Dinh dưỡng kẽm trong đất lúa phù sa trung tính vùng đồng bằng sông Hồng: Nguyên nhân và giải pháp

Bài viết Dinh dưỡng kẽm trong đất lúa phù sa trung tính vùng đồng bằng sông Hồng đánh giá hiện trạng dinh dưỡng kẽm trong một số vùng đất lúa phù sa trung tính đồng bằng sông Hồng dựa trên kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, phân tích nguyên nhân và đề xuất một số giải pháp duy trì dinh dưỡng kẽm.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 DINH DƯỠNG KẼM TRONG ĐẤT LÚA PHÙ SA TRUNG TÍNH VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG: NGUN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP Đinh Thị Lan Phương Trường Đại học Thủy lợi, email: dinhlanphuongwru@gmail.com MỞ ĐẦU Kẽm (Zn) nguyên tố dinh dưỡng quan trọng cho sinh trưởng lúa Khoảng 35 triệu lúa châu Á thiếu Zn ảnh hưởng đến suất chất lượng hạt, có đồng sông Hồng (ĐBSH) Dinh dưỡng kẽm (DDK) (mà lúa hấp thu) đất lúa chiếm tỉ lệ nhỏ (0,004 - 0,27 ppm) so với dạng kẽm tổng số (KTS) (50 - 80 ppm) [1,3,4] Hình ĐBSH nằm vùng thiếu kẽm giới Đất lúa ĐBSH nhóm thiếu Zn mức trung bình tưới ngập, đất bạc màu, phân bón thiếu Zn hệ số sử dụng đất cao [3] Đất phù sa trung tính (PSTT) chiếm nửa diện tích canh tác lúa ĐBSH Có số nghiên cứu Zn đất lúa ĐBSH, thực trạng, nguyên nhân, giải pháp chưa làm rõ Do đó, báo đánh giá trạng DDK số vùng đất lúa PSTT ĐBSH dựa kết nghiên cứu tác giả nước, phân tích nguyên nhân đề xuất số giải pháp trì DDK THỰC TRẠNG DDK ĐẤT LÚA PSTT ĐBSH Thực trạng DDK KTS lớn đất feralit (40 - 485 ppm) Tây Nguyên Miền Bắc (MB) nước ta nằm vùng thiếu Zn, có ĐBSH Hàm lượng KTS tồn vùng ĐBSH 90 ppm, dao động từ 25,6 - 236,8 ppm [3,5] KTS thấp thuộc Bắc Giang, Hải Dương, Bắc Giang (32 ppm) hình thành phù sa cổ Hàm lượng cao thuộc vùng bị ảnh hưởng nguồn tưới ô nhiễm (sông Cầu Bây, sông Nhuệ…) ngoại thành Hà Nội [2,5] KTS vùng rau Thanh Trì Gia Lâm có điểm lên tới 195 236,8 ppm [2,5] Vùng ven đê sông Hồng, KTS đất lúa từ 72,75 - 172,54 ppm [5] Một số vùng lúa khác ảnh hưởng nước tưới ô nhiễm Mỹ Hào (Hưng Yên) KTS từ 49,89 - 126,17 ppm, vùng Văn Lâm (Hưng Yên) từ 59,45 - 188,65 ppm [5] Ngoại trừ số vùng bị ảnh hưởng từ nguồn tưới ô nhiễm, KTS đất trồng lúa so với đất trồng nông nghiệp khác vùng ĐBSH đánh giá mức thấp Đất PSTT vùng ĐBSH chiếm diện tích lớn 50,9% tồn vùng Trong đất lúa ĐBSH, KTS nhóm PSTT cao (30,76 - 76,64 ppm) [3] nhóm đất xám bạc màu thấp (16,74 ppm), lại đất nhiễm mặn KTS 27,43 ppm, đất phù sa glây KTS khoảng 28,93 ppm [5] Một số vùng PSTT có KTS cao vùng trồng lúa Hưng Yên (pH từ 6,5 - 6,9) KTS 86,7 ppm [3] Vùng chuyên canh lúa Hà Nam, KTS từ 65,81 - 123,51 ppm, trung bình 93,06 ppm [5] Mặc dù, KTS đất lúa PSTT vùng ĐBSH không thấp, kẽm dễ tiêu (KDT) (Zn2+, Zn(OH)+) lại mức thấp [3] KDT đất lúa PSTT ĐBSH trung bình 0,68 ppm, dao động từ 0,6 - 2,05 ppm [3] Vùng chuyên canh lúa Hưng Yên, KDT từ 0,46 - 1,6 ppm [5], đất lúa chưa bị nhiễm mặn vùng Gia Lâm (Hà Nội) KDT từ 0,58 - 0,68 ppm [5] 445 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 Diễn biến KDT đất lúa PSTT ĐBSH KTS cao KDT thấp chế độ tưới ngập không bổ sung phân Zn Tưới ngập liên tục - cm làm giảm KDT đất lúa 4,85 lần/vụ, KDT giảm từ 0,68 ppm xuống 0,11 ppm không bổ sung phân Zn [3] Các nghiên cứu chuyển hóa Zn đất lúa PSTT chua vùng ĐBSH thực 04 vụ lúa với kết phân tích từ 300 mẫu đất cho thấy, điều kiện tưới tiết kiệm nước (TKN) không bổ sung phân Zn trì KDT đất lúa so với đối chứng, KDT giảm khoảng 0,02 mg/100g đất/vụ [3] Địa phương ĐBSH Hà Giang Bắc Giang Bảng KTS KDT MB ĐBSH Vùng MB Đất canh tác Lúa Lúa Lúa Lúa KTS (ppm) 89 78 93 195 KTS (ppm) KDT (ppm) 32 – 124 0,60 - 2,05 0,46 - 1,6 So sánh thang đánh giá E.E Schulte năm 2004 Đất canh tác có KDT 1,5 ppm nên bổ sung phân Zn Đất có KDT 1,6 - 3,0 ppm bón bổ sung Zn cho lương thực có nhu cầu dinh dưỡng Zn cao (ngơ, đậu, hành) [4] Như vậy, so với thang E.E Schuler, KDT nhóm đất lúa phù sa trung tính vùng ĐBSH mức thấp gần 2,5 lần Hình So sánh KDT đất lúa MB đất PSTT ĐBSH với thang E.E Schuler Có thể thấy đất phù sa sông Hồng giàu Zn (90 ppm) cao 1,5 lần so với đất phèn 04 lần so với đất phù sa cổ bạc màu Đất phù sa sông Thái Bình, đất mặn ven biển đất phèn có KTS thấp ĐBSH từ 1,5 - lần KTS vùng canh tác MB sau: Địa phương Hải Phòng Hưng Yên Hà Nam Hà Nội Đất lúa Đất PSTT ĐBSH 76,64 – 86,70 Hình KTS đất lúa MB Bảng KTS số vùng MB [5] KTS (ppm) 86 57 32 Mặc dù KTS ĐBSH cao số vùng, KDT mức thấp Bảng so sánh KTS KDT số vùng đất nông nghiệp MB đất PSTT vùng ĐBSH ĐÁNH GIÁ DDK ĐẤT LÚA PSTT VÙNG ĐBSH So với đất nông nghiệp miền Bắc 11% đất canh tác nước ta thiếu Zn (< 20 ppm), 77% đất canh tác có KTS mức trung bình (20 - 100 ppm) [5] KTS trung bình đất canh tác Việt Nam 78 ppm [5] KTS đất trồng lúa chưa bị ô nhiễm miền Bắc (MB) từ 32 - 124 ppm, vài vùng cao ảnh hưởng nguồn tưới ô nhiễm (58 - 195 ppm) [2,5] Đất canh tác Lúa Lúa - rau Lúa NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP 3.1 Nguyên nhân thiếu Zn Tưới ngập phổ biến ĐBSH, theo Báo cáo thống kê Viện Quy hoạch Thủy lợi, đến 2016 có 10.000/545.000 lúa tưới tiết kiệm nước (TKN) tồn vùng Tưới ngập làm mơi trường đất lúa trạng thái yếm khí, KDT dạng ZnS khó hấp thu cho [1, 3] Nhiều thử nghiệm giới chứng minh KDT giảm mạnh đất lúa tưới ngập liên tục tuần, KDT giảm 06 lần vùng canh tác lúa Luisiana Maahas [3] Vùng Dongbeiwang (Trung Quốc) KDT 446 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020 ISBN: 978-604-82-3869-8 giảm mạnh tưới ngập làm thiếu Zn gạo so với tiêu chuẩn cải thiện tình trạng thiếu Zn hạt cách chuyển sang chế độ tưới TKN - cm [1] Ngập nước dài ngày làm KDT đất lúa vùng ĐBSH giảm 4,85 lần/vụ [3] cải thiện tưới TKN - cm, phơi ruộng - ngày trì KDT đất lúa [3] Tưới tiết kiệm nước làm KDT thay đổi (từ 0,64 giảm xuống 0,62 ppm) Vai trị tạo mơi trường háo khí tưới TKN tăng hoạt động vi khuẩn háo khí vùng rễ đồng thời giảm độc tố Fe (II), Mn (II) giải phóng KDT từ ZnS [3] Tính chất đất Đất thiếu Zn xuất pH > 6, xảy đất có phản ứng trung tính [1], KDT thường kết tủa dạng tan Zn(OH)2, ZnCO3, Zn2SiO4 Trầm tích sơng Hồng có phản ứng trung tính độ no bazơ cao, giàu kim loại kiềm kiềm thổ, pH đất từ - 7,5 Vùng ĐBSH, nhóm đất phù sa trung tính chua có diện tích lớn 225.987 ha, pH từ 6,9 - 7,1 Trong đó, đất lúa Hà Nam hầu hết phản ứng chua đến trung tính, 47,5% đất phản ứng chua (pH 5,3 - 5,8), 42% đất phản ứng trung tính (pH 6,1 - 6,7) pH đất lúa cao đất trồng màu Đất lúa vùng Hưng Yên, Hà Nội có pH từ 6,8 - 7,1 Đất lúa vùng trũng thường bị thiếu Zn [1], số vùng lúa Nam Định, Hải Dương, Nho Quan, Gia Viễn (Ninh Bình), Hà Nam vùng trũng thường bị ngập mưa bão hàng năm Tình trạng ngập úng kéo dài dẫn đến KDT bị rửa trôi chuyển sang dạng ZnS Lạm dụng phân bón Áp lực suất dẫn đến hàm lượng photphat cao bón nhiều lân, hệ làm giảm KDT tạo kết tủa Zn photphat Zn3(PO4)2 Sử dụng nhiều phân hữu làm giảm oxi hóa khử Eh [3] Trong đất ngập nước chất hữu phân hủy nhanh tạo môi trường yếm khí hình thành sunfua, cố định kẽm ZnS Bón vơi cải tạo đất để khử chua làm giảm KDT kết tủa dạng Zn(OH)2 ZnCO3 [1] Hệ số sử dụng đất lớn làm suy giảm nguồn dinh dưỡng Zn đất Theo Quy hoạch tổng thể Bộ NN&PTNN đến năm 2020, thời gian canh tác trung bình - vụ/năm miền Bắc hệ số sử dụng đất lên tới 2,5 - 3,0 DDK hầu hết loại đất canh tác thiếu cho trồng 3.2 Giải pháp Áp dụng tưới tiết kiệm nước (TKN) với mức nước mặt ruộng 3-5 cm kết hợp phơi ruộng 5-7 ngày đợt tưới [3] Giải pháp hạn chế mơi trường yếm khí vùng rễ, giảm phát thải khí nhà kính, trì DDK tiết kiệm nguồn nước tưới hướng tới nông nghiệp bền vững Hơn nữa, kỹ thuật tưới TKN hạn chế tích lũy mặn, kích thích rễ mọc sâu vào đất giúp chống đổ ngã, tăng khả chịu hạn điều kiện khan nước tưới Bổ sung phân kẽm, nên bổ sung phân kẽm cho vùng canh tác lúa thiếu Zn Khơng nên bón chung phân kẽm với phân lân thời điểm tránh tạo kết tủa Zn3(PO4)2 làm giảm lân Zn Hơn nữa, khơng bón q nhiều phân hữu giảm KDT phát thải khí nhà kính CH4 [3] KẾT LUẬN Đất lúa PSTT ĐBSH thiếu Zn, KDT từ 0,46 - 1,6 ppm, thấp thang E.E.Schuler 2,5 lần Các nguyên nhân dẫn đến thiếu KDT đất lúa bao gồm phản ứng đất trung tính, đất trũng ngập, tưới ngập, hệ số sử dụng đất cao… Khắc phục tình trạng thiếu Zn áp dụng kỹ thuật tưới TKN kết hợp phơi ruộng đợt tưới bổ sung phân bón Zn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Xiaopeng Gao et al, 2006, From flooded to aerobic conditions in rice cultivation: consequences for zinc uptake Plant and Soil, 280:41-47 Springer [2] Minh Nguyen Ngoc et al., 2009, Simulation of retention and transport of copper, lead and zinc in a paddy soil of the Red River Delta, Vietnam, Agriculture, Ecosystems and Environment 129, 8-16 [3] Phuong Dinh Thi Lan, Hoa Nguyen Thanh, Nga Nguyen Thi Hang, 2020, Impact of irrigation techniques on rice yield and dynamics of zinc in plants and soil Plant, Soil and Environment, 66, 2020 (3): 135-142, https://doi.org/10.17221/660/2019-PSE [4] E.E S & K Kelling, 2004, "Soil and applied sunfur, Soil and applied zinc," A2525A2528, Understanding plant nutrient [5] Hồ Thị Lam Trà et al., 2007, Enviromental impact assessment of heavy metals on agricultural land in Vietnam, European Geosciences Union General Assembly, Viena, Autria, 13-18, vol 10 447 ... chua đến trung tính, 47,5% đất phản ứng chua (pH 5,3 - 5,8), 42% đất phản ứng trung tính (pH 6,1 - 6,7) pH đất lúa cao đất trồng màu Đất lúa vùng Hưng Yên, Hà Nội có pH từ 6,8 - 7,1 Đất lúa vùng. .. với đất phù sa cổ bạc màu Đất phù sa sông Thái Bình, đất mặn ven biển đất phèn có KTS thấp ĐBSH từ 1,5 - lần KTS vùng canh tác MB sau: Địa phương Hải Phòng Hưng Yên Hà Nam Hà Nội Đất lúa Đất. .. trồng lúa chưa bị ô nhiễm miền Bắc (MB) từ 32 - 124 ppm, vài vùng cao ảnh hưởng nguồn tưới ô nhiễm (58 - 195 ppm) [2,5] Đất canh tác Lúa Lúa - rau Lúa NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP 3.1 Nguyên nhân