Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của tưới tiết kiệm nước đến lưu huỳnh và kẽm dễ tiêu trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng

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

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án nhằm làm rõ diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO4 2- trong đất canh tác lúa thuộc nhóm đất phù sa trung tính, ít chua vùng đồng bằng sông Hồng dưới ảnh hưởng của phương pháp tưới tưới tiết kiệm nước. Kết quả nghiên cứu củng cố thêm cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo tưới nước tiết kiệm cho lúa, giảm thiểu áp lực tưới trong ngành sản xuất lúa gạo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận văn tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của tưới tiết kiệm nước đến lưu huỳnh và kẽm dễ tiêu trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐINH THỊ LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC ĐẾN LƯU HUỲNH VÀ KẼM DỄ TIÊU TRONG ĐẤT LÚA PHÙ SA TRUNG TÍNH ÍT CHUA VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã số: 62 - 58 - 02 - 12 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 1
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Thủy Lợi Người HDKH 1: PGS.TS Nguyễn Thị Hằng Nga Người HDKH 2: GS.TS Trần Viết Ổn Phản biện 1: …………………………….................................. Phản biện 2: …………………………….................................. Phản biện 3: …………………………….................................. Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ họp tại: …………………………………………………………………………… …………………………………………………. Vào hồi …….. giờ………ngày………tháng ……..năm ……. Có thể tìm luận án tại: - Thư viện Quốc gia - Thư viện trường Đại học Thủy Lợi 2
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Lưu huỳnh (S) xét về nhu cầu dinh dưỡng cho cây trồng có vai trò quan trọng thứ tư sau các nguyên tố N, P, K và được cây lúa hấp thu chủ yếu dưới dạng ion sunphat (S-SO42-) qua bộ rễ. Tuy nhiên, hàm lượng sunphat trong đất lúa tưới ngập thường bị thiếu bởi những nguyên nhân chính là dinh dưỡng cho cây lúa, dễ bị rửa trôi khỏi bề mặt tích điện âm của hạt keo đất, chuyển hóa thành lưu huỳnh dạng khử (H2S, HS-, S2-) trong đất lúa ngập nước. Kẽm là nguyên tố vi lượng thiết yếu cho sự tổng hợp các chất diệp lục, hydratcacbon, axit nucleic, protein cho hạt và tăng cường khả năng hấp thu đạm, lân cho lúa. Việt Nam tuy chưa nằm trong số các nước bị thiếu kẽm và lưu huỳnh trầm trọng, nhưng tưới ngập cho lúa, thiếu bổ sung phân bón vi lượng cũng góp phần làm giảm dinh dưỡng kẽm dễ tiêu (Zndt) trong đất lúa. Kỹ thuật tưới ngập cho lúa đã làm suy giảm khí oxi trong đất canh tác dẫn đến quá trình khử các ion S-SO42- thành dạng sunfua (H2S, HS-, S2-) với sự tham gia của các vi sinh vật đất hoạt động yếm khí; kết quả làm Zndt trong dịch đất tạo kết tủa khó tan ZnS - dạng khó hấp thu dinh dưỡng kẽm cho lúa. Cách tưới này vẫn đang được áp dụng phổ biến trong thâm canh lúa ở vùng đồng bằng sông Hồng của Việt Nam. Nếu kỹ thuật tưới ngập vẫn được duy trì thì hàm lượng Zndt và S-SO42- trong đất canh tác lúa Việt Nam có nguy cơ bị thiếu. Vùng đồng bằng sông Hồng có tổng diện tích lúa 545.000 ha, năm 2016 mới có khoảng 10.000 ha trồng lúa được áp dụng phương thức tưới cải tiến SRI. Nhóm đất phù sa tại vùng ĐBSH là nhóm đất có diện tích lớn nhất chiếm 50,9% so với toàn diện tích tự nhiên của vùng. Cho đến thời điểm này, chưa có công bố khoa học nào tại Việt Nam về chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất lúa dưới điều kiện áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước. Vì vậy, tác giả tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tưới tiết kiệm nước đến kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng. 2. Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- trong đất canh tác lúa thuộc nhóm đất phù sa trung tính, ít chua vùng đồng bằng sông Hồng dưới ảnh hưởng của phương pháp tưới tưới tiết kiệm nước. Kết quả nghiên cứu củng cố thêm cơ sở khoa học cho việc khuyến cáo tưới nước tiết kiệm cho lúa, giảm thiểu áp lực tưới trong ngành sản xuất lúa gạo. 3. Nội dung nghiên cứu - Vai trò dinh dưỡng và các quá trình hóa học của kẽm, lưu huỳnh và mối liên quan giữa Eh và pH đến hàm lượng Zndt và S-SO42- trong đất ngập nước. 3
- Diễn biến thế Eh, pH, hàm lượng Zndt, S-SO42- thông qua các thí nghiệm trong phòng. Từ đó làm rõ ảnh hưởng của chế độ đất ngập nước liên tục 4÷5 cm và quá trình rút nước đến chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất lúa. - Diễn biến thế Eh, pH và hàm lượng Zndt, S-SO42- thông qua các thí nghiệm đồng ruộng đối với hai kỹ thuật tưới: tưới ngập truyền thống và tưới tiết kiệm nước (TKN). Từ đó làm rõ ảnh hưởng của các chế độ tưới đến sự chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất lúa. - Ảnh hưởng của tưới TKN trong duy trì dinh dưỡng Zndt, S-SO42- trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hàm lượng Zndt và S-SO42- trong đất phù sa sông Hồng trung tính ít chua (Fl-Fluvisol) có cấy lúa dưới ảnh hưởng của tưới TKN. Phạm vi nghiên cứu: Chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng. 5. Phương pháp nghiên cứu 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Luận án đánh giá và luận giải cơ chế chuyển hóa dinh dưỡng kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng ĐBSH do ảnh hưởng của thay đổi lớp nước mặt ruộng theo thời gian từ thiếu khí (ngập thường xuyên) sang thoáng khí (rút nước phơi ruộng). Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án cung cấp cơ sở và luận chứng cho các cơ quan chức năng để kiểm soát chế độ nước mặt ruộng nhằm duy trì dinh dưỡng trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng. Đồng thời điều chỉnh và tính toán lượng phân bón hợp lí, góp phần giảm chi phí sản xuất lúa và nâng cao thu nhập cho nông dân, bảo vệ môi trường và tiết kiệm nước tưới. 7. Đóng góp mới của luận án - Định lượng biến đổi hàm lượng kẽm dễ tiêu và hàm lượng ion sunphat trong môi trường đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng ĐBSH dưới ảnh hưởng của chế độ tưới. - Xác định mực nước mặt ruộng phù hợp của kỹ thuật tưới tiết kiệm nước nhằm duy trì dinh dưỡng kẽm và lưu huỳnh trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng ĐBSH. 4
CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về các nguyên tố dinh dưỡng kẽm và lưu huỳnh trong đất 1.2 Vai trò dinh dưỡng của kẽm và lưu huỳnh đối với lúa 1.3 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đất canh tác trên thế giới và Việt Nam 1.4 Các nguyên nhân làm giảm kẽm dễ tiêu và sunphat trong đất 1.5 Chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất ngập nước 1.6 Tổng quan về các phương pháp tưới tiết kiệm nước 1.7 Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến luận án 1.8 Khái quát về đất phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng 1.9 Luận giải cho vấn đề nghiên cứu của luận án CHƯƠNG II MÔ TẢ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mô tả khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu thuộc xã An Viên, Tiên Lữ, Hưng Yên. Địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình 3,5 m, khí hậu đặc trưng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ không khí trung bình năm 23oC. Lượng mưa 1500÷1700 mm/năm. 80,88 % đất canh tác tại An Viên thuộc nhóm phù sa trung tính, ít chua không được bồi hàng năm. Thành phần cơ giới từ thịt trung bình đến sét nhẹ (tỷ lệ sét 20÷30 %), có màu nâu tươi đặc trưng, phản ứng trung tính (pHKCl: 6,5÷8), độ no bazơ cao (BS % > 70 %), hàm lượng hữu cơ khá (OC %: 1,5÷2,0 %); đạm tổng số trung bình khá (N %: 0,12÷0,15 %); lân và kali khá (P2O5 %: 0,11÷0,15 %); (K2O %: 1,6÷2,2 %). An Viên có 2 trạm bơm đang hoạt động phục vụ sản xuất, tổng công suất 10.054 m3/h, nguồn nước tưới được lấy từ sông Cửu An. 85 % hệ thống kênh mương đã được kiên cố hóa bằng bê tông. 2.2 Đối tượng nghiên cứu Bảng 2.6 Công thức bón phân áp dụng cho ruộng thí nghiệm Lượng phân /1 ha Thời điểm bón Đạm (kg) Lân (kg) Kali (kg) Bón lót 5 ngày trước cấy 83 167 0 Bón thúc lần 1 7 ngày sau cấy 139 278 0 Bón thúc lần 2 25 ngày sau cấy 83 278 0 Bón thúc lần 3 50-55 ngày sau cấy 56 0 83 Tổng số (kg) 361 722 83 Tỉ lệ (%) 31 62 7 5
Giống lúa Khang dân 18 được gieo trồng phổ biến ở Hưng Yên có đặc tính sinh trưởng khỏe. Mật độ cấy: tỉ lệ 4÷5 dảnh/khóm, mật độ 20×20 cm. Bảng 2.7 Một số chỉ tiêu chất lượng nước tưới sông Cửu An QCVN Kết quả TT Chỉ tiêu Đơn vị 39:2011/BTNMT 1/2015 6/2015 1/2016 6/2016 1 pH 7,63 7,3 7,13 7,24 5,5 - 9 2 DO mg/l 6,8 8,0 8,1 8,00 ≥2 3 TS mg/l 183,1 204,7 205,7 211,5 2000 Tỉ số hấp 4 5,86 5,97 6,17 6,22 9 phụ natri 5 Cl- mg/l 20,83 21,30 20,51 25,15 350 6 SO42- mg/l 1,0 0,8 0,7 0,9 600 7 B mg/l 0,030 0,051 0,05 0,045 3 8 As tổng số mg/l 0,010 0,013 0,017 0,018 0,05 KPH KPH KPH KPH 9 Cd tổng số mg/l (
cơ giới Cát 29,5÷31, % đất mịn 5 Limon % 44÷45 Sét % 18÷20 pHKCl 5,3÷5,7 Đất có phản ứng với môi 6 TCVN 5979:2007 pH 6,5÷6,9 trường axit yếu Trung bình Hàm OC % 1,1 VNHTN khá lượng N % 0,09 Khá VNHTN 7 các P % 0,15 khá VNHTN chất K % 1,4 khá TCVN 8660:2011 tổng số Zn mg/100g đất 8,77 Thấp VNHTN Hàm N % 8,5 khá TCVN5255:2009 lượng P % 15,1 khá TCVN 8661:2011 8 các K % 17 khá VNHTN chất dễ Zn mg/100g đất 0,68 Thấp VNHTN tiêu S mg/100g đất 11,53 Trung bình VNHTN meq/100g 9 CEC 14÷15 Trung bình TCVN 8568:2010 đất meq /100g 10 Ca2+ 12÷16 khá TCVN8569:2010 đất meq /100g 11 Mg2+ 6,7÷8,6 khá TCVN 8569:2010 đất Bảng 2.9 Thời gian thí nghiệm cụ thể của từng vụ STT Vụ thí nghiệm Thời gian thí nghiệm 1 Đông Xuân 2015 2/2015-5/2015 2 Hè Thu 2015 6/2017-9/2015 3 Đông Xuân 2016 2/2016-5/2016 4 Hè Thu 2016 6/2016-9/2016 Bảng 2.10 Quy trình tưới tiết kiệm nước áp dụng trong nghiên cứu Giai đoạn Lớp nước trên mặt ruộng Số đợt tưới Tưới thường xuyên 1. Đổ ải Duy trì 3÷5 cm trong 5 ngày để duy trì lớp nước 2. Cấy hồi xanh Duy trì 3÷5 cm, sau để cạn 4÷5 ngày Tưới 1 đợt Duy trì 3÷5 cm trong 1 tuần, sau để cạn 3. Đẻ nhánh Tưới 2 đợt tự nhiên 5 ngày, tiếp theo tưới lên 3÷5 cm Để lộ mặt ruộng 7÷10 ngày. Gặp mưa 4. Cuối đẻ nhánh Tưới 1 đợt phải tháo hết nước trên ruộng ngay trong 7
ngày. Cuối đẻ nhánh tưới lên 1 đợt ngập 3÷5 cm để bón đòng. Duy trì 3÷5 cm, gặp mưa cho phép tối đa 5. Làm đòng 10cm, để cạn tự nhiên lộ mặt ruộng 3÷5 Tưới 1 đợt ngày, sau tưới lên 3÷5 cm. Duy trì 3÷5 cm trong suốt giai đoạn này, 6. Trỗ bông Tưới 1 đợt gặp mưa tháo cạn trở lại mức 3÷5 cm. Chỉ tưới lên 3÷5 cm khi lớp nước thấp 7. Chắc xanh chín Tưới 1-2 đợt hơn mặt ruộng 10÷12 cm 8. Trước thu hoạch Để khô 10÷15 ngày trước thu hoạch. Không tưới Kỹ thuật tưới ngập thường xuyên với lớp nước mặt ruộng thường xuyên ở mức 5÷7 cm, vào các thời kì mưa lớn lượng nước mặt ruộng sâu hơn 10 cm. 2.3 Phương pháp bố trí và theo dõi thí nghiệm 2.3.1 Thí nghiệm trong phòng - Mục đích: Làm rõ diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- trong điều kiện không trồng lúa và không bị chi phối bởi các yếu tố bất lợi của thời tiết dưới tác động của hai chế độ: ngập nước liên tục và cạn nước tự nhiên. Các công thức (CT) gồm: ngập nước thường xuyên (duy trì nước ngập 4÷5 cm); cạn nước tự nhiên (ban đầu ngập 4÷5 cm, sau để cạn tự nhiên). - Đất thí nghiệm được lấy trên nhiều thửa ruộng An Viên tại độ sâu 0÷20 cm. Tiến hành trong các chậu với bề dày lớp đất đạt 30÷40 cm. Kích thước chậu: 30×40×50 cm. Thí nghiệm được lặp lại 03 lần/1 đợt, tổng số 12 lần/04 đợt. Lấy mẫu đất định kì sau 1, 2, 3, 6, 8 tuần. Tổng số mẫu đo: 240 mẫu. Thời gian thực hiện TN: Đợt 1 từ 2/2015÷6/2015, đợt 2 từ 6/2015÷10/2015, đợt 3 từ 2/2016÷6/2016, đợt 4 từ 6/2016÷10/2016. 2.3.2. Thí nghiệm đồng ruộng - Mục đích: Làm rõ diễn biến hàm lượng kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong đất lúa trong điều kiện áp dụng thực tế đồng ruộng. Ruộng Ruộng Ruộng Ruộng Ruộng K TKN 2 Ngập 1 TKN 1 TKN 3 Ngập 3 ê (520m2) (360m2) (360m2) Ruộng (360m (360m2) n Ruộng Ngập2 2 ngập 2 ) h (200m2 2) (400m Kênh dẫn nước Hình 2.7 Sơ đồ hóa khu ruộng thí nghiệm - Các CT thí nghiệm: tưới ngập (CT1): N1 (360 m2), N2 (400 m2), N3 (360 8
m2). Tưới tiết kiệm nước (CT2): TK1 (360 m2), TK2 (520 m2), TK3 (360 m2). - Chỉ tiêu phân tích: Eh, pH, Znts, Zndt và S-SO42-, CEC, Nts, MO (%), pHKCl. Thời gian lấy mẫu: đổ ải, bén rễ hồi xanh, đẻ nhánh, làm đòng và trỗ bông. Mẫu được lấy ở độ sâu 0÷20 cm. Số mẫu đất phân tích: 260 mẫu. 2.4 Phương pháp xác định Eh, pH, Znts, Zndt, S-SO42- Eh, pH được đo bằng máy đo điện cực ORP/pH cầm tay ở độ sâu dưới bề mặt 0÷20 cm. Tách kẽm tổng số từ đất bằng dung dịch nước cường thủy. Tách kẽm dễ tiêu từ đất bằng dung dịch DTPA. Phân tích kẽm trên máy điện hóa. Chiết ion sunphat bằng nước cất theo tỉ lệ 1:5, phân tích sunphat trên máy đo quang theo phương pháp 8051 của HACH. CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Một số chỉ tiêu phân tích trong đất nền Bảng 3.1 Các giá trị pH, pHKCl và một số kết quả phân tích khác của đất nền Giá trị Chỉ tiêu Độ lệch Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5 TB chuẩn pH 6,51 6,69 6,75 6,94 6,56 6,69 0,17 pHKCl 5,67 5,73 5,42 5,66 5,69 5,63 0,12 CEC 14,1 14,2 14,3 14,1 14,2 14,20 0,08 (meq/100 gđ) MO (%) 1,11 1,12 1,12 1,11 1,11 1,11 0,01 N ts (%) 0,091 0,092 0,092 0,091 0,091 0,091 0,001 Bảng 3.2 Hàm lượng kẽm tổng số, kẽm dễ tiêu và sunphat trong đất nền Nồng độ (mg/100g đất) Chỉ tiêu Mẫu Mẫu Mẫu Trung Độ lệch Mẫu 1 Mẫu 2 3 4 5 bình chuẩn Kẽm TS 8,76 8,70 8,74 8,75 8,76 8,74 0,26 Zndt 0,68 0,67 0,69 0,68 0,69 0,68 0,01 SO42- 11,51 11,54 11,55 11,52 11,51 11,53 0,02 3.2. Đánh giá hàm lượng Zn và S-SO42- trong đất nền khu vực nghiên cứu Theo E.E. Schulte: Các loại đất có hàm lượng kẽm dễ tiêu ở mức dưới 1,5 ppm (1,5 mg/kg tương đương 0,15 mg/100g đất) được coi là thiếu kẽm và nên bổ sung phân bón kẽm. So sánh với thang đánh giá này, hàm lượng Zndt trong đất nền vùng nghiên cứu (0,68 mg/100g đất) tuy không ở mức thiếu, nhưng tưới ngập làm hàm lượng kẽm dễ tiêu giảm xuống thấp hơn mức 0,15 mg/100 9
gam đất ở các giai đoạn trỗ bông, chắc xanh chín lại trở nên thiếu kẽm. Theo Võ Minh Kha, hàm lượng S-SO42- nằm dưới ngưỡng 10÷16 mg/100 gam đất thì cây trồng biểu hiện rõ triệu chứng thiếu lưu huỳnh. Hàm lượng S-SO42- trong đất vùng nghiên cứu có giá trị 11,53 mg/100g cho thấy tình trạng đất thiếu dinh dưỡng lưu huỳnh. 3.3 Diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- qua CT trong phòng Bảng 3.3 Kết quả phân tích mẫu nước sử dụng cho thí nghiệm Chỉ tiêu Đợt 1 (2015) Đợt 2 (2015) pH 7,62±0,07 7,39±0,05 [Zn2+] 0,00012±0,00001ppm 0,00011±0,00001ppm [S-SO42-] 0,11 ppm 0,14 ppm Znts 0,00020 ppm 0,00019 ppm Sts 0,21 ppm 0,19 ppm Chỉ tiêu Đợt 3 (2016) Đợt 4 (2016) pH 7,45±0,04 7,58±0,06 [Zn2+] 0,00013±0,00001ppm 0,00011±0,00001ppm [S-SO42-] 0,12 ppm 0,13 ppm Znts 0,00020 ppm 0,00021 ppm Sts 0,22 ppm 0,20 ppm Như vậy, tác động của nước thí nghiệm đến hàm lượng Zndt và hàm lượng S- SO42- không đáng kể và không ảnh hưởng đến các kết quả thí nghiệm. 3.3.1 Diễn biến thế Eh, Zndt và S-SO42- của ngập nước thường xuyên 3.3.1.1 Thế oxi hóa khử Eh Diễn biến EhTB của CT ngập nước liên tục 0 2015 - đợt 2 0 2 4 6 8 10 Eh (mV) -100 2016 - đợt 3 -200 2016 - đợt 4 2015 - đợt 1 -300 Tuần ngập nước Hình 3.2 Đồ thị diễn biến thế Eh TB của CT đất ngập nước liên tục Eh giảm 1,44 lần sau 8 tuần ngập liên tục. Ở thế khử dưới mức -200 mV là môi trường khử rất mạnh, các ion SO42- hầu như không tồn tại ở môi trường này mà bị khử về dạng sunfua (H2S, HS-, S2-). Các sunfua liên kết với các ion kim loại trong đất hình thành các kết tủa sunfua ZnS, MnS, FeS rất bền. 10
3.3.1.2 Diễn biến kẽm dễ tiêu Với lớp nước mặt ruộng 4÷5 cm và ngập liên tục trong 08 tuần thí nghiệm. 8 Diễn biến pH, [Zn]dt, Eh sau các khoảng thời Diễn biến [Zndt] trong CT ngập nước liên gian ngập nước 6.93 tục 6.34 pH 6 6.69 6.28 pH, Eh (mV), [Zn]dt (mg/100g) 6.15 6.01 0.8000 [Zn] 4 dt 0.6000 [Zndt] mg/100g 2015 - đợt 1 Eh*0 2 0.4000 .01 2015 - đợt 2 0.66857 0.53676 0.44487 0 0.64181 0.47212 0.10061 0.2000 2016 - đợt 3 0 5 10 -1.53 0.0000 2016 - đợt 4 -2 -2.03-2.15 -2.35 -2.46 -2.56 1 2 3 6 8 -4 Tuần ngập nước (tuần) Thời gian ngập Hình 3.3 (trái) và 3.5 (phải). Diễn biến pH, [Zndt] và Eh trong CT đất ngập nước liên tục Cả pH, Eh và hàm lượng Zndt giảm dần theo thời gian ngập nước. pH giảm khoảng 1 đơn vị; Eh giảm hơn 100 mV; Zndt giảm khoảng 6,6 lần sau 8 tuần ngập nước liên tục. Mối tương quan giữa thời gian ngập nước với pH, Eh và hàm lượng Zndt là tương quan tỉ lệ nghịch, hệ số tương quan R2 0,76 ÷ 0,87. Kiểm định thống kê T-test độc lập giữa các hàm lượng Zndt giữa hai đợt liên tiếp cho kết quả hầu hết các xác suất p đều nhỏ hơn 0,05. Chứng tỏ sự khác nhau về hàm lượng Zndt là do chế độ ngập nước. Đất ngập nước liên tục là môi trường hình thành nên các độc tố H2S, HS-, S2- tạo kết tủa với các ion kim loại, trong đó có kết tủa khó tan ZnS, làm giảm nguồn dinh dưỡng Zndt trong đất canh tác lúa Chế độ ngập nước làm thế Eh giảm dẫn tới làm giảm hàm lượng Zndt trong đất, trung bình thế Eh giảm đi 10 mV thì hàm lượng Zndt giảm khoảng 0,0112 mg/100g. 3.3.1.3 Diễn biến hàm lượng S-SO42- Diến biến hàm lượng S-SO42- trong CT đất ngập nước liên tục 11.5 [SO42-] (mg/100g) 11 Đợt 1 10.5 Đợt 2 Đợt 3 10 1 tuần 2 tuần 3 tuần 6 tuần 8 tuần Đợt 4 Tuần ngập nước Hình 3.6 Diễn biến [S-SO42-] trong CT ngập nước liên tục 11
Sau 8 tuần đất bị ngập nước liên tục, kết quả phân tích cho thấy [S-SO42-] giảm gần 10 %. Thế Eh và [S-SO42-] có tương quan tỉ lệ thuận, hệ số R2 = 0,99. Trung bình khi Eh giảm đi 10 mV, [S-SO42-] giảm khoảng 0,08 mg/100g. Mối quan hệ giữa Eh và [S-SO42-] trong CT ngập nước liên tục y = 0.8353x + 12.828 11.4 [S-SO42-] (mg/100g) R² = 0.9878 11.2 11 10.8 10.6 10.4 -3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 Eh*0.01 (mV) Hình 3.7 Mối quan hệ giữa Eh và [S-SO42-] trong CT ngập nước liên tục Kiểm định thống kê t-test độc lập giá trị trung bình của hàm lượng S-SO42- giữa hai đợt lấy mẫu liên tiếp thấy rằng đa số giá trị p đều nhỏ hơn 0,05. Các kết quả này đảm bảo độ tin cậy kết quả phân tích. 3.3.2 Diễn biến thế Eh, Zndt và S-SO42- của CT cạn nước tự nhiên Lớp nước ngập ban đầu của CT đất cạn nước tự nhiên là 5 cm, sau đó để cạn tự nhiên để theo dõi diễn biến Eh, pH, [SO42-] và [Zndt] khi nước rút dần. 3.3.2.1 Diễn biến lớp nước mặt ruộng, Eh, pH Bảng 3.6 Lớp nước mặt ruộng (LNMR) của CT cạn nước tự nhiên Diễn biến lớp nước mặt ruộng, thế Eh, pH của CT đất cạn nước tự nhiên - lớp nước ban đầu ngập 5cm 2015 – đợt 1 2015 – đợt 2 Tuần LNMR (cm) Eh (mV) pH LNMR (cm) Eh (mV) pH 1 3,4 -201 6,55 3,2 -223 6,32 2 2,3 -261 6,69 2,4 -259 6,11 3 0,9 -143 6,74 0,7 -123 6,89 6 0 -68 6,88 0 -56 7,21 8 0 45 7,11 0 52 7,35 2016 – đợt 3 2016 – đợt 4 Tuần LNMR (cm) Eh (mV) pH LNMR (cm) Eh (mV) pH 1 3,0 -215 6,13 3,6 -221 6,25 2 2,5 -280 5,47 2,1 -283 5,94 3 0,9 -112 6,56 0 -139 6,73 6 0 -76 7,03 0 -33 6,89 8 0 67 7,52 0 51 7,46 Quan hệ giữa thế Eh và lớp nước mặt ruộng là tương quan tỉ lệ nghịch, lớp 12
nước mặt ruộng giảm thì thế Eh tăng lên. Hệ số tương quan R2 từ 0,67÷0,78. Quan hệ giữa lớp nước mặt ruộng và thế Eh trong CT cạn nước tự nhiên 100 0 đợt 1 Eh (mV) -1 -100 0 1 2 3 4 đợt 2 -200 đợt 3 -300 đợt 4 -400 Lớp nước mặt ruộng (cm) Hình 3.8 Quan hệ giữa Eh và lớp nước mặt ruộng CT cạn nước tự nhiên Eh tăng dần khi đất nẻ bề mặt. Lớp nước mặt ruộng 0,8÷1,3 cm làm Eh trên mức -100 mV, hạn chế sự khử S-SO42- trong đất. Nẻ bề mặt giúp dưỡng khí khuếch tán sâu vào trong đất thúc đẩy hoạt động của các vi sinh vật háo khí. Diễn biến Eh theo các tuần của CT cạn nước tự nhiên 100 0 đợt 1 Eh (mV) -100 0 2 4 6 8 10 đợt 2 -200 đợt 3 -300 -400 đợt 4 Tuần Hình 3.9 Đồ thị diễn biến thế Eh TB của công thức đất cạn nước tự nhiên. Cơ chế giải phóng ion kẽm và S-SO42- diễn ra nhờ lượng khí oxi khuếch tán vào trong đất. Ở mức Eh > -100 mV có hai tác động: hạn chế hình thành kẽm sunfua ZnS và giải phóng kẽm khỏi các kết tủa sunfua. 3.3.2.2 Diễn biến hàm lượng kẽm dễ tiêu 0.8000 Diễn biến hàm lượng Zndt trong CT cạn nước tự nhiên [Zndt] mg/100g 0.6000 Đợt 1 Đợt 2 0.4000 Đợt 3 0.2000 Đợt 4 0.0000 3.4 2.3 0.9 0 0 Lớp nước mặt ruộng(cm) Tuần 1 Tuần 2 Tuần 3 Tuần 6 Tuần 8 Hình 3.10 Diễn biến hàm lượng Zndt CT cạn nước tự nhiên [Zndt] giảm mạnh sau 2 tuần đầu tiên (0,6678- 0,5594 mg/100g) trong môi trường ngập 5-3 cm. Tuy nhiên, lớp nước mặt ruộng rút xuống nông hơn (0,9 cm) ở tuần thứ ba làm hàm lượng Zndt tăng trở lại 0,5785 mg/100g. Từ tuần 13
6÷8, nước rút mạnh làm đất bị cạn nẻ bề mặt (tuy nhiên ở phía lớp đất dưới vẫn còn ẩm). Lúc này, thế Eh tăng mạnh làm các ion Zn2+ được giải phóng, hàm lượng Zndt tăng trở lại 0,6581÷0,6722 mg/100g. Rút nước làm tăng nồng độ khí oxi khuếch tán vào đất đã duy trì được lượng kẽm dễ tiêu trong đất. Kiểm định thống kê T-test độc lập cho thấy hầu hết xác suất p đều nhỏ hơn 0,05. Vậy, sự khác nhau giữa kết quả hàm lượng Zndt trung bình giữa các đợt lấy mẫu khác nhau do sự tác động của độ sâu lớp nước mặt ruộng. 3.3.2.3 Diễn biến hàm lượng S-SO42- Eh tăng làm hàm lượng S-SO42- tăng dần theo thời gian cạn nước. Diễn biến Eh, pH, [SO42-] trong CT đất cạn nước tự nhiên 14 y = 0.0919x + 11.225 Eh*100 (mv), pH, [SO42-] 12 R² = 0.9267 10 y = 0.0526x + 6.5514 8 (mg/100g) R² = 0.9435 pH 6 4 [SO42-] 2 Eh*100 0 -2 0 2 4 6 8 10 y = 0.115x - 2.024 -4 R² = 0.9093 Tuần thí nghiệm Hình 3.11 Diễn biến Eh, pH và [SO42-] của CT cạn nước tự nhiên Mối tương quan giữa ba đại lượng Eh, pH và [SO42-] là tỉ lệ thuận. [SO42-] tăng 0,4 mg/100g ở tuần thứ ba khi lớp nước bề mặt rút xuống còn 0,9 cm và tăng trung bình từ 0,6÷0,7 mg/100g tại tuần thí nghiệm 6÷8 khi đất trở nên nẻ bề mặt. Gắn với thức tế đồng ruộng, rút nước phơi ruộng sẽ làm tăng hàm lượng oxi trong đất, thuận lợi cho các vi sinh vật háo khí hoạt động giải phóng S-SO42- từ các kết tủa sunfua, kết quả làm tăng hàm lượng S-SO42- trong đất. 3.3.3 So sánh diễn biến Zndt và S-SO42- giữa hai CT thí nghiệm trong phòng 3.3.3.1 So sánh diễn biến kẽm dễ tiêu 0.8000 So sánh hàm lượng Zndt giữa 2 CT CT cạn [Zndt] mg/100g 0.6000 0.4000 0.2000 CT 0.0000 0 2 4 6 8 10 Tuần thí nghiệm (tuần) Hình 3.12 Đồ thị so sánh hai CT thí nghiệm trong phòng [Zndt] trong CT đất cạn tự nhiên ít thay đổi trong khi giảm 6,6 lần ở CT đất 14
ngập nước liên tục. Bảng 3.9 Kiểm định T-test độc lập hàm lượng Zndt giữa CT1 và CT2 Tuần [Zndt] CT1 [Zndt] CT2 p Kết luận 1 0,6481 0,6628 0,00120 Khác nhau có ý nghĩa 2 0,5346 0,5410 0,05698 Khác nhau không có ý nghĩa 3 0,4777 0,5826 0,00019 Khác nhau có ý nghĩa 6 0,4392 0,6238 0,00001 Khác nhau có ý nghĩa 8 0,1145 0,6734 0,00001 Khác nhau có ý nghĩa Mức ngập 4-5 cm trong 02 tuần đầu làm Zndt giảm ở cả 2 công thức do tạo kết tủa ZnS trong đất. Lớp nước rút sau 3 tuần ở CT cạn nước tự nhiên đã cho thấy rõ sự khác nhau về diễn biến Zndt giữa 2 CT: giảm ở CT ngập nước liên tục và ít thay đổi ở CT cạn nước tự nhiên. Vậy, có thể kết luận rằng nước ngập liên tục ở mức 5 cm làm Eh và hàm lượng Zndt giảm. Lớp nước ngập dưới 3 cm làm thế Eh ở mức trên -200 mV hạn chế sự khử S-SO42- về sunfua. Mức ngập dưới 1cm làm Eh ở trên mức -100 mV không xảy ra sự khử S-SO42-. Đất nẻ bề mặt diễn ra quá trình khôi phục kẽm khó tiêu về dạng dễ tiêu. 3.3.3.2 So sánh diễn biến hàm lượng S-SO42- của hai công thức So với công thức ngập nước liên tục, [SO42-] trong công thức đất cạn tự nhiên ít thay đổi nhưng lại giảm mạnh ở công thức đất ngập nước liên tục. So sánh hàm lượng S-SO42- của 2 CT trong phòng 12 11.79 11.62 11.53 CT đất [SO42-] (mg/100g) ngập nước 11.5 11.40 11.35 liên tục 11.24 11.17 10.99 11 10.76 CT đất cạn 10.5 nước tự nhiên 0 2 4 6 8 10 Tuần thí nghiệm Hình 3.13 Đồ thị so sánh hàm lượng S-SO42- hai CT thí nghiệm trong phòng Bảng 3.10 Kiểm định thống kê t-test độc lập [SO42-] giữa CT1 và CT2 Tuần [SO42-] CT1 [SO42-] CT2 p Kết luận 1 11,24 11,35 0,112706 Khác nhau không có ý nghĩa 2 11,40 11,17 0,003455 Khác nhau không có ý nghĩa 3 11,62 10,99 0,000743 Khác nhau có ý nghĩa 6 11,79 10,76 0,000162 Khác nhau có ý nghĩa 8 11,92 10,57 0,000001 Khác nhau có ý nghĩa Từ các kết quả thu được có thể kết luận: nước ngập liên tục ở mức 4÷5 cm làm thế Eh giảm dẫn tới giảm hàm lượng S-SO42-. Lớp nước ngập 3 cm làm [SO42-] bị giảm ít hơn. Lớp nước ngập dưới 1cm có thể duy trì hàm lượng ion 15
S-SO42-. Khi áp dụng ngoài đồng ruộng, do lúa là cây cần nước nên mức ngập 1÷3 cm thích hợp hơn - đảm bảo lượng nước cung cấp cho cây mà không làm giảm hàm lượng dinh dưỡng lưu huỳnh cho lúa. 3.4 Diễn biến hàm lượng Zndt và SO42- qua CT thí nghiệm đồng ruộng 3.4.1 Eh, pH, kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong CT tưới ngập thường xuyên 3.4.1.1 Lớp nước tưới trong ruộng ở các giai đoạn thí nghiệm Lớp nước mặt ruộng của khu ruộng tưới ngập áp dụng theo chế độ tưới của địa phương ở cả 4 vụ thí nghiệm luôn cao hơn mức 6 cm. 15 Đường quá trình lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập Lớp nước mặt ruộng 10 (cm) 5 Đổ ải BRHX Đẻ nhánh Làm đòng Trỗ 0 Thời kì lấy mẫu Hình 3.15 Đường quá trình lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập 3.4.1.2 Các thông số Eh và pH Diễn biến Eh của CT tưới ngập 0 0 2 4 6 -100 Eh (mV) ĐX 2015 -200 -300 Giai đoạn sinh trưởng Hình 3.17 Diễn biến Eh TB của CT tưới ngập trong 04 vụ canh tác Rõ ràng, hầu hết thế oxi hóa khử Eh đều dưới mức -200 mV và có xu hướng giảm mạnh ở các giai đoạn cuối. Tuy nhiên tại giai đoạn BRHX thế Eh không tuân theo xu hướng chung, một trong những lí do là lớp nước mặt ruộng tại giai đoạn này thấp hơn so với các thời kì khác (dưới 7 cm) làm thế Eh đồng loạt tăng lên. Thêm nữa, thời điểm BRHX là lúc lúa được bón thúc lần một bằng phân đạm KNO3. Ion NO3- điện li ra từ muối KNO3 đóng vai trò là chất oxi hóa, nhận electron trong dịch đất nên làm thế Eh của đất tăng lên. 16
Quan hệ lớp nước mặt ruộng và Eh 0 Eh/100 (mV) 7 8.5 9.5 10.5 10 -5 Lớp nước mặt ruộng (cm) Vụ Hè thu 2015 Vụ Đông xuân 2015 7.5 Vụ Đông xuân 2016 Vụ Hè thu 2016 Hình 3.18 Quan hệ Eh và lớp nước mặt ruộng trong CT tưới ngập Đồ thị chỉ ra lớp nước mặt ruộng và Eh có mối tương quan tỉ lệ nghịch: 8 Quan hệ lớp nước mặt ruộng và pH 6 Vụ Đông xuân 2015 pH 4 Vụ Hè thu 2016 2 Vụ Đông xuân 2016 0 7.5 7 8.5 9.5 8 Vụ Hè thu 2015 Lớp nước mặt ruộng (cm) Hình 3.19 Quan hệ giữa pH và lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập Mối tương quan giữa lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập và pH là tương quan tỉ lệ nghịch với hệ số R2 = 0,76. Lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập trên thực tế luôn ở mức rất nên pH đo được có giá trị tương đối thấp. Bên cạnh đó, bón phân đạm cho lúa cũng góp phần làm pH giảm. Tại thời điểm BRHX, pH dao động trong khoảng 5,64÷6,01 cho thấy độ pH tương đối thấp ở thời điểm này. Phân đạm KNO3 đã được sử dụng để bón thúc cho lúa ở các thời kì đẻ nhánh và bén rễ hồi xanh. Khi đó, ion K+ điện li ra từ muối KNO3 được rễ lúa hấp thụ một phần, phần còn lại đi vào bề mặt keo đất giải phóng các ion dương trong đó có Al3+ góp phần làm môi trường đất trở nên chua hơn 3.4.1.3 Diễn biến hàm lượng Zndt Hàm lượng Zndt trong CT tưới ngập 0.8000 0.6000 Zndt (mg/100g) 0.4000 ĐX 2015 0.2000 HT 2015 0.0000 ĐX 2016 1 2 3 4 5 Thời điểm lấy mẫu HT 2016 1-Đổ ải, 2-BRHX, 3-Cuối ĐN, 4-Giữa LĐ, 5-Trỗ Hình 3.20 Diễn biến hàm lượng Zndt của CT tưới ngập Rõ ràng, hàm lượng Zndt và thời gian đất lúa ngập nước có mối tương quan tỉ lệ nghịch, thời gian đất ngập nước tăng lên thì hàm lượng Zndt càng giảm. 17
Kiểm định thống kê T-test độc lập giữa các nồng độ Zndt TB trong hai thời kì lấy mẫu liên tiếp. Kết quả thu được cho thấy các xác suất p đều nhỏ hơn 0,05. Như vậy, sự khác nhau giữa hàm lượng Zndt của các thời kì lấy mẫu do tác động của ngập nước mặt ruộng lâu ngày gây nên. Nguyên nhân làm cho hàm lượng Zndt bị giảm trong công thức tưới ngập: - Kẽm dạng dễ tiêu là dinh dưỡng cần thiết cho lúa, quan trọng trong thời kì tạo hạt, vì lúc này kẽm rất cần cho sự tổng hợp nên các axit amin trong hạt, tăng cường khả năng sử dụng lân cho cây lúa và cần thiết cho sản xuất các hydratcarbon trong hạt. - Thời gian đất ngập nước lâu ngày làm Eh giảm mạnh hình thành môi trường khử, các ion sunphat bị khử thành sunfua, kết hợp với các ion kẽm (II) tạo kết tủa kẽm sunfua khó tan trong dịch đất. Cơ chế này là một trong các nguyên nhân dẫn đến giảm hàm lượng kẽm dễ tiêu trong đất lúa tưới ngập. - Sử dụng phân lân làm giảm Zndt do hình thành kết tủa không tan Zn3(PO4)2. Vậy thế Eh và [Zndt] có mối tương quan tỉ lệ thuận, Eh giảm trong đất ruộng ngập nước liên tục làm hàm lượng Zndt giảm. Từ các kết quả thí nghiệmcó thể kết luận rằng: trong đất lúa tưới ngập thường xuyên khi không được bổ sung phân bón vi lượng chứa kẽm, trung bình thế Eh giảm đi 10 mV thì hàm lượng Zndt giảm khoảng 0,1041±0,0132 mg/100g/vụ, hàm lượng S-SO42- giảm khoảng 0,18±0,01 mg/100g. Trong điều kiện môi trường đất lúa yếm khí do ngập nước, ion S-SO42- bị khử về các dạng ion sunfua, hàm lượng Zndt giảm do một phần là nguồn dinh dưỡng cho lúa, một phần bị kết tủa trong dạng muối kẽm sunfua khó tan ZnS. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra mức nước dưới 3 cm kiểm soát thế Eh ở mức cao hơn -200 mV để hạn chế sự khử sunphat. Vậy, để duy trì dinh dưỡng kẽm dễ tiêu trong đất cho lúa hấp thu một cách hiệu quả cần quản lí lớp nước mặt ruộng ở mức dưới 3 cm nhằm duy trì môi trường đất hiếu khí. Hơn nữa, chế độ phân bón nên được kiểm soát đúng liều lượng, quá nhiều lân sẽ làm thiếu hụt kẽm do tạo dạng kết tủa Zn3(PO4)2 khó tan. 3.4.1.4 Diễn biến hàm lượng S-SO42- Diễn biến hàm lượng S-SO42- trong CT tưới ngập 11 [SO42-] mg/100g 10.5 Đông xuân 2015 10 9.5 Hè thu 2015 9 Đông xuân 2016 0 2 4 6 Hè thu 2016 Đổ ải BRHX Đẻ nhánh Làm đồng Trỗ Hình 3.21 Diễn biến hàm lượng S-SO42- trong đất lúa của CT tưới ngập 18
Hàm lượng S-SO42- giảm mạnh trong CT tưới ngập từ đầu vụ đến cuối vụ. Mối tương quan giữa hàm lượng sunphat và thời gian ngập nước là tỉ lệ nghịch. Trong mối quan hệ này hệ số R2 dao động từ 0,86÷0,94. Thực hiện kiểm định thống kê T-test độc lập, giữa hai thời kì lấy mẫu liên tiếp cho các hàm lượng S-SO42-. Kết quả thu được cho hầu hết các giá trị xác suất p nhỏ hơn 0,05. Vậy, kết quả thống kê chỉ ra sự giảm hàm lượng ion S-SO42- là do tác động của chế độ tưới ngập thường xuyên. S-SO42- là một trong những dạng dinh dưỡng chính của lúa, nên chế độ phân bón không bổ sung lưu huỳnh thì hàm lượng S-SO42- giảm là do sự hấp thu của rễ lúa. Thời gian ngập nước lâu và lớp nước mặt ruộng sâu (7÷10 cm) làm thế Eh giảm, hình thành môi trường khử mạnh. Trong điều kiện này các ion S-SO42- bị khử thành dạng ion sunfua. Đây là một trong các nguyên nhân chính làm giảm dần hàm lượng ion S-SO42- trong đất ruộng tưới ngập thường xuyên. Từ thời điểm đổ ải cho đến thời điểm trỗ, lớp nước mặt ruộng trung bình luôn ngập trên 7cm, điều kiện này dẫn đến thế Eh và hàm lượng ion S-SO42- có xu hướng giảm. Như vậy, hai đại lượng Eh và [SO42-] có mối tương quan tỉ lệ thuận, Eh giảm trong điều kiện ruộng ngập liên tục làm hàm lượng S-SO42- giảm. CT TN không sử dụng phân chứa lưu huỳnh nên không có ảnh hưởng của chế độ phân bón đến hàm lượng ion S-SO42- trong đất lúa. Trong điều kiện nghiên cứu này, các kết quả thí nghiệm thu được cho thấy: trung bình khi thế Eh giảm đi 10 mV thì hàm lượng S-SO42- giảm khoảng 0,30 mg/100g trong đất lúa tưới ngập. Mức giảm S-SO42- trong khoảng 1,37 mg/100g/vụ. Tổng hợp pH, Eh, [SO42-], [Zndt] của CT tưới ngập 2.00 1.00 pH*0.1 0.00 Eh*0.01 Giá trị 1 2 3 4 5 (mV) -1.00 SO42-*0.1 (mg/100g) -2.00 Zndt (mg/100g) -3.00 Đổ ải BRHX Đẻ nhánh Làm đòng Trỗ Hình 3.22 Diễn biến pH, Eh, [SO42-], [Zn2+] của CT tưới ngập Cả pH, Eh, [SO42-] và [Zn2+] cùng giảm trong điều kiện lớp nước mặt ruộng ngập sâu liên tục. Như vậy, điều kiện ngập nước liên tục đã không mang lại điều kiện thuận lợi về dinh dưỡng lưu huỳnh, kẽm dễ tiêu cho cây lúa. 19
3.4.2 Diễn biến Eh, pH, Zndt, S-SO42- trong công thức tưới tiết kiệm nước 3.4.2.1 Lớp nước tưới trong ruộng các giai đoạn thí nghiệm Bảng 3.15 Diễn biến lớp nước mặt ruộng tưới TKN trung bình (cm) TT Thời điểm lấy mẫu ĐX 2015 HT 2015 ĐX 2016 HT 2016 TB 1 Đổ ải 2,5 2,1 2,3 2,0 2,2 2 Bén rễ hồi xanh 2,0 1,8 1,5 1,7 1,8 3 Cuối đẻ nhánh 0 0 0 0 0 4 Làm đòng 1,7 2,0 1,8 1,3 1,7 5 Trỗ 1,5 1,9 2,1 1,0 1,6 3.4.2.2 Các thông số Eh và pH Quan hệ lớp nước mặt ruộng và thế Eh của CT TKN 0 Lớp nước mặt ruộng TB (cm) 2.5 2 0 1.7 1.5 Eh/100 (mV) -1 -2 Đổ ải BRHX Cuối ĐN Giữa làm đòng Trỗ -3 ĐX 2015 HT 2015 ĐX 2016 HT 2016 Hình 3.23 Quan hệ lớp nước mặt ruộng và Eh của ruộng tưới TKN Kết quả cho thấy mực nước trong khoảng 2,5-3cm, giá trị EhTB vẫn trong khoảng -200 mV. Sự thay đổi Eh chỉ thể hiện rõ rệt chỉ khi lớp nước mặt ruộng giảm xuống thêm 0,5 cm, lúc này giá trị Eh dao động ở mức -170 mV (thời kì BRHX). Mực nước rút xuống dưới mức 2 cm, thế Eh dao động trong khoảng -150÷-100 mV. Khi Eh ở ngưỡng trên -200 mV, điều kiện này đã hạn chế sự khử ion sunphat về dạng độc tố sunfua so với mức trên -200 mV. Khi ruộng được rút cạn và có thời gian phơi ruộng từ 3-5 ngày làm thế Eh tăng lên trên mức -100 mV. Tuy nhiên, lúa là cây cần nước, phơi ruộng quá lâu làm ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất lúa. Thời gian phơi ruộng dài ngày chỉ thực hiện được vào thời kì cuối đẻ nhánh (phơi ruộng 7-10 ngày) nhằm hạn chế sự đẻ chồi vô hiệu của lúa và làm thế EhTB tăng lên trên mức -60 mV là mức hạn chế hoàn toàn sự khử ion S-SO42- về sunfua. Mức thế oxi hóa này giúp khôi phục ion sunphat và kẽm di động từ quá trình oxi hóa các kết tủa sunfua khó tan như ZnS. Như vậy, phơi ruộng là yếu tố tích cực giúp tăng hàm lượng oxi, tăng thế oxi hóa khử trong đất, đây là một trong những điều kiện cần thiết để duy trì các nguồn dinh dưỡng quan trọng trong đất cho lúa. Qua nhiều nghiên cứu, Jan Vymazal cùng Lenka Kröpfelová kết luận: Eh từ - 200 ÷ -100 mV diễn ra quá trình khử các ion SO42- thành dạng sunfua (H2S), quá trình khử này càng xảy ra mạnh hơn khi giá trị Eh ở mức dưới -200 mV. 20