Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Đánh giá khả năng cung cấp lân của đất lúa trong điều kiện bón giảm lân, tưới khô ngập luân phiên và luân canh với cây màu

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cung cấp P hữu dụng trong đất, sự thay đổi tổng hấp thu P của lúa và năng suất lúa dựa trên các thí nghiệm đồng ruộng dài hạn trên các nhóm đất chính ở ĐBSCL. Qua đó có thể khuyến cáo người dân sử dụng các phương pháp, kỹ thuật trong canh tác lúa để tăng hiệu quả sử dụng phân P, tiết kiệm được nguồn nước tưới và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Đánh giá khả năng cung cấp lân của đất lúa trong điều kiện bón giảm lân, tưới khô ngập luân phiên và luân canh với cây màu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học đất Mã ngành: 62 62 01 03 VŨ VĂN LONG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN CỦA ĐẤT LÚA TRONG ĐIỀU KIỆN BÓN GIẢM LÂN, TƯỚI KHÔ-NGẬP LUÂN PHIÊN VÀ LUÂN CANH VỚI CÂY MÀU Cần Thơ, 2018
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn: PGs. Ts. Châu Minh Khôi Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Cơ sở Họp tại: Nhà điều hành Trường Đại học Cần Thơ Vào lúc 14 giờ 00 ngày 7 tháng 11 năm 2016 Phản biện 1: PGs. Ts. Lê Văn Khoa Phản biện 2: Ts. Nguyễn Quang Chơn Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:  Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ.  Thư viện Quốc gia Việt Nam.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Lân (P) là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho tất cả cây trồng bên cạnh đạm (N) và kali (K), sự sinh trưởng của cây trồng sẽ bị hạn chế nếu như hàm lượng P hữu dụng trong đất thấp không cung cấp đủ cho cây trồng (Tanwar và Shaktawat, 2003; Li et al., 2005; Zhang et al., 2009; Yu et al., 2013). Hiện nay, sử dụng phân P trong canh tác nông nghiệp đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học do nguồn tài nguyên P đang ngày càng cạn kiệt và trở nên không thể phục hồi (Cordell et al., 2009; Gilbert, 2009). Lượng phân P được khuyến cáo cho lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã được thực hiện cách đây khoảng 30 năm. Tuy nhiên, người dân ĐBSCL vẫn có thói quen bón phân P cao trong sản xuất nông nghiệp. Kết quả nghiên cứu trên vùng đất phèn trồng lúa ở Hòa An (Hậu Giang) cho thấy đối với nghiệm thức bón 90 kg P2O5/ha kết hợp với bón 120 kg N/ha thì hiệu quả sử dụng phân P vẫn lưu tồn đến vụ thứ 3, năng suất lúa ở hai vụ sau đối với nghiệm thức không bón P không khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức có bón P (Võ Thị Gương và ctv., 2004). Bên cạnh đó, tình trạng khan hiếm nước ngọt trong sản xuất nông nghiệp trên thế giới đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Theo Bouman et al. (2007a), một số điểm nóng trồng lúa nước của nhiều quốc gia trên thế giới sẽ bị thiếu nước tưới. Biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ (AWD- Alternate wetting and drying) được xem là biện pháp có rất nhiều triển vọng. Sau giai đoạn lúa trổ, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ có thể giúp giảm 40-70% lượng nước vào ruộng so với kỹ thuật tưới ngập truyền thống (Hatta, 1967; Singh et al., 1996). Bên cạnh đó, biện pháp luân canh 1
lúa-màu cũng được xem là giải pháp có thể giúp người dân ứng phó được với tình trạng xâm nhập mặn và thiếu hụt nguồn nước tưới. Tuy nhiên, việc chuyển đổi mô hình canh tác lúa truyền thống sang mô hình luân canh lúa với cây màu trên và áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ trong canh tác lúa có thể làm thay đổi tình trạng thoáng khí của đất, từ đó làm giảm độ hữu dụng của P cho cây trồng. Trên thế giới, đã có rất nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và biện pháp luân canh cây màu đối với dinh dưỡng N trong quá trình canh tác lúa (Cabangon et al., 2004; Dong et al., 2012; Huan et al., 2008). Tuy nhiên, những nghiên cứu về ảnh hưởng của bón giảm phân P, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ, kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ với bón giảm phân P và áp dụng luân canh lúa-màu đến khả năng cung cấp P của đất lúa ở ĐBSCL còn rất hạn chế. Do đó, nghiên cứu về đánh giá khả năng cung cấp P của đất lúa dưới điều kiện bón giảm phân P, thay đổi biện pháp tưới ngập trong canh tác lúa truyền thống bằng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và luân canh lúa-màu là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ tạo cơ sở lý luận và thực tiễn giúp quản trị nguồn tài nguyên P một cách hợp lý và hiệu quả trong điều kiện sản xuất nông nghiệp ở ĐBSCL. 1.2 Mục tiêu của nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cung cấp P hữu dụng trong đất, sự thay đổi tổng hấp thu P của lúa và năng suất lúa dựa trên các thí nghiệm đồng ruộng dài hạn trên các nhóm đất chính ở ĐBSCL. Qua đó có thể khuyến cáo người dân sử dụng các phương pháp, kỹ thuật trong canh tác lúa để tăng hiệu quả sử dụng phân P, tiết kiệm được nguồn nước tưới và thích ứng với biến đổi khí hậu. 2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể Đánh giá ảnh hưởng của bón giảm phân P dài hạn và áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến khả năng cung cấp P của đất, tổng hấp thu P của lúa và năng suất lúa. Xác định tỷ lệ giảm lượng phân P và thời điểm tưới nước tương ứng với mực thủy cấp phù hợp mỗi nhóm đất. Đánh giá sự thay đổi về khả năng cung cấp P của đất khi thay đổi cơ cấu cây trồng từ chuyên canh lúa sang mô hình luân canh lúa-màu. Thông qua kết quả đạt được của các thí nghiệm, luận án có thể xác định được các biện pháp thích hợp trong quá trình canh tác lúa giúp tăng hiệu quả sử dụng phân P, tăng hiệu quả kinh tế cho nông dân, thích ứng với điều kiện thiếu hụt nguồn nước tưới và xâm nhập mặn do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tại các vùng canh tác lúa ở ĐBSCL. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên vùng đất trồng lúa đại diện cho các nhóm đất chính ở ĐBSCL, bao gồm: đất phèn hoạt động nặng điển hình tại xã Tà Đảnh, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang; đất phù sa tại thị trấn Hòa Bình, huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu và quận Ô Môn, Thành phố Cần Thơ. Trong đó, các thí nghiệm đồng ruộng tập trung nghiên cứu tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Các thí nghiệm trong nghiên cứu bao gồm: - Thí nghiệm bón giảm phân P, thí nghiệm áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và thí nghiệm kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và bón giảm phân P được thực hiện trên đất phù sa phát triển trồng lúa ba vụ tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Thí nghiệm được thực hiện trong 7 vụ liên tiếp từ vụ ĐX 2011-2012 đến vụ ĐX 2013-2014. Vụ ĐX 2012-2013 chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn do rò rỉ nước mặn qua cống ngăn mặn, nghiên cứu vẫn tiến hành 3
thực hiện bón giảm phân P nhưng không tiến hành thu thập số liệu. Qua những vụ tiếp theo, số liệu tiếp tục được thu thập do độ mặn trong nước tưới cho lúa đã giảm đến ngưỡng không ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây lúa. - Các thí nghiệm đồng ruộng tại An Giang và Cần Thơ được thực hiện tương tự tại Bạc Liêu nhưng tác giả không trực tiếp tham gia quản lý thí nghiệm đồng ruộng. Vào cuối vụ thứ 7, tác giả tiến hành thu thập mẫu đất để phân tích. - Thí nghiệm luân canh lúa-màu được thực hiện cùng điểm thí nghiệm bón giảm P tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Trong thí nghiệm này, tác giả không tham gia trực tiếp quản lý thí nghiệm đồng ruộng. Tác giả chỉ thu thập mẫu đất vào đầu vụ, giữa vụ và cuối vụ ĐX 2013-2014 để phân tích và đánh giá số liệu. 1.4 Các điểm mới của luận án Từ kết quả các thí nghiệm đồng ruộng dài hạn, dựa vào tính toán cân bằng P thông qua lượng P cung cấp từ phân bón và lượng P lấy đi từ hạt, nghiên cứu đã xác định được lượng P cần bón là 40 kg P2O5/ha, thấp hơn so với các nghiên cứu trước đây khuyến cáo từ 60-90 kg P2O5/ha. So với các nghiên cứu trước đây thường khuyến cáo bón phân P dựa vào đánh giá lượng P hữu dụng trong đất, nghiên cứu này phân tích và đánh giá khả năng hấp phụ P và khả năng đệm P của đất để khuyến cáo bón giảm P trên các nhóm đất khác nhau. Nghiên cứu cho thấy không bón P hoặc bón 20 kg P2O5/ha đất vẫn có thể cung cấp đủ P cho lúa trong 4 vụ liên tiếp và năng suất lúa vẫn được duy trì, trong khi các nghiên cứu trước đây chỉ nghiên cứu đến vụ thứ 3. Kết quả nghiên cứu cho thấy đất phèn hoạt động tại An Giang, đất phù sa phát triển tại Bạc Liêu và đất phù sa đang phát triển tại Cần Thơ vẫn duy trì khả năng hấp phụ lân cao trong điều kiện bón phân P với liều lượng cao trong thời gian dài. Nghiên cứu cũng cho thấy rằng đất tại Bạc 4
Liêu và Cần Thơ có nguy cơ rửa trôi ra môi trường nếu tiếp tục duy trì bón lượng phân P cao trong canh tác lúa. Biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ trước đây chỉ được thực hiện trên đất phù sa ngọt, nghiên cứu này được thực hiện trên các vùng đất phèn và đất phù sa bị nhiễm mặn nhẹ đã kết luận rằng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ có thể được áp dụng và nước được tưới khi mực nước ruộng giảm -15 cm so với mặt ruộng. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ khi mực nước ruộng giảm -30 cm trên đất phù sa nhiễm mặn làm gia tăng độ mặn trong đất, gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và năng suất lúa, cụ thể trên vùng nghiên cứu tại huyện Hòa Bình tỉnh Bạc Liêu. Kết quả nghiên cứu cho thấy trên các nhóm đất, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ khi mực nước ruộng giảm -15 cm có thể kết hợp với bón phân lân ở mức độ 40 kg P2O5/ha giúp giảm được lượng phân P và lượng nước tưới cho lúa so với các nghiên cứu trước đây chỉ nghiên cứu riêng lẻ từng nhân tố trong canh tác lúa. Áp dụng biện pháp luân canh lúa với cây rau màu như đậu nành, mè vẫn duy trì hàm lượng P hữu dụng trong đất và có thể được áp dụng cho hệ thống chuyên lúa trong điều kiện thiếu nước tưới và xâm nhập mặn trong mùa khô ở ĐBSCL. 1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.5.1 Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu đã đánh giá được ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ, bón giảm lượng phân P và luân canh lúa-cây rau màu đối với dinh dưỡng P trong đất, sự thay đổi về tổng lượng P trong đất, khả năng hấp phụ P tối đa và cung cấp P của nhóm đất phèn hoạt động, đất phù sa đang phát triển và đất phù sa phát triển bị xâm nhập mặn tại An Giang, Cần Thơ và Bạc Liêu tại vùng ĐBSCL. 5
- Hiện nay, chưa có nghiên cứu đánh giá tính khả thi của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ ở mức độ -30 cm trên đất canh tác lúa nhằm thích ứng với điều kiện thiếu nước tưới trong tương lai ở ĐBSCL. Kết quả trong nghiên cứu này đã đánh giá được sự thay đổi về tính chất hóa học của đất, đặc biệt là sự gia tăng nồng độ muối tan trong đất (EC) khi áp dụng tưới ngập-khô xen kẽ ở mức -30 cm trên nhóm đất phù sa bị xâm nhập mặn ở ĐBSCL. - Nghiên cứu đã đánh giá được sự thay đổi điều kiện khô- ngập của đất khi luân canh cây trồng cạn trên nền đất canh tác lúa 3 vụ tại tỉnh Bạc Liêu đến P hữu dụng trong đất. 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn - Áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ khi mực nước ruộng giảm -15cm có thể áp dụng trên các nhóm đất phèn hoạt động, đất phù sa, đất phù sa bị xâm nhập mặn và các vùng có điều kiện đất đai tương tự, giúp tiết kiệm chi phí bơm tưới nước trong canh tác lúa vào mùa khô. - Áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ ở mức độ -15 cm kết hợp với bón phân P mức độ 40 kg P2O5/ha trong canh tác lúa giúp cho nông dân giảm được chi phí bơm tưới, giảm chi phí sử dụng phân P mà vẫn duy trì được quỹ P trong đất và năng suất lúa. Qua đó giúp tăng lợi nhuận trong sản xuất lúa. - Biện pháp luân canh cây rau màu trên nền đất lúa giúp cho người dân lựa chọn được mô hình canh tác nhằm ứng phó được với tình trạng sụt giảm nguồn nước tưới trong mùa khô, trong khi vẫn có thể duy trì được lượng P trong đất và năng suất lúa trong vụ kế tiếp. 6
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tình hình sử dụng phân P trong canh tác lúa Lân là một nguyên tố dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho cây trồng bên cạnh đạm và kali. Dinh dưỡng P trong đất thường ít hữu dụng cho cây trồng do P bị cố định bởi các thành phần khoáng sét và các nguyên tố Fe, Al, Ca tạo thành các phức khó tan. Theo Võ Thị Gương và ctv. (2016), chỉ có khoảng 10-15% lượng P thêm vào từ phân bón có thể được thu hút bởi cây trồng trong mỗi mùa vụ. Do đó, lượng phân P bón cho lúa thường cao hơn nhiều so với nhu cầu của lúa để có thể cung cấp P kịp thời cho cây trồng. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của quản lý phân P dài hạn trên đất hơi chua (pH = 5,2) tại Viện nghiên cứu Lúa ĐBSCL dưới 2 mức độ là không bón P và bón 40 kg P2O5/ha trong 34 vụ liên tiếp (từ mùa mưa năm 1986 đến mùa mưa năm 2003) cho thấy có ảnh hưởng của phân P đến những tính chất lý, hóa, sinh học đất và năng suất lúa (Tuyen, 2013; Tuyen et al., 2006a; Tuyen et al., 2006b). Kết quả nghiên cứu sử dụng phân P dưới 3 mức độ bao gồm 45, 90 và 135 kg P2O5/ha trên vùng đất phèn hoạt động tại xã Hòa An (tỉnh Hậu Giang) cho thấy phân P có hiệu quả làm gia tăng năng suất (Võ Thị Gương và ctv., 2004). Bên cạnh những nghiên cứu về phân P trong canh tác lúa, những nghiên cứu trên cây rau màu cũng đã được thực hiện tại ĐBSCL. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa và ctv. (2006) trên các vùng trồng rau chuyên canh ở Tiền Giang cho thấy hàm lượng P hữu dụng phân tích bằng phương pháp Bray-1 đạt cao (129-234 mg P/kg). Điều này cho thấy rằng, sự lưu tồn và tích lũy P đã và đang diễn ra trên các vùng trồng rau màu chuyên canh tại ĐBSCL. 7
2.2 Dinh dưỡng lân và ảnh hưởng của tình trạng thoáng khí của đất đến độ hữu dụng của P trong đất 2.2.1 Dinh dưỡng lân trong đất Lân rất quan trọng cho sự sinh trưởng của cây trồng, sự sinh trưởng của cây trồng sẽ bị hạn chế khi hàm lượng P hữu dụng cung cấp cho cây trồng ở trong đất thấp (Li et al., 2005; Tanwar and Shaktawat, 2003; Yu et al., 2013; Zhang et al., 2009). Vì vậy, để sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng được tốt hơn, cần cung cấp đủ lượng P cần thiết cho cây trồng. Do P là một nguyên tố đa lượng có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh trưởng và năng suất cây trồng, nên việc xác định lượng phân P bón cho cây trồng là rất quan trọng. Tuy nhiên, để xác định lượng phân P tối hảo cho cây trồng là vô cùng khó khăn (Ngô Ngọc Hưng, 2009). 2.2.2 Ảnh hưởng của tình trạng thoáng khí của đất đến độ hữu dụng của P trong đất Độ hữu dụng của P trong đất chịu ảnh hưởng lớn bởi tình trạng thoáng khí của đất (Hu, 2008). Ở những vùng đất trồng lúa 3 vụ, đất thường xuyên ở tình trạng thái khử, vì vậy độ hữu dụng của P cũng gia tăng. Khi đất chuyển từ điều kiện oxy hóa sang điều kiện khử do quá trình bơm tưới hoặc mưa, các hợp chất oxyt cố định P trong đất sẽ phóng thích P và làm gia tăng độ hữu dụng của P trong đất. Sau đó, khi đất chuyển từ điều kiện khử sang điều kiện oxy hóa thì độ hữu dụng của P sẽ giảm do các ion như Fe2+, Ca2+ sẽ tái kết hợp với P tạo thành các oxyt và hydroxyt không hòa tan (Ann et al., 2000; Hutchison and Hesterberg, 2004; Sallade and Sims, 1997). 2.3 Biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ Biện pháp tưới khô-ngập luân phiên (AWD-Alternate wetting and drying) được biết đến như một phương pháp quản lý nước nhằm tăng hiệu quả sử dụng nước tưới 8
(Bouman and Tuong, 2001; Huan et al., 2008; Oliver et al., 2008; Sarkar, 2001). Saleque et al. (1996) đã tiến hành thí nghiệm trong phòng nhằm đánh giá ảnh hưởng của các chế độ nước đến độ hữu dụng của P trong đất. Kết quả cho thấy hàm lượng P hữu dụng ở nghiệm thức ngập liên tục cao hơn so với nghiệm thức ngập-khô xen kẽ. Trên đất trồng lúa, tình trạng khô thoáng của đất làm giảm khả năng hòa tan của Fe, Al dẫn đến tăng sự hấp phụ P trong đất. Khi tưới ngập trở lại thì lượng P trong đất gia tăng do các phức hợp Al-P và Fe-P bị khử phóng thích ra P (Venterink et al., 2002). 2.4 Biện pháp luân canh lúa với cây rau màu Luân canh giúp gia tăng có ý nghĩa hàm lượng carbon hữu cơ dễ phân hủy, lượng N khoáng hóa và hàm lượng P hữu dụng (Trần Huỳnh Khanh, 2010). Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp luân canh đến độ hữu dụng của P trong đất được thực hiện trong vòng 24 năm tại Australia cho thấy áp dụng biện pháp luân canh với đậu lupin đã giúp gia tăng hàm lượng P tích lũy trong đất (Bünemann et al., 2006). CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nghiên cứu 1: Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa 3.1.1 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng của nghiên cứu 1 Thí nghiệm được thực hiện liên tiếp trong 7 vụ từ Đông Xuân (ĐX) 2011-2012 đến vụ ĐX 2013-2014 tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại. Các nghiệm thức bao gồm: Không bón P (P1); bón 20 kg P2O5/ha (P2); bón 40 kg P2O5/ha (P3); bón 60 kg P2O5/ha 9
(P4). Các ô thí nghiệm được bón với công thức 100N – 30K2O (kg/ha). 3.1.2 Thí nghiệm đánh giá khả năng hấp phụ P tối đa và tốc độ cung cấp P của đất - Phương pháp thu mẫu đất: Mẫu đất được thu tại các ô thí nghiệm đã tiến hành bón giảm phân P trong 7 vụ liên tiếp tại An Giang, Bạc Liêu và Cần Thơ. - Đánh giá khả năng tối đa của đất, khả năng đệm P tối đa và độ bão hòa P của đất: Được xác định khi đất đạt trạng thái bão hòa P theo phương pháp của Houba et al. (1989) và được tính dựa theo phương trình Langmuir (Langmuir, 1918). 3.2 Nghiên cứu 2: Ảnh hưởng của biện pháp tưới AWD đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa 3.2.1 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng của nghiên cứu 2 Thí nghiệm được thực hiện trong 2 vụ ĐX 2011-2012 và ĐX 2013-2014 tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 3 nghiệm thức và 3 lần lặp lại. Các nghiệm thức bao gồm: Tưới ngập giống nông dân (NT+5); tưới khi mực nước ruộng giảm -15 cm so với mặt ruộng (NT-15); và tưới khi mực nước ruộng giảm -30 cm soi với mặt ruộng (NT-30). Phân bón sử dụng trong thí nghiệm được bón theo công thức 100N – 60 P2O5 – 30 K2O (kg/ha). 3.2.2 Phương pháp quản lý nước trong thí nghiệm Dụng cụ dùng để theo dõi mực nước trên ruộng làm bằng ống nhựa PVC (Polyvinyl clorua) có đường kính 15 cm, dọc thành ống được khoan lỗ đường kính 2 mm giúp nước lưu thông giữa trong và ngoài ống. Quan sát mực nước bằng cách sử dụng thước dây để đo mực nước trong ống hàng ngày, nếu mực nước giảm -15 cm ở NT-15 (tương đương -10 kPa) và -30 cm (tương đương -20 kPa) ở NT-30 10
thì tiến hành bơm nước vào ruộng. Dừng bơm khi mực nước ngập trên mặt ruộng là 5 cm. 3.3 Nghiên cứu 3: Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập- khô xen kẽ kết hợp bón giảm phân P đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa Thí nghiệm được thực hiện trong 2 vụ ĐX 2011-2012 và ĐX 2013-2014 tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên theo thể thức lô chính phụ: Lô chính bao gồm các nghiệm thức quản lý nước, lô phụ bao gồm các nghiệm thức bón giảm phân P. Nghiệm thức quản lý nước gồm 3 nghiệm thức: NT+5, NT-15 và NT-30 được thực hiện giống như các nghiệm thức trong Nghiên cứu 2. Nghiệm thức bón giảm phân P gồm 4 nghiệm thức: P1, P2, P3 và P4 được thực hiện giống như trong các nghiệm thức trong Nghiên cứu 1. Phương pháp quản lý nước trong thí nghiệm này được thực hiện giống như trong Nghiên cứu 2 (Mục 3.2.2). Phân bón được sử dụng trong các ô thí nghiệm được bón theo công thức 100N – 30 K2O (kg/ha). 3.4 Nghiên cứu 4: Ảnh hưởng của biện pháp luân canh lúa-màu đến khả năng cung cấp P của đất Thí nghiệm được thực hiện vào vụ ĐX 2013-2014 trên vùng đất trồng lúa 3 vụ tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Thí nghiệm được bố trí gồm 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại, bao gồm các nghiệm thức Lúa luân canh với: (1) Bắp; (2) Đậu nành; (3) Mè và nghiêm thức độc canh lúa (Lúa 3 vụ). 3.5 Phương pháp thu thập mẫu đất và năng suất lúa - Mẫu đất được thu trên các ô nghiệm thức tại 3 vị trí khác nhau ở độ sâu 0-20 cm sau đó được trộn đều làm mẫu đại diện. Vụ ĐX 2012-2013 bị ảnh hưởng xâm nhập mặn do sự rò rỉ qua cửa cống ngăn mặn, do đó nghiên cứu không tiến hành thu thập số liệu trong vụ ĐX 2012-2013. 11
- Năng suất lúa được thu trong khung 5m2 tại giữa ô thí nghiệm. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nghiên cứu 1: Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa 4.1.1 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến P hữu dụng trong đất P hữu dụng trong đất được xem là một chỉ tiêu nhằm đánh giá lượng P mà cây trồng có thể hấp thu được cũng như phản ánh khả năng cung cấp P của đất (Ziadi et al., 2013). Phương pháp Olsen có thể đánh giá được hàm lượng P hữu dụng trong đất cho cây trồng do hàm lượng P hữu dụng trích được có tương quan chặt với lượng P được cây trồng hấp thu và phương pháp này có thể ước lượng tin cậy cho các loại đất hơi chua và các loại đất kiềm (Mason et al., 2008; Mason et al., 2010). Qua 7 vụ liên tiếp áp dụng bón giảm phân P, hàm lượng P hữu dụng trong đất khác biệt không có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức không bón P và các nghiệm thức bón 20 kg P2O5/ha, nghiệm thức bón 40 kg P2O5/ha và nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha (Bảng 4.1). Kết quả cho thấy sau 7 vụ, lượng P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức bón 40 và 60 kg P2O5/ha có xu hướng gia tăng so với nghiệm thức không bón P, tuy nhiên sự gia tăng này không khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê. Trong suốt 6 vụ đầu tiên, từ vụ ĐX 2011-2012 đến vụ Thu Đông 2013, không bón phân P hoặc bón 20 kg P2O5/ha, 40 kg P2O5/ha và 60 kg P2O5/ha cho kết quả khác biệt không ý nghĩa thống kê về lượng P hữu dụng trong đất giữa các mức độ bón phân P. Tuy nhiên, việc duy trì lượng phân P bón cho lúa ở mức cao là 60 kg P2O5/ha sau 6 vụ đã bắt đầu làm tăng lượng P hữu dụng cao hơn so với nghiệm thức 12
không bón phân P được thể hiện ở vụ thứ 7. Một số nghiên cứu khác đánh giá ảnh hưởng của việc bón phân P và không bón phân P cũng cho kết quả tương tự như nghiên cứu này. Aulakh et al. (2003) và Shen et al. (2004) nghiên cứu ảnh hưởng khi áp dụng không bón phân P và có bón phân P cho thấy P hữu dụng trong đất gia tăng từ 15,7 mg P/kg lên đến 39,3 mg P/kg sau 7 vụ và duy trì trong các năm tiếp theo. 4.1.2 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến năng suất lúa Năng suất trung bình trong 7 vụ lúa dao động trong khoảng 2,95-6,25 tấn/ha, phụ thuộc chủ yếu vào vụ trồng (Bảng 4.2). Kết quả nghiên cứu cho thấy năng suất lúa khác biệt không ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức bón phân P trong hầu hết các vụ lúa, ngoại trừ vụ Thu Đông 2013. Vào vụ Thu Đông 2013, không bón phân P cho năng suất lúa thấp khác biệt ý nghĩa thống kê so với năng suất lúa tại các nghiệm thức bón phân với lượng 20, 40 hoặc 60 kg P2O5/ha. Tuy nhiên, kết quả này không ổn định thể hiện ở năng suất lúa khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở các mức độ bón phân P khác nhau trong vụ lúa kế tiếp (ĐX 2013-2014). Shen et al. (2004) nghiên cứu ảnh hưởng của việc thay đổi chế độ bón phân P trong canh tác cho thấy năng suất lúa không ảnh hưởng bởi các mức độ không bón P và có bón P trong vòng 4 năm từ 1977-1981. Tuy nhiên, trong thời gian 9 năm tiếp theo, năng suất lúa ở nghiệm thức không bón P giảm ý nghĩa so với nghiệm thức có bón P do lượng P hữu dụng trong đất đã giảm từ 10-15 mg P/kg xuống còn 3-4 mg P/kg. Qua đó cho thấy rằng có sự tương quan giữa P hữu dụng trong đất và năng suất lúa. Năng suất lúa có thể bị sụt giảm nếu như lượng P hữu dụng trong đất không đủ cung cấp cho cây lúa (Tanwar và Shaktawat, 2003; Li et al., 2005; Zhang et al., 2009; Yu et al., 2013). 13
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến P hữu dụng trong đất vào giai đoạn lúa trổ P hữu dụng trong đất (mg P/kg) Mức bón P ĐX ĐX (kgP2O5/ha) HT 2012 TĐ 2012 HT 2013 TĐ 2013 2011-2012 2013-2014 0 12,5 (±3,35) 12,1 (±2,58) 11,2 (±0,35) 15,2 (±7,88) 19,0 (±8,75) 15,3 (±9,46) 20 11,6 (±2,95) 11,3 (±2,03) 11,1 (±2,10) 16,6 (±8,16) 20,6 (±6,02) 18,2 (±8,11) 40 10,5 (±3,56) 11,4 (±1,14) 10,5 (±3,43) 17,5 (±5,57) 22,6 (±6,74) 20,6 (±5,61) 60 12,0 (±2,87) 11,7 (±1,73) 10,8 (±3,39) 16,2 (±6,68) 26,2 (±10,4) 20,0 (±9,15) F-test ns ns ns ns ns ns Bảng 4.2 Ảnh hưởng của bón giảm lượng phân P đến năng suất lúa Năng suất lúa (tấn/ha) Mức bón P ĐX ĐX (kg P2O5/ha) HT 2012 TĐ 2012 HT 2013 TĐ 2013 2011-2012 2013-2014 0 5,57 (±0,69) 5,42 (±0,52) 5,07 (±0,55) 3,29 (±0,47) 4,10 (±0,45)b 5,37 (±0,57) 20 6,12 (±0,55) 5,36 (±0,49) 5,12 (±0,26) 3,10 (±0,36) 4,58 (±0,28)a 4,86 (±0,34) 40 6,03 (±0,53) 5,39 (±0,40) 5,23 (±0,28) 2,95 (±0,26) 4,69 (±0,33)a 4,51 (±0,38) 60 6,25 (±0,61) 5,25 (±0,35) 5,20 (±0,13) 2,98 (±0,10) 4,58 (±0,21)a 5,87 (±1,22) F-test ns ns ns ns * ns Ghi chú: HT: Hè Thu; TĐ: Thu Đông. 14
4.1.3 Ảnh hưởng của bón giảm P đến cân bằng P trong đất Từ kết quả phân tích hàm lượng P trong hạt qua 7 vụ lúa cho thấy tổng lượng P trung bình được lấy đi từ hạt trong mỗi vụ dao động trong khoảng 26,0-50,5 kg P2O5/ha. Kết quả này cho thấy lượng P được lấy đi khỏi đất sau mỗi vụ lúa không vượt quá lượng phân P nông dân bón phổ biến là 60 kg P2O5/ha. Với giả định vụ lúa ĐX 2012-2013 không chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn và năng suất lúa vào vụ ĐX 2012- 2013 đạt được trong khoảng trung bình của năng suất của vụ ĐX 2011-2012 và ĐX 2013-2014. Qua 7 vụ, tổng lượng P được lấy đi (P trong hạt) khỏi đất sau thu hoạch được tính toán vào khoảng 288 kg P2O5/ha (nghiệm thức không bón P), 291 kg P2O5/ha (nghiệm thức bón 20 kg P2O5/ha), 288 kg P2O5/ha (nghiệm thức bón 40 kg P2O5/ha) và 299 kg P2O5/ha (nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha). Trong khi đó, lượng P được cung cấp cho đất qua phân bón sau 7 vụ canh tác lúa ở nghiệm thức P1 là 0 kg P2O5/ha, nghiệm thức P2 là 140 kg P2O5/ha, nghiệm thức P3 là 280 kg P2O5/ha và nghiệm thức P4 là 420 kg P2O5/ha. So sánh giữa lượng P được lấy đi từ hạt và lượng P được thêm vào từ phân bón cho thấy có sự khác biệt về cân bằng P giữa các nghiệm thức bón phân P với các liều lượng khác nhau. Nghiệm thức không bón P sau 7 vụ là -288 kg P2O5/ha. Tương tự, lượng P cân bằng tại nghiệm thức bón 20 kg P2O5/ha là -151 kg P2O5/ha, cho thấy cây lúa đã sử dụng lượng P trong đất nhiều hơn lượng P cung cấp từ phân bón. Lượng P cân bằng ở nghiệm thức bón 40 kg P2O5/ha đạt -8 kg P2O5/ha. Kết quả này cho thấy bón phân P với liều lượng là 40 kg P2O5/ha có thể duy trì tổng lượng P trong đất sau 6 vụ và bắt đầu giảm nhẹ sau 7 vụ. Đối với nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha, lượng P cân bằng đạt +121 kg P2O5/ha sau 7 vụ. Kết quả đã cho thấy bón phân P với liều lượng 60 kg P2O5/ha đã vượt quá lượng P lấy khỏi đất qua thu hoạch lúa và gia tăng tích lũy P trong đất.
200 100 kg P2O5/ha 0 0 0 20 40 60 -100 20 40 -200 60 -300 -400 Các mức độ bón phân P Hình 4.1 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến cân bằng P trong đất sau 7 vụ 4.1.4 Khả năng hấp phụ P tối đa của đất và tốc độ cung cấp P của đất trong điều kiện bón giảm phân P Kết quả cho thấy trên các nghiệm thức không bón phân P, bón 37,5 kg P2O5/ha và nghiệm thức bón 75 kg P2O5/ha tại An Giang có lượng P hấp phụ tối đa đạt bằng nhau là 2000 mgP/kg (Bảng 4.3). Lượng P hấp phụ tối đa trên đất phù sa tại Bạc Liêu dao động trong khoảng 625-667 mgP/kg, trong đó nghiệm thức bón 20 và 40 kg P2O5/ha có lượng P hấp phụ tối đa đạt bằng nhau là 625 mg P/kg và hai nghiệm thức không bón P và bón 60 kg P2O5/ha có lượng P hấp phụ tối đa bằng nhau là 667 mg P/kg. Lượng P hấp phụ tối đa trên đất phù sa tại Cần Thơ dao động trong khoảng 588-625 mg P/kg (Bảng 4.3). Lượng P hấp phụ tối đa ở nghiệm thức không bón phân P và nghiệm thức bón 40 kg P2O5/ha đạt bằng nhau là 625 mgP/kg và cao hơn nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha (588 mg P/kg). Trên đất phèn hoạt động tại An Giang, tốc độ khuếch tán của P vào trong lớp gel FeOOH tương ứng với tốc độ cung cấp P của đất cho cây trồng dao động từ 5,00.10-7- 5,26.10-7 µg/cm2/s (Bảng 4.3). Tốc độ khuếch tán ở nghiệm thức không bón P đạt cao nhất và ở nghiệm thức bón 37,5 kg P2O5/ha đạt thấp nhất. Kết quả cho thấy gia tăng lượng phân P làm giảm khả năng cung cấp P của đất cho cây trồng. 16
Trên đất phù sa phát triển tại Bạc Liêu, trung bình sau mỗi 1 giây, P khuếch tán vào trong lớp gel FeOOH từ 7,49.10-7- 7,73.10-7 µg/cm2/s và tốc độ cung cấp P của đất cho cây trồng tỷ lệ nghịch với lượng phân P được bón (Bảng 4.3). Tốc độ cung cấp P của đất đạt cao nhất ở nghiệm thức không bón P, sau đó giảm dần qua nghiệm thức bón 20 kg P2O5/ha, 40 kg P2O5/ha và thấp nhất ở nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha. Trên đất phù sa đang phát triển tại Cần Thơ, tốc độ khuếch tán P liên tục từ đất để cung cấp cho sự hấp thu P của cây lúa ở 3 mức độ bón phân P dao động trong khoảng 7,38.10-7-9,04.10-7 µg/cm2/s (Bảng 4.3). Tốc độ khuếch tán P vào trong lớp FeOOH đạt cao nhất ở nghiệm thức không bón P và thấp nhất ở nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha. Tương tự trên đất tại Bạc Liêu, tốc độ cung cấp P của đất giảm khi gia tăng lượng phân P bón cho cây lúa. Bảng 4.3 Lượng P hấp phụ tối đa và tốc độ cung cấp P trên đất An Giang, Bạc Liêu và Cần Thơ Địa Nghiệm thức P max Tốc độ cung cấp P của điểm (kg P2O5/ha) (mg P/kg) đất (µg/cm2/s) 0 2000 5,26.10-7 An 37,5 2000 5,00.10-7 Giang 75 2000 5,12.10-7 0 667 7,73.10-7 Bạc 20 625 7,73.10-7 Liêu 40 625 7,66.10-7 60 667 7,49.10-7 0 625 9,01.10-7 Cần 40 625 7,48.10-7 Thơ 60 588 7,38.10-7 Ghi chú: P max: Lượng P hấp phụ tối đa của đất 4.2 Nghiên cứu 2: Ảnh hưởng của biện pháp tưới AWD đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa 4.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến P hữu dụng trong đất Vào giai đoạn lúa trổ của vụ ĐX 2011-2012, P hữu dụng trong đất khi áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ dao động trong khoảng 8,61-12,8 mg P/kg (Bảng 4.4). Áp 17
dụng biện pháp tưới khi mực nước giảm xuống -30 cm làm giảm P hữu dụng trong đất so với biện pháp tưới ngập liên tục và tưới khi mực nước giảm -15 cm. Tuy nhiên, sự thay đổi này không có ý nghĩa thống kê về P hữu dụng trong đất giữa nghiệm thức tưới ngập liên tục và nghiệm thức tưới ngập-khô xen kẽ. Trong vụ ĐX 2013-2014, hàm lượng P hữu dụng trong đất vào giai đoạn lúa trổ dao động từ 20,0-33,1 mg P/kg. Kết quả thí nghiệm cho thấy P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức tưới khi mực nước giảm -15 cm hoặc -30 cm khác biệt không ý nghĩa thống kê với nghiệm thức tưới ngập liên tục. Trong suốt vụ lúa, hàm lượng P hữu dụng trong đất luôn dao động trong khoảng từ cao đến rất cao theo thang đánh giá của Cottenie (1980). Kết quả của nghiên cứu này tương tự với kết quả của Cabangon et al. (2004) và Yang et al. (2005) cho rằng chế độ nước và ẩm độ đất không ảnh hưởng đến lượng P hữu dụng cho cây trồng. Nghiên cứu của Phạm Phước Nhẫn và ctv. (2013) trên đất trồng lúa tại An Giang cũng cho thấy khi áp dụng kỹ thuật ngập-khô xen kẽ không ảnh hưởng ý nghĩa đến lượng P hữu dụng trong đất. Bảng 4.4 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến P hữu dụng trong đất vào giai đoạn lúa trổ P hữu dụng trong đất (mgP/kg) Nghiệm thức ĐX 2011-2012 ĐX 2013-2014 NT+5 12,0 (±2,87) 20,0 (±9,15) NT-15 12,8 (±3,14) 33,1 (±8,76) NT-30 8,61 (±2,64) 23,2 (±5,71) F-test ns ns 4.2.2 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến năng suất lúa Năng suất lúa trong vụ ĐX 2011-2012 ở ba chế độ tưới dao động trong khoảng 5,28-6,25 tấn/ha (Bảng 4.5). Kết quả nghiên cứu cho thấy áp dụng biện pháp tưới khi 18