BÀI BÁO KHOA H C<br />
<br />
N<br />
<br />
NH HƯ NG C A K THU T TƯ I TI T KI M NƯ C<br />
NG THÁI K M TRONG<br />
T LÚA PHÙ SA SÔNG H NG<br />
inh Th Lan Phương1, Nguy n Th H ng Nga2<br />
<br />
Tóm t t: Nghiên c u ư c th c hi n theo dõi các thí nghi m ng ru ng trên t lúa phù sa sông<br />
H ng t i xã An Viên, (Tiên L , Hưng Yên) qua 4 v canh tác t 2015-2016. Hai công th c thí<br />
nghi m ã th c hi n bao g m: tư i ng p thư ng xuyên và tư i ti t ki m nư c, m i công th c thí<br />
nghi m ư c b trí l p l i 03 l n. K t qu nghiên c u cho th y k thu t tư i ti t ki m nư c bên<br />
c nh vi c gi m ư c lư ng nư c tư i (gi m 22,81%÷39,3% lư ng nư c so v i tư i ng p truy n<br />
th ng), còn có vai trò duy trì tình tr ng [Zndt] – m t trong nh ng dinh dư ng vi lư ng r t quan<br />
tr ng trong t lúa. Hàm lư ng [Zndt] trên t ư c tư i ti t ki m nư c dao ng t 0,620,66mg/100g trong su t giai o n sinh trư ng c a lúa. Ngoài ra, môi trư ng kh trong t lúa ã<br />
ư c c i thi n (Eh, pH tăng) khi áp d ng tư i ti t ki m nư c, do v y cũng làm gi m ư c các c<br />
t trong môi trư ng t lúa ng p nư c.<br />
T khóa: Tư i ti t ki m nư c, k m d tiêu, ng thái k m.<br />
1. M<br />
U1<br />
Tư i ti t ki m nư c (TKN) ư c ánh giá là<br />
gi i pháp hi u qu<br />
ng phó v i bi n i khí<br />
h u, hư ng t i m t n n kinh t cacbon th p và<br />
s n xu t nông nghi p b n v ng. So v i tư i<br />
ng p, tư i TKN gi m ư c 794,5m3/ha nư c tư i<br />
(gi m 22,81%÷39,3%) (Tr n Vi t n, 2016),<br />
gi m phát th i khí metan 10÷11% (Nguy n Vi t<br />
Anh, 2009), gi m m t s<br />
c t Fe2+, Mn2+ (Tr n<br />
Th Minh Nguy t, 2013) và HS-, S2-, H2S ( inh<br />
Th Lan Phương, Tr n Vi t n, 2015) mà v n<br />
duy trì năng su t lúa (Tr n Vi t n, 2016).<br />
V i nhi u tính ưu vi t, tư i TKN ã ư c<br />
ưa vào áp d ng nư c ta t năm 2003, nhưng<br />
n nay m i ch ư c tri n khai m t s i m<br />
trên vùng ng b ng sông H ng: Phú Xuyên<br />
(Hà N i), Vân Hòa (Ba Vì, Hà N i), Nam Sách<br />
(H i Dương), Thư ng Tín (Hà N i)... và vùng<br />
ng b ng sông C u Long như: An Giang, C n<br />
Thơ. Ph n l n di n tích canh tác lúa còn l i v n<br />
áp d ng tư i ng p m c 5÷7cm, th m chí có<br />
th sâu trên 10cm vào t mưa và vùng ru ng<br />
trũng. Tr nư c ng p liên t c d n n gi m th<br />
1<br />
<br />
Khoa Môi trư ng, Trư ng i h c Th y L i.<br />
Khoa K thu t Tài nguyên nư c, Trư ng<br />
Th y L i.<br />
<br />
2<br />
<br />
KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br />
<br />
i h c<br />
<br />
oxi hóa kh (Eh) trong t, t o m t s<br />
c t<br />
sunfua (H2S, HS-, S2-) làm k t t a các ion vi<br />
lư ng trong t lúa (Cu2+, Zn2+...) v d ng khó<br />
tiêu CuS, ZnS (Yoshida.S & Chaudhry.M.R,<br />
1979; Hafeez. B, Khanif.M.Y, Saleem. M, 2013)<br />
cho lúa.<br />
Trong canh tác lúa, k m là nguyên t dinh<br />
dư ng quan tr ng sau N và P trong vi c hình<br />
thành enzym quy t nh năng su t và ch t lư ng<br />
lúa (Hafeez. B, Khanif.M.Y, Saleem. M, 2013)<br />
nhưng ch<br />
ng p nư c ã làm suy gi m hàm<br />
lư ng k m d tiêu trong<br />
t lúa (F.N.<br />
Ponnamperuma, 1985). Theo nhi u ánh giá,<br />
t canh tác lúa Vi t Nam thư ng b thi u h t<br />
k m và nh hư ng nh t nh n năng su t. Do<br />
v y,<br />
làm rõ nh hư ng c a tư i TKN n<br />
hàm lư ng k m d tiêu trong t lúa, bài báo<br />
này t ng k t nghiên c u v tác ng c a tư i<br />
TKN n<br />
ng thái k m trong t lúa vùng<br />
ng b ng sông H ng th c hi n t i huy n Yên<br />
L , t nh Hưng Yên.<br />
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U<br />
2.1. B trí thí nghi m<br />
a i m th c hi n: Thí nghi m (TN) ư c<br />
th c hi n t i An Viên (Tiên L , Hưng Yên).<br />
ây là vùng chuyên canh tác lúa v i tính ch t<br />
<br />
NG - S 58 (9/2017)<br />
<br />
19<br />
<br />
c trưng c a nhóm t phù sa trung tính không ngày<br />
c n t nhiên l m t ru ng 4÷5 ngày,<br />
ư c b i hàng năm vùng ng b ng sông H ng. riêng cu i<br />
nhánh<br />
l m t ru ng 7 ngày.<br />
c i m t có hàm lư ng h u cơ khá (1,1%), Trư c thu ho ch 10 ngày tháo c n.<br />
hàm lư ng nitơ trung bình (0,9%), thành ph n<br />
2.2 Phương pháp l y m u, x lí m u và<br />
cơ gi i th t trung bình, dung tích h p ph cation phân tích m u<br />
trung bình 14 meq/100g (gam t). pHH2O c a<br />
M u t ư c l y<br />
sâu 10cm, sau ó<br />
t trung tính 6,7±0,1; pHKCl có giá tr trong phơi khô t nhiên, giã nh , tr n u và cho qua<br />
kho ng 6,82 ÷ 6,94. Hàm lư ng k m t ng s<br />
rây 1mm trư c khi phân tích (th c hi n theo<br />
(Znts) trung bình (TB) là 8,4082 ± 0,2575mg/ TCVN 6647:2007, Ch t lư ng t - X lý sơ<br />
100g<br />
t, hàm lư ng k m d tiêu (Zndt) TB là b m u<br />
phân tích lý hóa). pHH2O và pHKCl<br />
0,6829 ± 0,0060mg/100g .<br />
ư c o theo TCVN 5979:2007. Th oxi hóa<br />
B trí thí nghi m ng ru ng:<br />
theo dõi kh Eh ư c o b ng máy o th oxi hóa kh<br />
và so sánh ng thái k m d tiêu (Zndt) trong t c m tay hãng Toledo,<br />
sâu dư i b m t t<br />
lúa do tác ng c a k thu t tư i ti t ki m nư c, 5÷10cm. Chi t k m t ng s b ng dung d ch<br />
nghiên c u ã ư c th c hi n v i hai CT tư i: cư ng th y v i t l th tích 1:3, chi t k m di<br />
tư i ng p và tư i ti t ki m nư c (TKN). Th i<br />
ng b ng dung d ch DTPA (diethylen<br />
gian thí nghi m di n ra trong 4 v t năm 2015 triaminepentaacetic axit) theo giáo trình<br />
n 2016 v i gi ng lúa thí nghi m Khang dân Methods of Soil Analysic Used in the Soil<br />
18, ây là gi ng ư c gieo tr ng ph bi n t i Testing Laboratory c a tác gi D.A. Horneck và<br />
vùng ng b ng sông H ng. M u ư c l y vào c ng s theo t l 10gam t : 20ml dung d ch.<br />
5 th i kỳ chính g m:<br />
i, bén r h i xanh Phân tích k m trên máy c c ph a năng CPA–<br />
(BRHX), cu i<br />
nhánh ( N), làm òng và tr<br />
HH5 h làm vi c i n c c quay v i d i th<br />
bông. Các ch tiêu quan tr c và phân tích t quét -1,3÷0,5V theo phương pháp thêm chu n.<br />
g m Eh, pH, m c nư c và (Zndt).<br />
3. K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O<br />
CT tư i ng p: th c hi n trên 03 ô ru ng có LU N<br />
di n tích 400m2/ô. Ki m soát m c nư c m t<br />
3.1 nh hư ng c a tư i ti t ki m nư c<br />
ru ng luôn duy trì 5÷7cm, th i i m có mưa<br />
n ng thái k m d tiêu trong t lúa<br />
m c nư c m t ru ng có th lên t i 7÷10cm.<br />
Trong giai o n sinh trư ng c a lúa, hàm<br />
Tháo c n ru ng 15 ngày trư c khi thu ho ch.<br />
lư ng [Zndt] luôn gi m trong CT tư i ng p và<br />
Công th c tư i TKN: th c hi n trên 03 ô chúng ư c duy trì trong CT tư i ti t ki m<br />
ru ng, có di n tích 400 m2/ô. M c nư c ư c nư c. Di n bi n [Zndt] c a hai CT ư c th hi n<br />
ki m soát, cho phép cao nh t 3÷5cm. Sau 15 trong b ng 1 và hình 1.<br />
B ng 1. Di n bi n hàm lư ng Zndt trong CT tư i ng p và tư i TKN<br />
Th i i m l y m u<br />
i<br />
BRHX (10 ngày sau c y)<br />
Cu i N (45-50 ngày)<br />
Gi a làm òng (70 ngày)<br />
Tr (85 ngày)<br />
CT tư i TKN<br />
i<br />
BRHX<br />
Cu i N<br />
Gi a làm òng<br />
Tr<br />
20<br />
<br />
X<br />
2015<br />
<br />
HT<br />
2015<br />
<br />
TB<br />
<br />
l ch<br />
chu n<br />
<br />
p<br />
<br />
0,6497<br />
0,6205<br />
0,5819<br />
0,4885<br />
0,1826<br />
<br />
X<br />
HT<br />
2016<br />
2016<br />
CT tư i ng p<br />
0,6494<br />
0,6414 0,6395<br />
0,6159<br />
0,6149 0,6167<br />
0,5686<br />
0,5744 0,5856<br />
0,4608<br />
0,4511 0,4506<br />
0,1211<br />
0,1135 0,1146<br />
<br />
0,6450<br />
0,6170<br />
0,5776<br />
0,4628<br />
0,1330<br />
<br />
0,0053<br />
0,0024<br />
0,0076<br />
0,0178<br />
0,0333<br />
<br />
0,00051<br />
0,00097<br />
0,00026<br />
0,00002<br />
<br />
0,6643<br />
0,6279<br />
0,6504<br />
0,6348<br />
0,6159<br />
<br />
0,6638<br />
0,6314<br />
0,6480<br />
0,6301<br />
0,6218<br />
<br />
0,6569<br />
0,6302<br />
0,6457<br />
0,6314<br />
0,6198<br />
<br />
0,0090<br />
0,0025<br />
0,0043<br />
0,0027<br />
0,0027<br />
<br />
0,00714<br />
0,00192<br />
0,00246<br />
0,00087<br />
<br />
0,6455<br />
0,6285<br />
0,6406<br />
0,6322<br />
0,6201<br />
<br />
0,6539<br />
0,6331<br />
0,6439<br />
0,6285<br />
0,6212<br />
<br />
KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br />
<br />
NG - S 58 (9/2017)<br />
<br />
Hình 1. Di n bi n [Zndt] trong CT tư i ng p (trái) và CT tư i TKN (ph i)<br />
Tư i ng p làm ch<br />
nư c m t ru ng liên<br />
t c m c sâu, m c nư c m t ru ng TB c a 4<br />
v TN u cao hơn 6cm (TB các v : 8,5cm 8,5cm - 7,6cm - 6,6cm).<br />
ng thái k m b nh<br />
hư ng rõ r t b i tác<br />
ng c a tư i ng p,<br />
[Zndt]TB gi m 79,40%/v , trong ó gi m m<br />
nh t là v ông xuân 2016 (82,30%) và gi m<br />
nh nh t là v ông xuân 2015 (79,29%). Sau<br />
85 ngày ng p tính t th i kì<br />
i cho n lúc<br />
tr Zndt gi m TB 0,5283mg/100g so v i t<br />
n n. Nguyên nhân là t ng p sâu trong nư c<br />
chuy n sang môi trư ng y m khí, các vi khu n<br />
kh sunfat (desulfovibrio) ho t ng hô h p k<br />
khí chuy n sunfat (SO42-) v d ng kh sunfua<br />
(H2S, HS-, S2-): 4H2 + SO42H2S + 2H2O +<br />
2OH (Lê Văn Khoa, 2005). Các sunfua sinh ra<br />
liên k t v i các ion kim lo i như Fe2+, Mn2+,<br />
H+<br />
Zn2+... t o các k t t a sunfua: HS- + Zn2+<br />
+ ZnS↓; S2- + Zn2+<br />
ZnS↓ (Yoshida.S &<br />
Chaudhry.M.R, 1979; Hafeez. B, Khanif.M.Y,<br />
Saleem. M, 2013). H s tương quan pearson R2<br />
có giá tr trong kho ng 0,77÷0,79. Ki m nh<br />
th ng kê T-test c l p [Zndt]TB gi a hai th i kì<br />
liên ti p: BRHX so v i<br />
i, N so v i BRHX,<br />
làm òng so v i N, tr bông so v i làm òng<br />
thì các xác su t ki m nh p u nh hơn 0,05<br />
(B ng 1). V y, k t qu nghiên c u ã cho th y<br />
k m d tiêu trong t gi m là do tác ng c a<br />
tư i ng p.<br />
KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br />
<br />
Tư i TKN do ki m soát m c nư c m t ru ng<br />
cao nh t là 2,5cm và th p nh t là 0cm (phơi<br />
ru ng) nên ng thái k m ít ch u tác ng c a<br />
m c nư c, [Zndt]TB ch gi m 4÷8%/v so v i t<br />
n n. M c nư c nông k t h p v i phơi ru ng dài<br />
ngày vào cu i<br />
nhánh ã làm b m t ru ng<br />
n t n , thu n l i cho oxi khu ch tán sâu xu ng<br />
t ng r<br />
tăng th oxi hóa kh<br />
t. Trong i u<br />
ki n này, các vi sinh v t háo khí tham gia vào<br />
quá trình oxi hóa gi i phóng ion k m và sunfat<br />
kh i k m sunfua: 2ZnS + 3O2 + 2H2O<br />
2Zn2+<br />
+ 2SO42- + 4H+ (Jan Vymazal và Lenka Kröpfelová,<br />
2008, Hafeez. B, Khanif.M.Y, Saleem. M,<br />
2013). K t qu c a cơ ch này không nh ng gi i<br />
phóng [Zndt] mà còn làm tăng [SO42-] trong t<br />
lúa và h n ch hình thành k m khó tiêu ZnS.<br />
Th c hi n phép ki m nh th ng kê T-test c<br />
l p giá tr [ZnTB] gi a hai th i kì l y m u liên<br />
ti p c a CT tư i TKN cho ph n l n k t qu p <<br />
0,05 (B ng 1). V y, tư i TKN không nh hư ng<br />
n ng thái k m và duy trì ư c ngu n dinh<br />
dư ng k m cho t lúa.<br />
So sánh ng thái k m c a hai công th c trên<br />
cùng<br />
th cho th y ch<br />
nư c tác ng rõ r t<br />
n tình tr ng Zndt trong t tư i ng p, trong khi<br />
tư i TKN làm Zndt ít thay i thì Zndt CT tư i<br />
ng p b gi m kho ng 4,04 l n so v i t n n<br />
(Hình 2).<br />
<br />
NG - S 58 (9/2017)<br />
<br />
21<br />
<br />
Ki m nh th ng kê [Zndt]TB c a CT tư i<br />
TKN so v i CT tư i ng p: t i th i kì<br />
ip=<br />
0,0726 chưa có s khác nhau gi a ng thái<br />
k m, song t th i i m BRHX tr v sau các<br />
phép ki m nh u cho p < 0,05 (B ng 2). K t<br />
qu này ã ch ng minh r ng do tác ng c a<br />
ch<br />
tư i ã làm cho di n bi n ng thái k m<br />
trong môi trư ng t ng p nư c và t nông-l phơi có s sai khác áng k . Tư i TKN không<br />
ch gi m lư ng tư i mà còn duy trì dinh dư ng<br />
k m d tiêu cho lúa.<br />
<br />
Hình 2. Di n bi n Zndt c a hai CT tư i<br />
B ng 2. Ki m<br />
Th i i m l y m u<br />
i<br />
BRHX<br />
Cu i N<br />
Gi a làm òng<br />
Tr<br />
<br />
nh T-test<br />
<br />
c l p gi a các k t qu Zndt TB c a hai CT tư i<br />
<br />
CT tư i ng p<br />
0,6450<br />
0,6170<br />
0,5776<br />
0,4628<br />
0,1330<br />
<br />
CT tư i TKN<br />
0,6569<br />
0,6302<br />
0,6457<br />
0,6314<br />
0,6198<br />
<br />
3.2 Tác ng c a tư i ti t ki m nư c n<br />
môi trư ng kh trong<br />
t lúa phù sa sông<br />
H ng<br />
Do khác nhau v ch<br />
nư c m t ru ng và<br />
th i gian<br />
ru ng thoáng khí nên di n bi n<br />
pH, Eh trong hai CT thí nghi m u khác nhau,<br />
và cũng là nguyên nhân d n n ng thái k m<br />
<br />
Xác su t ki m<br />
<br />
nh c l p T-test p<br />
0,07260<br />
0,01151<br />
0,00847<br />
0,00183<br />
0,00056<br />
<br />
bi n i khác nhau 02 n n thí nghi m. S<br />
khác bi t này là do m c nư c<br />
ru ng tư i<br />
TKN tương i nông (x p x b ng 1/5÷1/3 l n)<br />
so v i ru ng tư i ng p làm không khí d<br />
khu ch tán vào t hơn. B ng 2, hình 3 và 4<br />
ch ra quan h gi a m c nư c trong ru ng và<br />
di n bi n Eh, pH.<br />
<br />
Hình 3. Quan h Eh và m c nư c (trái); pH và m c nư c (ph i) c a CT tư i ng p.<br />
Hình 3 cho th y, m c nư c sâu<br />
xuyên 7÷10cm làm c pH, Eh trong ru<br />
ng p u gi m. pH gi m do các ch t<br />
trong môi trư ng y m khí b phân h y k<br />
22<br />
<br />
thư ng<br />
ng tư i<br />
h u cơ<br />
khí t o<br />
<br />
các axit fulvic, humic làm tăng<br />
axit (Lê Văn<br />
Khoa, 2005). H u h t các giá tr Eh o ư c<br />
CT tư i ng p u th p hơn -200mV, Eh gi m<br />
sâu nh t xu ng kho ng -268 ÷ -256mV (B ng 3).<br />
<br />
KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br />
<br />
NG - S 58 (9/2017)<br />
<br />
Theo (Jan Vymazal và Lenka Kröpfelová, 2008),<br />
khi Eh dư i -100mV b t u di n ra quá trình<br />
kh SO42- thành H2S nhưng di n ra m nh hơn<br />
khi Eh < -200mV. Vùng Eh < -200mV là môi<br />
trư ng kh m nh, ch y u x y ra cơ ch SO42b kh v sunfua (H2S, HS-, S2-). Các sunfua này<br />
làm gi m tính di ng c a Zn2+ do b chuy n v<br />
k t t a sunfua ZnS (Yoshida.S & Chaudhry.M.R,<br />
<br />
1979). Riêng giai o n BRHX, Eh tăng ng<br />
lo t (b ng 3) do là lúa v a ư c bón thúc b ng<br />
phân KNO3. Ion NO3- là ch t oxi hóa, nh n<br />
electron làm th oxi hóa c a<br />
t tăng lên<br />
(Yoshida.S & Chaudhry.M.R, 1979): NO3- + 2H+<br />
+ 2e vi sinh v t NO2- + H2O.<br />
<br />
Hình 4. Quan h m c nư c và Eh (trái); m c nư c và pH (ph i) c a CT tư i TKN.<br />
Bi n<br />
i Eh, pH theo xu th tăng ã th<br />
hi n trong hình 4 (công th c tư i TKN).<br />
Ru ng tư i TKN, ch<br />
nông nư c k t h p<br />
v i phơi l m t ru ng dài ngày làm gia tăng<br />
môi trư ng oxi hóa, pH t ã tăng 6,3-6,7.<br />
Eh luôn m c trên -200mV: BRHX EhTB t 182÷-169mV; cu i N phơi ru ng 7÷10 ngày<br />
Eh > -100mV; th i kì làm òng và tr Eh<br />
trong kho ng -159÷-97mV (b ng 3). M c th<br />
<br />
oxi hóa kh trên -200mV có hai tác ng tích<br />
c c: (1) h n ch hình thành k m sunfua ZnS,<br />
(2) gi i phóng k m kh i các k t t a sunfua<br />
(Jan Vymazal và Lenka Kröpfelová, 2008). Cơ<br />
ch này m nh lên khi t trong tình tr ng háo<br />
khí (như t n b m t vào th i kì cu i<br />
nhánh), lúc này khí oxi khu ch tán sâu hơn<br />
vào trong t gia tăng lư ng k m d tiêu trong<br />
th i kì lúa chu n b ón òng.<br />
<br />
B ng 3. Di n bi n EhTB trong CT tư i ng p và tư i TKN<br />
Tư i ng p – Eh(mV)<br />
Th i i m l y m u<br />
<br />
Tư i TKN – Eh (mV)<br />
<br />
X<br />
2015<br />
<br />
HT<br />
2015<br />
<br />
X<br />
2016<br />
<br />
HT<br />
2016<br />
<br />
X<br />
2015<br />
<br />
HT<br />
2015<br />
<br />
X<br />
2016<br />
<br />
HT<br />
2016<br />
<br />
-230<br />
<br />
-200<br />
<br />
-198<br />
<br />
-210<br />
<br />
-190<br />
<br />
-218<br />
<br />
-223<br />
<br />
-186<br />
<br />
-215<br />
<br />
-168<br />
<br />
-151<br />
<br />
-172<br />
<br />
-167<br />
<br />
-182<br />
<br />
-169<br />
<br />
nhánh<br />
<br />
-251<br />
<br />
-234<br />
<br />
-184<br />
<br />
-201<br />
<br />
-83<br />
<br />
-75<br />
<br />
-49<br />
<br />
-65<br />
<br />
Gi a làm òng<br />
<br />
-267<br />
<br />
-271<br />
<br />
-209<br />
<br />
-254<br />
<br />
-135<br />
<br />
-146<br />
<br />
-112<br />
<br />
-97<br />
<br />
Tr<br />
<br />
-249<br />
<br />
-256<br />
<br />
-248<br />
<br />
-268<br />
<br />
-124<br />
<br />
-159<br />
<br />
-142<br />
<br />
-115<br />
<br />
i<br />
BRHX<br />
Cu i<br />
<br />
Tư i ng p cho lúa làm [Zndt] gi m kho ng<br />
69,72%/v trong i u ki n TN không s d ng<br />
<br />
KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR<br />
<br />
-<br />
<br />
1<br />
75<br />
<br />
phân bón vi lư ng k m và [Zn2+] trong nư c<br />
tư i không áng k (0,001mg/L). ( inh Th Lan<br />
<br />
NG - S 58 (9/2017)<br />
<br />
23<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
