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 Long
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học đất
Trang 2CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
Người hướng dẫn chính: PGS.TS Châu Minh Khôi
Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp đơn vị chuyên môn
Họp tại: Phòng bảo vệ luận án tiến sĩ (Phòng họp 3, lầu 2, Nhà Điều hành, Trường Đại học Cần Thơ)
Vào lúc 14 giờ 00 phút ngày 22 tháng 11 năm 2023
Phản biện 1: PGS.TS Lê Tấn Lợi Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Mỹ Hoa
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam
Trang 3DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1 Thị Tú Linh, Châu Minh Khôi, Lê Minh Hoàng, Trần Trung Chánh và Huỳnh Mạch Trà My, 2021 Đánh giá hiệu quả tài chính của một số hệ thống canh tác chủ yếu trên đất nhiễm mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U
Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Tập 57, Số 6B (2021): 213-223
2 Thi Tu Linh, 2023 Improving Salt Leaching in a Simulated Saline Soil Column by Compost and Biochar in
Vietnamese Mekong Delta International Journal of Life Science and Agriculture Research Page No: 271-280 ISSN
(Print): 2833-2091, ISSN (Online): 2833-2105, Volume 02
https://doi.org/10.55677/ijlsar/V02I09Y2023-01
Trang 4CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 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 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 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 đưa đến việc rửa mặn trong đất không triệt để, về lâu dài sẽ làm cho đất bị mặn hóa và có thể trở nên mặn-sodic
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 Ca2+
và Mg2+ 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/thạch cao đã cho thấy hiệu quả gia tăng hàm lượng Ca2+, Mg2+ đẩy Na+ ra khỏi khoáng sét giúp quá trình loại bỏ Na+ khỏi dung
dịch đất thuận lợi hơn 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 Ngoài phân hữu cơ, biochar cũng được xem như một vật liệu cải tạo đất
hiệu quả và góp phần bảo vệ môi trường (Ippolito et al., 2012) Bổ sung
biochar có hiệu quả đối với các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của
đất (Novak et al., 2014) và trong thành phần của biochar có chứa 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
Trang 5năng suất cây trồng do vi khuẩn gia tăng khả năng cố định đạm trong đất và tiết ra hormone kích thích sinh trưởng cây trồng như gibberellin, auxin và cytokinin Ngoài ra, 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
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
1.2 Mục tiêu nghiêu cứu
- 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, silic và 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
1.3 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 hóa học đất gây bất lợi cho cây trồng
Đề tài có tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn để tìm ra các giải pháp giúp tăng hiệu quả 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 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 sau bốn vụ canh tác Bón biochar gia tăng tốc độ thấm nước nên tăng hiệu quả rửa mặn trong đất
Trang 6Biện pháp bón phân hữu cơ 3 tấn/ha cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm
Bón phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha trong nghiên cứu chưa mang lại hiệu quả hỗ trợ sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa trong điều kiện đất bị nhiễm mặn
1.4 Tính mới của luận án
Nghiên cứu của luận án đã xác định việc sử dụng biochar trong nghiên cứu như chất cải tạo đất có hiệu quả trong cải thiện chất lượng đất thông qua việc cải thiện một số đặc tính vật lý, hóa học đất và gia tăng năng 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 silic và vi sinh đối với sinh trưởng của cây lúa trên đất nhiễm mặn cần được nghiên cứu thêm
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian: Luận án được thực hiện từ tháng 10 năm 2018 đến
tháng 10 năm 2022
Địa điểm nghiên cứu: Ruộng thí nghiệm tại ấp Quí Thuận B,
xã Hòa Lợi, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và ấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang và phòng thí nghiệm của Khoa Khoa học đất, Trường Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ
Trang 73.2 Vật liệu thí nghiệm
Giống lúa OM6162, Tép Hành, OM5451, phân Urê (46% N), Super Lân (16% P2O5), Kali Clorua (60% K2O), phân hữu cơ, biochar, phân Silic, chế phẩm vi sinh NPISi
Cột rửa mặn: bông gòn y tế, ống syringe loại 60 ml, van khóa
3.3 Phương pháp nghiên cứu
3.3.1 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
Nguồn dữ liệu được thu thập từ số liệu thứ cấp và số liệu sơ cấp thông qua phỏng vấn 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 với tổng 180 hộ gồm các hệ thống chuyên canh lúa 2-3 vụ/năm, luân canh lúa-màu, chuyên canh rau, dừa
3.3.2 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 điều kiện đồng ruộng
Thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện qua bốn vụ trồng lúa liên tiếp gồm vụ Hè Thu 2018, Đông Xuân 2018-2019, Hè Thu 2019, Đông Xuân 2019-2020 Các nghiệm thức bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức với 4 lần lặp lại, bao gồm nghiệm thức lúa 03 vụ (L-L-L), nghiệm thức lúa 02 vụ bỏ đất trống vụ Xuân Hè (L-L), nghiệm thức lúa 02 vụ bón phân hữu cơ 3 tấn/ha/vụ (L-L+PHC 3 t/ha), nghiệm thức lúa 02 vụ bón biochar 10 tấn/ha/vụ (L-L+biochar 10 t/ha), nghiệm thức lúa 02 vụ bón phân silic 100 kg/ha/vụ (L-L+silic 100 kg/ha), nghiệm thức lúa 02 vụ bón chế phẩm vi sinh 80 kg/ha (L-L+vi sinh 80 kg/ha)
Tất cả các nghiệm thức được bón với cùng một lượng phân bón NPK (vô cơ) 80 N - 60 P2O5 - 30 K2O (kg/ha) đối với vụ Hè Thu, vụ Xuân Hè (nghiệm thức đối chứng) và 100 N - 60 P2O5 - 30 K2O (kg/ha) đối với vụ Đông Xuân Trong đó:
Trang 8Các nghiệm thức L-L-L, L-L, L-L+PHC (3 t/ha), L-L+biochar (10 t/ha) được sử dụng để đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ và biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng đất nhiễm mặn
Các nghiệm thức L-L-L, L-L, L-L+PHC (3 t/ha), L-L+biochar (10 t/ha), L-L+silic (100 kg/ha), L-L+vi sinh (80 kg/ha) được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của phân hữu cơ, biochar, silic, vi sinh đến sự
sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn
Các chỉ tiêu theo dõi ảnh hưởng của các chế phẩm đến chất lượng đất, sinh trưởng và năng suất lúa
Chỉ tiêu vật lý đất: dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng của đất cuối vụ Đông Xuân 2019-2020
Chỉ tiêu hóa học đất: pH(1:5), EC(1:5), các cation hòa tan và trao đổi (Na+
, K+, Ca2+), khả năng trao đổi cation (CEC), phần trăm Natri trao đổi (ESP), hàm lượng chất hữu cơ, lân hữu dụng trong đất cuối vụ Hè Thu 2018, Đông Xuân 2018-2019, Hè Thu 2019 và Đông Xuân 2019-2020, giá trị ECe và đạm hữu dụng vào cuối vụ Đông Xuân 2019-2020
Chỉ tiêu sinh trưởng gồm chiều cao cây, số bông/m2, trọng lượng 1.000 hạt và năng suất cuối mỗi vụ
3.3.3 Nội dung nghiên cứu 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn
Lấy 30 g đất khô đã nghiền qua rây 2 mm phối trộn với phân hữu cơ và biochar theo tỷ lệ 0,5%, 1%, 2% tương ứng với phân hữu cơ và biochar lần lượt là 10 tấn/ha, 20 tấn/ha, 40 tấn/ha Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm 8 nghiệm thức với 4 lần lặp lại Cụ thể: NT1: ĐC (đối chứng); NT2: 0,5%PHC; NT3: 1%PHC; NT4: 2%PHC; NT5: 0,5%BC; NT6: 1%BC; NT7: 2%BC; NT8: 1%PHC+1%BC
Chỉ tiêu theo dõi
Theo dõi tốc độ thoát nước tại các thời điểm 30 phút, 60 phút, 120 phút, 180 phút, 360 phút
Trang 9Theo dõi diễn biến EC của nước rửa theo thời gian Xác định hàm lượng các cation hòa tan (Na+
, K+, Ca2+, Mg2+) trong nước rửa Các chỉ tiêu EC(1:5), pH(1:5), các cation hòa tan và trao đổi (Na+
, K+, Ca2+, Mg2+), phần trăm natri trao đổi (ESP), đạm hữu dụng (N), lân hữu dụng (P) trong đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
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
Tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre, hệ thống canh tác lúa 2 vụ/năm gồm vụ Hè Thu 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 bắt đầu trồng vào đầu mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 7
Huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang, đối với canh tác lúa 2 vụ/năm, vụ Hè Thu từ giữa tháng 5 đến đầu tháng 9 dương lịch; vụ Đông Xuân bắt đầu từ giữa tháng 9 đến cuối tháng 12 dương lịch 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
4.1.1.2 Các hệ thống canh tác phổ biến
Huyện Thạnh Phú có tổng diện tích gieo trồng lúa vụ Hè Thu năm 2020 với diện tích 174 ha, vụ lúa mùa gieo trồng khoảng 4.000 ha Diện tích trồng dừa khoảng 7.540 ha Tổng diện tích trồng rau màu các loại khoảng 1.520 ha, sản lượng thu hoạch khoảng 49.500 tấn (Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Thạnh Phú, 2020)
Trang 10Huyện U Minh Thượng có diện tích sản xuất lúa 2 vụ/năm 13.636 ha, diện tích sản xuất lúa 3 vụ có 150 ha, hệ thống luân canh lúa - màu với diện tích 465 ha
4.1.2 Hiện trạng xâm nhập mặn
Tại huyện Thạnh Phú, 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)
Tại huyện U Minh Thượng, thời gian nhiễm mặn bắt đầu từ đầu
tháng 01 đến cuối tháng 4, độ mặn xâm nhập vào mùa khô khoảng 15 - 20‰ và thời gian nhiễm mặn khoảng 5 tháng, kéo dài từ cuối tháng 12 đến đầu tháng 5 dương lịch hàng năm
4.1.3 Thông tin nông hộ tại vùng nghiên cứu
Các hộ có số nhân khẩu từ 2 - 4 người chiếm tỷ lệ 57%, còn lại nhóm hộ có từ 5 - 8 nhân khẩu chiếm tỷ lệ 43% Trong khi đó, tại huyện U Minh Thượng, các hộ có số nhân khẩu từ 5 - 8 người chiếm tỷ lệ 54% và nhóm hộ có từ 2 - 4 nhân khẩu chiếm tỷ lệ 46%
Đối tượng trực tiếp tham gia sản xuất nông nghiệp ở huyện Thạnh Phú từ 50 tuổi trở lên chiếm 61%, từ 28 đến 49 tuổi chỉ chiếm 39% Tại huyện U Minh Thượng nhóm người trực tiếp tham gia sản xuất từ 28 đến 49 tuổi chiếm 58%, từ 50 tuổi trở lên chiếm 42%
Tại huyện Thạnh Phú, nhóm chủ hộ có trình độ cấp I có tỷ lệ cao nhất chiếm 47%, kế đến là nhóm chủ hộ có trình độ cấp II chiếm 43%, nhóm trình độ học vấn cấp III chiếm tỷ lệ thấp nhất 10% Tương tự, tại huyện U Minh Thượng, chủ hộ có trình độ học vấn cấp I chiếm tỷ lệ cao nhất 44% và cấp II chiếm 38% và trình độ cấp III chiếm tỷ lệ thấp nhất với 18%
Trang 114.1.4 Các trở ngại và sự thích ứng của nông hộ với xâm nhập mặn
4.1.4.1 Các trở ngại đối với sản xuất nông hộ
Tại huyện Thạnh Phú, xâm nhập mặn là yếu tố trở ngại lớn nhất (chiếm 46%), yếu tố trở ngại thứ 2 là phèn và mặn (31%) và các bất lợi khác (23%) bao gồm dịch hại, thời tiết, kỹ thuật canh tác
Tại huyện U Minh Thượng, sự kết hợp của phèn và mặn là yếu tố trở ngại lớn nhất (chiếm 40%), tiếp đến là xâm nhập mặn (32%) và các bất lợi khác (28%) bao gồm dịch hại, thời tiết, kỹ thuật canh tác
4.1.4.2 Sự thích ứng của nông hộ với xâm nhập mặn
Tại huyện Thạnh Phú với 64% dự đoán mức độ xâm nhập mặn của năm sau cao hơn so với năm trước, số hộ dự đoán mức độ xâm nhập mặn không thay đổi chiếm 18% và 10% số hộ dự đoán mức độ xâm nhập mặn thấp hơn, số còn lại là số hộ không đưa ra dự đoán chiếm 8% Tương tự, huyện U Minh Thượng có 58% dự đoán mức độ xâm nhập mặn của năm sau cao hơn năm trước, 18% dự đoán không thay đổi và chỉ có 13% dự đoán thấp hơn, số còn lại không dự đoán chiếm 11% do người dân không đủ thông tin và kiến thức để đưa ra nhận định của cá nhân
Tại huyện Thạnh Phú, 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% 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
4.2 Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, vi sinh trong cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn
4.2.1 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi chất lượng đất tại vùng nghiên cứu
Tại huyện Thạnh Phú, giá trị pHH2O(1:5) đất thay đổi từ 4,64 (tháng 2/2018) lên 5,05 (tháng 2/2020) Độ mặn của dung dịch đất (ECe) từ 4,50 mS/cm (tháng 2/2018) tăng lên 11,88 mS/cm (tháng 2/2020)
Trang 12Theo bảng phân loại của Western Agricultural Laboratories, (2002), ECe
từ 4,1 - 8,0 mS/cm giới hạn năng suất phần lớn cây trồng và ECe từ 8,1 - 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 14,73% (tháng 2/2020) Độ xốp đất phân tích vào tháng 2/2020 (51,7%) được ghi nhận thấp hơn so với tháng 2/2018 (53,4%), có thể do ẩm độ giảm, gây nứt nẻ đất do khô hạn
Tại huyện U Minh Thượng, 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 (ECe) 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%)
Xâm nhập mặn cuối năm 2019 đầu năm 2020 đã ảnh hưởng bất lợi đến đặc tính đất tại huyện Thạnh Phú, gia tăng khác biệt giá trị ECe
và ESP trong đất so với năm 2018 Tại huyện U Minh Thượng, sự thay đổi một số chỉ tiêu trong đất tháng 2/2018 và tháng 2/2020 chưa thể hiện rõ, tuy nhiên độ mặn hiện tại trong đất có thể ảnh hưởng bất lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa
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 nhiễm mặn
4.2.2.1 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến đặc tính vật lý đất nhiễm mặn cuối vụ Đông Xuân 2019-2020
Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến dung trọng đất
Tại huyện Thạnh Phú, dung trọng đất ở tầng đất 0-15 cm dao động từ 1,12 - 1,18 g/cm3, trong đó các nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar cải thiện dung trọng đất tốt nhất (1,12 g/cm3) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (1,18 g/cm3) nhưng
Trang 13không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa (1,14 g/cm3)
Tại huyện U Minh Thượng, dung trọng đất ở tầng 0-15 cm dao động từ 1,05 - 1,14 g/cm3, trong đó các nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar cải thiện dung trọng đất tốt nhất (1,05 g/cm3) khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (1,14 g/cm3
) và nghiệm thức Lúa-Lúa (1,13 g/cm3
)
Dung trọng đất ở tầng 15-30 cm không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar so với nghiệm thức không bổ sung chế phẩm ở cả hai điểm nghiên cứu
Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến độ xốp của đất
Tại huyện Thạnh Phú, độ xốp đất ở tầng đất mặt 0-15 cm dao động từ 51,7% - 54,5%, trong đó các nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar cải thiện độ xốp đất tốt nhất tương ứng 54,5% và 54,5% khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (51,7%) nhưng không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa (53,5%)
Tại huyện U Minh Thượng, độ xốp đất ở tầng đất 0-15 cm dao động từ 54,6% - 59,3%, trong đó các nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar cải thiện độ xốp đất tốt nhất tương ứng 59,3% và 59,1% khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (54,6%) và nghiệm thức Lúa-Lúa (57,6%)
Độ xốp đất ở tầng 15-30 cm cho thấy không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar so với nghiệm thức không bổ sung chế phẩm ở cả hai điểm nghiên cứu
Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến ẩm độ hữu dụng đất
Tại huyện Thạnh Phú, ẩm độ hữu dụng đất ở tầng đất 0-15 cm dao động từ 22,0% - 26,6%, trong đó nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar cải thiện ẩm độ hữu dụng đất tốt nhất tương ứng 26,1% và 26,6% khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (22,0%) nhưng không khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa Mặc dù, nghiệm thức Lúa-Lúa có khuynh hướng cải thiện ẩm
Trang 14độ hữu dụng đất nhưng không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa Kết quả phân tích ẩm độ hữu dụng đất ở tầng 15-30 cm cho thấy, ẩm độ hữu dụng đất dao động từ 16,6% - 18,4%, trong đó nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar có hiệu quả trong cải thiện ẩm độ hữu dụng đất tốt nhất tương ứng 18,1% và 18,4% khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (16,9%) và nghiệm thức Lúa-Lúa (16,6%)
Tại huyện U Minh Thượng, ẩm độ hữu dụng đất dao động từ 23,4% - 28,7%, trong đó nghiệm thức bón phân hữu cơ và biochar có hiệu quả trong cải thiện ẩm độ hữu dụng đất tốt nhất tương ứng 28,5% và 28,7% khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức Lúa-Lúa-Lúa (23,4%) và nghiệm thức Lúa-Lúa (24,2%)
Kết quả phân tích ẩm độ hữu dụng đất ở tầng 15-30 cm không cho thấy hiệu quả trong cải thiện ẩm độ hữu dụng so với các nghiệm thức không bổ sung chế phẩm
4.2.2.2 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến đặc tính hóa học đất nhiễm mặn
Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến pH đất
Sự thay đổi giá trị pH đất qua 04 vụ canh tác lúa tại hai điểm nghiên cứu không cho thấy hiệu quả của phân hữu cơ và biochar trong cải thiện pH đất so với các nghiệm thức không bón chế phẩm
Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến giá trị EC đất
Sự thay đổi giá trị EC(1:5) đất qua các vụ thí nghiệm không khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức có bón chế phẩm và không bón chế phẩm tại hai điểm nghiên cứu Như vậy, qua 4 vụ canh tác lúa, bón phân hữu cơ và biochar chưa cho thấy hiệu quả trong cải thiện EC đất so với các nghiệm thức không bón chế phẩm
Tại huyện Thạnh Phú, ECe ở mức khá cao, đây là ngưỡng gây hạn chế đến năng suất hầu hết các loại cây trồng (Western Agricultural Laboratories, 2002), dao động từ 8,80 - 11,9 mS/cm Tại huyện U Minh Thượng ECe thấp hơn huyện Thạnh Phú, dao động từ 4,54 - 5,06 mS/cm Theo Western Agricultural Laboratories (2002) đây là ngưỡng
Trang 154.2.2.3 Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đến hàm lượng các cation hòa tan và trao đổi trong đất
Hàm lượng Na+
hòa tan và trao đổi trong đất
Tại huyện Thạnh Phú, hàm lượng Na+ trao đổi ở nghiệm thức bón biochar giảm khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng qua các vụ Trong khi hàm lượng Na+ hòa không khác biệt có ý nghĩa so với đối chứng ở vụ Hè Thu 2018 và Đông Xuân 2018-2019, đến vụ Đông Xuân 2019-2020 hàm lượng Na+ hòa tan ở nghiệm thức bón biochar tăng khác biệt so với đối chứng
Tại huyện U Minh Thượng, hàm lượng Na+ trao đổi ở nghiệm thức bón biochar giảm khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng ở vụ Hè Thu 2018 và Đông Xuân 2018-2019 Tuy nhiên, đến vụ Hè Thu 2019 và Đông Xuân 2019-2020 không có sự khác biệt ý nghĩa giữa bón biochar và đối chứng Trong khi hàm lượng Na+
hòa tan không khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức
Sự thay đổi hàm lượng Na+ hòa tan và trao đổi giữa nghiệm thức bón phân hữu cơ và các nghiệm thức không bón chế phẩm không khác biệt có ý nghĩa thống kê qua các vụ
Hàm lượng K+
hòa tan và trao đổi trong đất
Tại hai điểm nghiên cứu hàm lượng K+ hòa tan và trao đổi cao nhất qua các vụ khi bón biochar khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức khác Việc bón biochar nhằm cung cấp K+ tự do cao thúc đẩy quá trình trao đổi ion, đẩy Na+
ra khỏi khoáng sét nên tăng hiệu quả rửa mặn Sự gia tăng hàm lượng K+
hòa tan và trao đổi cao nhất ở nghiệm thức bón biochar qua các vụ tại hai điểm nghiên cứu nguyên nhân có thể là do trong thành phần của biochar có chứa sẵn K+ với hàm lượng cao
Hàm lượng Ca2+
hòa tan và trao đổi trong đất
Việc bón phân hữu cơ gia tăng Ca2+ trao đổi vào cuối vụ Hè Thu 2019 và Đông Xuân 2019-2020 nguyên nhân có thể là do hàm lượng phân hữu cơ trong nghiên cứu này bón 3 tấn/ha, thấp hơn đề nghị của các nghiên cứu trước đây từ 5 tấn/ha trở lên nên hàm lượng Ca2+ ở vụ thứ 1 và vụ thứ 2 chưa khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức,