Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Biện pháp quản lý nước kết hợp bón đạm, xử lý rơm rạ để nâng cao sinh trưởng lúa và giảm bốc thoát khí ammoniac, phát thải khí mêtan và ôxit nitơ

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

49
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án là xác định ảnh hưởng của kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên (AWD) trên lượng bốc thoát khí NH3, phát thải khí CH4 và N2O. Xác định ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urê trên hiệu quả sử dụng N và khả năng phát thải khí nhà kính.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Biện pháp quản lý nước kết hợp bón đạm, xử lý rơm rạ để nâng cao sinh trưởng lúa và giảm bốc thoát khí ammoniac, phát thải khí mêtan và ôxit nitơ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng Mã ngành: 62 62 01 10 TRẦN THỊ HỒNG HUYẾN BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NƢỚC, KẾT HỢP BÓN ĐẠM, XỬ LÝ RƠM RẠ ĐỂ NÂNG CAO SINH TRƢỞNG LÚA, GIẢM BỐC THOÁT KHÍ AMONIAC, PHÁT THẢI KHÍ MÊTAN VÀ ÔXIT NITƠ Cần Thơ, 2018
CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: GS.TS. Ngô Ngọc Hưng Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: Vào lúc ...... giờ ......, ngày ....... tháng ........... năm .................... Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ. Thư viện Quốc gia Việt Nam.
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Các bài báo đăng trên tạp chí: 1. Trần Thị Hồng Huyến, Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Thành Hối và Ngô Ngọc Hưng, 2014. Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urê lên sự bốc thoát NH3, hấp thu N và năng suất lúa trồng trên thẩm kế. Tạp chí của Hội khoa học đất Việt Nam, số N0 43: 31-36 2. Trần Thị Hồng Huyến, Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng và Nguyễn Kim Quyên, 2016. Sự phát thải NH3, N2O và năng suất lúa trên đất phù sa trong canh tác lúa nước thực hiện biện pháp tưới tiêu xen kẻ. Tạp chí nông nghiệp & phát triển nông thôn, Chuyên đề khoa học công nghệ, tập 2: 79-86
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa của cả nước, với đóng góp khoảng 50% sản lượng và 90% lượng gạo xuất khẩu hàng năm (Niên giám thống kê, 2013). Để có được sản lượng đó, nông dân đã đẩy nhanh sản xuất lúa gạo với việc thâm canh từ 2 đến 3 vụ trong năm, thậm chí có nơi sản xuất đến 7 vụ trong 2 năm (Phạm Thị Phấn và ctv., 2001), thời gian nghỉ của đất giữa 2 vụ lúa quá ngắn đã đưa đến điều kiện đất lúa ở tình trạng khử kéo dài và do đó sản sinh khí mêtan (CH4) và ôxit nitơ (N2O)(Mitsch et al., 2000), đây là 2 chất khí nhà kính quan trọng ảnh hưởng đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Nhiều nghiên cứu cho thấy, việc quản lý nước trong ruộng lúa đã góp phần ảnh hưởng đến lượng phát thải khí CH4 và N2O. Khi ruộng bị ngập, đất bị yếm khí (khử ôxy) tạo ra CH4 trong khi khí N2O có thể được tạo ra bởi các vi khuẩn trong đất trong điều kiện háo khí (ôxy hóa) và cả yếm khí, tùy thuộc vào lượng phân N cung cấp (chủ yếu qua phân bón). Thông thường, ở ruộng lúa bị ngập thường xuyên có phát thải khí N2O thấp nhưng CH4 cao. Để hài hòa hai nguồn phát thải này cần có chế độ quản lý nước phù hợp (Lagomarsino et al., 2016). Trong canh tác, mặc dù chất N là nhân tố chi phối hàng đầu đến năng suất lúa, nhưng đặc tính của các hệ thống canh tác lúa là có hiệu quả sử dụng phân N thấp, điều này phần lớn là do sự mất N nhanh chóng từ sự bốc thoát amoniac (NH3) và sự khử nitrat (NO3-), ước tính có khoảng 10% đến 65% N bón vào đất lúa bị mất (Vlek and Byrne, 1986; De Detta and Burêsh, 1989). Việc bốc thoát khí NH3 từ sử dụng phân N cũng dẫn đến sự lắng tụ N và từ đó hình thành và phát thải N2O (Wulf and Clemens, 2002). Ngoài ra, việc giữ lại rơm rạ trong ruộng lúa để tái sử dụng chất dinh dưỡng cũng là một hoạt động canh tác khá phổ biến. Tuy nhiên, nó cung cấp một nguồn chất hữu cơ dồi dào làm tăng phát thải CH4, góp phần tác động môi trường qua hiệu ứng nhà kính (WeiWang et al., 2016). Khí CH4 và N2O là hai loại khí quan trọng gây hiệu ứng nhà kính trong biến đổi khí hậu, được phát thải từ đất nông nghiệp chiếm theo thứ tự khoảng 50% và 60% nguồn phát thải gây hiệu ứng nhà kính (WeiWang et al., 2016). Khí NH3 là loại khí kiềm có nhiều trong khí quyển, là một thành phần chính trong phản ứng nitơ. Nguồn bốc thoát NH3 lớn nhất là từ nông nghiệp, bao gồm chăn nuôi và sử dụng phân N (Behera et al., 2013). Nhìn chung, việc sử dụng phân N, chất hữu cơ không hiệu quả đã góp phần làm gia tăng phát thải các loại khí nhà kính, hiệu quả canh tác lúa không cao. Để hạn chế phát thải CH4 từ nguồn hữu cơ cung cấp cho ruộng lúa, phát thải N2O và bốc thoát NH3 từ bón phân N trong canh tác lúa, cần nghiên cứu các biện pháp cải thiện kỹ thuật canh tác phù hợp trong việc quản lý nước kết hợp bón phân N và xử lý rơm rạ để góp phần cải thiện năng suất lúa và bảo vệ môi trường, do vậy, đề tài “Biện pháp quản lý nước kết hợp bón đạm, xử lý rơm rạ để nâng cao sinh trưởng lúa và giảm bốc thoát khí ammoniac, phát thải khí mêtan và ôxit nitơ” đã được thực hiện. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng của kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên (AWD) trên lượng bốc thoát khí NH3, phát thải khí CH4 và N2O. - Xác định ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urê trên hiệu quả sử dụng N và khả năng phát thải khí nhà kính. 1
- Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng phân hữu cơ có xử lý chế phẩm nấm Trichoderma đến khả năng giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện sinh trưởng lúa. 1.3 Những đóng góp mới của luận án 1.3.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu cung cấp những dữ liệu khoa học về ảnh hưởng của kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên, biện pháp bón thấm urê và sử dụng phân hữu cơ có xử lý chế phẩm nấm Trichoderma trên lượng phát thải khí nhà kính và sinh trưởng của lúa, qua đó đóng góp dữ liệu khoa học để bổ sung và hoàn thiện qui trình kỹ thuật canh tác lúa nhằm tăng hiệu quả sử dụng N, giảm phát thải khí nhà kính và cải thiện năng suất lúa tại ĐBSCL. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo và làm tài liệu trong giảng dạy. 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kỹ thuật tưới ngập khô luân phiên làm giảm lượng phát thải CH4 và N2O. Ngoài ra, biện pháp này giúp giảm lượng nước tưới khoảng 1.000 m3/vụ nhưng vẫn không ảnh hưởng đến năng suất lúa và hiệu quả sử dụng nước gia tăng 50,8% so với biện pháp tưới ngập liên tục. Biện pháp bón thấm urê và tái ngập nước sau một ngày làm giảm lượng bốc thoát NH3 so với tưới ngập liên tục. Bón thấm urê làm gia tăng có ý nghĩa thống kê về số chồi/m2 và số bông/m2 so với tưới ngập liên tục. Lượng N hấp thu của lúa trong biện pháp bón thấm urê (105 kgN/ha) cũng cao hơn so với tưới ngập liên tục (95 kgN/ha). Do vậy, trên vùng đất Bình Minh - Vĩnh Long, lượng N hiệu quả nhất bón cho lúa trong vụ Đông Xuân được đề nghị là là 80 kgN/ha. Bón rơm có xử lý nấm Trichoderma kết hợp với phân N làm giảm sự phát thải khí CH4 và N2O trong khi vùi rơm tươi đưa đến tăng phát thải khí CH4. Biện pháp bón rơm có xử lý nấm Trichoderma và biện pháp vùi rơm tươi không gây ra sự khác biệt về thành phần năng suất và năng suất lúa. Các kết quả nghiên cứu về tác động của một số biện pháp kỹ thuật đến khả năng giảm phát thải khí nhà kính và sinh trưởng của lúa là những kết quả có giá trị thực tiễn cao đóng góp vào việc hoàn thiện qui trình kỹ thuật canh tác lúa để tăng hiệu quả sử dụng N, giảm phát thải khí nhà kính và nâng cao năng suất lúa tại Bình Minh–Vĩnh Long nói riêng và vùng ĐBSCL nói chung. 1.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là các biện pháp canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng, năng suất lúa và sự phát thải khí nhà kính trên đất phù sa trồng lúa. Các thí nghiệm cơ bản về biện pháp quản lý nước, biện pháp bón thấm urê và quản lý rơm rạ được thực hiện tại nhà lưới Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng - Trường ĐHCT trong vụ Hè Thu 2012. Từ việc kế thừa các kết quả nghiên cứu trong nhà lưới, các thí nghiệm ngoài đồng được thực hiện tại Bình Minh - Vĩnh Long trong vụ Đông Xuân 2012 – 2013 và Đông Xuân 2013 – 2014. 2
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Các vấn đề quan tâm trong sản xuất lúa Với dân số trên 90 triệu người, phần lớn dân cư Việt Nam sống trong vùng nông thôn và hoạt động nông nghiệp, trong đó canh tác lúa là chủ yếu. Do vậy, ĐBSCL có sản lượng lúa gạo lớn để đáp ứng nhu cầu lương thực trong nước và xuất khẩu (Tổng cục thống kê, 2013). Để đạt năng suất cao và sản lượng đủ lớn, nông dân thường xuyên sử dụng nhiều phân N trong canh tác. Ngoài ra, do tác động phức tạp của biến đổi khí hậu nên các biện pháp kỹ thuật sản xuất lúa để thích ứng với tình hình này đang được chú ý và tiếp tục nghiên cứu ở ĐBSCL, trong đó: Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước bằng phương pháp khô ngập luân phiên (AWD) để làm giảm khí CH4 đang được quan tâm. Ruộng lúa tưới bằng kỹ thuật AWD cho năng suất giống như ruộng tưới nước ngập liên tục theo truyền thống, nhưng tiết kiệm chi phí nước từ 16-24% và chi phí sản xuất 20-25%. Tưới AWD giúp giảm sự rò rỉ, trực di phân N và chỉ ảnh hưởng nhỏ đến sự bốc hơi trên mặt ruộng. Bên cạnh đó, tưới AWD giúp cải thiện hệ thống rễ, giảm đỗ ngã, giúp đất thông thoáng, kiểm soát tốt hơn các đối tượng dịch hại. Sự bốc thoát NH3 từ phân N được xem là mối đe dọa đến môi trường trên thế giới. Nó cũng là một trong những con đường gây mất N chính trên đất lúa. Sau khi bón N vào trong đất, N bị thủy phân tạo thành NH4+ và nước ruộng tích lũy NH4+. Sự chuyển hoá NH4+ sang NH3 phụ thuộc rất lớn vào pH của nước ruộng. Do đó, sự hình thành khí NH3 và bốc thoát NH3 gia tăng đáng kể cùng với sự gia tăng pH. N-NO3- trong đất là nguồn không thể thiếu cho tiến trình khử nitrate và sự khử nitrate là nguồn quan trọng làm bốc thoát khí nitơ (N2) và N2O. Một số nghiên cứu cho thấy, N mất ở dạng N2O, NO (nitơ monoxit), N2 gia tăng sau khi đất khô bị ngập trở lại (Scholes et al., 1997). Bên cạnh đó, trong canh tác lúa rơm rạ nếu để tự nhiên sẽ cần thời gian phân hủy rất lâu và khi cày vùi trực tiếp vào đất sẽ gây ngộ độc hữu cơ cho cây lúa. Để hạn chế sự bất lợi này, rơm rạ trước khi hoàn trả lại cho vụ mùa tiếp theo thì cần ủ kết hợp với nấm Trichoderma vì đây là nguồn vi sinh vật có khả năng phân hủy rơm rạ nhanh và có thể hạn chế được sự phát triển nấm gây bệnh Đốm vằn (Rhizoctonia solani) lưu tồn trong rơm rạ. 2.2 Các kết quả nghiên cứu về quản lý nƣớc, bón N và xử lý rơm rạ Theo Kyuma (2004), việc bón thấm urê đã góp phần chất cải thiện thành phần năng suất lúa do khi đất được rút nước đến nứt chân chim, tạo nên tình trạng thông thoáng trong đất. Ngược lại, trong điều kiện đất ngập nước, chất hữu cơ bị phân hủy yếm khí tạo ra nhiều độc chất như axit hữu cơ, H2S,…làm giảm sinh trưởng và năng suất lúa. Kết quả nghiên cứu của Lưu Hồng Mẫn và ctv., (2006) về việc ứng dụng chế phẩm sinh học để sản xuất phân hữu cơ vi sinh phục vụ cho thâm canh lúa ở ĐBSCL từ năm 2000 – 2005 (10 vụ lúa) cho thấy, khi bón kết hợp phân hữu cơ xử lý bằng nấm Trichoderma kết hợp liên tục với 60% phân hóa học đã làm giảm được 80% lượng phân hóa học sử dụng cho lúa, do đó sử dụng rơm rạ ủ làm phân hữu cơ tại chỗ cho lúa không chỉ giảm lượng phân hóa học, hạn chế ô nhiễm môi trường, dần trả lại độ phì nhiêu cho đất mà vẫn đảm bảo được năng suất lúa thu hoạch. Lý Ngọc Thanh Xuân (2010) nghiên cứu ảnh hưởng của kỹ thuật AWD đến sự thoát hơi N và hiệu quả sử dụng N trên đất lúa ngập nước cho thấy, khi bón phân urê cho lúa trong vụ Đông Xuân thì tổng lượng N bốc thoát ở dạng NH3 trong cả vụ trên đất phù sa và đất phèn ở 3
nghiệm thức ngập nước liên tục (CF) chiếm 19,12% (3,41% lượng phân N bón vào). Ở nghiệm thức AWD, bốc thoát NH3 chiếm 17,11% (2,65% lượng phân N bón vào). Trần Quang Giàu (2011) nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp luân canh và quản lý nước đến một số đặc tính đất và cân bằng NPK trên đất phèn nhẹ trồng lúa cho rằng, biện pháp tưới tiết kiệm tuy không làm gia tăng năng suất so với tưới liên tục nhưng đã làm giảm EC và hàm lượng Fe2+ trong dung dịch đất, đặc biệt giảm được lượng nước tưới, góp phần tiết kiệm được chi phí sản xuất và giải quyết vấn đề thiếu nước đang đặt ra hiện nay. Kết quả nghiên cứu của Maninder Kaur Khosa et al. (2011) cho thấy, ở biện pháp bón phân N theo truyền thống (bón phân N trong điều kiện đất ngập nước liên tục) làm tốc độ phát thải CH4 giảm hơn so với chế độ bón thấm là do điều kiện kỵ khí mạnh không thể phát triển do nước ngập không liên tục. Sau khi Eh giảm khoảng 0 thì lượng S2- và axit axêtic tăng lên, tiếp theo có sự phát thải CH4. Kết quả nghiên cứu của Trần Thị Ngọc Sơn và ctv. (2011) về ảnh hưởng của rơm rạ xử lý bằng chế phẩm nấm Trichoderma đến năng suất lúa và hiệu quả kinh tế trồng lúa ở ĐBSCL cho thấy, chế phẩm nấm Trichoderma có khả năng xử lý rơm rạ nhanh trên đồng ruộng, phù hợp với điều kiện canh tác ở ĐBSCL, làm giảm tỷ lệ C/N trong rơm rạ còn 20,4 đến 21,4 và gia tăng hàm lượng NPK. Xử lý rơm rạ bằng chế phẩm nấm Trichoderma góp phần giảm khoảng 30% NPK phân hóa học và gia tăng năng suất lúa cũng như tăng hiệu quả kinh tế trồng lúa và cải thiện độ phì nhiêu đất. Theo Tô Lan Phương và ctv. (2012) nghiên cứu ảnh hưởng của phân Biogro, phương pháp tưới tiết kiệm nước đến năng suất lúa và phát thải khí nhà kính trên ruộng lúa cho rằng, khi áp dụng kỹ thuật AWD làm cho cây lúa nảy chồi tốt hơn so với biện pháp CF. Kỹ thuật AWD làm giảm lượng khí CH4 sinh ra nhưng lại làm gia tăng phát thải khí N2O ở giai đoạn lúa đẻ nhánh. 4
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung Nghiên cứu được thực hiện qua 6 thí nghiệm như sau: 3.1.1 Thí nghiệm nhà lƣới Ba thí nghiệm nhà lưới 1, 2 và 3 được thực hiện tại nhà lưới Bộ môn Khoa học Cây trồng, Khoa NN và SHƯD, Trường ĐH Cần Thơ, vụ Hè Thu 2012. Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa - Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 nghiệm thức: (1) Tưới ngập liên tục (CF, đối chứng); (2) Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,10 bar (AWD1); (3) tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,15 bar (AWD2). Thí nghiệm có 3 lần lặp lại, gồm 9 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 4 m2 (dài 2 m x rộng 2 m). - Chỉ tiêu theo dõi: Chỉ số lực giữ nước, thế oxy hóa khử (Eh); phát thải CH4 và N2O vào các giai đoạn 10, 20 và 45 ngày sau sạ (NSS), chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất và năng suất thực tế. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê trên khả năng phát thải khí nhà kính - Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 nghiệm thức: (1) Bón urê trong điều kiện ngập liên tục (FA, đối chứng); (2) Bón thấm urê ở ẩm độ đất 65%, sau đó giữ mực nước ruộng 5 cm (PA1); (3) Bón thấm urê ở ẩm độ 65%, giữ mực nước ruộng 0 cm trong 1 ngày sau đó giữ mực nước ruộng 5 cm (PA2). Thí nghiệm có 3 lần lặp lại, gồm 9 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 4 m2 (dài 2 m x rộng 2 m). - Các chỉ tiêu theo dõi: Bốc thoát NH3, phát thải CH4 và N2O vào 3 đợt bón phân 10, 20 và 45 NSS, các thông số pH, nhiệt độ tại thời điểm đo NH3. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của phân hữu cơ lên khí phát thải nhà kính và năng suất lúa - Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 nghiệm thức: Bón vùi 6 tấn rơm tươi/ha (BS, đối chứng); bón 3 tấn rơm/ha ủ nấm Trichoderma (OA1); bón 6 tấn rơm/ha ủ nấm Trichoderma (OA2). Thí nghiệm có 3 lần lặp lại, 9 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 4 m2 (dài 2 m x rộng 2 m). - Chỉ tiêu theo dõi: Phát thải CH4 và N2O vào 3 đợt bón phân 10, 20 và 45 NSS, các chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất và năng suất thực tế. 3.1.2 Thí nghiệm đồng ruộng Ba thí nghiệm đồng ruộng 4, 5, 6 được thực hiện tại xã Đông Thạnh, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long, trong trong vụ Đông Xuân 2013-2014 (thí nghiệm 4) và Đông Xuân 2012- 2013 (thí nghiệm 5 và 6). Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa - Thí nghiệm được bố trí theo thể thức so sánh cặp (Matched Pair Design) hoàn toàn ngẫu nhiên, 2 nghiệm thức: Tưới ngập liên tục (CF, đối chứng); tưới khô ngập luân phiên (AWD). Thí nghiệm có 4 lần lặp lại, gồm 8 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 20 m2 (dài 5 m x rộng 4 m). - Chỉ tiêu theo dõi: Lượng nước tiết kiệm (WIS), hiệu quả sử dụng nước (WP), lượng NH3 bốc thoát và phát thải N2O vào 3 đợt bón phân 10, 20 và 45 NSS, thành phần năng suất và năng suất thực tế. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 5
- Thí nghiệm thừa số hai nhân tố bố trí trong khối hoàn toàn ngẫu nhiên. Nhân tố A gồm 3 mức bón N: (1) 0 kgN/ha, (2) 80 kgN/ha, (3) 120 kgN/ha. Nhân tố B gồm 3 mức độ quản lý nước: (1) Quản lý nước ngập liên tục (CF), (2) Bón phân N khi đất “nứt chân chim”, sau đó cho nước thấm vào ruộng (PA), (3) Bón phân N khi đất “nứt chân chim”, sau 1 ngày cho nước thấm vào ruộng (PA'). Thí nghiệm có 4 lần lặp lại, gồm 36 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 20 m2 (dài 5 m x rộng 4 m). - Chỉ tiêu theo dõi: Thông số pH, nhiệt độ lúc đo bốc thoát NH3, bốc thoát NH3 vào 3 đợt bón phân 10, 20 và 45 NSS, các chỉ tiêu nông học; N trong hạt và rơm rạ, thành phần năng suất và năng suất thực tế. Thí nghiệm 6: Ảnh hƣởng của phân hữu cơ lên khí phát thải nhà kính và năng suất lúa - Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, 3 nghiệm thức: Không vùi rơm (ĐC); bón 6 tấn rơm tươi/ha vào đất (BS); bón 6 tấn rơm/ha ủ với nấm Trichoderma (OA), 4 lần lặp lại, gồm12 lô thí nghiệm với diện tích mỗi lô là 20 m2 (dài 5 m x rộng 4 m). - Chỉ tiêu theo dõi: Phát thải CH4 và N2O vào 3 đợt bón phân 10, 20 và 45 NSS, các chỉ tiêu nông học, thành phần năng suất và năng suất thực tế. 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 3.2.1 Phƣơng pháp thu thập và phân tích mẫu NH3, CH4 và N2O - Lấy mẫu NH3 vào hai thời điểm: Buổi sáng (8 giờ - 10 giờ), buổi chiều (14 giờ - 16 giờ). Thông số pH, nhiệt độ và dòng khí đi qua bộ phận lọc được đo 2 lần vào buổi sáng và 2 lần vào buổi chiều trong thời gian lấy mẫu. Công thức tính lượng NH3 bốc thoát: F↓: Lượng NH3 bốc thoát (mgN/m2/giờ); Mabs: Lượng NH3 bốc thoát từ buồng đo (chamber) (mgN); Camb: Nồng độ NH3 trong không khí xung quanh; Q: Thể tích không khí xuyên qua chamber (m3); A: Diện tích của chamber (m2); t: thời gian thu mẫu (giờ); Cout: Nồng độ NH3 bốc thoát từ chamber (mgN/m3). - Đo mẫu khí CH4 và N2O bằng máy sắc ký khí tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Khoa học đất và Vi sinh, Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long. 3.2.2 Phân tích mẫu đất, cây và các chỉ tiêu phân tích - Lấy mẫu đất vào thời điểm đầu vụ ở độ sâu 0-20 cm và 20–40 cm, để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng, sau đó xác định pH, EC, sa cấu và N tổng số, lân tổng số, lân dễ tiêu, kali trao đổi tại Phòng phân tích Phì nhiêu Đất, Bộ môn Khoa học đất, ĐHCT. - Các chỉ tiêu nông học được ghi nhận ở các thời điểm 10, 20, 45, 65 và 90 NSS theo phương pháp của IRRI (2002). - Năng suất thực tế được lấy vào giai đoạn thu hoạch: Gặt 5,0 m2 đối với thí nghiệm đồng ruộng hoặc 1,0 m2 đối với thí nghiệm nhà lưới, cân sinh khối hạt và rơm rạ sau đó ra hạt, giê sạch và cân khối lượng, sau đó quy ra tấn/ha (ẩm độ 14%). - Mẫu thân và hạt được lấy ở giai đoạn cuối vụ. Thu hoạch toàn bộ cây trong lô 1 m2 để tính các thành phần năng suất và phân tích N trong thân và hạt. - Các thành phần năng suất và năng suất thực tế: Số bông/m2: Đếm tổng số bông trong mỗi khung (1 m2). Số hạt/bông: Tổng số hạt thu được/Tổng số bông thu được/1 m2 Tỷ lệ hạt chắc = (Tổng số hạt chắc/Tổng số hạt) x 100%. Khối lượng 1.000 hạt: Cân khối lượng 1.000 hạt của mỗi nghiệm thức (ẩm độ 14%) - Phân tích N trong hạt và rơm rạ bằng phương pháp Kjeldahl. 6
3.3 Xử lý số liệu Số liệu thí nghiệm được xử lý và tính toán bằng phần mềm Excel của Microsoft Office và phân tích thống kê bằng phần mềm SPSS phiên bản 16.0. 7
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thí nghiệm nhà lƣới 4.1.1 Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 4.1.1.1 Phát thải khí CH4 Ở giai đoạn 10 và 20 và 45 NSS, nghiệm thức CF có khuynh hướng phát thải khí CH4 cao hơn nghiệm thức AWD1 và AWD2 nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Đến giai đoạn 65 NSS thì lượng phát thải khí CH4 có khuynh hướng giảm ở tất cả các nghiệm thức (Hình 4.1). Hình 4.1: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên đến diễn biến lƣợng phát thải khí CH4 (mgCH4/m2/giờ). Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: CF: Tưới ngập liên tục; AWD1: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,10 bar; AWD2: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,15 bar Nhìn chung, ở các thời điểm sinh trưởng các biện pháp quản lý nước không ảnh hưởng đến lượng phát thải khí CH4. Tuy nhiên, phát thải CH4 có khuynh hướng tăng ở đầu vụ và giảm xuống ở cuối vụ trồng lúa. 4.1.1.2 Phát thải khí N2O Qua các giai đoạn lấy mẫu, lượng phát thải khí N2O giữa các biện pháp quản lý nước khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Tuy nhiên, nghiệm thức AWD1 và AWD2 có khuynh hướng phát thải khí N2O cao so với nghiệm thức CF ở giai đoạn 20 NSS (Hình 4.2). Trong giai đoạn này lực giữ nước trên ruộng ở AWD1 và AWD2 tăng lên và làm cho đất được thoáng khí dẫn đến tốc độ nitrate hóa cao so với nghiệm thức CF vì tiến trình nitrate hóa cần sự hiện diện của oxy để biến đổi NH4+-N thành NO3--N. Điều này cũng đồng nghĩa với việc N2O phát thải ở nghiệm thức AWD1 và AWD2 có khuynh hướng cao hơn. Ngược lại, dưới điều kiện ngập liên tục như ở CF, khí thải N2O rất ít do hàm lượng nitrate hiện diện ít. 8
Hình 4.2: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên đến diễn biến lƣợng phát thải khí N2O (mgN2O /m2/giờ). Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: CF: Tưới ngập liên tục; AWD1: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,10 bar; AWD2: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,15 bar Như vậy, qua các giai đoạn lấy mẫu ở mỗi thời điểm sinh trưởng lúa, các biện pháp quản lý nước không làm ảnh hưởng đến phát thải khí N2O. Tuy nhiên, sự phát thải khí N2O có khuynh hướng giảm từ đầu vụ đến cuối vụ. 4.1.1.3 Thành phần năng suất và năng suất thực tế * Thành phần năng suất: Kết quả thí nghiệm cho thấy số bông/m2, số hạt/bông, tỷ lệ hạt chắc và khối lượng 1.000 hạt giữa các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Như vậy, các biện pháp quản lý nước không làm ảnh hưởng đến thành phần năng suất lúa. Bảng 4.1: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên đến thành phần năng suất lúa. Vụ Hè Thu 2012 Khối lượng Nghiệm thức Số bông/m2 Số hạt/bông Tỷ lệ hạt chắc (%) 1.000 hạt (g) CF 280 70 70,3 26,4 AWD1 350 81 75,9 27,3 AWD2 328 71 82,4 27,4 F ns ns ns ns CV (%) 14,37 15,82 6,29 4,85 Ghi chú: ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê; CF: Tưới ngập liên tục; AWD1: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,10 bar; AWD2: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,15 bar * Năng suất thực tế: Năng suất thực tế ở 2 nghiệm thức tưới khô ngập luân phiên AWD1 và AWD2 có khuynh hướng cao hơn nghiệm thức ngập liên tục CF (dao động trong khoảng 3,93-4,93 tấn/ha) nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê. 9
Năng suất 4,93 5 CV = 34,27% 4,27 3,93 4 3 2 1 0 CF AWD1 AWD2 Hình 4.3: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên đến năng suất lúa thực tế. Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: CF: Tưới ngập liên tục; AWD1: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,10 bar; AWD2: Tưới khô ngập luân phiên khi lực giữ nước đạt 0,15 bar Tóm lại, các biện pháp quản lý nước không ảnh hưởng đến lượng phát thải khí CH4 và N2O. Phát thải CH4 có khuynh hướng tăng ở đầu vụ và giảm xuống ở cuối vụ trồng lúa trong khi phát thải khí N2O có khuynh hướng giảm từ đầu vụ đến cuối vụ. Các biện pháp quản lý nước và lượng phát thải CH4 và N2O không ảnh hưởng đến thành phần năng suất cũng như năng suất lúa thực tế. 4.1.2 Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 4.1.2.1 Bốc thoát khí NH3 * Diễn biến pH trong các thời kỳ bón urê: Nghiệm thức ngập liên tục (FA) có pH nước mặt cao hơn 2 nghiệm thức bón thấm – tưới ngay (PA1) và bón thấm – tưới sau một ngày (PA2), pH đạt cao nhất ở đợt bón phân thứ 2 (20 NSS) (Hình 4.4). Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Hình 4.4: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê đến diễn biến lƣợng pH nƣớc mặt. Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú:FA: ngập liên tục; PA1:bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau một ngày 10
* Diễn biến lượng NH3 bốc thoát từ bón phân N: Ở ba đợt bón phân N, tổng lượng NH3 bốc thoát ở nghiệm thức FA cao hơn so với nghiệm thức PA1 và PA2. Ở đợt bón phân N thứ nhất, nghiệm thức FA, PA1, PA2 có lượng bốc thoát NH3 lần lượt là 34,43, 19,93 và 17,24 mgNH3/m2/ngày. Ở đợt bón phân N thứ hai, cả ba nghiệm thức có lượng bốc thoát NH3 lần lượt là 58,66, 45,55 và 28,61 mgNH3/m2/ngày. Cuối cùng, ở đợt bón phân N thứ ba lượng bốc thoát NH3 ở ba nghiệm thức lần lượt là 34,96, 13,17 và 6,72 mgNH3/m2/ngày (Hình 4.5). FA Hình 4.5: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urea đến diễn biến tổng lƣợng NH3 bốc thoát. Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1:bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau một ngày * Đánh giá sự bốc thoát NH3 từ phân bón N: Khi bón phân urê cho lúa ở vụ Hè Thu, lượng N mất đi được ước lượng qua bốc thoát NH3 trong từng đợt bón phân, sau đó ước lượng cho toàn vụ Hè Thu. Kết quả cho thấy, tổng lượng N mất đi qua bốc thoát NH3 trong cả vụ lúa ở nghiệm thức FA là 7,68 kgN/ha (7,68% theo tổng lượng 100 kgN/ha bón cho lúa) so với PA1 là 4,54 kgN/ha (4,54%) và PA2 là 3,15 kgN/ha (3,15%) (Bảng 4.2). Bảng 4.2: Tỷ lệ N bốc thoát qua NH3 qua từng đợt bón phân và cả vụ. Vụ Hè Thu 2012 Lượng urê bón % lượng N mất qua bốc thoát NH3 NSS (kgN/ha) FA PA1 PA2 10 30 6,90 4,0 3,43 20 30 11,73 8,50 5,73 45 40 5,25 1,97 1,00 Cả vụ 100 7,68 4,54 3,15 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau một ngày; NSS: ngày sau sạ Tóm lại, N mất dưới dạng NH3 ở nghiệm thức FA có xu hướng cao hơn nghiệm thức PA1 và PA2. Điều này có thể liên hệ đến ảnh hưởng của pH nước ruộng ở 3 nghiệm thức. Giá trị pH ở nghiệm thức FA cao hơn so với PA1 và PA2, của PA1 cao hơn PA2 (Hình 4.4). Điều này tương đồng với lượng N bốc thoát qua dạng NH3 ở nghiệm thức FA cao hơn so với PA1 và PA2 và N bốc thoát qua NH3 của PA1 cũng có xu hướng cao hơn PA2. 4.1.2.2 Phát thải khí CH4 và N2O Kết quả Hình 4.6 cho thấy, tổng lượng khí thải CH4 ước lượng ở nghiệm thức FA là 196,20 mgCH4/m2/ngày, PA1 là 165,28 mgCH4/m2/ngày và PA2 là 66,25 mgCH4/m2/ngày. Ở nghiệm thức PA1 khí thải CH4 chỉ cao ở giai đoạn đầu sinh trưởng của cây lúa (10 NSS). Ở giai 11
đoạn 20 NSS, nghiệm thức FA có tốc độ phát thải CH4 cao nhất, có thể do tình trạng yếm khí khi ngập liên tục. Trong khi đó, ở nghiệm thức PA1 và PA2 do đã được chủ động rút nước để đất nứt chân chim (độ ẩm khoảng 65%) nên đã tạo điều kiện đất thoáng khí giúp O2 trao đổi trong tế khổng đất nên làm giảm tốc độ thoát khí CH4. Hình 4.6: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm Hình 4.7: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê urê lên tốc độ phát thải CH4 (mgCH4/m2/giờ) lên tốc độ phát thải N2O (mgN2O /m2/giờ) qua các qua các giai đoạn sinh trƣởng. Vụ Hè Thu giai đoạn sinh trƣởng. Vụ Hè Thu 2012 2012 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm-tưới ngay; Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm-tưới PA2: bón thấm-tưới sau 1 ngày ngay; PA2: bón thấm-tưới sau 1 ngày Nhìn chung, cả 3 đợt bón phân urê (10, 20 và 45 NSS), diễn biến N2O phát thải hầu như cao vào ngày đầu sau khi bón và thấp dần vào các ngày sau đó. Nghiệm thức PA2 có N2O phát thải cao so với nghiệm thức FA và PA1 có thể do tiến trình khử nitrat cao. 4.1.3 Ảnh hƣởng của phân hữu cơ lên phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 4.1.3.1 Phát thải khí CH4 và N2O Hình 4.8 cho thấy, tốc độ phát thải khí CH4 ở nghiệm thức vùi rơm tươi (BS) cao hơn các nghiệm thức còn lại qua cả 3 giai đoạn 10, 20 và 45 NSS. Trong giai đoạn 10 NSS nước ruộng đang ngập 5 – 7 cm nên tạo môi trường yếm khí giúp hoạt động của vi khuẩn Metanobacteria xảy ra làm tăng phát thải khí CH4. Các giai đoạn về sau tốc độ phát thải khí CH4 giảm dần là do rơm tươi đã có sự phân hủy theo thời gian. Ở nghiệm thức bón 3 tấn rơm ủ/ha có Trichoderma (OA1) và 6 tấn rơm ủ/ha có Trichoderma (OA2) thì tốc độ phát thải CH4 khác biệt không có ý nghĩa thống kê vì phân rơm đã được phân hủy, hàm lượng chất hữu cơ cao phân tử ít hơn so với rơm tươi nên hoạt động vi sinh vật sản sinh ra khí CH4 ít hơn. Nhìn chung, tổng lượng phát thải CH4 được ước lượng ở nghiệm thức BS là 628,23 mgCH4/m2/ngày, nghiệm thức OA1 là 71,98 mgCH4/m2/ngày và nghiệm thức OA2 là 83,08 mgCH4/m2/ngày. 12
mgN2O/m2/giờ Ngày sau sạ Hình 4.8: Ảnh hƣởng của phân hữu cơ vi Hình 4.9: Ảnh hƣởng của phân hữu cơ vi sinh lên sinh lên tốc độ phát thải CH4 tốc độ phát thải N2O (mgN2O/m2/giờ) qua các giai (mgCH4/m2/giờ) qua các giai đoạn sinh đoạn sinh trƣởng. Vụ Hè Thu 2012 trƣởng. Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: BS: vùi rơm tươi; OA1:bón rơm ủ Trichoderma Ghi chú: BS: vùi rơm tươi; OA1: bón rơm ủ 3 tấn/ha; OA2: bón rơm ủ Trichoderma 6 tấn/ha Trichoderma 3 tấn/ha; OA2: bón rơm ủ Trichoderma 6 tấn/ha Trong vụ Hè Thu, tổng lượng N bốc thoát ở dạng N2O trong cả vụ ở nghiệm thức BS là 0,18 kgN/ha chiếm 0,18% lượng phân N bón vào (100 kgN/ha). Ở nghiệm thức OA2 và OA1 thì lượng N mất qua con đường bốc thoát N2O cao hơn nghiệm thức BS, theo thứ tự là 0,24 kgN/ha và 0,24 kgN/ha, chiếm 0,24 % lượng phân N bón vào. Lượng N2O bốc thoát từ OA2 và OA1 cao hơn nghiệm thức BS có thể do hàm lượng NO3-, độ thoáng khí và hàm lượng O2 ở nghiệm thức BS thấp hơn so với OA2 và OA1. Vì vậy, khi bổ sung rơm tươi và rơm ủ vào đất sẽ làm giảm lượng phát thải N2O nhưng có chiều hướng gia tăng khí CH4 cho thấy phát thải N2O và CH4 tỉ lệ nghịch với nhau. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa 2 nghiệm thức OA1 và OA2 về lượng phát thải N2O không có ý nghĩa thống kê (Hình 4.9). 4.1.3.2 Thành phần năng suất và năng suất lúa Bảng 4.3 và Hình 4.10 cho thấy, nghiệm thức BS có thành phần năng suất và năng suất thực tế thấp nhất khác biệt có ý nghĩa thống kê (p
2,8 a Năng suất (kg/4m2) CV = 11,25% 2,4 b 2,0 b 1,6 1,2 BS OA1 OA2 Nghiệm thức Hình 4.10: Ảnh hƣởng của phân hữu cơ vi sinh lên năng suất thực tế. Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: BS: vùi rơm tươi; OA1: bón rơm ủ Trichoderma 3 tấn/ha; OA2: bón rơm ủ Trichoderma 6 tấn/ha 4.2 Thí nghiệm đồng ruộng 4.2.1 Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 4.2.1.1 Bốc thoát khí NH3 và biến động pH Kết quả ở Hình 4.11 cho thấy, ở cả 3 giai đoạn bón phân N (10, 20 và 45 NSS) thì lượng NH3 bốc thoát ở 45 NSS thấp hơn so với 10 và 20 NSS ở cả 2 nghiệm thức CF và AWD. Lượng N mất ở dạng NH3 bốc thoát tăng dần từ ngày 1 và 3 ngày sau khi bón và sau đó giảm dần qua các ngày tiếp theo. Nhìn chung, diễn biến pH ở cả 2 nghiệm thức vào tất cả các giai đoạn quan sát đều có xu hướng phù hợp với diễn biến của lượng NH3 bốc thoát (Hình 4.12). Giữa lượng NH3 bốc thoát và pH nước mặt có mối tương quan dương (r = 0,856**, p = 0,002) đối với nghiệm thức ngập liên tục và nghiệm thức khô ngập luân phiên (r = 0,697*, p = 0,025), cho thấy pH là một trong các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự mất N ở dạng NH3. CF CF AWD AWD Hình 4.11: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới Hình 4.12: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới AWD AWD lên diễn biến lƣợng NH3 bốc thoát lên diễn biến pH nƣớc mặt. Vụ Đông Xuân 2013- (mgNH3/m2/giờ) qua các giai đoạn sinh 2014 trƣởng. Vụ Đông Xuân 2013-2014 4.2.1.2 Phát thải khí CH4 Sự phát thải khí CH4 ở nghiệm thức CF có khuynh hướng cao hơn so với nghiệm thức AWD và tăng dần theo các đợt bón phân N. Tuy nhiên ở giai đoạn 20 – 24 NSS cây lúa đẻ nhánh để đạt số chồi tối đa, đang tập trung tối đa dinh dưỡng để nuôi chồi, do vậy đây là thời điểm phát thải CH4 thấp nhất ở cả 2 nghiệm thức. Ở giai đoạn bón phân thứ 3 (45 NSS) thì phát 14
thải CH4 tăng lên nhanh chóng. Vào giai đoạn 45 – 49 NSS cây lúa được bón phân N đón đòng để tạo đòng khỏe, tăng số hạt và hạt chắc trên bông. Do đó, việc bón phân N đã làm tăng khả năng phát thải khí CH4 (Bảng 4.4). Bảng 4.4 Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên lên diễn biến lƣợng CH4 bốc thoát qua các giai đoạn sinh trƣởng. Vụ Đông Xuân 2013-2014 Nghiệm Ngày sau sạ (mgCH4/m2/giờ) thức 9 10 12 14 19 20 22 24 44 45 47 49 CF 2,18 2,21 9,84a 11,12a 0,74 5,57 5,73a 6,19a 0,20 21,08a 19,20a 31,13a AWD 1,88 3,29b 3,77b 4,15 3,48b 2,66b 10,34b 10,07b 12,44b F ns ** ** ns ** ** ** ** ** CV (%) 24,88 6,99 25,53 18,28 9,98 10,56 15,29 9,24 8,74 Ghi chú: Trong cùng một cột, những số có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê qua kiểm định Duncan;**: khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 1%; ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê. CF: Tưới ngập liên tục; AWD: Tưới khô ngập luân phiên; Các ngày 9, 19 và 44 NSS là ngày bón phân (0 NSB) của 3 đợt bón phân nên lượng phát thải ở 2 nghiệm thức được xem là như nhau. 4.2.1.3 Phát thải khí N2O Nhìn chung, ở 3 đợt bón phân, diễn biến N2O bốc thoát cao nhất vào thời điểm 3 ngày sau khi bón (NSB), sau đó lượng N2O bốc thoát giảm dần (Hình 4.13).Trong điều kiện ngập nước, NO3- sẽ bị khử thành N2O, sự mất N trong đất và sự khử NO3- ở tầng đất bên dưới sẽ làm N mất đi ở dạng hơi. Do đó, phát thải N2O liên quan đến NO3- trong đất và tiến trình nitrate hóa. Ở giai đoạn 10 NSS, lượng phát thải N2O cao nhất của nghiệm thức CF là ở 1 NSB (7,80 mgN2O/m2/giờ) còn ở nghiệm thức AWD là vào 3 NSB (10,75 mgN2O/m2/giờ). Khác với đợt bón phân lần thứ nhất, lượng N mất đi ở dạng N2O trong đợt bón phân thứ 2 và thứ 3 của cả 2 nghiệm thức đạt cao nhất là vào thời điểm 3 NSB với các giá trị lần lượt là 3,96 mgN2O/m2/giờ và 17,19 mgN2O/m2/giờ (nghiệm thức CF); 15,50 mgN2O/m2/giờ và 11,94 mg N2O/m2/giờ (nghiệm thức AWD). CF AWD Hình 4.13: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên lên diễn biến phát thải N2O qua các giai đoạn sinh trƣởng. Vụ Đông Xuân 2013-2014 4.2.1.4 Lƣợng nƣớc cung cấp, lƣợng nƣớc tiết kiệm và hiệu quả sử dụng nƣớc Kết quả tính được ở Bình Minh - Vĩnh Long cho thấy, trong vụ Đông Xuân lượng nước tưới ở nghiệm thức AWD là 2.850 m3 nước/vụ và lượng nước tưới ở nghiệm thức CF là 3.900 m3 nước/vụ, tưới theo nghiệm thức AWD đã tiết kiệm được 1.050 m3 nước/vụ (WIS), chiếm 26,9% lượng nước tưới cho CF. Về hiệu quả sử dụng nước (WP), trung bình 1 m3 nước ở 15
nghiệm thức AWD có thể sản xuất được 2,67 kg lúa, so với nghiệm thức CF thì 1 m3 nước chỉ sản xuất được 1,77 kg lúa. Như vậy, ở nghiệm thức AWD, 1 m3 nước sản xuất tăng 0,90 kg hạt so với CF, tương đương 50,8% (Bảng 4.5). Bảng 4.5: Lƣợng nƣớc cung cấp, lƣợng nƣớc tiết kiệm và hiệu quả sử dụng nƣớc cho cây lúa. Vụ Đông Xuân 2013-2014 AWD CF Khác biệt Hiệu quả so với Chỉ tiêu (1) (2) (1)-(2) CF (%) Nước tưới (m3/vụ) 2.850 3.900 -1.050* 26,9 Nước mưa (m /vụ) 3 70 70 0 0 WP (kg lúa/m nước) 3 2,67 1,77 0,90 50,8 Ghi chú: CF: Ngập liên tục; AWD: Khô ngập luân phiên; * WIS: Water Input Saving (Tiết kiệm đầu tư nước tưới); WP: Water Productivity (Hiệu quả sử dụng nước) 4.2.1.5 Thành phần năng suất và năng suất thực tế Trong vụ Đông Xuân 2013 - 2014, năng suất thực tế của nghiệm thức CF (7,01 tấn/ha) thấp so với nghiệm thức AWD (7,29 tấn/ha) (Hình 4.14). Tuy nhiên, khác biệt này không có ý nghĩa thống kê. Biện pháp tưới tiết kiệm AWD chỉ góp phần gia tăng số bông/m2 nhưng không làm gia tăng năng suất lúa. CV (%) = 6,54 CF AWD Hình 4.14: Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên lên năng suất lúa thực tế. Vụ Đông Xuân 2013-2014 5.2.1.6 Sự hấp thu N của thân và hạt Tổng hút thu N của lúa trong 2 nghiệm thức ở vụ Đông Xuân 2013-2014 tại thị xã Bình Minh, Vĩnh Long khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Bên cạnh năng suất hạt và sinh khối, hàm lượng N trong rơm và trong hạt giữa hai nghiệm thức cũng ở mức tương đương với nhau (0,81% (rơm); 1,10% (hạt) đối với nghiệm thức CF và 0,76% (rơm); 1,11% (hạt) đối với nghiệm thức AWD. Điều này cho thấy, biện pháp tưới khô ngập luân phiên không ảnh hưởng đến khả năng hấp thu N của lúa. 16
Bảng 4.6: Hàm lƣợng N và lƣợng lấy đi sau thu hoạch của cây lúa. Vụ Đông Xuân 2013- 2014 Rơm/thân Hạt Tổng hút thu Hàm Năng Hàm Năng hạt+rơm Nghiệm thức Hút thu Hút thu lượng suất lượng suất (kgN/ha) (kgN/ha) (kgN/ha) (%N) (t/ha) (%N) (t/ha) CF 0,81 6,81 54,7 1,10 7,01 77,1 131,8 AWD 0,76 6,34 48 1,11 7,29 80,9 128,9 F ns ns ns ns ns ns ns CV (%) 18,08 6,20 17,44 11,46 6,54 12,41 13,64 Ghi chú: ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê. 4.2.2 Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê trên khả năng phát thải khí nhà kính và năng suất lúa 4.2.2.1 Bốc thoát khí NH3 Ở đợt bón phân thứ nhất (10 NSS), nghiệm thức PA’- 120N có lượng NH3 bốc thoát cao (1,47 mgNH3/m2/giờ)so với nghiệm thức CF - 80N (0,1 mgNH3/m2/giờ). Điều này hợp lý vì ở thời điểm 10 NSS nghiệm thức PA’- 120N có pH tăng cao nhất (7,1) trong khi pH ở các nghiệm thức còn lại đạt giá trị thấp hơn. Trong đợt bón phân thứ hai (20 NSS) và đợt 3 (45 NSS), lúc này tán lúa dày đặc làm hạn chế sự quang hợp của rong tảo dẫn đến giá trị pH thấp nên hầu hết các nghiệm thức có NH3 bốc thoát thấp. 1.60 1.40 CF - 80N CF - 120N PA - 80N 1.20 mg NH3 m-2 h-1 PA - 120N PA' - 80N PA' - 120N 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 9 10 12 14 19 20 22 24 44 45 47 49 NSKS Hình 4.15: Ảnh hƣởng của kỹ thuật bón thấm urê lên diễn biến lƣợng NH3 bốc thoát qua các giai đoạn sinh trƣởng. Vụ Đông Xuân 2012-2013 Ghi chú: CF-80: ngập liên tục bón 80 kg N; CF-120: ngập liên tục bón 120 kg N; PA-80: bón thấm - tưới ngay, bón 80 kg N; PA-120: bón thấm - tưới ngay, bón 120 kg N; PA’-80: bón thấm - tưới sau một ngày, bón 80 kg N; PA’- 120: bón thấm - tưới sau một ngày, bón 120 kgN; NSKS: Ngày sau khi sạ. Hình 4.16 cho thấy, ở 3 giai đoạn bón phân N thì lượng NH3 bốc thoát ở giai đoạn thứ 3 thấp so với giai đoạn 1 và 2 vì ở giai đoạn này tán lá lúa dày đặc sẽ che phủ mặt nước ruộng làm giảm hoạt động quang hợp của tảo cũng như làm giảm tốc độ gió trên bề mặt nước ruộng, làm giới hạn sự khuếch tán NH3. 17