Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Ảnh hưởng tưới nước sông nhiễm mặn lên sự mặn hóa của đất lúa và giải pháp rửa mặn trong điều kiện nhà lưới được thực hiện nhằm đánh giá tác động của sự xâm nhập mặn với các mức độ mặn khác nhau lên sự nhiễm mặn của đất lúa và xác định giải pháp rửa mặn phù hợp.
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG TƯỚI NƯỚC SÔNG NHIỄM MẶN LÊN SỰ MẶN HÓA CỦA ĐẤT LÚA VÀ GIẢI PHÁP RỬA MẶN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI Trần Kiều Linh1, Đặng Hữu Trí2, Vũ Thị Xuân Nhường2, Bùi Thanh Dung2, Đặng Quốc Thiện2, Phan Ngọc Phối2, Nguyễn Thị Diễm Trinh2, Nguyễn Châu Thanh Tùng2, Ngơ Thụy Diễm Trang1* TĨM TẮT Nghiên cứu thực nhằm đánh giá tác động xâm nhập mặn với mức độ mặn khác lên nhiễm mặn đất lúa xác định giải pháp rửa mặn phù hợp Các thí nghiệm bố trí điều kiện nhà lưới theo kiểu bố trí nhân tố hồn toàn ngẫu nhiên với lần lặp lại, bao gồm thí nghiệm: (i) Sự tích lũy mặn tưới nước sông nhiễm mặn lên nhiễm mặn đất lúa; (ii) Giải pháp rửa mặn điều kiện nhà lưới; (iii) Khả cải thiện đặc tính nhiễm mặn đất sau rửa mặn Khi tưới nước sông nhiễm mặn bổ sung 5, 10 15 g NaCl/L (tương ứng độ mặn 5, 10 15‰) vào đất lúa 30 ngày dẫn đến tình trạng mặn hóa đất, cụ thể ECe đất tương ứng 5,82; 7,34 11,12 mS/cm Nồng độ Na+ tích lũy đất nhiều tưới nước sông nhiễm độ mặn cao, cụ thể mức 0, 5, 10 15 g NaCl/L, hàm lượng Na+ đất 253,7; 1137,4; 1574,7 2712 mg/kg Sử dụng nước mưa rửa mặn mang lại hiệu suất rửa mặn cao (70-75%) Đất sau ngâm rửa mặn nước mưa thời gian ngâm đất 15 ngày, sau tháo nước bỏ đi, cải thiện thông qua sinh trưởng sinh khối tươi mạ 21 ngày sau gieo Từ khóa: Đất lúa, NaCl, nước nhiễm mặn, giải pháp rửa mặn, tưới mặn GIỚI THIỆU Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) xác định vùng chịu ảnh hưởng nhiều tác động cực đoan biến đổi khí hậu nước biển dâng [1], với biểu rõ rệt tình trạng xâm nhập mặn (XNM) ngày lấn sâu vào nội địa gây nên thay đổi tính chất đất Đất mặn yếu tố ảnh hưởng phát triển, hạn chế suất trồng đặc biệt lúa Theo thống kê Cục Thông tin Khoa học Cơng nghệ Quốc gia (2016) [2], có 50% diện tích đất ĐBSCL bị nhiễm mặn, điều đồng nghĩa với việc có hàng nghìn canh tác nơng nghiệp bị thiệt hại Có khoảng 90.000 lúa bị ảnh hưởng đến suất, thiệt hại nặng khoảng 50.000 vào năm 2015 Đặc biệt, huyện Long Phú (Sóc Trăng) có địa hình vừa giáp sơng vừa giáp biển nên tác động tiêu cực từ XNM diễn phức tạp Phịng Nơng nghiệp PTNT huyện Long Phú (2020) [3], ghi nhận tình trạng thiếu nước dẫn dến thiệt hại nghìn (thiệt hại 70% nghìn ha) Vì vậy, nước mặn xâm nhập vào sơng/kênh nội đồng khiến ngành nơng nghiệp khu vực ven biển ĐBSCL bị ảnh hưởng tình trạng thiếu nước đất bị nhiễm mặn Nước sơng nguồn nước phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, nhiên, bối cảnh tại, hầu sông bị suy giảm chất lượng tượng mặn xâm nhập Sau vụ canh tác lúa, tích lũy mặn đất tăng cao diện ion gây mặn tồn nước Nồng độ Na+ cao dung dịch đất làm giảm hoạt động trao đổi ion đất, gây ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sống [4] Theo Fujiyama Magara (2011) [5], phát triển bị ức chế muối nồng độ đất xung quanh vùng rễ vượt khả chịu mặn Nachshon (2018) [6] ghi nhận độ mặn đất cao mức dẫn đến tăng áp suất thẩm thấu vùng rễ, điều cản trở hấp thụ nước dinh dưỡng rễ cây, dẫn đến suy giảm khả sinh trưởng khả sống sót Tuy nhiên, vấn đề chưa quan tâm có nghiên cứu toàn diện nhằm đánh giá ảnh hưởng tưới nước sơng nhiễm mặn lên nhiễm N«ng nghiƯp phát triển nông thôn - K - THáNG 5/2021 55 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ mặn đất lúa Đứng trước tác động tiêu cực XNM đến hoạt động sản xuất nơng nghiệp, nhu cầu tìm kiếm giải pháp rửa mặn hiệu cần thiết Đây giải pháp thích ứng biến đổi khí hậu xâm nhập mặn canh tác nông nghiệp Đề tài thực nhằm đánh giá tác động xâm nhập mặn với mức độ mặn khác lên nhiễm mặn đất lúa xác định giải pháp rửa mặn phù hợp, hiệu nhằm ứng phó với kịch xâm nhập mặn cho canh tác nông nghiệp bối cảnh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu 2.1.1 Chuẩn bị đất thí nghiệm Đất sử dụng cho thí nghiệm thu lớp đất mặt (sâu 20 cm) ruộng lúa ấp Sóc Dong, xã Tân Hưng, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng (9°39’17.9” N 106°04’35.7” E) Đất sau thu vận chuyển khu thí nghiệm, đất trộn đều, để khô tự nhiên, băm nhỏ loại bỏ tạp chất tiến hành cân kg đất vào chậu nhựa (rộng 20 cm, cao 21 cm) Đất sử dụng cho thí nghiệm đánh giá đất sét pha thịt, với thành phần cát: thịt: sét chiếm 0,71: 46,86: 52,43% Đất sau tưới mặn nồng độ 5, 10, 15 g NaCl/L nghiệm thức đối chứng g NaCl/L thí nghiệm 1, kế thừa tiếp tục nghiên cứu đánh giá khả rửa mặn thí nghiệm Trộn đất lần lặp lại nồng độ mặn Sau đó, cân 300 g cho vào ly nhựa chuẩn bị 2.1.2 Chuẩn bị nước nhiễm mặn phục vụ tưới Nước sử dụng thí nghiệm nước kênh thu rạch Rau Muống, phường Xuân Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Nước kênh lấy thời điểm triều cường dâng cao, khuấy đo đạc tiêu pH, EC trước sử dụng Muối NaCl cân thêm vào nước kênh đến đạt độ mặn theo nghiệm thức 5, 10, 15 g NaCl/L 2.1.3 Chuẩn bị nước mưa phục vụ rửa mặn tưới Nước mưa hứng từ máng xối nhà lưới Khoa Môi trường Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, nước trữ thùng nhựa (300 L) 2.2 Bố trí thí nghiệm 2.2.1 Thí nghiệm 1: Sự nhiễm mặn đất lúa tưới nước sơng nhiễm mặn 56 Thí nghiệm bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên với lần lặp lại Đất sau cho vào chậu tưới mặn nước kênh bổ sung NaCl mức nồng độ khác 5, 10, 15 g NaCl/L nghiệm thức đối chứng không bổ sung muối (0 g NaCl/L) Lượng nước tưới nghiệm thức tính tốn dựa vào 60% khả giữ nước đất [7] Tần suất tưới lần/tuần, lần tưới cách ngày, thể tích nước tưới 500 ml/chậu/lần, tưới vào buổi sáng hoàn trả lại lượng nước chảy theo nghiệm thức, tưới 30 ngày Thu mẫu đất đại diện đầu vào (trước tưới mặn) sau tưới mặn để phân tích tiêu pH, EC độ mặn Đặc tính hóa học đất đầu vào trình bày chung với kết thí nghiệm bên 2.2.2 Thí nghiệm 2: Hiệu suất sử dụng nước mưa rửa mặn đất bị nhiễm mặn Thí nghiệm bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với hai nhân tố bao gồm: nhân tố (A) nồng độ tưới mặn nhân tố (B) mốc thời gian đất tiếp xúc với dung dịch rửa mặn 3, 6, 9, 12 15 ngày Mỗi nghiệm thức bố trí lần lặp lại ly nhựa với khối lượng đất 300 g ngâm 800 ml nước mưa [8] Đo tiêu pH, EC, độ mặn nước sử dụng trước cho vào nghiệm thức Ngâm đất xuyên suốt điều kiện ngập nước Thu mẫu đất nước theo mốc thời gian ngâm đất rửa mặn Sau ngày, đặn bổ sung nước mưa trì lượng nước ban đầu, lượng nước bổ sung nghiệm thức 2.2.3 Thí nghiệm 3: Khả cải thiện đặc tính nhiễm mặn đất sau rửa mặn Thí nghiệm tiến hành dựa kết kế thừa từ thí nghiệm Đánh giá khả cải thiện đất nhiễm mặn cách ngâm rửa mặn thông qua sinh trưởng sinh khối mạ Hạt giống lúa OM5451 sau ủ nảy mầm gieo vào nghiệm thức thí nghiệm Thí nghiệm bố trí điều kiện nhà lưới đảm bảo đủ ánh sáng cho phát triển Tần suất tưới nước lần/ngày với thể tích 10 ml Nghiên cứu chọn thử nghiệm giống lúa OM5451 giống người nông dân trồng lúa Long Phú trồng phổ biến 2.3 Phương pháp thu phân tích mẫu 2.3.1 Thí nghiệm 1: Sự tích lũy mặn tưới nước sông nhiễm mặn lên nhiễm mặn t lỳa Nông nghiệp phát triển nông thôn - KỲ - TH¸NG 5/2021 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Thu mẫu nước: Các tiêu nước pH, EC, độ mặn đo khu thực nghiệm tuần lần máy đo cầm tay chuyên dụng tương ứng Hanna HI8424, Hanna HI99301, khúc xạ kế Alla (Pháp) Thu mẫu đất: Sau thời gian tháng tưới mặn, tiến hành thu mẫu đất: (i) thu khoảng g đất phân tích độ ẩm đất; (ii) thu 150 g đất phơi khô tự nhiên điều kiện nhà lưới phân tích pH, EC độ mặn đất (trích nước tỷ lệ 1:5) (iii) cân 40 g đất sau phơi khơ xử lý qua rây đường kính 0,5 mm thêm nước cất đến đất đạt trạng thái bão hòa Tiến hành lắc ly tâm với tốc độ quay 4000 vịng/30 phút Ly trích nước đo tiêu pHe, ECe, Na+ K+ (sử dụng bút đo Horiba B-722 B731 đo Na+ K+) Độ mặn đất tính tốn từ kết EC đo đất, theo công thức: Độ mặn (‰) = 0,64 x EC (mS/cm) 2.3.2 Thí nghiệm 2: Hiệu suất sử dụng nước mưa rửa mặn đất bị nhiễm mặn Thu mẫu nước: Sau bố trí thí nghiệm, đo tiêu pH, EC độ mặn máy cầm tay chuyên dụng Các ngày đo dung dịch nước ngâm theo mốc thời gian định sẵn 3, 6, 9, 12 15 ngày Thu mẫu đất: Theo mốc thời gian thu mẫu nước, tiến hành thu mẫu đất sau đo xong tiêu nước Xả toàn nước ly ghi nhận thể tích nước ngâm Cân 150 g đất ly cân 2-3 g đất phân tích độ ẩm Phần đất cịn lại ly phơi khơ điều kiện tự nhiên, xử lý nghiền cho qua rây có đường kính 0,5 mm dùng để phân tích đo pH EC (ly trích tỷ lệ 1:5) Trữ khối lượng đất thừa nghiệm thức để sử dụng cho thí nghiệm 2.3.3 Thí nghiệm 3: Khả cải thiện đặc tính nhiễm mặn đất sau rửa mặn Sinh trưởng mạ xác định ba thời điểm 7, 14 21 ngày sau gieo Thu mạ sau 21 ngày gieo để xác định tiêu chiều cao (chiều dài thân tính từ gốc đến chóp cao cây), chiều dài rễ (chiều dài rễ tính từ sát gốc đến chóp rễ dài nhất), đếm số sinh khối tươi thân, rễ 2.4 Phương pháp xử lý số liệu Sử dụng phần mềm thống kê Statgraphic Centurion XVI (StatPoint, Inc., USA) để phân tích phương sai nhân tố (one-way ANOVA) hai nhân tố (two-way ANOVA) So sánh trung bình nghiệm thức dựa vào kiểm định Tukey độ tin cậy 5% Sử dụng phần mềm Sigmaplot 14.0 (San Jose, California, USA) để vẽ biểu đồ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự tích lũy mặn đất lúa tưới nước sông nhiễm mặn 3.1.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa lý đất Sau 30 ngày tưới nước nhiễm mặn, pH đất cao so với đất chưa xử lý mặn nằm khoảng an toàn sinh trưởng thực vật Đáng lưu ý tăng nồng độ nước tưới mặn (5, 10 15 g NaCl/L), độ dẫn điện (EC) gia tăng đáng kể tương ứng 2,3; 3,1 3,7 mS/cm khác biệt có ý nghĩa thống kê (p