Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu
Đề tài được tiến hành trên đất phù sa sông Hồng không được bồi hàng năm, tại huyện Gia Lâm - Hà Nội.
Thời gian nghiên cứu
- Thời gian thực hiện đề tài: 11/2016 - 10/2018.
- Thời gian thực hiện thí nghiệm 1: 15/12/2016 - 30/4/2017.
- Thời gian thực hiện thí nghiệm 2: 30/12/2017 - 15/5/2018.
Đối tượng nghiên cứu
Giống cây cà chua VT3, được phát triển bởi Viện Cây lương thực và cây thực phẩm theo quyết định số 691/QĐ-BNN-TT ngày 04 tháng 03 năm 2008, là giống cà chua lai với thời gian sinh trưởng từ 120 đến 130 ngày Cây có khả năng thu hoạch sớm sau 75 đến 85 ngày trồng, chiều cao cây đạt từ 90 đến 95 cm và có khả năng kháng bệnh héo xanh vi khuẩn, virus và sương mai Năng suất của giống cà chua VT3 có thể đạt từ 50 đến 55 tấn/ha.
+ Phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế.
+Đất thí nghiệm được bố trí là đất phù sa sông Hồng huyện Gia Lâm, Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu
3.4.1 Xác định lượng phân hữu cơ giun quế hợp lý cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng
Nghiên cứu này nhằm xác định tác động của các mức phân hữu cơ giun quế khác nhau đến sự sinh trưởng và phát triển của cây cà chua, cũng như các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cuối cùng trên đất phù sa sông Hồng Kết quả sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc tối ưu hóa việc sử dụng phân hữu cơ trong canh tác cà chua, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp bền vững.
- Tính toán hiệu quả kinh tế sử dụng phân hữu cơ cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng.
3.4.2 Xác định mức bón phân bón thích hợp khi tăng lượng bón phân hữu cơ giun quế ở các mức bón Đạm vô cơ khác nhau cho cây cà chua trên đất phù sa sông Hồng
Nghiên cứu nhằm xác định ảnh hưởng của các mức bón phân khác nhau, đặc biệt là liều lượng phân hữu cơ giun quế, đến sinh trưởng, năng suất cà chua và hiệu quả sử dụng phân bón Kết quả sẽ cung cấp thông tin quý giá cho nông dân trong việc tối ưu hóa quy trình bón phân, từ đó nâng cao năng suất cây trồng và hiệu quả kinh tế.
Nghiên cứu này nhằm xác định tác động của việc thay thế các mức phân N hóa học bằng phân hữu cơ giun quế đối với sự sinh trưởng và năng suất của cây cà chua, cũng như hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng phân bón.
- Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng quả cà chua khi sử dụng phân hữu cơ giun quế.
Phương pháp nghiên cứu
3.5.1 Phương pháp ủ phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế phục vụ cho thí nghiệm đồng ruộng Để có phân hữu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế chúng tôi tiến hành quy trình làm và thu được kết quả như sau: Đầu tiên, đánh nhuyễn phân bò tươi cho giun ăn hàng ngày Sau 40-45 ngày thu hoạch lớp phân giun đã được giun ăn và thải ra nằm ở phía dưới của bể nuôi. Sau khi nuôi giun, mật độ E.coli và Salmonella trong phân bò sau nuôi còn khá cao, lần lượt là 0,36*10 4 và 6,77 cfu/gram phân (Bảng 3.1); chưa đạt yêu cầu về phân hữu cơ quy định trong Nghị định 108/2017/NĐ-CP của Chính phủ về Quản lý phân bón (E.coli < 1,1*10 3 cfu/gram; không phát hiện Salmonella) Do vậy, chúng tôi tiến hành ủ phân bò sau quá trình nuôi giun để tạo ra phân hưu cơ từ vật liệu sau nuôi giun quế và chúng tôi gọi là phân hữu cơ giun quế Xử lý bằng chế phẩm vi sinh EM cho phân giun sau thu hoạch để tạo thành phân hữu cơ giun quế với tỷ lệ 1,5 lít chế phẩm EM cho 1 tấn phân sau khi nuôi giun.
Kết quả theo dõi diễn biến nhiệt độ ủ 1 tấn phân giun sau khi nuôi với chế phẩm EM theo thời gian được thể hiện ở hình 3.1.
Hình 3.1 Diễn biến nhiệt độ trong quá trình ủ phân giun
Nhiệt độ trong đống ủ có xu hướng tăng nhanh trong khoảng 2 - 6 ngày sau khi ủ và đạt giá trị cao nhất (68,5 0 C) ở ngày thứ 6 Nhiệt độ đống ủ ở mức trên
50 0 C duy trì trong 6 ngày liên tục là điều kiện rất phù hợp để hạn chế và tiêu diệt
E coli và Salmonella có trong phân, phù hợp với công bố của Feachem R G et al.(1983) với nhiệt độ trên 45 0 C có khả năng tiêu diệt E coli, Salmonella Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật trong quá trình ủ được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.1 Diễn biến một số chỉ tiêu dinh dưỡng và mật độ vi sinh vật theo thời gian
Hàm lượng OC (%) và N (%) trong phân ủ giảm dần theo thời gian do quá trình ủ với chế phẩm vi sinh vật làm tăng nhiệt độ đống ủ, dẫn đến giảm hàm lượng N (%) và tăng khả năng phân hủy cacbon Sau 15 ngày ủ, mật độ E.coli và Salmonella giảm mạnh, nhờ vào nhiệt độ cao kéo dài đã tiêu diệt các vi sinh vật gây hại Phân hữu cơ giun quế sau khi xử lý bằng chế phẩm vi sinh vật (EM) đạt các chỉ tiêu chất lượng như pHKCl, OC (%) và mật độ vi sinh vật.
E Coli, Salmonella đạt tiêu chuẩn phân hữu cơ được quy định trong phụ lục 5 của Nghị định 108/NĐ-CP về quản lý phân bón.
3.5.2 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng
3.5.1.1 Thí nghiệm 1 Xác định lượng phân hữu cơ giun quế thích hợp bón cho cây cà chua nhằm đạt năng suất chất lượng và hiệu quả kinh tế cao
Nghiên cứu này sử dụng phương pháp bố trí thí nghiệm theo khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 23 yếu tố được sắp xếp một cách ngẫu nhiên Các công thức thí nghiệm cũng được thiết kế dựa trên nguyên tắc của RCB, nhằm đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày rõ ràng để minh họa cho quá trình thực hiện.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng phân hữu cơ giun quế thích hợp cho cây cà chua
Bảo CT 3 NL1 vệ CT 2 NL2
Lượng phân đạm, phân lân và phân kali dùng cho cây cà chua là: N
160kg/ha; P2O5 100 kg/ha ; K2O 135kg/ha và được dùng làm nền phân bón cho các công thức thí nghiệm.
Các công thức: CT1 NL1, CT1 NL2, CT1 NL3 và CT1 NL4 không bón phân giun quế và bón phân với nền bón là: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg
Các công thức CT2 NL1, CT2 NL2, CT2 NL3 và CT2 NL4 bón 5 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O /ha.
Các công thức: CT3 NL1, CT3 NL2, CT3.NL3 và CT3.NL4 bón 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O /ha.
Các công thức: CT4 NL1, CT4 NL2, CT4 NL3 và CT4 NL4 bón 15 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và nền bón: 160 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg
Bảng 3.2 Nội dung công thức thí nghiệm 1
- Bón lót 100% phân hữu cơ giun quế ở mỗi công thức cho cây.
3.5.1.2 Thí nghiệm 2 Xác định khả năng sử dụng phân hữu cơ giun quế thay thế một phần phân N hóa học trong sản xuất cà chua
Thí nghiệm được thực hiện tại khu thí nghiệm Bộ môn Nông hóa, khoa Quản lý đất đai, huyện Gia Lâm, Hà Nội, với 9 công thức và 3 lần nhắc lại Mỗi ô thí nghiệm có diện tích 20 m² và được bố trí theo phương pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thiết kế khoa học để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm nhằm xác định mức bón phân hợp lý khi tăng cường lượng phân hữu cơ từ giun quế kết hợp với các mức bón Đạm vô cơ khác nhau Nghiên cứu này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả bón phân trong canh tác nông nghiệp.
Các Công thức: CT 1.1, CT 1.2, CT 1.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 2.1, CT 2.2, CT 2.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 3.1, CT 3.2, CT 3.3 bón với lượng 11,90 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 160 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 4.1, CT 4.2, CT 4.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
Các Công thức: CT 5.1, CT 5.2, CT 5.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 6.1, CT 6.2, CT 6.3 bón với lượng 11,90 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 140 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
Các Công thức: CT 7.1, CT 7.2, CT 7.3 bón với lượng 10 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 8.1, CT 8.2, CT 8.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P 2 O 5 /ha; 135 kg K 2 O/ha.
Các Công thức: CT 9.1, CT 9.2, CT 9.3 bón với lượng 10,95 tấn/ha phân hữu cơ giun quế và lượng bón phân vô cơ: 120 kg N/ha; 100 kg P2O5/ha; 135 kg K2O/ha.
* Các mức phân bón trong thí nghiệm
Nền phân khoáng từ thí nghiệm 1 được sử dụng làm nền phân bón cho thí nghiệm 2, với sự điều chỉnh về lượng phân N Trong thí nghiệm 2, một phần phân đạm hóa học được thay thế bằng phân giun quế, dẫn đến các mức phân đạm khác nhau là 160 KgN, 140 KgN và 120 KgN.
Lượng phân hữu cơ từ giun quế phù hợp cho cây cà chua được xác định là 10 tấn/ha, và sẽ tăng lên khi giảm lượng phân đạm vô cơ (20; 40 kgN/ha) Cụ thể, hàm lượng phân hữu cơ giun quế tương ứng với 20 kgN/ha là 0,95 tấn/ha và với 40 kgN/ha là 1,90 tấn/ha.
Bảng 3.3 Nội dung công thức thí nghiệm 2
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
Theo Trần Khắc Thi (2011), phương pháp bón phân cho cây cà chua ở thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 như sau:
Bảng 3.4 Phương pháp bón phân cho cây cà chua trong thí nghiệm
3.5.2 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
3.5.2.1 Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, năng suất, chất lượng của cây cà chua
Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển, năng suất của cây cà chua theo QCVN 01-63:2011/BNNPTNT, cụ thể như sau:
* Các chỉ tiêu về sinh trưởng, phát triển
+ Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng của cây cà chua
Theo dõi thời gian qua từ khi trồng tới:
- Ngày ra hoa (Khi có 50% số cây trong công thức ra hoa).
- Thu hoạch lần 1 (Có 50% số cây trong công thức cho thu hoạch).
- Kết thúc thu hoạch (Thu hết quả thương phẩm).
Chiều cao cây được đo từ cổ rễ sát mặt đất đến đỉnh sinh trưởng Cần theo dõi tất cả các cây đã được đánh dấu trong ô, thực hiện kiểm tra định kỳ mỗi 15 ngày, bắt đầu từ khi trồng cho đến khi thu hoạch kết thúc.
* Các chỉ tiêu về năng suất, chất lượng quả cà chua
Theo dõi 5 cây trồng đã đánh dấu trong ô thí nghiệm theo đường chéo với các chỉ tiêu sau:
- Số quả cho thu hoạch/cây: Đếm tổng số quả cho thu hoạch trên từng cây theo dõi.
Để xác định khối lượng quả, cần thực hiện ở ba giai đoạn: giai đoạn đầu thu hoạch, giai đoạn thu hoạch rộ và giai đoạn cuối thu hoạch Ở mỗi giai đoạn, tiến hành cân khối lượng quả thu hoạch trên từng cây theo dõi và sau đó tính giá trị trung bình cho ô thí nghiệm.
Năng suất lý thuyết (tấn/ha) được tính toán dựa trên khối lượng quả thu được từ mỗi công thức thí nghiệm, thông qua việc xác định khối lượng quả thu hoạch trên mỗi cây và mật độ cây trồng trên mỗi hecta.
Năng suất thực thu (tấn quả/ha) là chỉ số đo lường khối lượng quả thu hoạch thực tế trên mỗi công thức và mỗi lần nhắc lại, tính trong suốt thời gian thu hoạch.
- Một số chỉ tiêu về chất lượng quả:
Phân tích chỉ tiêu chất lượng quả trong các công thức thí nghiệm bao gồm ba chỉ tiêu chính: hàm lượng chất khô, hàm lượng đường tổng số và hàm lượng NO3- trong mẫu quả Những chỉ tiêu này đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chất lượng và giá trị dinh dưỡng của quả Việc xác định các chỉ tiêu này giúp người trồng cây và nhà nghiên cứu có cái nhìn sâu sắc về sự phát triển và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.
3.5.2.2 Phương pháp và các chỉ tiêu phân tích trong phòng thí nghiệm
Các chỉ tiêu phân tích trong phòng thí nghiệm của đề tài được thực hiện theo các Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành, cụ thể như ở bảng sau:
Bảng 3.5 Các chỉ tiêu chất lượng phân bón và cây trồng
STT Mẫu phân tích Chỉ tiêu Phương pháp phân tích
2 Cây trồng pH TCVN 5979 : 2007 Độ ẩm TCVN 5815 : 2000
Hàm lượng vitaminC TCVN 4715 : 1989 Hàm lượng đường tổng số TCVN 7946:2008 Hàm lượng chất khô TCVN 6648 : 2000 Hàm lượng NO3 -
Mẫu quả: lấy mẫu vào giai đoạn thu hoạch rộ.
Mẫu phân: lấy mẫu trước thí nghiệm.
Mẫu đất: lấy mẫu trước khi bố trí thí nghiệm.
3.5.3 Phương pháp và chỉ tiêu hiệu quả kinh tế sử dụng phân bón
* Hiệu quả kinh tế khi sử dụng phân bón
+ Lợi nhuận (Pr) = GO - TC
-GO là tổng thu nhập = khối lượng sản phẩm * giá bán.
-TC là tổng chi phí = IC + CL + KH + K
- IC là chi phí trung gian bao gồm chi phí vật chất, dịch vụ, không bao gồm công lao động, khấu hao tài sản cố định.
-CL là chi phí công lao động cho quá trình sản xuất.
-KH là khấu hao tài sản cố định do hộ nông dân đầu tư.
+ Tỷ lệ lãi trên chi phí mua phân bón.
Theo Nguyễn Như Hà (2013) chỉ tiêu này tính theo công thức:
A: Giá trị sản phẩm chính tăng lên do bón phân = lợi nhuận của công thức có bón phân - lợi nhuận công thức không bón phân.
B: Giá trị sản phẩm phụ tăng lên do bón phân = lợi nhuận của công thức có bón phân - lợi nhuận công thức không bón phân.
C phc : Chi phí mua phân bón hữu cơ.
3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu
Dữ liệu được phân tích bằng phần mềm Excel và IRRISTAT 5.0, theo hướng dẫn trong Giáo trình thiết kế và xử lý kết quả thí nghiệm của Phạm Tiến Dũng và Nguyễn Đình Hiền (2010).