Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất lúa vùng đồng bằng sông hồng

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT TRƯỜNGĐẠI HỌCTHỦYLỢI QUYỀNTHỊDUNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆMNƯỚCĐẾNHÀMLƯỢNGDỄTIÊUCỦACÁCNGUYÊNTỐNITƠVÀ PHỐT PHOTRONG ĐẤTTRỒNGLÚA VÙNGĐỒNGBẰNGSÔNG HỒNG LUẬNÁNTIẾNSĨKỸTHUẬT BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT TRƯỜNGĐẠI HỌCTHỦYLỢI QUYỀNTHỊDUNG HÀNỘI,NĂM2017 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆMNƯỚCĐẾNHÀMLƯỢNGDỄTIÊUCỦACÁCNGUYÊNTỐNITƠVÀ PHỐTPHOTRONGĐẤTTRỒNG LÚA VÙNGĐỒNGBẰNGSÔNG HỒNG Chuyênngành: Môitrườngđấtvànước Mãsố: 62440303 NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC 1.PGS.TSKHN g u y ễ n XuânHải 2.TS.NguyễnViệtAnh HÀNỘI,NĂM2017 LỜI CAMĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết quảnghiêncứuvàcáckếtluậntrongluậnánnàylàtrungthực,vàkhôngsaochéptừbấtk ỳ nguồn hình thứcn o V i ệ c t h a m k h ả o c c n g u n t i l i ệ u (nếucó) thựchiệntríchdẫnvàghinguồntàiliệuthamkhảođúngquyđịnh Tácgiảluậnán QuyềnThịDung LỜICẢMƠN Trước hết tác giả luận án xin chân thành cảm ơn PGS TSKH Nguyễn Xuân Hải; TS.Nguyễn Việt Anh hướng dẫn khoa học Những hướng dẫn góp phần quantrọnggiúptácgiảhồnthànhluậnánnày Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn PGS TS Bùi Quốc Lập thầy cô giáokhoa Môi trường, trường Đại học Thủy Lợi đóng góp khoa học góp phầnhoànt h i ệ n l u ậ n n n y v t o c c đ i ề u k i ệ n c ầ n t h i ế t g i ú p c h o l u ậ n n đ ợ c h o n thành Tác giả luận ánxin chânthành cảmơn cácthầycơ,cán phịng phân tích Đất-Nước - Mơi trường, phịng phân tích Hóa mơi trường trường Đại học Thủy Lợi tạo mọiđiều kiện thuận lợi giúp tơi tiến hành thí nghiệm, phân tích mẫu đất, mẫu nước trongluậnánnày Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn BGH trường Đại học Thủy Lợi, khoa Sau đạihọccủaĐạihọc T hủ y Lợiđã tạomọ iđ iề uk iệ n thuậ nl ợ i đểtơi hồnthành l u ậ n án Tácgiảluậnánxinchânthànhcảm ơn BGHtrường CĐKinhtếKỹ thuậtT h i Nguyên, đồngnghiệp khoaKỹ thuật Nông lâm,Bộmôn Quảnl ý đất đai t o mọiđiềukiệnthuậnlợigiúptơihồnthànhluậnánnày Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn động viên giúp đỡ gia đình bạn bè vềcảvậtchấtvàtinhthần tạomọiđiềukiệngiúp đỡtơihồnthànhluận ánnày MỤCLỤC MỤCLỤC iii DANHMỤCCÁCHÌNH ẢNH vi DANHMỤCBẢNG BIỂU .viii DANHMỤCCÁCTỪVIẾTTẮTVÀGIẢITHÍCHTHUẬT NGỮ ix MỞĐẦU 1 Tínhcấp thiết Mụctiêunghiên cứu Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễncủa luậnán .2 Đốitượng nghiên cứu Phạmvi nghiêncứu Nộidungnghiêncứu Phươngphápnghiên cứu Nhữngđónggóp mớicủaluậnán Cấutrúccủaluận án CHƯƠNG1 TỔNGQUANTÀILIỆU 1.1 ĐộngtháicủaNitơtrongđấttrồnglúa .5 1.1.1 Qtrìnhammoniumhóa 1.1.2 Qtrìnhnitratehóa 1.1.3 Quátrìnhkhửnitrate .8 1.2 ĐộngtháicủaPhốtphotrongđấttrồnglúa 1.2.1 SựchuyểnhóaPhốtphohữucơtrongđất 1.2.2 SựchuyểnhóaPhốtphovơcơtrongđất 10 1.3 CácyếutốảnhhưởngđếnsựthayđổiNitơ vàPhốtpho trongđất 11 1.3.1 ẢnhhưởngcủachếđộnướcđếnsựthayđổiN,Pdễtiêutrongđất 11 1.3.2 Ảnhhưởngcủacáctínhchấtlý-hóahọcđếnsựthayđổiN,Pdễtiêutrongđất 18 1.4 Phươngpháp tướingập thườngxunvàtướitiếtkiệmnước 31 1.4.1 Phươngpháptướingậpthườngxuyên 31 1.4.2 Phươngpháptướitiếtkiệm-TướiNônglộphơi(NLP) 32 1.5 MộtsốphươngphápxácđịnhcácdạngNitơ vàPhốtphotrong đất .34 1.6 Kếtluậnchương1 35 CHƯƠNG2 PHƯƠNGPHÁP NGHIÊNCỨU 37 2.1 Phươngpháp thínghiệmtrongphịng 37 2.1.1 Mụcđích 37 2.1.2 Phươngphápthínghiệmtrongphịng 37 2.2 Phươngpháp nghiêncứuthínghiệmđồngruộng 39 2.2.1 Mụcđíchnghiêncứuthínghiệmđồngruộng 39 2.2.2 Địađiểmvàđiềukiệntựnhiênkhuthínghiệmđồngruộng 39 2.2.3 Sơđồbốtríthínghiệmđồngruộngvàcácthànhphầntrongsơđồ 43 2.2.4 Cáccơngthứcthínghiệmvàchếđộnướctrênruộnglúa .44 2.2.5 Điềukiệnthínghiệm 46 2.2.6 Phươngphápvàthờiđiểmlấymẫu 47 2.3 Phươngpháp phântích 48 2.3.1 PhươngphápphântíchN,Pdễtiêutrongđất 48 2.3.2 Phươngphápphântíchmẫunướctưới 50 2.3.3 Phươngpháptheodõicácyếutốcấuthànhnăngsuấtlúa .50 2.4 Phươngphápxửlýsốliệu 51 CHƯƠNG3 KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Ảnhhưởngcủa chếđộtướiđếnthếơxyhóakhử (Eh)vàpH đất 52 3.1.1 ẢnhhưởngcủachếđộtướiđếnEhvàpHđấtởmơhìnhthínghệmtrongphịng .52 3.1.2 ẢnhhưởngcủachếđộtướiđếnEhvàpHđấtởthínghệmđồngruộng 57 3.2 ẢnhhưởngcủachếđộtướiđếnhàmlượngNitơdễtiêutrongđất 62 3.2.1 ẢnhhưởngcủachếđộtướiđếnhàmlượngN-NH+trongđất .62 3.2.2 ẢnhhưởngcủachếđộtướiđếnhàmlượngN-NO-trongđất .78 3.2.3 SosánhlượngNitơdễtiêutrongcácchếđộtưới 90 3.3 Ảnhhưởngcủachếđộtướiđếnlượng Phốtphodễtiêutrongđất 99 3.3.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượngPhốt dễ tiêu đất mơ hình thínghiệmtrongphịng 99 3.3.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượngPhốt dễ tiêu đất mô hình thínghiệmđồngruộng 104 3.4 Ảnhhưởngcủachếđộtướiđếnsinhtrưởngvànăngsuấtlúa .111 3.4.1 Ảnhhưởngcủachếđộtướiđếnsinhtrưởngcủacâylúa 111 3.4.2 Ảnhhưởngcủachếđộtướiđếnnăngsuấtlúa 114 3.5 Đánh giá việc áp dụng phương pháp tưới Nông lộ phơi cho lúa vùng đồng bằngsôngHồng 115 3.5.1 Lượngnướctưới 115 3.5.2 Chiphísảnxuất 116 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 119 Nhữngkết quảđạtđượctrongluận án .119 Kiếnnghị 120 DANHMỤCCÁCBÀIBÁOCƠNGTRÌNHKHOAHỌCĐÃCƠNGBỐLIÊNQUANT ỚILUẬNÁN 121 TÀILIỆUTHAMKHẢO 122 PHỤL Ụ C DANHMỤCCÁCHÌNHẢNH Hình1.1QtrìnhchuyểnhóaNtrongđấtlúa .6 Hình1.2ĐộngtháicủaEhtheoPonnamperuma F.N 19 Hình1.3 Độngthái củaEhởcác phương án thínghiệmtạinhiệt độ200C 20 Hình1.4 Nhữngthayđổitươngđối vềhàmlượngO2,NO3-củamột loạiđất 21 Hình1.5ĐộngtháicủaNtheothờigian ngậpnướcvàthếoxyhóa-khử 22 Hình1.6 ĐộngtháicủaPhốtpho hịatan trongđấttheothờigianngậpnước 23 Hình1.7 ĐộngtháicủapHởmộtsốloạiđấtkhingậpnước 24 Hình1.8 ẢnhhưởngcủapHđếnsựcânbằng NH4+vàNH3 25 Hình1.9KhảnănghịatancủaPhốtpho bịảnhhưởngbởipHđất 28 Hình1.10 Ảnhhưởng củatínhchấtđấtvànhiệtđộđếnđộngthái củaN-NH4+ 29 Hình1.11 Ảnhhưởng củatínhchấtđấtvà nhiệtđộđếnđộngthái củaN-NO3 30 Hình2.1Sơđồlấymẫuđất 37 Hình2.2VịtríkhuvựcnghiêncứuthínghiệmtạiPhú Xun,HàNội 40 Hình2.3Sơđồ bốtríthínghiệmđồngruộng .43 Hình2.4Mơphỏnglớpnước mặtruộngcủacơngthứctướiNTX 44 Hình2.5 Mơphỏnglớpnước mặtruộngcủa cơngthứctướiNLP .46 Hình3.1 DiễnbiếnEh đấtvà mựcnướccủacácchếđộtưới 53 Hình3.2DiễnbiếnpHđấtvà mựcnướccủacácchếđộtưới TNTP 56 Hình3.3 DiễnbiếnEhđấtcủacácchếđộtướiởthí nghiệmđồngruộng .58 Hình3.4 DiễnbiếnpH đấtcủacácchếđộtướithínghiệmđồng ruộng 61 Hình3.5 Diễnbiến hàmlượngN-NH4+đấtvàmựcnước 64 Hình3.6 Diễnbiến hàmlượngN-NH4+đấttheothờigianngậpnước 65 Hình3.7 DiễnbiếnN-NH4+trongđấtcủacácchếđộtướin 69 Hình3.8DiễnbiếnN-NH4+trongđấtcủahaichếđộtưới .73 Hình3.9 DiễnbiếnN-NH4+đấtcủacácchếđộtướingồi đồngruộng 74 Hình3.10 DiễnbiếncủaN-NO3-đấtvà mựcnướccủa thínghiệmtrongphịng 79 Hình3.11 QuanhệgiữaEh vàN-NO3-trongđấtcủachếđộtướiNTX 80 Hình3.12 QuanhệgiữaEh vàN-NO3-trongđấtcủachếđộtướiNLP 80 Hình3.13 DiễnbiếnN-NO3-đấtcủacácchếđộtưới 83 Hình3.14 DiễnbiếnN-NO3-đấtcủacácchếđộtướingồi đồngruộng .86 Hình3.15Diễnbiến N-NO3-đấtcủacáccơngthứctưới .87 Hình3.16 Quanhệ N-NO3-đấtv i thờigianngậpnướccủa 88 Hình3.17 Quanhệgiữa N-NO3-đấtv i thờigianngậpnướccủa .88 Hình3.18 DiễnbiếnNitơ dễtiêucủa chếđộtướiNTX(trái) vàNLP (phải) .91 Hình3.19Diễnbiến củatổng Nitơdễtiêutrongcác chếđộtướiởTNTP .93 Hình3.20 DiễnbiếnNitơ dễtiêucủacácchế độtướiởTNĐRtrong vụxuân .95 Hình3.21 DiễnbiếnNitơdễtiêucủacácchếđộtướiởTNĐRtrong vụ mùa 97 Hình3.22Diễnbiến củatổng Nitơdễtiêutrongcácchế độtưới ởTNĐR 98 Hình3.23 Quanhệgiữa Eh vàPdttrongđấtởchếđộtướiNTX 100 Hình3.24 Quanhệgiữa Eh vàPdttrongđấtởchếđộtướiNLP 101 Hình3.25 DiễnbiếnlượngPdtđấtvàmựcnướccủacácchếđộtướiởTNTP 102 Hình3.26Diễnbiến Pdtđấtcủacáccơngthứctưới 105 Hình3.27Diễnbiến Pdtđấtcủacáccơngthứctưới 108 Hình3.28 Diễnbiến Pdtcủa cáccơngthứctướingồiđồngruộng 109 Hình3.29Ảnhhưởngcủachế độtưới đếnnăngsuấtlúatheo mùavụ .115