i
THÔNG TIN TỔNG QUÁT
Họ tên Nghiên cứu sinh: Bùi Thị Mai Phụng. Nữ: X
Ngày sinh: 29/9/1978. Nơi sinh: Long Xuyên – An Giang. Điện thoại:
0918 760 306.
Đơn vị công tác: Bộ môn Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng, Khoa Kỹ
thuật – Công nghệ – Môi trƣờng, Trƣờng Đại học An Giang.
Địa chỉ hiện nay: Số 18, đƣờng Ung Văn Khiêm, phƣờng Đông Xuyên,
Thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang.
Tốt nghiệp Đại học ngành: Môi trƣờng, năm 2001.
Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành: Khoa học Môi trƣờng, năm 2009.
Hình thức đào tạo tiến sĩ: Không tập trung. Thời gian đào tạo: 4 năm.
Tên luận án tiến sĩ: Nghiên cứu sử dụng phù sa và vi tảo để cải thiện môi
trƣờng đất lúa thâm canh vùng đê bao khép kín tỉnh An Giang.
Chuyên ngành nghiên cứu sinh: Môi trƣờng Đất – Nƣớc
Mã ngành: 62440303. Hình thức đào tạo: không tập trung. Thời gian đào
tạo: 4 năm.
Ngƣời hƣớng dẫn chính: PGS. TS. Nguyễn Hữu Chiếm. Địa chỉ: Khoa
Môi trƣờng và Tài nguyên Thiên nhiên, Trƣờng Đại học Cần Thơ (ĐHCT).
ii
TÓM TẮT
Vi tảo là những loài tảo có kích thƣớc hiển vi. Trong ruộng lúa chúng
thƣờng phát triển ngay trong lớp nƣớc hay lớp đất mặt, làm giàu chất hữu cơ
cho đất, đặc biệt vi khuẩn lam có khả năng cố định đạm từ khí quyển nhờ
những dị bào, đồng thời, phù sa từ nƣớc lũ cũng rất giàu dƣỡng chất. Do vậy
tảo và phù sa đều là nguồn dƣỡng chất rất hữu ích cho đất. Vì thế, nghiên cứu
này đƣợc thực hiện trong 5 năm (từ năm 2013 đến năm 2018) tại tỉnh An
Giang nhằm xác định tỷ lệ đóng góp dinh dƣỡng từ phù sa và vi tảo hàng năm
và đánh giá khả năng góp phần cải thiện môi trƣờng đất của chúng. Nghiên
cứu này gồm ba nội dung: (1) Đánh giá khối lƣợng phù sa bồi lắng ở khu vực
trong và ngoài đê bao khép kín tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 và khả năng
góp phần cải thiện môi trƣờng đất và khối lƣợng hạt lúa chắc, (2) Đánh giá đa
dạng loài, mật độ và khả năng cung cấp sinh khối và dinh dƣỡng của vi tảo
trong ruộng lúa góp phần cải thiện môi trƣờng đất và (3) Ƣớc tính tỷ lệ đóng
góp dinh dƣỡng của phù sa và vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm và đánh giá
khả năng cải thiện môi trƣờng đất của chúng. Kết quả nghiên cứu cho thấy (1)
khối lƣợng phù sa bồi lắng ở khu vực ngoài đê bao (22,5 tấn/ha) cao gấp 5 lần
so với trong đê (4,43 tấn/ha). Khi đê bao khép kín thì hàng năm lƣợng N, P và
K cung cấp từ phù sa mất đi tƣơng ứng với 121 kgN/ha, 34,3 kgP2O5/ha và
262 kgK2O/ha. Với lƣợng phù sa bổ sung từ 1,2 đến 2,4 kg/chậu mà không
cần bón phân đã góp phần tăng lƣợng C hữu cơ trong đất từ 1,5-1,58 lần và
lƣợng P tổng số từ 1,29-1,59 lần so với đất đầu vụ, đồng thời góp phần tăng
khối lƣợng hạt chắc gấp 2,5 lần so với nghiệm thức không bổ sung phù sa.
Qua đó cho thấy phù sa bồi lắng hàng năm rất có ý nghĩa trong việc góp phần
cải thiện môi trƣờng đất, chủ yếu về mặt hóa học. (2) Qua ba vụ khảo sát thực
tế tại ruộng lúa, 445 loài vi tảo đã đƣợc định danh, trong đó có 407 loài tảo
phù du và 157 loài tảo đáy thuộc bốn ngành nhƣ: tảo khuê, tảo lục, tảo mắt và
vi khuẩn lam (VKL). Tảo lục là ngành đa dạng về cấu trúc thành phần loài
nhất. Đặc biệt, có sự xuất hiện của 6 loài vi khuẩn lam có dị bào nhƣ:
Anabaena affinis Lemm, Anabaena circinalis, Anabaena oscillarioides,
Anabaenopsis elenkinii, Calothrix aeruginosa và Aphanizomenon flos-aquae,
trong đó Anabaena oscillarioides xuất hiện với mật độ cao ở đầu giai đoạn đẻ
nhánh vào vụ Hè Thu 2017. Hàng năm tảo phù du và tảo đáy cung cấp cho đất
trồng lúa khoảng 1,08 tấn/ha/năm (sinh khối tƣơi). Lƣợng P tổng số trong tảo
cao gấp 2,1 lần so với trong rơm rạ, mặc dù lƣợng N tổng số trong tảo chỉ
bằng 0,71 lần so với phù sa nhƣng đạm trong tảo thuộc dạng dễ tiêu nên đƣợc
cây trồng nhanh chóng hấp thu và khi chúng chết đi, là nguồn hoàn trả dƣỡng
chất cho đất trồng lúa; (3) Phù sa và vi tảo có khả năng cung cấp lƣợng NPK
iii
tổng số cho đất tƣơng ứng với 14,9 kgN/ha; 10,9 kgP/ha; và 64,2 kgK/ha hay
chiếm 3,98%; 4,03% và 41,1% tổng lƣợng phân nguyên chất N, P2O5 và K2O
mà nông dân bón cho cây lúa. Qua đó cho thấy cả phù sa lẫn vi tảo là hai yếu
tố quan trọng góp phần cải thiện môi trƣờng đất trồng lúa ở trong đê bao khép
kín. Do vậy chúng có tầm quan trọng đối với quá trình sản xuất lúa ở khu vực
lũ của tỉnh An Giang nói riêng và ở Đồng bằng sông Cửu Long nói chung.
Chính vì vậy, khuyến cáo nên xả lũ ở vụ Thu Đông để đất ở trong đê bao khép
kín có thể tiếp nhận phù sa và rửa trôi độc chất tồn đọng trong ruộng lúa, đồng
thời có thể tận dụng dƣỡng chất từ phù sa và vi tảo. Đặc biệt trong vụ Hè Thu
cần có các giải pháp thích hợp nhằm phát huy khả năng cố định đạm của vi
khuẩn lam.
Từ khóa: dinh dưỡng, đất trồng lúa, phù sa, sinh khối, vi khuẩn lam,
vi tảo.
iv
ABSTRACT
Microalgae are microscopic sized algae. They often grow in the water
surface or topsoil in rice fields, enriching soil organic matter, especially
Cyanobacteria are capable of fixing nitrogen from the atmosphere by the
heterocyst, in addition, sediment from flood is also very rich in nutrient so
sediment and microalgae are both useful nutrient for soil. Therefore, this study
has been carried out in five years (from 2013 to 2018) in An Giang province in
order to examinate the annual rate of nutrient contribution from sediment and
microalgae and evaluate the potential contribution to improve the soil
environment. This study included three contents: (1) Evaluating the weight of
sediment inside and outside the full-dyke in An Giang province from 2013-
2015 and the ability to improve the soil environment and the weight of filled
rice grains, (2) Assessing diversity, density, biomass and nutrient supplying
ability of microalgae in the rice fields to contribute improve the soil
environment, and (3) Estimating the nutrient contribution ratio of sediment
and microalgae to the rice soil, and evaluate the ability to improve the soil
environment. The results showed that (1) average weight of sediment outside
the full-dyke (22.5 tons/ha) was five times higher than that inside the full-dyke
(4.43 tons/ha), and then the annual weight of nitrogen, phosphorus and
potassium supplied from the sediment would be lost at 121 kgN/ha, 34.3
kgP2O5/ha and 262 kgK2O/ha, respectively. The organic carbon and total
phosphorus content in the rice soil increased in the treatments, which added
with sediment ranging from 1.2 to 2.4 kg per pot and not fertilizer, were from
1.5 to 1.58 times and from 1.29 to 1.59 times than in the rice soil before
cultivating. At the same time, the weight of filled grains of them was 2.5 times
the treatment not adding sediment. Thereby, the annual sediment is very
meaningful in contributing to improving the soil environment, mainly soil
chemistry. (2) Through three survey crops in the rice fields showed that there
were 445 species of microalgae including 407 taxa of plankton and 157 taxa of
benthic belonging to the four phyla (Chlorophyta, Bacillariophyta,
Euglenophyta and Cyanobacteria), in which the most diverse structural
component species was Chlorophyta. In particular, there were the presence of
six species Cyanobacteria with heterocyst such as Anabaena affinis Lemm,
Anabaena circinalis, Anabaena oscillarioides, Anabaenopsis elenkinii,
Calothrix aeruginosa and Aphanizomenon flos-aquae, in which Anabaena
oscillarioides appeared with high density at the beginning of tilling stage in
the Summer-Autumn crop 2017. The planktonic and benthic microalgae
biomass was estimated about 1.08 tons per ha per year (fresh biomass). The
v
total phosphorus content in microalgae was 2.1 times higher than that of rice
straw, although the content of total nitrogen of microalgae was only 0.71 times
that of sediment, the protein in algae is easily available, so plants absorb it
quickly. When they die, nutrients of them are the source of replenishment of
the soil rice. (3) The sediment and microalgae are able to provide Total
nitrogen, phosphorus and potassium to the rice soil corresponding to 14.9
kgN/ha, 10.9 kgP/ha and 64.2 kgK/ha or 3.98%; 4.03% and 41.1% of the total
pure fertilizer N, P2O5, and K2O that the farmers applied to rice, respectively.
Therefore, it shows that sediment and microalgae are two important factors
contributing to improving the environment of rice cultivation inside the full-
dyke, so they play an important role for rice production in flood areas of An
Giang province in particular and in the Mekong Delta in general. Thereby, it is
recommended that the rice soil inside the full-dyke should be drained flood in
the Autumn-Winter crop so that the rice rice could receive sediment and
microalgae, and wash away the toxins, in addition, the Summer-Autumn crop
need to have appropriate solutions to promote nitrogen fixation of
Cyanobacteria in the rice soil.
Key words: biomass, Cyanobacteria, microalgae, nutrient, rice soil,
sediment.
