Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho một số cây trồng cạn ven biển

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC LỢ ĐỂ TƯỚI CHO CÂY<br /> TRỒNG VÙNG VEN BIỂN<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên ngành: Tưới tiêu cho cây trồng<br /> <br /> Mã số chuyên ngành: 62 62 27 01<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> HÀ NỘI, NĂM 2016<br /> Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Thuỷ lợi<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Trọng Hà<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hương<br /> <br /> <br /> <br /> Phản biện 1: GS.TS Lê Đình Thỉnh<br /> <br /> Phản biện 2: PGS.TS Phạm Việt Hoà<br /> <br /> Phản biện 3: PGS.TS Đoàn Doãn Tuấn<br /> <br /> <br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường tại:<br /> Trường Đại học Thuỷ lợi.<br /> <br /> vào lúc 8h30 ngày 26 tháng 11 năm 2016<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:<br /> <br /> - Thư viện Quốc Gia<br /> - Thư viện Trường Đại học Thuỷ lợi<br />  MỞ ĐẦU<br /> <br /> 1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài<br /> <br /> Việt nam là quốc gia nằm bên bờ biển Đông có bờ biển dài hơn 3000<br /> km, dọc theo bờ biển là những vùng đồng bằng châu thổ, các vùng đồng<br /> bằng duyên hải, nơi sản xuất nông nghiệp có vai trò quan trọng đối với<br /> nền kinh tế của cả nước. Ngày nay, sản xuất lương thực ở Việt Nam<br /> đang và sẽ gặp nhiều rủi ro vì những tác động của hiện tượng BĐKH.<br /> Đối phó với tình hình biến đổi khí hậu là ưu tiên hàng đầu của Chính<br /> phủ do những tác động tiêu cực của nó đến sản xuất nông nghiệp và sinh<br /> kế của người dân trong thời gian gần đây, điển hình là hạn hán ở Nam<br /> Trung Bộ; xâm nhập mặn diễn ra ở hầu hết các tỉnh ven biển, đặc biệt là<br /> các tỉnh vùng ĐBSCL,... khiến hàng chục nghìn ha đất nông nghiệp<br /> thiếu nước tưới, v.v.<br /> <br /> Chủ trương Tái cơ cấu Nông nghiệp đã tạo điểm nhấn cho nâng cao<br /> năng suất nước nông nghiệp trong bối cảnh khan hiếm nước ngày càng<br /> gia tăng, do vậy, cải thiện tính linh hoạt của nguồn cung cấp để khuyến<br /> khích đa dạng hóa cây trồng, nhằm giảm diện tích lúa và các loại cây<br /> trồng sử dụng nhiều nước; tăng diện tích các loại cây trồng có giá trị<br /> kinh tế cao, tiêu thụ ít nước chính là để thực hiện chủ trương Tái cơ cấu<br /> ngành nông nghiệp trong điều kiện BĐKH.<br /> <br /> Đề tài “Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho một số cây trồng cạn<br /> ven biển” được tiến hành đáp ứng chủ trương tăng thêm nguồn cấp nước<br /> truyền thống, làm giảm áp lực lên nguồn nước tưới truyền thống, đáp<br /> ứng chủ trương tái cơ cấu ngành thuỷ lợi.<br /> <br /> <br /> <br /> 1<br /> 2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> <br /> - Về mặt khoa học, luận án góp phần làm rõ cơ sở khoa học của việc sử<br /> dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương bằng kỹ<br /> thuật tưới nhỏ giọt ở vùng đất phù sa sông biển huyện Kim Sơn tỉnh<br /> Ninh Bình.<br /> <br /> - Về mặt thực tiễn, đề tài nghiên cứu có ý nghĩa lớn khi đề xuất khả năng<br /> sử dụng nguồn nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương<br /> tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình. Đề tài là tiền đề cho những nghiên<br /> cứu tưới nước nhiễm mặn ở vùng khí hậu ven biển khác của Việt Nam<br /> và với các loại cây khác nhau, nơi tài nguyên nước ngọt thường rất hạn<br /> chế.<br /> <br /> - Luận án góp phần định hướng cho việc sử dụng nước nhiễm mặn một<br /> cách thích hợp trong sản xuất nông nghiệp bền vững ở Việt Nam. Góp<br /> phần làm giảm áp lực nguồn nước ngọt trong bối cảnh biến đổi khí hậu<br /> và nước biển dâng.<br /> <br /> 3. Mục tiêu nghiên cứu<br /> <br /> Xác định cơ sở khoa học của tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp<br /> tưới nhỏ giọt đến sinh trưởng, năng suất của cây ngô và cây đậu tương<br /> và tính chất lý, hóa học của đất tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình.<br /> <br /> - Đánh giá khả năng sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng.<br /> <br /> 4. Đối tượng nghiên cứu<br /> <br /> - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng nước nhiễm mặn bằng<br /> phương pháp tưới nhỏ giọt để tưới cho cây đậu tương ĐT84 và cây ngô<br /> LVN10, đây là hai loại cây lương thực và thực phẩm đang và sẽ được<br /> trồng khá phổ biến ở vùng đồng bằng Bắc Bộ.<br /> 2<br /> - Đất canh tác khu thí nghiệm là đất cát pha đến thịt nhẹ thuộc vùng ven<br /> biển của châu thổ sông Hồng. Đất thí nghiệm là loại đất canh tác khá<br /> phổ biến ở vùng ven biển của châu thổ sông Hồng, ven biển duyên hải<br /> miền trung Việt Nam.<br /> <br /> - Độ mặn của nước tưới thí nghiệm gồm 3 mức: ≤ 1‰ (đạt tiêu chuẩn<br /> nước tưới), 2 ‰ và 3‰ là độ mặn lớn gấp đôi và gấp ba tiêu chuẩn nước<br /> tưới. Nguồn nước được lấy từ sông Vạc, độ mặn của nước tưới được xử<br /> lý đạt yêu cầu nghiên cứu bằng nguyên lý pha loãng hay bổ sung muối.<br /> <br /> - Kỹ thuật tưới áp dụng trong thí nghiệm là kỹ thuật tưới nhỏ giọt.<br /> <br /> 5. Phạm vi nghiên cứu<br /> <br /> - Chọn vùng thí nghiệm là vùng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ<br /> thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Cụ thể, đề tài thí nghiệm tại xã<br /> Kim Chính, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình có vị trí nằm giữa Bắc Bộ<br /> và Bắc Trung Bộ.<br /> <br /> - Nghiên cứu tưới nước nhiễm mặn cho cây đậu tương ĐT84 và cây ngô<br /> LVN10 đang được trồng phổ biến trên đất phù sa trung tính vùng ven<br /> biển.<br /> <br /> - Nghiên cứu được tiến hành trong 6 vụ (2 vụ xuân, 2 vụ mùa và 2 vụ<br /> đông) của năm 2012 và 2013. Tuy nhiên, do hai vụ mùa có mưa nhiều,<br /> gần như không phải tưới nên trong vụ mùa việc tưới nước nhiễm mặn là<br /> không xảy ra.<br /> <br /> 6. Nội dung nghiên cứu<br /> <br /> - Xác định mối quan hệ độ mặn của nước tưới đến sinh trưởng và năng<br /> suất cây ngô và cây đậu tương khi áp dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt.<br /> <br /> <br /> 3<br /> - Xác định ảnh hưởng của sử dụng nước nhiễm mặn để tưới đến tính<br /> chất lý hóa học của đất.<br /> <br /> - Đánh giá khả năng sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng ở<br /> những nơi nguồn nước ngọt hạn chế và nước nhiễm mặn phong phú.<br /> <br /> 7. Phương pháp nghiên cứu<br /> <br /> Phương pháp nghiên cứu của luận án là phương pháp kế thừa, phương<br /> pháp thí nghiệm đồng ruộng và phương pháp phân tích thống kê.<br /> <br /> Các bố trí thí nghiệm, quan trắc thí nghiệm được thực hiện theo các quy<br /> định hiện hành.<br /> <br /> 8. Những đóng góp mới của luận án<br /> <br /> 1. Có thể dùng nước nhiễm mặn với độ mặn 2‰ (ECiw = 2,8dS/m) để<br /> tưới bằng phương pháp tưới nhỏ giọt mà không làm ảnh hưởng đáng kể<br /> đến sinh trưởng, năng suất của cây ngô LVN10 và cây đậu tương ĐT84<br /> ở đất phù sa sông biển huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình.<br /> <br /> 2. Tại các vùng ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và hải đảo, trong điều<br /> kiện bất khả kháng có thể dùng nước có độ mặn 3‰ (ECiw = 4,3 dS/m)<br /> để tưới bằng phương pháp nhỏ giọt cho cây ngô LVN10 và cây đậu<br /> tương ĐT84. Khi đó năng suất ngô giảm < 10%, đậu tương giảm < 7%<br /> so với tưới nước ngọt.<br /> <br /> 3. Tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ giọt ở nồng độ<br /> 3‰ (độ mặn gấp ba lần nước tưới thông thường) không ảnh hưởng rõ<br /> rệt đến các tính chất lý hóa học cơ bản của đất. Đặc biệt, không làm thay<br /> đổi đáng kể chỉ số về Na+ trao đổi, tỉ lệ hấp phụ Na+ (SAR) và các chỉ<br /> tiêu liên quan đến nước tưới nhiễm mặn.<br /> <br /> <br /> 4<br /> 9. Cấu trúc luận án<br /> <br /> Luận án bao gồm: Mở đầu;<br /> Chương 1. Tổng quanvề nghiên cứu sử dụng nước nhiễm mặn để tưới<br /> Chương 2: Phương pháp nghiên cứu<br /> Chương 3: Các kết quả nghiên cứu và thảo luận<br /> Kết luận và kiến nghị;<br /> <br /> CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG<br /> NƯỚC NHIỄM MẶN ĐỂ TƯỚI<br /> <br /> 1.1. Phân loại nước mặn<br /> <br /> Khả năng thích hợp để tưới của nước mặn phụ thuộc vào các điều kiện<br /> sử dụng như cây trồng, khí hậu, đất đai, phương pháp tưới và biện pháp<br /> quản lý. Để xác định mức độ mặn của nước thì việc đưa ra một sơ đồ<br /> phân loại rất có ý nghĩa thực tiễn.<br /> Bảng 1.1 Phân loại nước mặn<br /> Loại nước Độ dẫn điện Nồng độ muối Loại nước<br /> (dS/m) (mg/l)<br /> Không mặn 35000 Nước biển<br /> <br /> (Nguồn: FAO Irrigation and Drainage Paper 48)<br /> <br /> 1.2. Tình hình sử dụng nước nhiễm mặn để tưới trên thế giới và Việt Nam<br /> <br /> Các nước đã sử dụng nước mặn để tưới thành công là những nước khan<br /> hiếm nước ngọt, nước ngầm cũng bị nhiễm mặn và có lượng mưa trong<br /> 5<br /> năm thấp. Một số nước đã sử dụng thành công nước mặn để tưới trong<br /> nhiều thập kỷ nay gồm:<br /> <br /> Hoa Kì: Đã dùng thành công nước mặn để tưới ở nhiều vùng thuộc<br /> miền Tây nam bao gồm thung lũng sông Arkansas bang Colorado, bang<br /> Arizona, bang New Mexico và phía Tây bang Texas. Tuỳ cây trồng mà<br /> nước tưới có độ mặn khác nhau được áp dụng, cây bông được tưới nước<br /> có độ mặn có EC lên đến 8dS/m, cỏ làm thức ăn gia súc tưới nước có độ<br /> dẫn điện từ 3-5dS/m mà năng suất giảm không đáng kể và cà chua cũng<br /> vậy.<br /> <br /> Israel: Là nước dùng nhiều nước mặn cho việc tưới, đại bộ phận nước<br /> ngầm có độ mặn có EC từ 2-8dS/m. Nước mặn được pha loãng trước khi<br /> dùng, cây trồng được tưới theo kiểu phun mưa và nhỏ giọt. Ở vùng<br /> Nahal Oz người ta đã tưới cho bông bằng nước ngầm có EC = 5dS/m.<br /> <br /> Tunisia: Đã sử dụng nước có độ mặn 3dS/m để tưới cho chà là, đại<br /> mạch, cỏ và Artiso. Nước mưa để rửa mặn cho đất.<br /> <br /> Ấn Độ: Gupta và Pahwa (1981) cho rằng có thể dùng nước mặn để tưới<br /> ở vùng có mưa mà không làm độ mặn của đất tăng lên. Tại Ấn Độ đã sử<br /> dụng nước mặn có EC 8dS/m để tưới cho 9 quận của bang Haryana.<br /> <br /> Ai Cập: Sử dụng nước mặn có EC từ 2 – 3dS/m để tưới cho các cây<br /> trồng gồm cỏ ba lá, lúa nước, lúa mì, lúa mạch, củ cải đường và bông ở<br /> các quận miền bắc Châu thổ là nơi không có nước ngọt. Năng suất cây<br /> trồng thường giảm khoảng 25 đến 30% khi tưới bằng nước mặn.<br /> <br /> Việt Nam: Nghiên cứu về việc sử dụng nước nhiễm mặn để tưới không<br /> nhiều. Thông thường, các nghiên cứu tập trung vào các loại giống chịu<br /> <br /> <br /> <br /> 6<br /> mặn như: các giống lúa chịu mặn của Viện khoa học Nông nghiệp Việt<br /> Nam, Trường Đại học Cần Thơ và các công trình thau chua, rửa mặn.<br /> <br /> 1.3. Cơ sở sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng<br /> <br /> - Trên thế giới có một số nước sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây<br /> trồng và đã thành công với nền nông nghiệp nước mặn.<br /> <br /> - Từ lâu, khu vực ven biển Việt Nam cũng đã sử dụng nước nhiễm mặn<br /> để tưới (nước mặt và nước ngầm ít nhiều bị nhiễm mặn) hoặc canh tác<br /> trên đất bị nhiễm mặn.<br /> <br /> - Hiện nay, nước ngọt phục vụ nhu cầu phát triển nhiều ngành kinh tế<br /> nên nước dành cho phát triển nông nghiệp ngày càng giảm.<br /> <br /> - Do biến đổi khí hậu nên áp lực nguồn nước (chất lượng nước và lượng<br /> nước ngọt giảm) có chất lượng phục vụ nông nghiệp giảm mạnh, đặc<br /> biệt là các tỉnh duyên hải miền trung và các vùng hải đảo.<br /> <br /> 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1<br /> <br /> 1. Nguồn nước tưới trên thế giới và ở Việt Nam ngày càng thiếu hụt do<br /> nhu cầu tăng, ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Nước nhiễm mặn là nguồn tài<br /> nguyên thiên nhiên cần được quan tâm và khai thác có hiệu quả.<br /> <br /> 2. Nước nhiễm mặn thường làm giảm khả năng sinh trưởng, năng suất<br /> của cây trồng và làm tăng độ mặn cho đất tưới. Sử dụng kỹ thuật tưới<br /> nhỏ giọt hợp lý đã hạn chế được hiện tượng này.<br /> <br /> 3. Nước nhiễm mặn ven biển có hàm lượng ion Na+ cao, ion này có tính<br /> hydrat hóa mạnh, lực hấp phụ yếu nên dễ bị rửa trôi, khó tích lũy hơn so<br /> với các nguyên tố khác trong đất. Những khu vực có lượng mưa cao như<br /> vùng nhiệt đới ẩm của Việt Nam, ion Na+ dễ bị nước mưa, lũ rửa trôi.<br /> <br /> <br /> 7<br /> Đây là cơ sở khoa học để sử dụng nước nhiễm mặn ở những nồng độ<br /> nhất định làm nguồn nước tưới cho cây trồng.<br /> <br /> 4. Thực tế tưới nước nhiễm mặn (6 ds/m) bằng phương pháp tưới nhỏ<br /> giọt ở một số nơi như ở Nam Phi, năng suất Cà chua vẫn đạt 31,5 Mg/ha<br /> (tấn/ha). Ở vùng có lượng mưa cao, thậm chí tưới nước nhiễm mặn ở<br /> mức 9 dS/m bằng phương pháp tưới nhỏ giọt năng suất cà chua đạt tới<br /> mức 100 tạ/ha.<br /> <br /> 5. Tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp thông thường có thể làm<br /> thay đổi một số tính chất đất, đặc biệt là làm tăng độ dẫn điện (EC),<br /> giảm tính thấm và thay đổi kết cấu của đất.<br /> <br /> 6. Tưới nước nhiễm mặn bằng kỹ thuật tưới nhỏ giọt cho cây trồng sẽ<br /> đạt hiệu quả cao rõ rệt nếu kết hợp với phân bón, giống cây trồng và các<br /> biện pháp chăm sóc hợp lý.<br /> <br /> CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> <br /> 2.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu<br /> <br /> Thí nghiệm được thực hiện ở xã Kim Chính, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh<br /> Bình. Huyện Kim Sơn nằm trong hệ khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa<br /> đông lạnh và khô, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều.<br /> <br /> 2.2 Đặc điểm về đất và nước của khu vực nghiên cứu<br /> <br /> 2.2.1. Đặc điểm về đất<br /> Đất khu thí nghiệm ở vùng ven biển có thành phần cơ giới ở mức cát<br /> pha - thịt nhẹ, có độ xốp cao, phản ứng kiềm yếu, hàm lượng chất hữu<br /> cơ và N tổng số cao. Hàm lượng các chất dinh dưỡng khác như N, K, Ca<br /> và Mg ở mức trung bình. Đáng chú ý là hàm lượng Na+ trao đổi tương<br /> đối cao trong tương quan với các Cation quan trọng như K, Ca và Mg.<br /> 8<br /> Độ mặn của đất tương đối cao nhưng chưa xếp vào loại đất mặn. Những<br /> chỉ tiêu của đất khu thí nghiệm đã phản ảnh được đặc tính cơ bản của đất<br /> phù sa ven biển Việt Nam.<br /> <br /> 2.2.2 Đặc điểm về nước tưới<br /> <br /> Trong nghiên cứu, công thức đối chứng (CT1) là công thức dùng nước<br /> tưới có độ mặn nước sông ≤ 1‰ (theo tiêu chuẩn nước tưới), độ mặn<br /> của các công thức thí nghiệm được tạo ra bằng cách trộn nước mặt lấy từ<br /> sông lên hay bổ sung thêm muối NaCl để đạt độ mặn 2‰ (CT2) và 3‰<br /> (CT3).<br /> <br /> 2.3 Bố trí các ô thí nghiệm<br /> <br /> Đề tài thí nghiệm trong hai năm 2012 và 2013, với ba công thức tưới<br /> được ký hiệu là CT1, CT2, CT3 có độ dẫn điện ECiw lần lượt là 1.4, 2.8<br /> và 4.3 dS/m tương ứng với mức độ nặm ≤1‰ , 2‰ và 3‰ dùng tưới<br /> cho hai cây trồng là Ngô LVN10 và Đậu tương ĐT84 với ba lần lặp lại.<br /> <br /> Nghiên cứu bố trí 18 ô thí nghiệm có kích thước như nhau, mỗi ô có<br /> diện tích là 2.2 m2. ngăn cách các ô là tường gạch xây với chiều sâu cách<br /> mặt đất là 0,7m, chiều cao so với bề mặt đất là 0,2m. Quanh khu thí<br /> nghiệm là hệ thống rãnh thoát nước, đường đi lại và bể chứa nước tưới.<br /> Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở hình 2.2.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2.1: Mặt cắt ngang luống thí nghiệm ngô<br /> 9<br />  Hình 2.2: Sơ đồ bố thí nghiệm đồng ruộng của ngô và đậu tương<br /> <br /> 2.4 Hệ thống tưới<br /> <br /> Hệ thống tưới áp dụng trong thí nghiệm là tưới nhỏ giọt áp lực thấp, các<br /> thiết bị tưới chính được cung cấp bởi Công ty Netafim của Israel, mỗi ô<br /> thí nghiệm được bố trí 2 dây tưới nhỏ giọtlà ống PE 25mm, khoảng cách<br /> giữa các lỗ nhỏ giọt trên dây tưới là 30cm, lưu lượng mỗi lỗ nhỏ giọt là<br /> 2 lít/giờ. Mỗi công thức tưới được cấp nước từ bể chứa có dung tích là<br /> 1,0m3, đặt cao so với mặt đất là 1,5m.<br /> <br /> 2.5 Hệ thống đo độ ẩm đất<br /> <br /> Các công thức tưới thí nghiệm đều đảm bảo duy trì độ ẩm đất trong<br /> khoảng độ ẩm tối đa đồng ruộng (áp lực ẩm tối đa từ -10 đến -25kPa) và<br /> độ ẩm thích hợp đối với cây trồng (áp lực ẩm tối thiểu từ -25 đến -<br /> 50kPa), nhờ sử dụng thiết bị đo độ ẩm đất ký hiệu 2080 Tensiometer đặc<br /> ở độ sâu 0,25m ngay bên dưới các vòi nhỏ giọt. Trong thí nghiệm, khi<br /> thiết bị đo 2080 Tensiometer có giá trị -25kPa thì vận hành hệ thống nhỏ<br /> 10<br /> giọt cấp nước cho thí nghiệm. Khi thiết bị đo có giá trị -10kPa thì ngừng<br /> tưới.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2.3. Hình ảnh thiết bị Tensiometer đặt tại luống ngô thí nghiệm<br /> <br /> 2.6 Phương pháp đo đạc, lấy mẫu và phân tích<br /> <br /> 2.6.1 Các chỉ tiêu về hình thái<br /> <br /> - Chiều cao cây được đo từ sát mặt đất đến điểm phân nhánh bông cờ đầu tiên.<br /> - Chiều cao đóng bắp được đo từ sát mặt đất đến đốt mang bắp trên cùng.<br /> - Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp được đo sau khi phun râu 2 tuần.<br /> - Số lá/cây: Đếm tổng số lá của cây trong thời gian sinh trưởng.<br /> - Chỉ số diện tích lá (CSDTL): Tiến hành đo ở thời kỳ chín sữa, đo chiều<br /> dài từ gốc lá đến đỉnh lá, chiều rộng ở phần rộng nhất của phiến lá. Đo<br /> tất cả các lá còn xanh trên cây sau đó áp dụng công thức tính diện tích<br /> lá:<br /> Diện tích lá (m2) = Dài x rộng x 0,75<br /> CSDTL(m2lá/m2 đất) = DTL/Cây x số cây/m2<br /> <br /> 2.6.2 Chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển<br /> <br /> - Ngày trỗ cờ: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô xuất hiện<br /> nhánh cuối cùng của bông cờ.<br /> 11<br /> - Ngày tung phấn: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô đã tung phấn.<br /> - Ngày phun râu: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô có râu dài ra<br /> ngoài lá bi 2- 3 cm.<br /> - Ngày chín sinh lý: ghi số ngày từ khi gieo đến khi có 70% số bắp/ô có<br /> chân hạt đen.<br /> <br /> 2.6.3 Chỉ tiêu về các yếu tố cấu thành năng suất<br /> <br /> - Đếm tổng số cây, đếm tổng số bắp, cân khối lượng bắp của 2 hàng thu<br /> hoạch (kg).<br /> - Số hạt trên hàng: Được đếm theo hàng hạt có chiều dài trung bình trên bắp.<br /> - Khối lượng 1000 hạt (gam) ở độ ẩm thu hoạch đếm 2 mẫu, mỗi mẫu<br /> 500 hạt, cân khối lượng của 2 mẫu được M1, M2 nếu hiệu số giữa 2 lần<br /> cân (mẫu nặng trừ mẫu nhẹ) không chênh lệch quá 5% so với khối lượng<br /> trung bình của 2 mẫu thì P1000 hạt = M1 + M2.<br /> <br /> 2.6.4 Quan trắc chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất của đậu tương<br /> <br /> - Chiều cao cây (cm): đo từ sát mặt đất đến đỉnh sinh trưởng của cây<br /> - Trọng lượng chất khô: Toàn bộ thân cây, gồm cả bộ rễ đem sấy đến<br /> trọng lượng khô không đổi và đem ra cân để xác định trọng lượng của<br /> mỗi công thức thí nghiệm.<br /> - Đếm số quả trên cây, số quả 1 hạt/cây, số quả 3 hạt/cây<br /> - Xác định năng suất nghìn hạt (tương tự đối với ngô)<br /> - Năng suất hạt khô thực thu (tương tự đối với ngô)<br /> <br /> 2.6.5 Phương pháp lấy mẫu và phân tích đất, nước<br /> <br /> Mẫu đất được lấy và phân tích tại thời điểm trước khi gieo và sau khi thu<br /> hoạch của từng vụ ở các công thức thí nghiệm. Mẫu đất lấy ở độ sâu từ<br /> <br /> <br /> 12<br /> 0-30 cm (tầng mặt) ở dưới các vòi nhỏ giọt, sau đó thực hiện qui trình<br /> bảo quản và xử lý mẫu trước khi phân tích.<br /> <br /> 2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG II<br /> <br /> 1. Phương pháp nghiên cứu lựa chọn của luận văn là thí nghiệm thí<br /> nghiệm đồng ruộng, đây là phương pháp áp dụng phù hợp và khá phổ<br /> biến với đề tài nghiên cứu của luận án nhờ có độ chính xác cao và phản ánh<br /> đúng yêu cầu thực tế của sản xuất nông nghiệp của khu vực nghiên cứu.<br /> <br /> 2. Các công thức tưới lựa chọn trong thí nghiệm dựa trên các kết quả<br /> nghiên cứu và thực tiễn sử dụng nước nhiễm mặn để tưới trong nước<br /> cũng như của quốc tế.<br /> <br /> 3. Kỹ thuật tưới thí nghiệm là kỹ thuật tưới nhỏ giọt, cho phép hạn chế<br /> đến mức thấp nhất hiện tượng nhiễm mặn của đất so với các kỹ thuật<br /> tưới thông thường.<br /> <br /> 4. Các quy trình quan trắc, lấy mẫu, phân tích đất, nước, cây trồng, khí<br /> hậu đều dựa trên các quy định, quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành. Giống<br /> ngô, đậu tương và các quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc cây giữa các<br /> công thức được áp dụng như nhau.<br /> <br /> CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN<br /> <br /> 3.1 Mưa trong các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và đậu tương<br /> <br /> Lượng mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô, cây đậu tương năm<br /> 2012 là 301,8mm và 274.9mm, có 9 trận mưa ≥ 10mm dẫn đến không phải<br /> tưới. Tổng lượng mưa trong giai đoạn sinh trưởng chiếm 19,1% lượng<br /> mưa của năm 2012 là 1580,2mm. Tổng lượng mưa trong năm 2013 là<br /> 2126,6mm, trong đó mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và cây<br /> đậu tương là 766,5mm chiếm 37,92% lượng mưa năm. Trong thời giai<br /> 13<br /> đoạn sinh trưởng (cả vụ xuân và vụ đông) có 13 trận mưa hiệu quả ≥<br /> 10mm.<br /> <br /> Các trận mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và cây đậu tương<br /> không những làm giảm lượng nước tưới (nước nhiễm mặn) mà còn giảm<br /> nồng độ muối tích tụ trong đất do các lần tưới trước để lại. Lượng mưa<br /> lớn trong năm tập trung vào giai đoạn giữa hai vụ gieo trồng có ý nghĩa<br /> đặc biệt với việc rửa mặn, đây là yếu tố thuận lợi cho việc sử dụng nước<br /> nhiễm mặn để tưới.<br /> <br /> 3.2 Lượng nước tưới của ngô và đậu tương<br /> <br /> 3.2.1 Lượng nước tưới của cây ngô<br /> <br /> Tất cả các công thức tưới thí nghiệm đều đảm bảo duy trì độ ẩm đất trong<br /> khoảng độ ẩm tối đa đồng ruộng, việc khống chế khoảng độ ẩm đất trong<br /> giới hạn đồng ruộng nhờ sử dụng thiết bị đo độ ẩm đất ký hiệu 2080<br /> Tensiometer đặc ở độ sâu 0,25m ngay bên dưới các vòi nhỏ giọt. Các công<br /> thức thí nghiệm CT1, CT2 và CT3 CT3 không phát hiện được độ ẩm khác<br /> nhau tại độ sâu quan trắc giữa các công thức tưới. Chế độ tưới thí nghiệm<br /> là không khác nhau giữa các công thức tưới và được trình bày ở bảng 3.1.<br /> <br /> Theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8641:2011 thì tổng mức tưới cả vụ đối<br /> với cây ngô (phương pháp tưới rảnh) từ 2000 m3/ha đến 2500 m3/ha và số<br /> lần tưới từ 8 đến 10 lần. Như vậy, lượng nước tưới thí nghiệm cho cây ngô<br /> bằng phương pháp tưới nhỏ giọt với nước nhiễm mặn của vụ Xuân giảm<br /> 40-66% và vụ Đông giảm 62-65% so với kỹ thuật tưới rãnh.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 14<br />  Bảng 3.1: Lượng nước tưới từng vụ trong hai năm thí nghiệm ngô<br /> Công thức Độ mặn của Nước tưới Số lần Nước tưới Số lần<br /> thí nghiệm nước tưới (m3/ha) tưới (m3/ha) tưới<br /> (‰) Vụ Xuân 2012 Vụ Đông 2012<br /> CT1, CT2,<br /> 1, 2, 3 1.200 14 872,3 9<br /> CT3<br /> Vụ Xuân 2013 Vụ Đông 2013<br /> CT1, CT2,<br /> 1, 2, 3 1.436 13 755 5<br /> CT3<br /> <br /> 3.2.2 Lượng nước tưới của cây đậu tương<br /> <br /> Kỹ thuật tưới thí nghiệm cho cây đậu tương cũng tương tự như cây ngô.<br /> Chế độ tưới của 4 vụ được trình bày ở bảng 3.2.<br /> <br /> Bảng 3.2: Lượng nước tưới từng vụ trong hai năm thí nghiệm đậu tương<br /> <br /> Công thức Độ mặn Nước Số lần Nước Số lần<br /> thí nghiệm của nước tưới tưới tưới tưới<br /> tưới (‰) (m3/ha) (m3/ha)<br /> Vụ Xuân 2012 Vụ Đông 2012<br /> CT1, CT2, CT3 1, 2, 3 1.087 11 706,4 7<br /> Vụ Xuân 2013 Vụ Đông 2013<br /> CT1, CT2, CT3 1, 2, 3 1.142 10 685 5<br /> <br /> Cũng theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8641:2011 thì tổng mức tưới cả<br /> vụ đối với cây ngô (phương pháp tưới rảnh) khoảng 2000 m3/ha, chu kỳ<br /> tưới từ 15 ngày. Như vậy, lượng nước tưới thí nghiệm cho cây đậu<br /> tương giảm từ 50-65% so với kỹ thuật tưới rãnh.<br /> <br /> <br /> <br /> 15<br /> 3.3 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến nảy mầm của cây ngô<br /> và đậu tương<br /> <br /> Qua bốn vụ thí nghiệm trong hai năm 2012 và 2013, không thấy ảnh<br /> hưởng của việc tưới nước nhiễm mặn với nồng độ 2‰ và 3‰ đến sự<br /> nảy mầm của ngô và đậu tương. Sau khi gieo, các công thức thí nghiệm<br /> đều được tưới ngay, duy có vụ đông năm 2013 sau gieo thì có mưa.<br /> Quan sát thấy ngô và đậu tương đều nảy mầm đạt tỉ lệ 100% ở các ngày<br /> thứ 6 và 7 sau khi gieo.<br /> <br /> Hiện tượng trên có thể do các công thức tưới thí nghiệm luôn duy trì độ<br /> ẩm đất cao, sự thay đổi độ ẩm đất luôn dao động quanh giá trị nước dễ<br /> hút với cây trồng vì thế độ ẩm đất của các công thức đều thuận lợi cho<br /> quá trình nảy mầm của cây ngô và đậu tương.<br /> <br /> 3.4 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến cây ngô và đậu tương<br /> <br /> Kết quả thí nghiệm tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ<br /> giọt cho ngô và đậu tương trên đất phù sa ven biển với nồng độ 2‰ và<br /> 3‰ nhìn chung có sự suy giảm các chỉ tiêu sinh trưởng về chiều cao<br /> cây (Hình 3.1, 3.4) và năng suất (Hình 3.2 và Hình 3.4). Nồng độ mặn<br /> của nước tưới càng cao thì mức độ suy giảm các chỉ tiêu càng lớn.<br /> Nguyên nhân của hiện tượng này được giải thích như sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 16<br />  220<br /> <br /> <br /> <br /> 200<br /> <br /> <br /> <br /> 180<br /> Chiều cao cây Ngô (cm)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Vụ xuân 2012 y = -14,94x + 224,2 R² = 0,995<br /> 160<br /> <br /> <br /> Vụ xuân 2013 y = -12,33x + 226,0 R² = 0,957<br /> 140<br /> <br /> Vụ đông 2012 y = -15,33x + 211,7 R² = 0,999<br /> <br /> 120<br /> y = -7,388x + 190,4 R² = 0,995<br /> Vụ đông 2013<br /> <br /> 100<br /> 1.4 2.8 4.3<br /> Độ dẫn điện của nước tưới ECiw (dS/m)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3.1 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và chiều cao ngô trong<br /> hai năm 2012 và 2013<br /> <br /> - Muối từ nước nhiễm mặn tích lũy trong đất ức chế quá trình đồng hóa<br /> vật chất của cây. Khi quá trình này bị ức chế nó ảnh hưởng kìm hãm đến<br /> sự phát triển của rễ, thân và lá cây, và qua đó lại ảnh hưởng đến sự bốc<br /> thoát hơi nước của cây và ảnh hưởng ngược lại đến quá trình đồng hóa<br /> vật chất trong cây. Nguyên nhân sâu xa của hiện tượng giảm khả năng<br /> hấp phụ nước của cây là do cây hấp thụ nhiều Na + dẫn đến giảm giá trị<br /> thẩm thấu (Gerhard D. 1964).<br /> <br /> - Khi tưới nước nhiễm mặn, tức là cung cấp Cation Na + vào đất. Khi Na+<br /> xuất hiện nhiều trong dung dịch đất thì nó sẽ hạn chế hấp thụ Cation K+<br /> của rễ cây. Nói các khác, Na+ sẽ cạnh tranh với K+ trong quá trình hấp<br /> thụ dễ làm thiếu hụt lượng K trong đất.<br /> Mức độ suy giảm các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất ngô và đậu tương<br /> giữa các vụ và giữa các năm có khác nhau. Điều đó có thể lý giải do sự<br /> khác biệt về điều kiện thời tiết gây nên.<br /> 17<br />  100<br /> <br /> 98<br /> <br /> 96<br /> <br /> <br /> Năng suất tương đối (%)<br /> 94<br /> <br /> 92 Vụ xuân 2012<br /> y = -5,215x + 105,4 R² = 0,996<br /> 90<br /> Vụ xuân 2013<br /> 88 y = -4,496x + 104,6 R² = 0,997<br /> Vụ đông 2012<br /> 86 y = -5,619x + 105,5 R² = 0,998<br /> <br /> 84 Vụ đông 2013<br /> y = -3,950x + 104,0 R² = 0,998<br /> 82<br /> <br /> 80<br /> 001 003 004<br /> <br /> ECiw (dS/m)<br /> <br /> <br /> Hình 3.2 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và năng suất ngô trong<br /> hai năm 2012 và 2013<br /> <br /> 100<br /> <br /> 98<br /> <br /> 96<br /> Chiều cao cây tương đối (%)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 94<br /> <br /> 92 y = -4,394x + 104,5 R² = 0,98<br /> V. xuân 2012<br /> 90<br /> V.xuân 2013 y = -4,723x + 104,5 R² = 0,97<br /> 88<br /> V. đông 2012 y = -3,572x + 103,5 R² = 0,99<br /> 86<br /> <br /> 84 V.đông 2013 y = -2,779x + 102,7 R² = 0,98<br /> <br /> 82<br /> <br /> 80<br /> 1.4 2.8 4.3<br /> <br /> Độ dẫn điện của nước tưới - ECiw (dS/m)<br /> <br /> <br /> Hình 3.3 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và chiều cao đậu<br /> tương trong hai năm 2012 và 2013<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 18<br />  100<br /> <br /> 98<br /> <br /> Năng suất tương đối (%) 96<br /> Vụ Xuân 2012<br /> 94<br /> y = -2,819x + 102,8 R² = 0,98<br /> 92 Vụ Xuân 2013<br /> <br /> 90 y = -3,906x + 103,9 R² = 0,99<br /> Vụ đông 2012<br /> 88<br /> y = -3,264x + 103,1 R² = 0,97<br /> 86 Vụ đông 2013<br /> <br /> 84 y = -3,703x + 103,7 R² = 0,98<br /> <br /> <br /> 82<br /> <br /> 80<br /> 1.400 2.800 4.300<br /> <br /> ECiw (dS/m)<br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3.4 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và năng suất đậu<br /> tương trong hai năm 2012 và 2013<br /> <br /> Bảng tổng hợp sự khác biệt qua kiểm định, thống kê giữa công thức đối<br /> chứng với CT2 và CT3 về các chỉ tiêu của ngô và đậu tương qua các vụ<br /> cho thấy:<br /> <br /> - Về chiều cao cây: Ở tất cả các vụ trong cả 2 năm (2012 và 2013), có sự<br /> khác biệt về chiều cao cây ngô và cây đậu tương ở công thức CT2 và CT3<br /> so với đối chứng.<br /> <br /> - Về năng suất hạt khô: Ở tất cả các vụ trong 2 năm thí nghiệm, không có sự<br /> khác biệt chỉ tiêu này của ngô và đậu tương ở CT2 so với đối chứng. Trong<br /> khi đó ở CT3 có sự khác biệt về chỉ tiêu này so với đối chứng, ngoại trừ ở<br /> vụ xuân 2012.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 19<br /> Bảng 3.3: Tổng hợp sự khác biệt qua kiểm định thống kê giữa công thức<br /> đối chứng (CT1) với CT2 và CT3 về các chỉ tiêu của ngô và đậu tương<br /> qua các vụ thí nghiệm<br /> <br /> Chiều cao<br /> Chỉ tiêu NS hạt khô NS chất khô<br /> cây<br /> <br /> Công thức CT2 CT3 CT2 CT3 CT2 CT3<br /> <br /> 2012 x x x x<br /> Ngô Vụ Xuân<br /> 2013 x x x x<br /> <br /> 2012 x x x x<br /> Ngô Vụ Đông<br /> 2013 x x x<br /> <br /> Đậu tương 2012 x x x<br /> <br /> Vụ Xuân 2013 x x x x<br /> <br /> Đậu tương 2012 x x x<br /> <br /> Vụ Đông 2013 x x x x<br /> <br /> <br /> Ghi chú: x: có khác biệt với CT1 qua kiểm định thống kê<br /> - Về năng suất chất khô: tương tự như năng suất hạt khô, ở tất cả các vụ<br /> trong 2 năm thí nghiệm. không có sự khác biệt chỉ tiêu này của ngô và<br /> đậu tương ở CT2 so với đối chứng. Trong khi đó ở CT3 có sự khác biệt<br /> về chỉ tiêu này so với đối chứng, ngoại trừ ở vụ đông 2013 đới với cây<br /> ngô và vụ đông 2012 đới với cây đậu tương.<br /> Từ các kết quả tổng hợp trên có thể khẳng định:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 20<br /> (i) Tưới nước nhiễm mặn 2‰ (CT2) tuy có ảnh hưởng xấu đến sự phát<br /> triển chiều cao cây nhưng không ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất hạt khô<br /> và chất khô của cây ngô và đậu tương.<br /> (ii) Tưới nước nhiễm mặn 3‰ (CT3) kìm hãm sự phát triển chiều cao<br /> và làm suy giảm năng suất ngô và đậu tương.<br /> Đối với cây ngô:<br /> Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 9,71%; Vụ đông giảm 9,57%.<br /> Năng suất chất khô: Vụ xuân giảm 9,79%; Vụ đông giảm 9,39%.<br /> Đối với cây đậu tương:<br /> Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 6,73%; Vụ đông giảm 6,97%.<br /> Năng suất chất khô: Vụ xuân giẩm 6,29%; Vụ đông giảm 5,68%.<br /> (iii) Hiện tượng tưới nước nhiễm mặn 2‰ không có ảnh hưởng rõ rệt đến<br /> năng suất ngô và đậu tương có thể giải thích do 2 nguyên nhân sau đây:<br /> - Do tính ưu việt của phương pháp tưới nhỏ giọt, hạn chế lượng nước<br /> tưới dư thừa không cần thiết và qua đó giảm thiểu sự độc hại của Na +.<br /> - Do tác động của nước mưa ở vùng nhiệt đới ẩm như Việt Nam có<br /> lượng mưa lớn dẫn đến sự rửa trôi ion Na+ của đất mạnh, không có sự<br /> tích luỹ muối qua các vụ.<br /> <br /> 3.5 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất<br /> <br /> Qua ba đợt lấy mẫu đất phân tích đất (sau vụ thứ 1, 2 và 4) ở điều kiện<br /> trồng ngô có tưới nước nhiễm mặn 2‰ và 3‰ có thể đi đến những đánh<br /> giá chung sau đây:<br /> - Tưới nước nhiễm mặn 2‰ và 3‰ không ảnh hưởng rõ rệt đến các tính<br /> chất lý học đất.<br /> - Tưới nước nhiễm mặn không làm thay đổi rõ rệt đến các tính chất hóa<br /> học cơ bản của đất, ngoại trừ một số chỉ tiêu có liên quan trực tiếp đến<br /> 21<br /> tác động của NaCl, đáng chú ý là lượng Na + trao đổi, chỉ số SAR, độ<br /> dẫn điện, tổng số muối tan và hàm lượng Cl-. Khi độ mặn của nước tưới<br /> tăng thì các chỉ số này có xu thế gia tăng. Tuy nhiên, bằng phương pháp<br /> kiểm định thống kê từ số liệu của ba đợt phân tích đất đã cho những kết<br /> quả như sau.<br /> Tưới nước nhiễm mặn không ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng Na+ trao đổi<br /> của đất. Nguyên nhân của hiện tượng trên có thể giải thích là: Na+ trong<br /> nước nhiễm mặn đã bị rửa trôi do nước mưa. Như đã đề cập ở phần tổng<br /> quan, cation Na+ có mức độ hydrat hóa mạnh làm tăng kích thước ion<br /> Na+ do đó làm giảm lực hấp phụ với phức hệ hấp phụ mang điện tích âm<br /> của đất. Chính vì vậy ion Na+ khó cạnh tranh hấp phụ với các cation<br /> khác và phần lớn tồn tại trong dung dịch đất và dễ dàng rửa trôi bởi<br /> nước mưa, đặc biệt là ở vùng khí hậu nhiệt đới ẩm. Ngay cả khi ion Na +<br /> được hấp phụ vào phức hệ hấp phụ của đất, thì ion này cũng dễ dàng bị<br /> trao đổi ra dung dịch ngoài của đất vì kích thước kềnh càng của Na+ khi<br /> bị hydrat hóa.<br /> - Tưới nước nhiễm mặn không làm khác biệt về chỉ số SAR với p