khả năng phát triển của của hệ rể lúa giai đoạn 0-45 ngày tuổi, cũng như khả năng phát triển của cây lúa.

Kết quả nghiên cứu

Dung trọng đất

Kết quả nghiên cứu cho thấy dung trọng đất trồng lúa truyền thống, đốt rơm sau mỗi vụ lúa dao động từ 1 – 1,01 g/cm3, trong khi dung trọng đất có vùi rơm giảm. Trên ruộng xử lý rơm vùi vào đất có dung trọng dao động từ 0,75 – 0,83 g/cm3. Điều này cho thấy dung trọng đất ở ruộng đốt rơm không được cải thiện. Sau khi vùi rơm trong đất, lượng rơm rạ trong đất lúc đầu đã phân hủy hoàn toàn và trong giai đoạn khoáng hóa. Mặc dù không có sự khác biệt về mặt thống kê nhưng dung trọng ở các ruộng vùi rơm có khuynh hướng thấp hơn so với ruộng đốt đồng, cho thấy rằng việc xử lý rơm trên ruộng đã có khả năng trong cải thiện dung trọng của đất. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Trần Bá Linh và ctv. (2010) trong điều kiện canh tác lúa thâm canh 2 vụ/năm và 3 vụ/năm qua nhiều năm bón phân hữu cơ đã cải thiện được dung trọng và độ bền đoàn lạp của đất. Dung trọng của đất sau khi kết thúc thí nghiệm ở các nghiệm thức nằm trong khoảng được đánh giá là đất giàu chất hữu cơ theo thang đánh giá của Ngô Ngọc Hưng và ctv. (2004).

Độ dẫn điện trong đất (EC)

Độ dẫn điện (EC) của đất thể hiện nồng độ muối tan có trong dung dịch đất, EC tỉ lệ thuận với tổng số muối tan và áp suất thẩm thấu của dung dịch đất.

Kết quả nghiên cứu cho thấy trị số EC trong tăng lên từ đầu vụ mùa đến ngày 30 sau đó giảm dần. Trong cùng thời gian, giá trị EC ở nghiệm thức vùi rơm không khác biệt với nghiệm thức đốt đồng. Theo Ngô Ngọc Hưng (2009) sự gia tăng EC trong đất từ ngày thứ nhất đến ngày 30 là do sự gia tăng nồng độ các chất khử trong điều kiện ngập nước như Fe2+, Mn2+ và sự tích lũy các ion NH4+, HCO3-, R-COO- sinh ra trong các phản ứng khử, phân giải chất hữu cơ từ rơm rạ. Thêm vào đó, gần thời gian này ruộng lúa được bón phân vô cơ (ngày 12 và ngày 25 sau sạ) nên đất được bổ sung một hàm lượng ion đáng kể góp phần làm gia tăng EC trong đất.

EC trong đất giảm xuống sau ngày 30 và ổn định đến khi kết thúc thí nghiệm.

Trị số EC ở nghiệm thức đốt đồng và các nghiệm thức vùi rơm đều nằm trong khoảng không ảnh hưởng đến cây trồng (0,4 – 0,8 mS/cm) theo thang đánh giá Ngô Ngọc Hưng (2004).

Chất hữu cơ trong đất

Chất hữu cơ (CHC) cũng được cải thiện rõ rệt có ý nghĩa, hàm lượng chất hữu cơ đốt dao động ở ruộng đốt rơm là 5,82±0,90% và thí nghiệm vùi rơm là 9,15±1,49% kết quả thí nghiệm cho thấy lượng chất hữu cơ trong đất ở thí nghiệm được cải thiện và phù hợp với nghiên cứu trước đây của Dương Minh Viễn và ctv (2006); Trần Bá Linh và ctv (2010); Lê Thị Thanh Chi và ctv (2010) chỉ ra rằng chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong cải thiện các tính chất đất.

Sự phát triển của lúa

Chiều dài rễ và chiều cao cây là những đặc tính di truyền có thể biến động dưới ảnh hưởng của điều kiện dinh dưỡng và tác động của yếu tố môi trường, phân bón, dịch hại,…

Kết quả nghiên cứu thể hiện qua Bảng 1. Theo Nguyễn Thành Hối (2008) rễ lúa sẽ bị ảnh hưởng khi chôn vùi rơm rạ, do sự hình thành các chất hòa tan trong quá trình phân hủy rơm trong đất lúa.

Bảng 1: Chiều dài rễ lúa theo nghiệm thức thí nghiệm (cm)

Kết quả nghiên cứu ở Hình 1 cho thấy rằng rễ lúa trong tất cả nghiệm thức phát triển bình thường và không khác biệt có ý nghĩa thống kê đối với các nghiệm thức thí nghiệm. Chưa phát hiện ngô độc hữu cơ, rễ thối trong tất cả cá nghiệm thức. Kết quả này cho thấy vai trò của chế phẩm sinh học trong hủy rơm rất lớn, giúp thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy rơm và hạn chế ảnh hưởng đến sự phát triển của lúa. Quan sát sự phát triển của rễ lúa trong suốt quá trình thí nghiệm thấy xuất hiện tuyến trùng (bướu rễ) hình thành trong giai đoạn 7-15 ngày ở hai nghiêm thức sử dụng chế phẩm sinh học, tầng suất xuất hiện ở trên lúa ở nghiệm thức sử dụng Biomix khá nhiều. Nhìn chung rễ lúa phát triển bình thường trong suốt thời gian khảo sát từ lúc gieo xạ đến lúc ra bông, và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở các nghiệm thức.

Chiều cao thân lúa được thể hiện và Bảng 2 cho thấy rằng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo nghiệm thức và theo thời gian. Chiều cao thân lúa ở hai nghiệm thức trong thí nghiệm phát triển đồng đều ở các thời điểm ghi nhận. Như vậy, việc vùi rơm rạ trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển chiều cao thân lúa. Có thể trong chế phẩm có sẵn hệ vi sinh vật giải phóng đạm khó tiêu tích lũy trong đất thành đạm hữu dụng (hình 4.23) tăng trong giai đoạn 15-30 ngày sau sạ và khả năng cố định đạm của vi sinh vật là cho các nghiệm thức có bổ sung chế phẩm sinh học lúa phát triển cao hơn nghiệm thức đối chứng.

Bảng 2: Chiều cao thân lúa theo thời gian nghiên cứu (cm)

Hiệu quả giải pháp xử lý rơm trên đồng ruộng

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả kinh tế của biện pháp xử lý rơm trực tiếp trên đồng ruộng có lợi nhuận thấp hơn đối với hình thức đốt đồng, do năng suất thấp hơn và chi phí tăng thêm khi chi phí cho xới, chế phẩm sinh học và xịt chế phẩm, có thể trong thời gian ngắn việc sử lý rơm trực tiếp trên ruộng làm năng suất giảm thấp hơn bình thường như nếu kéo dài nhiều năm việc sử lý rơm trên ruộng sẽ cung cấp lượng lớn chất hữu cơ và làm cho năng suất lúa cao hơn (Ngô Ngọc Hưng, 2009). Xét về hiệu quả nhiều năm thì theo nghiên cứu trước đây của Ponnamperuma (1984) kết luận rằng vừi rơm đưa đến năng suất cao hơn đốt rơm hay lấy rơm ra khỏi ruộng nếu quá trình vùi rơm thực hiện ở nhiều vụ mùa liên tục. Tuy năng suất lúa thu được giai đoạn đầu thấp hơn so với phương pháp canh tác truyền thống nhưng xét về mặt môi trường nếu cứ đốt một tấn rơm cho ra trung bình 80 kg CO, 700 kg CO2, 0,07 kg N2O và 20 kg CH4. Nếu độ ẩm của rơm tăng lên khi trong mùa mưa thì lượng N2O sẽ tăng (Trương Thị Nga và ctv., 2013) do vậy xét ở khía cạnh môi trường xử lý rơm trên ruộng là một giải pháp tốt, tuy nhiên điều quan trọng là khuyến cáo người dân thực hiện theo. Quá trình này đòi hỏi phải có sự hỗ trợ từ các cơ quan chức năng cấp bộ và ngang bộ thông qua việc ưu đãi giá phân, thuốc trừ sâu hay ưu tiên bao tiêu đầu ra sản phẩm thân thiện môi trường.

Kết luận và kiến nghị

Không có hiện trượng ngộ độc hữu cơ khi sử dụng chế phẩm sinh học xử lý rơm trên đồng ruộng, khhi áp dụng kỹ thuật khô ngập luân phiên vào phương pháp canh tác.

Xử lý rơm trực tiếp trên ruộng có hiệu quả cải thiện chất hữu cơ trong đất (đây là tiền đề cho việc cải thiện tính chất đất canh tác đốt đồng), cải thiện một số tính chất khác trong đất.

Hiệu quả kinh tế giai đoạn đầu khi ứng dụng còn thấp, do chi phí chế phẩm sinh học, cày xới… Cần có sự hỗ trợ ưu đãi giá từ chính phủ và ưu tiên cho các mô hình ứng dụng xử lý rơm trực tiếp trên ruộng có bổ sung chế phẩm sinh học nhằm tăng cường khả năng phân hủy và giảmphat1 thải trong canh tác lúa.

Nguyễn Xuân Dũ
Trường Đại học Sài Gòn

Tài liệu tham khảo

1. Cục Thống kê Tiền Giang (2014). Niên giám thống kê;

2. Dương Minh Viễn, Võ Thị Gương, Nguyễn Minh Đông, Nguyễn Thị Kim Phương (2006). Sử dụng phân hữu cơ bã bùn mía cải thiện dinh dưỡng P và Độc chất Al trên đất phèn. Tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ 2006: 6 118-125;

3. Lưu Hồng Mẫn (2010). Ứng dụng chế phẩm sinh học (Nấm Trichoderma) để sản xuất phân rơm rạ hữu cơ và cải thiện độ phì của đất canh tác lúa. Viện Lúa ĐBSCL;

4. Ngô Ngọc Hưng (2009). Tính chất tự nhiên và những tiến trình làm thay đổi độ phì nhiêu đất Đồng bằng sông Cửu Long. NXB Nông nghiệp. TP. Hồ Chí Minh. 2009:471 trang;

5. Nguyễn Thành Hối (2008). Ảnh hưởng sự chôn vùi rơm rạ tươi trong đất ngập nước đến sinh trưởng của lúa Oryza Sativa L ở ĐBSCL. Luận án tiến sĩ, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Đại học Cần Thơ;

6. Ngô Ngọc Hưng (2009). Tính chất tự nhiên và những tiến trình làm thay đổi độ phì nhiêu đất Đồng bằng sông Cửu Long. NXB Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh. 2009:471 trang;

7. Ngô Ngọc Hưng (2009). Tính chất tự nhiên và những tiến trình làm thay đổi độ phì nhiêu đất Đồng bằng sông Cửu Long. NXB Nông nghiệp, TP. Hồ Chí Minh. 2009:471 trang.