1
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
2
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
3
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-SO
42-
) 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 (H
2
S, HS
-
, S
2-
) 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 (Zn
dt
) 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-SO
42-
thành dạng sunfua (H
2
S, HS
-
, S
2-
) với sự tham
gia của các vi sinh vật đất hoạt động yếm khí; kết quả làm Zn
dt
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
trong đất ngập nước.
4
- Diễn biến thế Eh, pH, hàm lượng Zn
dt
, S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
trong đất lúa.
- Diễn biến thế Eh, pH và hàm lượng Zn
dt
, S-SO
42-
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
Zn
dt
và S-SO
42-
trong đất lúa.
- Ảnh hưởng của tưới TKN trong duy trì dinh dưỡng Zn
dt
, S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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.
5
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 Zn
dt
và S-SO
42-
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 23
o
C. 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 (pH
KCl
: 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 (P
2
O
5
%:
0,11÷0,15 %); (K
2
O %: 1,6÷2,2 %). An Viên có 2 trạm bơm đang hoạt động
phục vụ sản xuất, tổng công suất 10.054 m
3
/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
Thời điểm bón Lượng phân /1 ha
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
