Biện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu LongBiện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long
GIỚI THIỆU
Lý do chọn đề tài
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở hạ lưu của sông Mê Kông, là trung tâm sản xuất nông nghiệp lớn nhất của cả nước Những năm qua, ngành Nông nghiệp vùng ĐBSCL liên tục tăng trưởng, thực hiện nhiệm vụ bảo đảm an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu nông sản, đóng góp 31,4% GDP ngành nông nghiệp của cả nước, trong đó có 50% sản lượng lúa và 95% lượng gạo xuất khẩu (Phan Thị Cẩm Giang, 2022) Trong những năm gần đây xâm nhập mặn đã và đang diễn ra theo chiều hướng ngày càng nghiêm trọng ở các tỉnh ven biển ĐBSCL làm cho hệ thống canh tác lúa ngày càng giảm về diện tích, năng suất và sản lượng Số liệu thống kê ghi nhận trong năm 2016 tổng diện tích trồng lúa bị thiệt hại trực tiếp do xâm nhập mặn gần 140.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016); năm 2020 thiệt hại 41.900 ha (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2020) Các tỉnh có diện tích bị ảnh hưởng nhiều nhất do hạn hán và xâm nhập mặn gồm Cà Mau với gần 50.000 ha, Kiên Giang với trên 34.000 ha, Bến Tre trên 13.000 ha, Bạc Liêu và Trà Vinh trên 11.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016) Nước mặn xâm nhập vào đất thời gian dài dẫn đến sự thay đổi một số đặc tính hóa, lý, sinh học đất, có tác động xấu đến các tiến trình chuyển hóa chất dinh dưỡng trong đất Theo Brady and Weil (1996), đất nhiễm mặn chứa hàm lượng Na + cao có những bất lợi về mặt cấu trúc đất, dẫn đến tác hại trực tiếp đến cây trồng Hiện nay, tình trạng khan hiếm nước ngọt do tác động của biến đổi khí hậu và khai thác sử dụng nước ở đầu nguồn sông Mê Kông đã không rửa mặn trong đất triệt để, về lâu dài sẽ làm cho đất bị mặn hóa và có thể trở nên mặn-sodic Tại các địa phương bị nhiễm mặn theo mùa, việc rửa mặn trong đất được thực hiện vào mùa mưa để loại bỏ muối trong đất trước khi gieo sạ vụ lúa Hè Thu nhằm giảm bất lợi đến sự phát triển của cây lúa Tuy nhiên, trong điều kiện thiếu nước ngọt và đặc tính đất canh tác lúa ở ĐBSCL có hàm lượng sét cao nên việc rửa mặn sẽ trở nên khó khăn hơn nếu không có biện pháp hỗ trợ thích hợp Với những khó khăn trên, việc nghiên cứu giải pháp cải tạo đất hiệu quả để duy trì hiệu quả sản xuất lúa trên đất bị xâm nhiễm mặn trên cả hai phương diện: chất lượng đất và năng suất lúa là cần thiết.
Trước đây, nhiều nghiên cứu đã áp dụng biện pháp hóa học để cải tạo đất nhiễm mặn thông qua cơ chế trao đổi cation: sử dụng Ca 2+ và Mg 2+ đẩy Na + ra khỏi phức hệ hấp thu của khoáng sét kết hợp với biện pháp thủy lợi rửa
Na + khỏi dung dịch đất Việc sử dụng phân hữu cơ kết hợp với vôi (CaCO3 hoặc CaO) hoặc thạch cao (CaSO4) đã cho thấy hiệu quả loại bỏ Na+ khỏi dung dịch đất Theo Lâm Văn Tân và ctv (2014), bón phân hữu cơ và vôi giảm nồng độ Na + trao đổi và giảm ESP trong đất nhiễm mặn, đồng thời tăng hàm lượng đạm hữu dụng, lân dễ tiêu, kali trong đất Tương tự, theo Lê Văn Dũng và ctv (2018), sử dụng phân hữu cơ với lượng 5 tấn/ha kết hợp với CaCO 3 với lượng 0,5 tấn/ha trên đất phèn nhiễm mặn giúp gia tăng pH đất, giảm độc chất nhôm, tăng khả năng chống chịu của cây lúa trong điều kiện nhiễm mặn Bên cạnh phân hữu cơ, biochar cũng được xem như một vật liệu cải tạo đất mặn hiệu quả (Ippolito et al., 2012) Bổ sung biochar có hiệu quả cải thiện các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của đất (Novak et al., 2014) như giảm dung trọng đất (Jien and Wang, 2013), cải thiện cấu trúc đất (Sun and Lu, 2014) và tăng độ thấm của đất (Jien and Wang 2013; Laird et al., 2010) Ngoài ra, trong thành phần của biochar có chứa hàm lượng K + tự do cao thúc đẩy quá trình trao đổi ion, đẩy Na + ra khỏi khoáng sét nên tăng hiệu quả rửa mặn.
Bên cạnh các biện pháp cải tạo đất, việc sử dụng các chế phẩm hỗ trợ sự sinh trưởng và tăng khả năng chống chịu của cây lúa với hạn, mặn cũng đang được quan tâm Theo Joseph et al., (2007), bổ sung vi khuẩn nhóm
Bacillus sp và Burkholderia sp giúp gia tăng năng suất cây trồng do vi khuẩn gia tăng khả năng cố định đạm trong đất và hormone kích thích sinh trưởng cây trồng như gibberellin, auxin và cytokinin Ngoài ra, nhóm vi khuẩn
Bacillus sp và Burkholderia sp có khả năng hòa tan lân từ các phức hợp khó tiêu (Canbolat et al., 2006; Jiang et al., 2008) Sử dụng phân bón có chứa silic (Si) cũng được quan tâm vì Si giúp cây trồng gia tăng khả năng sinh trưởng và chống chịu với hạn, mặn bởi một số cơ chế sau: (1) Si giúp cây trồng gia tăng hấp thu K + nên tăng tỉ lệ K + /Na + ở tế bào rễ, do đó hạn chế sự hấp thu Na + gây ngộ độc tế bào (Saqib et al., 2008; Hashemi et al., 2010); (2) Si góp phần làm gia tăng hàm lượng các enzyme oxi hóa - khử trong tế bào thực vật như superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, dehydroascorbate reductase và glutathione reductase ở cây trồng (Van der
Vorm, 1980; Liang, 1999; Ma, 2003), giảm hàm lượng H 2 O2 gây hư hại tế bào; (3) Si còn gia tăng độ dày của lớp biểu bì tế bào thực vật giúp hạn chế sự mất nước, mất cation, ngăn chặn hư hại tế bào cây trồng (Gossett et al., 1994; Shalata and Tal, 1998; Meneguzzo et al., 1999); và (4) Si gián tiếp gia tăng hàm lượng protein của tế bào thực vật để bù vào lượng protein hòa tan bị mất đi, giúp ổn định quá trình tăng trưởng của cây trồng (Ma, 2003).
Từ những vấn đề trên, việc nghiên cứu các giải pháp cải tạo đất và gia tăng sự chống chịu của cây lúa trong điều kiện bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn thật sự cần thiết Vì vậy, đề tài “Biện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long” được thực hiện với giả thuyết bón phân hữu cơ và biochar có thể cải thiện một số đặc tính hóa, lý đất và hỗ trợ cho quá trình rửa mặn trong đất; bón chế phẩm vi sinh và phân silic góp phần tăng sự chống chịu của cây lúa Từ đó, việc bổ sung các chế phẩm sẽ hỗ trợ cho sự sinh trưởng, phát triển của cây lúa thích ứng với biến đổi khí hậu tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang góp phần duy trì hệ thống canh tác lúa 02-03 vụ/năm mang lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện hạn, mặn đang trở nên nghiêm trọng hơn ở ĐBSCL.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu biện pháp cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở hai tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long.
- Đánh giá hiện trạng các hệ thống cây trồng và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang.
- Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ và biochar trong cải thiện tính chất vật lý và hóa học đất nhiễm mặn.
- Đánh giá ảnh hưởng của phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế phẩm vi sinh đến sự sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.
- Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trong đất nhiễm mặn.
1.4 Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nội dụng 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang.
- Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.
- Nội dung 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất bị nhiễm mặn.
1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đề tài đã cung cấp thông tin về hiện trạng xâm nhập mặn ảnh hưởng đến sự thay đổi một số đặc tính trong đất gây bất lợi cho cây trồng. Đề tài có tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn tìm ra các giải pháp phù hợp để cải tạo đất nhiễm mặn nhằm tăng khả năng rửa mặn, giảm hàm lượng Na + trong đất, tăng khả năng giữ và cung cấp chất dinh dưỡng, gia tăng năng suất lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, bón biochar 10 tấn/ha làm tăng khác biệt có ý nghĩa hàm lượng chất hữu cơ, lân hữu dụng, cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm và gia tăng năng suất lúa, tuy nhiên không cho thấy khác biệt có ý nghĩa đến pH, EC, CEC đất sau bốn vụ canh tác. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy tốc độ thấm nước nhanh khi đất được bón biochar nên có thể giúp tăng hiệu quả rửa mặn.
Biện pháp bón phân hữu cơ 3 tấn/ha cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm Tuy nhiên, gia tăng không có ý nghĩa về năng suất lúa và pH, EC, ESP, CEC, chất hữu cơ và lân hữu dụng trong đất suất lúa trên đất nhiễm mặn ở vùng nghiên cứu sau bốn vụ canh tác Bên cạnh đó, bón biochar cũng cho thấy hiệu quả trong việc tăng tốc độ thấm từ đó tăng hiệu quả rửa mặn trong đất.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy bón phân hữu cơ ở liều lượng thấp 3 tấn/ha có hiệu quả trong cải thiện đặc tính vật lý đất sau bốn vụ canh tác nhưng chưa có hiệu quả trong cải thiện đặc tính hóa học đất và chưa làm tăng năng suất lúa so với liều lượng bón 5 tấn/ha như các kết quả nghiên cứu trước đây. Tuy nhiên, việc bón phân hữu cơ 3 tấn/ha có khả năng ứng dụng vào thực tiễn cao khi bón tích lũy qua nhiều vụ.
Bón phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha chưa có hiệu quả trong hỗ trợ sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn, do đó hiệu quả của phân silic và chế phẩm vi sinh đối với sinh trưởng của cây lúa trên đất nhiễm mặn cần được nghiên cứu thêm.
Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
Nghiên cứu 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh
Bến Tre và huyện U Minh
Nghiên cứu 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.
Nghiên cứu 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn.
Các nội dung nghiên cứu chi tiết của luận án
BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
- Điều tra thông tin nông hộ và các hệ thống canh tác chủ yếu tại vùng nghiên cứu.
- Khảo sát hiện trạng xâm nhập mặn, các trở ngại và sự thích ứng
- Khảo sát hiệu quả của phân hữu cơ, biochar đối với khả năng thấm và giảm EC của đất được rửa mặn.
- Khảo sát hàm lượng các cation trong dung dịch rửa và trong đất sau khi kết thúc quá trình rửa
- Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa học đất.
- Hiệu quả của bổ sung phân hữu cơ, biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng đất nhiễm mặn.
- Ảnh hưởng của phân hữu
Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nội dụng 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang.
- Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.
- Nội dung 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất bị nhiễm mặn.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài đã cung cấp thông tin về hiện trạng xâm nhập mặn ảnh hưởng đến sự thay đổi một số đặc tính trong đất gây bất lợi cho cây trồng. Đề tài có tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn tìm ra các giải pháp phù hợp để cải tạo đất nhiễm mặn nhằm tăng khả năng rửa mặn, giảm hàm lượng Na + trong đất, tăng khả năng giữ và cung cấp chất dinh dưỡng, gia tăng năng suất lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, bón biochar 10 tấn/ha làm tăng khác biệt có ý nghĩa hàm lượng chất hữu cơ, lân hữu dụng, cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm và gia tăng năng suất lúa, tuy nhiên không cho thấy khác biệt có ý nghĩa đến pH, EC, CEC đất sau bốn vụ canh tác. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy tốc độ thấm nước nhanh khi đất được bón biochar nên có thể giúp tăng hiệu quả rửa mặn.
Biện pháp bón phân hữu cơ 3 tấn/ha cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm Tuy nhiên, gia tăng không có ý nghĩa về năng suất lúa và pH, EC, ESP, CEC, chất hữu cơ và lân hữu dụng trong đất suất lúa trên đất nhiễm mặn ở vùng nghiên cứu sau bốn vụ canh tác Bên cạnh đó, bón biochar cũng cho thấy hiệu quả trong việc tăng tốc độ thấm từ đó tăng hiệu quả rửa mặn trong đất.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy bón phân hữu cơ ở liều lượng thấp 3 tấn/ha có hiệu quả trong cải thiện đặc tính vật lý đất sau bốn vụ canh tác nhưng chưa có hiệu quả trong cải thiện đặc tính hóa học đất và chưa làm tăng năng suất lúa so với liều lượng bón 5 tấn/ha như các kết quả nghiên cứu trước đây. Tuy nhiên, việc bón phân hữu cơ 3 tấn/ha có khả năng ứng dụng vào thực tiễn cao khi bón tích lũy qua nhiều vụ.
Bón phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha chưa có hiệu quả trong hỗ trợ sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn, do đó hiệu quả của phân silic và chế phẩm vi sinh đối với sinh trưởng của cây lúa trên đất nhiễm mặn cần được nghiên cứu thêm.
Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
Nghiên cứu 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh
Bến Tre và huyện U Minh
Nghiên cứu 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.
Nghiên cứu 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn.
Các nội dung nghiên cứu chi tiết của luận án
BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
- Điều tra thông tin nông hộ và các hệ thống canh tác chủ yếu tại vùng nghiên cứu.
- Khảo sát hiện trạng xâm nhập mặn, các trở ngại và sự thích ứng
- Khảo sát hiệu quả của phân hữu cơ, biochar đối với khả năng thấm và giảm EC của đất được rửa mặn.
- Khảo sát hàm lượng các cation trong dung dịch rửa và trong đất sau khi kết thúc quá trình rửa
- Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa học đất.
- Hiệu quả của bổ sung phân hữu cơ, biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng đất nhiễm mặn.
- Ảnh hưởng của phân hữu
Tính mới của luận án
2.1 Tác động của biến đổi khí hậu và hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long
2.1.1 Tác động của biến đổi khí hậu
Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) (2007), Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự biến đổi trạng thái của hệ thống khí hậu thể hiện qua sự thay đổi giá trị trung bình và giá trị cực trị (lớn nhất và nhỏ nhất) của các thông số thời tiết, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn BĐKH có thể do các quá trình tự nhiên bên trong hệ thống khí hậu, hoặc do những tác động từ bên ngoài, hoặc do tác động thường xuyên của con người làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển hoặc sử dụng đất Hệ quả của biến đổi khí hậu làm gia tăng mực nước biển do khối băng trên Trái đất bị tan dần ra và khối nước ở biển và đại dương dãn nở vì nhiệt.
BĐKH đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu Việt Nam cũng là một trong năm quốc gia trên thế giới bị tác động nặng nề nhất của BĐKH (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012) BĐKH tác động đến các yếu tố chính gồm sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển, sự thay đổi lượng mưa và vấn đề dâng cao của mực nước biển Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng từ 0,5 o C - 0,7 o C trên phạm vi cả nước, lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam lãnh thổ Việt Nam (Phạm Khôi Nguyên, 2009) Theo kết luận của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) kịch bản phát thải trung bình (B2, A1B) ở Việt Nam vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình sẽ tăng từ
2 - 3 o C trên phần lớn diện tích cả nước; về lượng mưa vào cuối thế kỷ 21, lượng mưa hàng năm tăng trên hầu hết khắp lãnh thổ, với mức tăng phổ biến từ 2 - 7%, xu thế chung là lượng mưa trong mùa khô giảm và lượng mưa trong mùa mưa tăng; về nước biển dâng, trung bình toàn Việt Nam nước biển dâng trong khoảng từ 57 - 73 cm và nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 - 82 cm Tuy nhiên, theo kịch bản phát thải cao (A1F1) vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 - 105 cm Nếu mực nước biển dâng cao
100 cm thì ĐBSCL có khoảng 39% diện tích có nguy cơ bị ngập và 35% dân số bị ảnh hưởng trực tiếp. ĐBSCL là vùng có nguồn tài nguyên đa dạng, phong phú, đây là điều
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Luận án được thực hiện từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 10 năm 2022 với ba nội dung nghiên cứu gồm:
Nội dung nghiên cứu 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
Khảo sát các hệ thống canh tác chủ yếu, hiện trạng xâm nhập mặn, các trở ngại và sự thích ứng của nông hộ với xâm nhập mặn.
Nội dung nghiên cứu 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn
- Đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số đặc tính đất tại vùng nghiên cứu;
- Thực hiện thí nghiệm đồng ruộng đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất nhiễm mặn;
- Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế phẩm vi sinh đối với năng suất lúa.
Nội dung nghiên cứu 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trong đất
- Khảo sát hiệu quả của phân hữu cơ, biochar đối với khả năng thấm và giảm EC của đất được rửa mặn;
- Khảo sát hàm lượng các cation trong dung dịch rửa và trong đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn;
- Đánh giá sự thay đổi các đặc tính hóa học đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn.
Nội dung nghiên cứu 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng,tỉnh Kiên Giang, được thực hiện thông qua điều tra, phỏng vấn cán bộ địa phương, nông hộ tại xã Hòa Lợi, xã Bình Thạnh, thị trấn Thạnh Phú thuộc huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và xã Thạnh Yên, xã Minh Thuận, xã Vĩnh Hòa thuộc huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang (Hình 3.1).
Nội dung nghiên cứu 2 (thí nghiệm ngoài đồng): Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn, được thực hiện tại ấp Quí Thuận B, xã Hòa Lợi, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre (9°58′22.51″
N, 106°28′51.22″ E) và ấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang (9°43′34.43″ N, 105°10′55.06″ E) (Hình 3.1) Hai điểm thí nghiệm thuộc hai vùng có truyền thống chuyên canh lúa 3 vụ/năm trên 10 năm, tuy nhiên trong những năm gần đây đã chuyển đổi sang canh tác lúa 02 vụ/năm do vùng bị nhiễm mặn vào mùa khô Đất tại hai điểm nghiên cứu được phân loại như sau: Đất tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre thuộc nhóm Sali- EndoProtothionic Gleysol (theo hệ thống phân loại WRB) là nhóm đất phèn tiềm tàng sâu, nhiễm mặn (phân loại theo tên Việt Nam) Đặc tính hình thái đất được mô tả ở Phụ lục 1. Đất tại huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang thuộc nhóm Salic- Gleysol (theo hệ thống phân loại WRB), là nhóm đất phù sa, nhiễm mặn (phân loại theo tên Việt Nam) Đặc tính hình thái đất được mô tả ở Phụ lục 1.
Nội dung nghiên cứu 3 (thực hiện trong phòng thí nghiệm): Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn, được thực hiện trong phòng thí nghiệm của Khoa Khoa học đất, TrườngNông nghiệp, Đại học Cần Thơ.
Hình 3.1 Địa điểm thực hiện nghiên cứu của luận án
Ghi chú: Huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang và huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre là hai địa điểm nghiên cứu của luận án
Vật liệu thí nghiệm
- Thí nghiệm được bố trí trên nền đất canh tác lúa 3 vụ và bị nhiễm mặn vào mùa khô do hàng năm bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn tại huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang và huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre Tại huyện
U Minh Thượng, Kiên Giang xâm nhập mặn do ảnh hưởng của triều cường từ biển Tây bắt đầu từ tháng 02 đến tháng 05 hàng năm Tại huyện Thạnh Phú,Bến Tre xâm nhập mặn do ảnh hưởng của triều cường từ biển Đông bắt đầu từ tháng 01 đến tháng 04 hàng năm Một số đặc tính vật lý, hóa học đất (0-20 cm) trước khi bố trí thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Đặc tính đất trước khi bố trí thí nghiệm tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
Thông số đặc tính đất Huyện Thạnh Phú
Sa cấu Thịt pha sét Sét pha thịt pHH2O (1:5) 4,64 4,65
Na hòa tan (cmol + /kg) 3,67 2,62
Ca hòa tan (cmol + /kg) 1,70 0,96
Na trao đổi (cmol + /kg) 1,38 1,21
Ca trao đổi (cmol + /kg) 6,01 3,44
P hữu dụng (Bray II) (mg/kg) 6,91 20,9 Độ xốp (%) 53,4 56,4
(Nguồn: Nguyen Thi Kim Phuong et al., 2020)
- Giống lúa trong thí nghiệm sử dụng gồm:
Giống OM6162 gieo sạ với mật độ gieo sạ 150 kg/ha vụ Hè Thu, giốngTép Hành (giống lúa mùa địa phương) được cấy vào vụ Đông Xuân tại huyện
+ Biochar vỏ trấu nhiệt phân chậm ở nhiệt độ tối đa 700°C được cung cấp từ công ty TNHH MTV Mai Anh, Đồng Tháp.
+ Phân Silic được cung cấp từ công ty TNHH Sitto Việt Nam.
+ Chế phẩm vi sinh NPISi chứa bốn dòng vi khuẩn gồm vi khuẩn cố định đạm Bacillus aquimaris KG6-3 được phân lập từ mô hình canh tác lúa- tôm trên nền đất nhiễm mặn tại tỉnh Kiên Giang; vi khuẩn hòa tan lân
Burkholderia sp BL1-10 được phân lập từ mô hình canh tác lúa-tôm trên nền đất nhiễm mặn tại tỉnh Bạc Liêu; vi khuẩn tiết hoocmon kích thích tăng trưởng IAA Bacillus megaterium ST2-9 được phân lập từ mô hình canh tác lúa-tôm trên nền đất nhiễm mặn tại tỉnh Sóc Trăng và một dòng vi khuẩn
Ochrobactrum ciceri TCM_39 (TCM-39) hòa tan silic từ chất hữu cơ và khoáng silic bổ sung được phân lập từ đất trồng tre ở tỉnh Cà Mau, mật số vi khuẩn 10 8 CFU/g Chế phẩm vi sinh NPISi được cung cấp từ Khoa Khoa học đất, Trường Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ.
Một số thành phần hóa học của các chế phẩm được trình bày ở Bảng 3.2. Bảng 3.2 Thành phần hóa học phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế phẩm NPISi
Phân hữu cơ Biochar Phân Silic Phân NPISi
Na hòa tan (mg/kg) 82,7 42,8
Ca hòa tan (mg/kg) 785 28,4
Mg hòa tan (mg/kg) 681 39,1
3.2.2 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Đất sử dụng cho thí nghiệm rửa mặn được lấy ở ruộng canh tác lúa-tôm tại xã Đông Thái, huyện An Biên, tỉnh Kiên Giang Đất được lấy vào thời điểm đang nuôi tôm, thời điểm này độ mặn trong đất và nước ở mức cao nên khi áp dụng biện pháp rửa mặn để thấy rõ ảnh hưởng của các chế phẩm cải tạo đến sự thay đổi độ mặn tự nhiên trong đất và một số đặc tính hóa học của đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn. Độ sâu lấy mẫu từ 0 - 20 cm với 05 vị trí khác nhau theo đường chéo góc và trộn gộp chung lại thành một mẫu đại diện đồng nhất Mẫu đất sau khi thu được chuyển về phòng thí nghiệm Khoa Khoa học đất, Trường Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ, phơi khô trong không khí, làm sạch rơm rạ, băm nhỏ và nghiền qua rây 2 mm trước khi tiến hành rửa mặn qua cột Đặc tính đất và các vật liệu trước khi rửa mặn được trình bày ở Bảng 3.3.
Bảng 3.3 Đặc tính đất, phân hữu cơ, biochar trước khi bố trí thí nghiệm rửa mặn
Các chỉ tiêu Đơn vị tính Đất Phân hữu cơ Biochar pH(1:5) 7,11 8,48 9,21
Na hòa tan cmol + /kg 30,0 1,51 0,23
Ca hòa tan cmol + /kg 1,64 5,57 0,14
Mg hòa tan cmol + /kg 4,08 8,71 0,34
Na trao đổi cmol + /kg 3,66 0,52 0,24
Ca trao đổi cmol + /kg 1,02 6,07 0,15
Mg trao đổi cmol + /kg 5,49 0,04 0,04
- Cột rửa mặn: Sử dụng bông gòn y tế đã rửa sạch để loại bỏ tạp chất có vấn cơ quan nông nghiệp huyện Trên cơ sở đó, một số hệ thống canh tác được chọn để nghiên cứu gồm các hệ thống cây trồng chuyên canh lúa, luân canh lúa
- màu, chuyên canh rau màu, dừa Đây là các hệ thống cây trồng được canh tác phổ biến ở khu vực nghiên cứu và bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn (Bảng 3.4).
Bảng 3.4 Phân bố số mẫu khảo sát tại khu vực nghiên cứu
Hệ thống canh tác Số mẫu tại huyện
Chuyên canh rau màu, dừa N = 40 N = 40
Ghi chú: Các xã được chọn để khảo sát tại huyện Thạnh Phú gồm xã Hòa Lợi, xã Bình Thạnh, thị trấn Thạnh Phú; tại huyện U Minh Thượng gồm xã Thạnh Yên, xã Minh Thuận, xã Vĩnh Hòa
Thông tin chọn hộ khảo sát được Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Thạnh Phú và huyện U Minh Thượng cung cấp, lựa chọn theo tiêu chí là hộ đang canh tác lúa 2 - 3 vụ/năm hoặc đã chuyển đổi từ diện tích canh tác lúa kém hiệu quả sang hệ thống cây trồng khác phù hợp hơn và có kinh nghiệm canh tác từ 5 năm trở lên.
3.3.1.2 Phương pháp thu thập số liệu
* Thu thập số liệu thứ cấp
Số liệu thứ cấp được thu thập từ Cục thống kê tỉnh, các báo cáo của Ủy ban Nhân dân huyện, Phòng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn huyện Các loại số liệu thứ cấp thu thập bao gồm điều kiện sản xuất nông nghiệp, tình hình xâm nhập mặn, quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch đất, quy hoạch ngành nông nghiệp, báo cáo thủy văn và các công trình nghiên cứu về sản xuất nông nghiệp tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang.
* Thu thập số liệu sơ cấp
Số liệu sơ cấp được thu thập từ phiếu phỏng vấn trực tiếp cán bộ nông nghiệp cấp xã về các vấn đề có liên quan đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, hệ thống canh tác, tình hình xâm nhập mặn, biện pháp ứng phó của người dân,các trở ngại trong sản xuất (Phụ lục 6).
Ngoài ra, số liệu được thu thập từ phiếu phỏng vấn trực tiếp 180 nông hộ tập trung vào lịch sử sử dụng đất đai, kỹ thuật canh tác, mức độ đầu tư, thu nhập và hiệu quả tài chính, khả năng thị trường Ngoài ra, những thông tin được thu thập về xâm nhập mặn bao gồm thời gian xâm nhập mặn, giai đoạn nhiễm mặn trong năm, tác động của xâm nhập mặn, thuận lợi hoặc khó khăn trong sử dụng nước tưới, sự quan tâm của người dân về xâm nhập mặn trong tương lai, biện pháp thích ứng với xâm nhập mặn hiện tại của nông hộ.
Phương pháp điều tra nông hộ bằng phiếu phỏng vấn soạn sẵn Nguyên tắc chọn hộ điều tra là tuân thủ và tôn trọng tính chính xác và đại diện của mẫu được chọn quan sát thông qua cách ngẫu nhiên có điều kiện (các hộ được chọn phải sống trong khu vực chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn và có đất đang canh tác lúa hoặc đất đang chuyển đổi sang đối tượng cây trồng khác) theo hướng dẫn của cán bộ địa phương Điều tra nông hộ được thực hiện tại sáu địa điểm bao gồm xã Hòa Lợi, xã Bình Thạnh, thị trấn Thạnh Phú thuộc huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và xã Vĩnh Hòa, xã Thạnh Yên, xã Minh Thuận thuộc huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang.
Phương pháp nghiên cứu
4.1 Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
4.1.1 Đặc điểm các hệ thống canh tác chủ yếu ở vùng nghiên cứu 4.1.1.1 Lịch thời vụ
Kết quả khảo sát cho thấy lịch thời vụ trong vùng nghiên cứu thay đổi tùy loại cây trồng, thời tiết hàng năm ở từng địa phương và căn cứ vào kết quả quan trắc môi trường định kỳ của ngành chức năng Nhằm hạn chế tác động của hạn, mặn ảnh hưởng đến cây trồng đặc biệt là cây lúa nên lịch thời vụ khuyến cáo của ngành nông nghiệp ở hai huyện nghiên cứu cụ thể như sau:
Tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre, hệ thống canh tác lúa 2 vụ/năm gồm vụ Hè Thu thường bắt đầu trễ, thời gian xuống giống phụ thuộc vào thời điểm có mưa, tập trung vào khoảng cuối tháng 5 dương lịch và thu hoạch vào giữa tháng 9; vụ Đông Xuân thường xuống giống từ cuối tháng 9, thu hoạch khoảng đầu tháng 01 năm sau Thời vụ rau màu được canh tác quanh năm từ tháng 01 đến tháng 12 Đối với những vườn dừa mới chuyển đổi, hộ dân thường bắt đầu trồng vào đầu mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 7 và những vườn dừa có sẵn thì thu hoạch quanh năm, mỗi lần thu hoạch cách khoảng một tháng (Hình 4.1).
Huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang có điều kiện tự nhiên hàng năm bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn tương tự với huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre nên lịch thời vụ tại huyện U Minh Thượng cũng được ngành nông nghiệp khuyến cáo chỉ nên canh tác lúa 2 vụ/năm, trong đó vụ Hè Thu từ giữa tháng 5 đến đầu tháng 9 dương lịch trùng với thời điểm mưa nhiều, thuận lợi cho việc sử dụng nước mưa để rửa mặn trong đất; vụ Đông Xuân bắt đầu từ giữa tháng
9 đến cuối tháng 12 dương lịch, giống lúa được khuyến cáo gieo sạ gồm các giống chịu mặn tốt và thời gian sinh trưởng ngắn ngày Riêng đối với các hộ trồng lúa 3 vụ/năm và trồng dưa lê luân canh trên nền đất lúa 2 vụ thì ngay sau khi vừa thu hoạch vụ lúa Đông Xuân sẽ tiến hành làm đất, xuống giống lúa hoặc dưa lê giữa tháng 01 (Hình 4.1) Canh tác lúa, dưa lê vụ Xuân Hè trùng với thời gian nhiễm mặn nên nông dân đặc biệt gia cố đê bao để trữ ngọt trong kênh rạch phục vụ cho tưới tiêu, khi mặn xâm nhập sâu, nước trong các kênh rạch dần khô cạn thì việc tận dụng nước giếng khoan phục vụ tưới tiêu là giải pháp được người dân ưu tiên sử dụng.
Thời gian nhiễm mặn và mùa vụ
Mùa vụ rau Trồng quanh năm
Mùa vụ dừa Trồng mới Vườn dừa trưởng thành có thể thu hoạch các tháng trong năm
Hình 4.1 Lịch thời vụ canh tác tại huyện Thạnh Phú và huyện U Minh Thượng
4.1.1.2 Các hệ thống canh tác phổ biến
* Kết quả tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Huyện Thạnh Phú có tổng diện tích gieo trồng lúa vụ Hè Thu năm 2020 với diện tích 174 ha, sản lượng thu hoạch hơn 530 tấn, vụ lúa mùa gieo trồng khoảng 4.000 ha Diện tích lúa tập trung nhiều ở các xã vùng ngọt và một phần vùng lợ.
Tuy nhiên, năng suất lúa bấp bênh do bị xâm nhập mặn nên diện tích gieo trồng lúa trên địa bàn các xã khu vực ngọt hóa giảm dần và tăng dần diện tích trồng dừa Diện tích trồng dừa khoảng 7.540 ha, sản lượng thu hoạch gần
60 triệu trái Mặc dù bị ảnh hưởng bởi hạn mặn đầu năm 2020 nhưng đến nay vườn dừa trong huyện đã hồi phục và phát triển khá tốt.
Theo Lâm Văn Tân và Lâm Thái Hùng (2021), diện tích chuyên canh lúa còn thích nghi với hệ thống 1 vụ lúa luân canh 1 vụ màu, trên thực tế thì diện tích luân canh lúa - màu tại huyện Thạnh Phú chưa phát triển nhiều mà tập trung hệ thống chuyên rau màu Tổng diện tích trồng rau màu các loại khoảng 1.520 ha, sản lượng thu hoạch khoảng 49.500 tấn, được trồng nhiều trên đất giồng cát, trong thời gian gần đây, tại khu vực đất giồng cát nước ngầm bị cạn kiệt do khô hạn và xâm nhiễm mặn gây thiếu nước phục vụ tưới trong mùa khô nên hiệu quả chưa cao (Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Thạnh Phú, 2020).
* Kết quả tại huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
Diện tích sản xuất lúa 2 vụ/năm tại huyện U Minh Thượng là 13.636 ha, năng suất trung bình đạt 5,30 tấn/ha, sản lượng 72.271 tấn, trong đó lúa chất lượng cao chiếm 95%, diện tích lúa 3 vụ/năm là 2.782 ha, năng suất trung bình đạt 5,01 tấn/ha, sản lượng 13.935 tấn Đối với diện tích sản xuất lúa 3 vụ có 150 ha vụ Đông Xuân đã trổ đều và trong giai đoạn vào chắc, bị thiếu nước tưới và ảnh hưởng đến năng suất lúa do mặn xâm nhập sớm Theo kết quả khảo sát của ngành chuyên môn và UBND xã có khoảng 60 ha bị thiệt hại trên 70%, 90 ha bị thiệt hại từ 30-70%.
Bên cạnh hệ thống sản xuất lúa 3 vụ/năm, huyện U Minh Thượng cũng phát triển mạnh hệ thống luân canh lúa - màu với diện tích 465 ha, nhằm tăng giá trị sản xuất đối với diện tích 2 vụ lúa, góp phần cải tạo tăng độ phì nhiêu cho đất; ngành nông nghiệp huyện tăng cường công tác tuyên truyền vận động nông dân mạnh dạng luân canh cây màu trên đất trồng lúa, chuyển đổi cơ cấu cây trồng hợp lý; chọn những nơi có điều kiện thành lập các tổ hợp tác 2 vụ lúa - 1 vụ màu như: ấp Cạn ngọn, Xẻo Kè A, xã Thạnh Yên; ấp Xẻo Lùng, xã Thạnh Yên A; ấp Vĩnh Tiến, Vĩnh Thạnh xã Vĩnh Hòa; ấp Minh Cường, Minh Cường A, Minh Tân A, xã Minh Thuận.
Trên cơ sở điều kiện của từng vùng và nhu cầu của thị trường, ngành chuyên môn xây dựng và triển khai dự án trồng màu trên đất lúa, đồng thời tranh thủ các chương trình, dự án của tỉnh về hỗ trợ cho nông dân trong việc luân canh cây màu trên đất lúa, chọn một số loại cây màu phù hợp với điều kiện đất đai thổ nhưỡng của từng vùng như: bắp, dưa lê, dưa hấu,… để triển khai thực hiện, trong đó dưa lê là cây màu đặc trưng của huyện (UBND huyện
4.1.2 Hiện trạng xâm nhập mặn
* Kết quả tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Nghiên cứu hiện trạng xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú cho thấy, các xã Bình Thạnh, Hòa Lợi và thị trấn Thạnh Phú là các xã thuộc tiểu vùng I của huyện đã được đầu tư thủy lợi ngăn mặn, là vùng ngọt hóa thuộc dự án
418 của Chính phủ, mỗi năm có từ 6 - 7 tháng nước ngọt, đủ bố trí sản xuất lúa
2 vụ/năm, 1 vụ lúa luân canh với 1 vụ màu hoặc chuyên canh màu.
Tuy nhiên, vào mùa khô lưu lượng các sông Hàm Luông và Cổ Chiên bị cạn kiệt, bên ngoài đê bao độ mặn tăng cao, bên trong vùng ngọt hóa bị khô hạn dẫn đến thiếu nước nên tạo điều kiện đẩy nhanh tốc độ xâm nhập mặn, độ mặn có khi lên đến 4g/lít ở những vùng ven tuyến đê bao ngọt hóa (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).
Kết quả khảo sát cho thấy thời gian nhiễm mặn tại khu vực nghiên cứu thường kéo dài từ 3 - 4 tháng bắt đầu từ tháng 02 đến tháng 5 dương lịch (31% số phiếu điều tra), vào những năm thời tiết khô hạn kéo dài thì mặn xâm nhập sớm từ tháng 01 đến tháng 4 hoặc kéo dài đến mùa mưa (59% phiếu khảo sát).
* Kết quả tại huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
Nghiên cứu hiện trạng xâm nhập mặn tại huyện U Minh Thượng cho thấy, xã Thạnh Yên và xã Vĩnh Hòa là hai xã bị nhiễm mặn từ hệ thống sông Cái Lớn và một phần từ hệ thống kênh rạch của huyện An Biên Vùng có độ mặn xâm nhập vào mùa khô khoảng 15 - 20g/lít và thời gian nhiễm mặn khoảng 5 tháng, kéo dài từ cuối tháng 12 đến đầu tháng 5 dương lịch hàng năm.
Xã Minh Thuận bị xâm nhập mặn từ tỉnh Cà Mau thông qua tuyến kênhRanh Hạt và một phần từ tỉnh Bạc Liêu Vùng này có độ mặn vào mùa khô
4.1.3 Thông tin nông hộ tại vùng nghiên cứu
Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ và biochar, phân silic, chế phẩm vi
đã nhận thấy những rủi ro tiềm ẩn và gây bất lợi đến hoạt động sản xuất hiện tại nên việc thay đổi hệ thống canh tác trong tương lai là cần thiết.
Kết quả khảo sát tại Bảng 4.2 cho thấy huyện Thạnh Phú có 25% số nông hộ muốn thay đổi hệ thống canh tác Tuy nhiên, số hộ không muốn thay đổi hệ thống canh tác lại chiếm tỷ cao nhất với 75% tổng số phiếu điều tra.
Tương tự, tại huyện U Minh Thượng có 33% người dân trong khu vực nghiên cứu muốn thay đổi hệ thống canh tác để phù hợp với điều kiện xâm nhập mặn trong tương lai và 67% nông hộ không muốn thay đổi hệ thống canh tác hiện tại (Bảng 4.2).
Mặc dù, đa số nông hộ nhận định mức độ xâm nhập mặn ngày càng gia tăng trong tương lai nhưng việc quyết định thay đổi hệ thống canh tác đối với người dân sẽ gặp nhiều khó khăn do thiếu thông tin, thiếu công lao động, chưa am hiểu các kỹ thuật canh tác mới nên chưa mạnh dạn thay đổi để thích ứng với tình hình xâm nhập mặn trong tương lai.
Bảng 4.2 Kết quả khảo sát nông hộ về nhu cầu thay đổi hệ thống canh tác tại khu vực nghiên cứu
Huyện-Tỉnh Muốn thay đổi Không muốn thay đổi
4.2 Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn
4.2.1 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số đặc tính đất tại vùng nghiên cứu
Chăn nuôi và Thú y tỉnh Kiên Giang, 2020) Đây là những nhánh sông chính dẫn nước vào điểm nghiên cứu của đề tài tại xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng.
Tại Bến Tre, theo báo cáo từ Đài Khí tượng Thuỷ văn tỉnh Bến Tre, đến tháng 12/2019 mặn xâm nhập diễn ra nhanh và tiến sâu vào nội đồng, sang tuần thứ 3 của tháng 12/2019 phạm vi xâm nhập mặn trên sông Hàm Luông (khoảng 60 km) xâm nhập sâu hơn tháng 02/2016 và trên sông Cửa Đại (khoảng 45 km) ở mức tương đương cùng kỳ năm 2015 Vào tuần đầu tiên tháng 01/2020, phạm vi xâm nhập mặn sâu nhất trên các sông chính tương đương xâm nhập mặn tháng 02/2016 Đến tháng 02/2020, hệ thống sông chính trên địa bàn Tỉnh đã hoàn toàn nhiễm mặn với khoảng cách từ 64 - 86 km tính từ cửa sông, độ mặn và mức độ xâm nhập của nước mặn đã cao hơn năm 2015
- 2016 Mặn xâm nhập sâu và duy trì qua các tháng mùa khô cùng với hệ thống công trình thủy lợi trên địa bàn tỉnh Bến Tre chưa hoàn toàn khép kín dẫn đến việc mặn xâm nhập sâu vào trong các kênh nội đồng gây nhiều thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp tại địa phương (Nguyễn Thị Thuý Vy và ctv, 2021).
Xâm nhập mặn là nguyên chính làm cho đất bị nhiễm mặn và tích lũy hàm lượng muối hòa tan trong đất gây trở ngại cho sinh trưởng và phát triển của cây trồng, gây xáo trộn và mất cân đối sự hấp thu nước và chất dinh dưỡng của cây Lượng muối cao trong đất gây phá hủy cấu trúc đất, đất bị nén chặt, giảm tính thấm nước và thoát nước, giảm sự thoáng khí ở vùng rễ Trong trường hợp khẩn cấp, việc sử dụng nước mặn tưới cho cây là giải pháp tạm thời nhưng nếu kéo dài sẽ làm cây bị suy kiệt và chết Ngoài ra mặn sẽ làm cho đất bị nhiễm mặn và khó cải tạo.
Kết quả so sánh một số chỉ tiêu trong đất tháng 2/2018 (thời điểm đề tài trồng và ECe từ 8,10 - 16,0 mS/cm chỉ một số cây trồng có thể thích ứng được.Hàm lượng Na + trao đổi từ 1,38 cmol + /kg (tháng 2/2018) tăng 2,35 cmol + /kg(tháng 2/2020) Giá trị ESP từ 9,64% (tháng 2/2018) tăng lên 14,7% (tháng 2/2020) Độ xốp đất phân tích vào tháng 2/2020 (51,7%) được ghi nhận thấp hơn so với đầu năm
2018 (53,4%), có thể do ẩm độ giảm, gây nứt nẻ đất do khô hạn.
Bảng 4.3 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số tính chất vật lý và hóa học đất tại huyện Thạnh Phú Đặc tính đất Độ xốp
(mS/cm) Na + trao đổi
Số liệu trong bảng là kết quả phân tích đất tại điểm thí nghiệm vào tháng 2 năm 2018 (trước khi bố trí thí nghiệm) và tháng 2 năm 2020 (sau khi kết thúc thí nghiệm)
Tại huyện U Minh Thượng, ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số chỉ tiêu trong đất được trình bày tại Bảng 4.4 cho thấy: Giá trị pHH2O(1:5) đất thay đổi từ 4,65 (tháng 2/2018) lên 4,85 (tháng 2/2020), độ mặn của dung dịch đất (EC e ) từ 4,10 mS/cm (tháng 2/2018) tăng lên 4,54 mS/cm (tháng 2/2020), theo bảng phân loại của Western Agricultural Laboratories, (2002) thì ECe tại khu vực này là năng suất phần lớn cây trồng bị giới hạn Hàm lượng Na + trao đổi thay đổi không đáng kể 1,21 cmol + /kg (tháng 2/2018) và 1,23 cmol + /kg (tháng 2/2020), ESP 8,0% không thay đổi giữa hai thời điểm (tháng 2/2018 và tháng 2/2020) Kết quả độ xốp tháng 2/2020 (54,6%) thấp hơn so với tháng 2/2018 (56,4%).
Bảng 4.4 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một sô tính chất vật lý và hóa học đất tại huyện U Minh Thượng Đặc tính đất Độp xốp
(mS/cm) Na + trao đổi
Tháng 2/2018 56,4 4,65 4,10 1,21 8,00 mặn hiện tại trong đất có thể ảnh hưởng bất lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa.
Trước những ảnh hưởng bất lợi của xâm nhiễm mặn tại hai điểm nghiên cứu, chính quyền địa phương đã nhận thấy những rủi ro khi canh tác lúa 03 vụ/năm và phối hợp với ngành nông nghiệp đưa ra khuyến cáo người dân bỏ đất trống vụ Xuân Hè (mùa khô) tập trung canh tác lúa 02 vụ chính trong năm (vụ Hè Thu và vụ Đông Xuân), sử dụng các giống lúa chịu mặn tốt và thời gian sinh trưởng ngắn Tuy nhiên, diện tích lúa 03 vụ/năm vẫn còn duy trì đối với những hộ thu nhập phụ thuộc vào trồng lúa và có khuynh hướng gia tăng khi giá lúa trên thị trường tăng cao Do đó, nghiên cứu này chọn hệ thống lúa
03 vụ/năm làm nghiệm thức đối chứng để phản ánh thực tế sản xuất của người dân, chọn hệ thống lúa 02 vụ/năm không bón chế phẩm theo khuyến cáo chuyển đổi cơ cấu mùa vụ của ngành nông nghiệp và sự kết hợp giữa chuyển đổi cơ cấu mùa vụ với giải pháp kỹ thuật từ việc bón các chế phẩm cải tạo đất gồm phân hữu cơ (03 tấn/ha) và biochar (10 tấn/ha) bón cho lúa qua các vụ Hè Thu 2018, Đông Xuân 2019-2020, Hè Thu 2019, Đông Xuân 2019-2020 nhằm đánh giá ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng trên đất nhiễm mặn Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng sử dụng phân silic (100 kg/ha) và chế phẩm vi sinh (80 kg/ha) để đánh giá ảnh hưởng của các chế phẩm bổ sung đến sự sinh trưởng và năng suất lúa trong điều kiện bị xâm nhập mặn.
4.2.2 Hiệu quả phân hữu cơ và biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng đất (hàm lượng chất hữu cơ, đạm, lân hữu dụng) trên đất nhiễm mặn
4.2.2.1 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến đặc tính vật lý đất nhiễm mặn Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến dung trọng đất nghiệm ns a ab b b thức Lúa-Lúa-Lúa (1,18 g/cm 3 ) nhưng không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa (1,14 g/cm 3 ). Đối với tầng đất 15-30 cm, dung trọng đất dao động từ 1,37 - 1,38 g/cm 3 , trong đó nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức không bổ sung chế phẩm (Hình 4.5).
Hình 4.5 Sự thay đổi dung trọng đất theo độ sâu cuối vụ Đông Xuân 2019-2020 tại huyện Thạnh Phú
Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn
4.3.1 Tốc độ thấm của đất và EC của dung dịch rửa mặn
Kết quả lượng nước rửa thu được trong khoảng thời gian từ 30 phút đến
360 phút (Hình 4.21) cho thấy: Tại thời điểm 30 phút lượng nước thu được cao nhất là nghiệm thức 1%PHC+1%BC, 2%BC và giảm dần ở các nghiệm thức theo thứ tự lần lượt là 2%PHC, 1%BC, 1%PHC, 0,5%BC, 0,5%PHC và thấp nhất là ĐC (nghiệm thức không bổ sung chế phẩm).
Tại thời điểm 60 phút lượng nước thu được cao nhất là nghiệm thức 1%PHC+1%BC, 2%BC và giảm dần ở các nghiệm thức theo thứ tự lần lượt là 2%PHC, 1%BC, 0,5%PHC, 0,5%BC, 1%PHC và thấp nhất là ĐC (nghiệm thức không bổ sung chế phẩm) Tại thời điểm 120 phút lượng nước thu được cao nhất là nghiệm thức 2%BC, 1%PHC+1%BC và giảm dần ở các nghiệm thức theo thứ tự lần lượt là 1%BC, 2%PHC, 0,5%BC, 0,5%PHC, 1%PHC và ĐC.
Tại thời điểm 180 phút lượng nước thu được cao nhất là nghiệm thức 2%BC, 1%PHC+1%BC và giảm dần ở các nghiệm thức theo thứ tự lần lượt là 1%BC, 2%PHC, 0,5%BC, 0,5%PHC, 1%PHC và ĐC Sau thời gian 360 phút lượng nước thu được cao nhất là nghiệm thức 2%BC, 1%PHC+1%BC và giảm dần ở các nghiệm thức theo thứ tự lần lượt là 1%BC, 2%PHC, 0,5%BC, 1%PHC, 0,5%PHC và thấp nhất là ĐC.
Tương ứng với lượng nước rửa thu được tại các thời điểm 30 phút, 60 phút, 120 phút, 180 phút và 360 phút, tốc độ thoát nước được tính dựa trên hệ số a của phương trình y = ax.
Từ kết quả hệ số thấm (a) biểu thị cho tốc độ thoát nước của dung dịch rửa được thể hiện trong Hình 4.23 Trong tất cả các nghiệm thức, việc áp dụng 2%BC, 1%PHC+1%BC, 2%PHC, 1%BC, 0,5%BC, 1%PHC và 0,5%PHC làm tăng đáng kể tốc độ thoát nước lần lượt là 3,39; 3,25; 2,16; 2,09; 1,72; 1,54 và 1,50 lần so với nghiệm thức đối chứng Như vậy, trong cùng điều kiện rửa mặn các nghiệm thức có bổ sung chế phẩm cho thấy hiệu quả cải thiện tốc độ rửa mặn nhanh hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức không bổ sung chế phẩm (Hình 4.22).
Hình 4.22 So sánh hệ số thấm nước trong thời gian rửa mặn từ 30 phút đến 360 phút
Ghi chú: Các ký tự khác nhau trên cột số liệu (a, b, c, d, e, f) thể hiện sự khác biệt giữa trung bình các nghiệm thức ở mức có ý nghĩa thống kê p
