Phương Pháp Xây Dựng Mô Hình Thực Nghiệm Quản Lý Bền Vững Dinh Dưỡng K Trong Sản Xuất Mía Trên Cơ Sở Cân Bằng Dinh Dưỡng

độ tối đa trong các tháng mùa mưa mà không bị trào ra ngoài. Định kỳ hàng tháng lấy mẫu nước mưa trong thùng hứng vào ngày cuối cùng của tháng (mẫu hỗn hợp của các trận mưa trong tháng) để phân tích, xác định lượng K2O trong nước mưa qua các tháng.

- Lượng K2O do nước mưa cung cấp cho đất (kg K2O/ha/năm) là tổng

khối lượng K2O có trong nước mưa của tất cả các tháng trong năm.

- Thời gian nghiên cứu: 3 năm (2010, 2011, 2012)

2.3.4.2.Lượng K mất do xói mòn

Lượng K mất do xói mòn được xác định bằng phương pháp lập ô đo xói mòn, thông qua xác định khối lượng nước, khối lượng đất huyền phù, khối lượng đất cặn lắng xói mòn và hàm lượng K2O có trong chúng, thu được từ bể hứng xói mòn.

- Phương pháp bố trí ô đo xói mòn

Tại khu vực bố trí thí nghiệm đồng ruộng, bố trí ô đo xói mòn theo các ô thí nghiệm, tương ứng với các lượng bón K (0, 100, 150, 200, 250 và 300 kg K2O/ha). Ô đo xói mòn có diện tích 90 m2 (kích thước 6 x 15m), trồng 5 hàng mía theo chiều dài, khoảng cách hàng 1,20 m. Bể hứng xói mòn được bố trí ở cuối mỗi ô. Thể tích bể hứng 1,5 m3 (kích thước: dài 1,5 m x rộng 1,0 m x cao 1,0 m) đảm bảo chứa được lượng mưa của các trận mưa có cường độ tối đa mà không bị tràn ra ngoài. Đáy bể hứng được lót bằng một tấm vải ni lông thưa. Sau mỗi trận mưa, tiến hành xác định lượng nước, lượng đất huyền phù, lượng đất cặn lắng xói mòn và lấy mẫu phân tích hàm lượng K2O có trong chúng. Tính lượng K2O mất do xói mòn qua các tháng và trong cả năm.

- Phương pháp xác định khối lượng và lấy mẫu phân tích các thành phần xói mòn:

Có thể bạn quan tâm!

• Các Dạng K Và Sự Chuyển Hóa Giữa Các Dạng K Trong Đất
• Một Số Kết Quả Nghiên Cứu Về Cân Bằng Dinh Dưỡng Trên Thế Giới Và Ở Việt Nam
• Phương Pháp Xác Định Lượng K Do Nước Mưa Cung Cấp, Lượng K Mất Do Xói Mòn Và Lượng K Mất Do Rửa Trôi
• Điều Kiện Cơ Bản Vùng Mía Lam Sơn Thanh Hóa Trong Mối Quan Hệ Với Cân Bằng K Cho Mía
• Tình Hình Sử Dụng Phân Bón Cho Mía Ở Vùng Lam Sơn
• Ảnh Hưởng Của Tưới Nước Và Bón N, P Đến Khối Lượng K2O Tích Lũy Trong Cây Mía

Xem toàn bộ 220 trang tài liệu này.

+ Đất cặn lắng xói mòn: thu đất cặn lắng xói mòn sau mỗi trận mưa bằng cách nâng tấm vải nilon thưa lót đáy bể lên, chờ cho nước thừa chảy hết

trở lại bể, thu gom phần rắn, phơi khô không khí để xác định khối lượng và lấy mẫu phân tích hàm lượng K2O.

+ Nước và đất huyền phù xói mòn: Sau mỗi trận mưa, tiến hành đo độ

cao mực nước trong bể hứng để xác định thể tích nước xói mòn, sau đó khuấy đều để lấy mẫu nước huyền phù (1 lít/mẫu). Li tâm mẫu nước huyền phù để tách phần nước và phần đất huyền phù. Lấy mẫu nước sau li tâm để phân tích hàm lượng K2O. Phơi khô không khí phần đất huyền phù sau li tâm để xác định khối lượng và lấy mẫu để phân tích hàm lượng K2O.

- Xác định lượng K2O mất do xói mòn:

Lượng K2O mất do xói mòn (kg K2O/ha/năm) được qui đổi từ tổng lượng K2O mất theo nước xói mòn, mất theo đất huyền phù xói mòn và mất theo đất cặn lắng xói mòn trong bể hứng ở các đợt thu mẫu qua các tháng trong năm.

- Thời gian, địa điểm nghiên cứu:

+ Thời gian: 3 năm (2010, 2011, 2012).

+ Địa điểm: Trạm nguyên liệu Thọ Xuân - Sao Vàng thuộc Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn, xã Thọ Lâm, huyện Thọ Xuân.

2.3.4.3. Lượng K mất do rửa trôi

Lượng K2O mất do rửa trôi được xác định bằng phương pháp Lizimet, thông qua xác định khối lượng nước rửa trôi, khối lượng huyền phù rửa trôi và hàm lượng K2O có trong chúng, thu được từ bình hứng Lizimet.

- Phương pháp bố trí thiết bị Lizimet đo rửa trôi:

Tại khu vực bố trí thí nghiệm đồng ruộng, bố trí hệ thống Lizimet đo rửa trôi theo các ô thí nghiệm, tương ứng với các lượng bón K (0, 100, 150, 200, 250 và 300 kg K2O/ha). Phễu hứng nước rửa trôi có kích thước 40 x 40 cm, đặt ở độ sâu 40 cm (tính từ bề mặt đất, thuộc phạm vi hoạt động của trên 80% bộ rễ mía (Mohan Naidu K et al, 1987 [91]). Lượng K2O mất do rửa trôi

được xác định thông qua khối lượng nước rửa trôi, khối lượng huyền phù rửa trôi và hàm lượng K2O có trong chúng, thu được từ thùng hứng Lizimet.

- Phương pháp xác định khối lượng và lấy mẫu phân tích các thành

phần rửa trôi:

Sau mỗi trận mưa, tiến hành thu và xác định thể tích dịch nước rửa trôi trong bình hứng, sau đó khuấy đều để lấy mẫu dịch nước rửa trôi (1 lít/mẫu). Li tâm mẫu dịch rửa trôi để tách riêng phần nước và phần đất huyền phù rửa trôi. Lấy mẫu nước sau li tâm để xác định hàm lượng K2O trong nước rửa trôi. Phần đất huyền phù rửa trôi được phơi khô không khí để xác định khối lượng và lấy mẫu phân tích hàm lượng K2O.

- Xác định lượng K2O mất do rửa trôi:

Lượng K2O mất do rửa trôi: (kg K2O/ha/năm) được qui đổi từ tổng lượng K2O mất theo nước rửa trôi và mất theo đất huyền phù rửa trôi trong bể hứng ở các đợt thu mẫu qua các tháng trong năm.

- Thời gian, địa điểm nghiên cứu:

+ Thời gian: 3 năm (2010, 2011, 2012)

+ Địa điểm: Trạm nguyên liệu Thọ Xuân - Sao Vàng thuộc Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn, xã Thọ Lâm, huyện Thọ Xuân.

2.3.5. Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm quản lý bền vững dinh dưỡng K trong sản xuất mía trên cơ sở cân bằng dinh dưỡng

Vận dụng các kết quả nghiên cứu về cân bằng dinh dưỡng để xây dựng mô hình thực nghiệm quản lý bền vững K trong sản xuất mía đồi vùng Lam Sơn Thanh Hóa theo 2 công thức:

- Công thức đối chứng: bón phân theo qui trình kỹ thuật hiện đang phổ biến trong vùng: 2 tấn/ha phân NPK có bổ sung hữu cơ: 6,4 - 3,2 - 6,6 HC 9,5. Không vùi trả lại ngọn lá mía.

- Công thức thử nghiệm: bón phân trên cơ sở vận dụng kết quả nghiên cứu cân bằng dinh dưỡng: 2 tấn/ha phân NPK có bổ sung hữu cơ: 6,4 - 3,2 -

6,6 HC 9,5. Vùi trả lại ngọn lá mía. Đồng thời bổ sung thêm N, P cho đủ bằng mức bón 200 kg N/ha, 100 kg P2O5/ha. Riêng lượng bón K được xác định trên cơ sở mục tiêu năng suất mía, các yếu tố đầu vào, đầu ra của cân bằng K và yêu cầu về mức độ dự trữ hàm lượng K trong đất.

- Đất xây dựng mô hình: đất xám ferralit điển hình, vụ trước trồng mía, phá gốc để trồng mới.

+ Các biện pháp kỹ thuật canh tác khác áp dụng trong mô hình (kỹ thuật làm đất, trồng, làm cỏ, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, thu hoạch) được thực hiện thống nhất theo qui trình kỹ thuật trồng mía của Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn Thanh Hóa, hiện đang phổ biến áp dụng trong vùng [13].

- Chỉ tiêu nghiên cứu:

+ Các chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất, chất lượng mía, năng suất đường

+ Tỷ suất lợi nhuận cận biên (Margin Benifit Cost Ratio - MBCR)

+ Tình trạng dự trữ K trong đất.

- Thời gian, địa điểm xây dựng mô hình:

+ Thời gian: 1 vụ mía tơ. Ngày trồng 3/12/2011, thu hoạch: 28/12/2012

- Địa điểm: Trạm nguyên liệu Thọ Xuân - Sao Vàng thuộc Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn, xã Thọ Lâm, huyện Thọ Xuân.

2.3.6. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu đối với cây mía

2.3.6.1. Sinh trưởng

- Nảy mầm, đẻ nhánh:

Trong mỗi ô thí nghiệm, cố định 3 hàng mía ở giữa để theo dõi. Sau trồng, khi phát hiện thấy mầm đầu tiên xuất hiện trên mặt đất thì bắt đầu theo dõi, định kỳ 7 ngày 1 lần để xác định các chỉ tiêu sau:

+ Thời gian từ trồng đến ngày bắt đầu nảy mầm (ngày): tính từ ngày trồng đến khi có 5% số mầm mọc khỏi mặt đất.

+ Thời gian từ trồng đến ngày kết thúc nảy mầm (ngày): tính từ ngày trồng đến khi số mầm giữa hai kỳ theo dõi kế tiếp nhau tăng không vượt quá 5%.

+ Thời gian nảy mầm (ngày): bằng thời gian từ trồng đến ngày kết thúc nảy mầm trừ đi thời gian từ trồng đến bắt đầu nảy mầm.

Số mầm mọc

+ Tỷ lệ nảy mầm (%) = x 100

Số hom x số mầm/hom

+ Thời gian từ trồng đến ngày bắt đầu đẻ nhánh (ngày): tính từ ngày trồng đến khi có 5% số nhánh đẻ.

+ Thời gian từ trồng đến ngày kết thúc đẻ nhánh (ngày): tính từ ngày trồng đến khi số nhánh giữa hai kỳ theo dõi kế tiếp nhau tăng không vượt quá 5%.

+ Thời gian đẻ nhánh (ngày): bằng thời gian từ trồng đến ngày kết thúc đẻ nhánh trừ đi thời gian từ trồng đến bắt đầu đẻ nhánh.

Tổng (cây mẹ + cây con) - Cây mẹ

+ Hệ số đẻ nhánh (lần) =

Cây mẹ

- Chiều cao cây, tốc độ vươn cao:

Khi mía bắt đầu có dóng, cố định 10 cây ở hàng giữa của mỗi ô thí nghiệm bằng cách đánh dấu để theo dõi các chỉ tiêu sau:

+ Chiều cao cây (cm): được tính từ mặt đất đến tai lá (+1). Định kỳ 1 tháng theo dõi 1 lần.

+ Tốc độ vươn cao (cm/tháng): bằng chiều cao cây tháng sau trừ đi chiều cao cây tháng trước.

2.3.6.2. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất mía

+ Đường kính thân (cm): trước khi thu hoạch, đo đường kính của 10 cây đánh dấu đo chiều cao cây, mỗi cây đo ở 3 điểm: gốc, giữa thân và ngọn, sau đó cộng số đo của cả 10 cây và tính trung bình.

+ Khối lượng cây (kg/cây): chọn trong ô thí nghiệm 10 cây có đường kính và chiều cao cây tương đương với đường kính và chiều cao trung bình của 10 cây đánh dấu đo chiều cao cây, thu hoạch để cân và tính khối lượng trung bình cây.

+ Mật độ cây khi thu hoạch (cây/m2): trước khi thu hoạch, đếm mật độ cây hữu hiệu ở 3 hàng giữa của ô. Tính mật độ cây trung bình.

- Năng suất mía (tấn/ha): thu hoạch và cân khối lượng mía của toàn bộ ô thí nghiệm, cộng với khối lượng các cây đã thu hoạch để tính khối lượng cây. Tính năng suất trung bình.

2.3.6.3. Sâu, bệnh hại mía

Theo dõi sâu đục thân ở thời kỳ nảy mầm, đẻ nhánh và rệp xơ trắng ở thời kỳ mía chín theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về phương pháp phát hiện dịch hại cây trồng (QCVN 0138/BNN- PTNT- 2010)[5].

2.3.6.4. Lượng bón K tối đa về kỹ thuật và tối thích về kinh tế

Lượng bón K tối đa về kỹ thuật và tối thích về kinh tế đối với năng suất mía, năng suất đường được xác định trên cơ sở vận dụng phương trình tương quan bậc hai (y = ax2 + bx + c) giữa năng suất mía, năng suất đường với lượng bón K theo công thức của Michel Lecompt, 1965 (dt. Vũ Hữu Yêm, 1998) [52]

+ Lượng bón tối đa về kỹ thuật (x):

x = - b 2a

+ Lượng bón tối thích về kinh tế (x’)

y’ - b

x’ = 2a

Trong đó: a, b: hệ số của phương trình tương quan. y’ là số lượng mía hoặc đường thương phẩm (kg) cần bán để mua được 1 kg K2O.

2.3.6.5. Hiệu quả kinh tế

Xác định hiệu quả kinh tế mô hình thực nghiệm quản lý bền vững K trong sản xuất mía thông qua xác định tỷ suất chi phí lợi nhuận cận biên (MBCR):

Tổng giá trị sản lượng của công thức thử nghiệm -

Tổng giá trị sản lượng của công thức đối chứng

MBCR =

Tổng chi phí của công thức thử nghiệm - Tổng chi phí của công thức đối chứng

Tiêu chí đánh giá: MBCR <1,5: lợi nhuận thấp, không nên áp dụng; từ 1,5 - 2,0: lợi nhuận trung bình, có thể chấp nhận được; > 2,0: lợi nhuận cao, chấp nhận cho phát triển.

2.3.6.5. Các chỉ tiêu về mối quan hệ giữa lượng bón K với lượng K mất theo sản phẩm thu hoạch

+ Hiệu suất nông học của K (RIEK): là tỷ lệ (%) giữa lượng K2O trong sản phẩm mía cây và trong ngọn lá khi thu hoạch so với năng suất mía cây.

K2O trong mía cây (kg/ha) + K2O trong ngọn lá (kg/ha) RIEK (%) = x 100

Năng suất mía cây (kg/ha)

+ Chỉ số thu hoạch K (HIK): là chỉ số giữa lượng K2O trong sản phẩm mía cây so với tổng lượng K2O trong sản phẩm mía cây và trong NLM khi thu hoạch.

K2O trong mía cây (kg/ha)

HIK =

K2O trong mía cây (kg/ha) + K2O trong ngọn lá (kg/ha)

+ Hiệu suất sử dụng K trong phân bón (REK): là tỷ lệ (%) giữa lượng K2O có trong sản phẩm mía cây và trong ngọn lá khi thu hoạch so với lượng K2O bón vào. REK được xác định theo công thức của Witt C et el (2004) [108]:

(Lượng K2O trong mía cây + ngọn lá trong điều kiện bón K) – (Lượng K2O trong mía cây + ngọn lá trong

REK (%) =

điều kiện không bón K) x 100 Lượng K2O bón

2.3.7. Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng

Phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) tại phòng thí nghiệm trường Đại học Hồng Đức:

- Đất: thành phần cơ giới đất: TCVN 8567: 2010 [3]; pH(KCl): TCVN 5979: 2007 [41]; Chất hữu cơ tổng số: TCVN 7376-2004 [42]; N tổng số:

TCVN 7373: 2004 [43]; P2O5 tổng số: TCVN 7374: 2004 [44]; P2O5 dễ tiêu:

TCVN 5256: 2009 [45]; K2O tổng số: TCVN 7375: 2004 [46]; K2O trao đổi:

TCVN 8569: 2010 [4]; CEC: TCVN 6646: 2000 [47].

- Nước: lấy mẫu, bảo quản xử lý mẫu và phân tích hàm lượng K trong nước theo QCVN 39: 2011[11].

- Bùn thải nhà máy đường: N tổng số: TCVN 8557: 2010 [6]; P2O5: 8563: 2010 [7]; K2O: TCVN 8560:2010 [8].

- Cây: lấy mẫu, xử lý mẫu và phân tích hàm lượng kali trong mía cây và ngọn lá mía theo TCVN 8551: 2010 [9]; TCN 10 454:2001[10]

- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước mía ép tại phòng phân tích chất lượng mía Công ty Cổ phần Mía đường Lam Sơn:

+ Độ Brix (độ Bx): là chỉ tiêu hàm lượng chất khô hòa tan có trong dung dịch nước mía, được xác định bằng chiết quang kế cầm tay (Refractometre Saccharimetre).

+ Độ giàu đường (độ Pol): là chỉ tiêu biểu thị độ giàu đường tương đối, tức là hàm lượng đường gần đúng của dung dịch nước mía. Pol được xác định bằng cách tra bảng trực tiếp dựa trên độ Bx đo được trên máy Refractometre Saccharimetre sau khi đã điều chỉnh về nhiệt độ chuẩn (20oC).

+ Độ thuần (AP%): là chỉ tiêu thể hiện độ tinh khiết của dung dịch nước mía và được xác định bằng tỷ lệ giữa độ giàu đường tương đối (Pol) và hàm lượng chất khô hòa tan trong dung dịch (Bx) ở điều kiện nhiệt độ chuẩn.

Độ Pol

AP (%) =

Độ Bx ở 20oC

x 100

+ Hàm lượng đường khử (RS%): là hàm lượng đường không kết tinh (đường glucosa và fructosa) có trong dung dịch nước mía. RS được xác định bằng phương pháp Issekutza and Poth.

+ Chữ đường (CCS) hay hàm lượng đường thương phẩm (Commercial Cane Sucrose): là chỉ số thể hiện hàm lượng đường kết tinh (saccaroza) có trong dung dịch nước mía. CCS được xác định theo công thức: