khảo sát hiện trạng nhiễm mặn nước và đất nông nghiệp tại xã hỏa tiến, thành phố vị thanh, tỉnh hậu giang

i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT & NÔNG NGHIỆP SẠCH ----o0o---- NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Xác nhận đề tài: “Khảo Sát Hiện Trạng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

NGUYỄN NGỌC CẨM NGUYỄN THỊ CẨM THÚY KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG NHIỄM MẶN NƯỚC

VÀ ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ HỎA TIẾN, THÀNH PHỐ VỊ THANH, TỈNH HẬU GIANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: KHOA HỌC ĐẤT

Cần Thơ, 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT & NÔNG NGHIỆP SẠCH

-

NGUYỄN NGỌC CẨM NGUYỄN THỊ CẨM THÚY

KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG NHIỄM MẶN NƯỚC

VÀ ĐẤT NÔNG NGHIỆP TẠI XÃ HỎA TIẾN, THÀNH PHỐ VỊ THANH, TỈNH HẬU GIANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành: NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ts CHÂU MINH KHÔI

Cần Thơ Tháng 12 năm 2013

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT & NÔNG NGHIỆP SẠCH

o0o

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Xác nhận đề tài: “Khảo Sát Hiện Trạng Nhiễm Mặn Nước Và Đất Nông Nghiệp Tại Xã Hỏa Tiến, Thành Phố Vị Thanh, Tỉnh Hậu Giang” Do sinh viên: Nguyễn Ngọc Cẩm và Nguyễn Thị Cẩm Thúy lớp Khoa Học Đất K37 thuộc Bộ Môn Khoa Học Đất – khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ Nhận xét của cán bộ hướng dẫn: ………

………

………

………

………

………

………

Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua Cần Thơ, ngày 28 tháng 12 năm 2014 Cán bộ hướng dẫn

TS Châu Minh Khôi

ii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT & NÔNG NGHIỆP SẠCH

o0o

XÁC NHẬN CỦA BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT Xác nhận đề tài: “Khảo Sát Hiện Trạng Nhiễm Mặn Nước Và Đất Nông Nghiệp Tại Xã Hỏa Tiến, Thành Phố Vị Thanh, Tỉnh Hậu Giang” Do sinh viên: Nguyễn Ngọc Cẩm và Nguyễn Thị Cẩm Thúy lớp Khoa Học Đất K37 thuộc Bộ Môn Khoa Học Đất – khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ Ý kiến của Bộ Môn: ………

………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày 28 tháng 12 năm 2014

iii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT & NÔNG NGHIỆP SẠCH

o0o

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp chấp thuận đề tài: “Khảo Sát Hiện Trạng Xâm Nhập Mặn Nước Và Đất Nông Nghiệp Của Xã Hỏa Tiến, Thành Phố Vị Thanh, Tỉnh Hậu Giang Năm” Do sinh viên: Nguyễn Ngọc Cẩm và Nguyễn Thị Cẩm Thúy lớp Khoa Học Đất K37 thuộc Bộ Môn Khoa Học Đất – khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp đã được hội đồng đánh giá ở mức………

Ý kiến của hội đồng: ………

………

………

………

………

………

………

Cần Thơ, ngày 28 tháng 12 năm 2014 Chủ tịch hội đồng

iv

TIỂU SỬ CÁ NHÂN

Nơi sinh: Bình Minh – Vĩnh Long

Họ và tên cha: Nguyễn Ngọc Thanh Sinh năm: 1970

Họ và tên mẹ: Nguyễn Thị Kim Chi Sinh năm : 1973

Quê quán: Phường Cái Vồn, Thị Xã Bình Minh, Tỉnh Vĩnh Long

Tóm tắt quá trình học tập:

1999 – 2004: Trường Tiểu Học Thị Trấn Cái Vồn A

2004 – 2008: Trường Trung Học Cơ Sở Thị Trấn Cái Vồn A

2008 – 2011: Trường Trung Học Phổ Thông Bình Minh

2011 – 2015: Trường Đại học Cần Thơ, học chuyên ngành Khoa Học Đất, khóa 37,

Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Người khai kí tên

Nguyễn Ngọc Cẩm

v

TIỂU SỬ CÁ NHÂN

Họ và tên: Nguyễn Thị Cẩm Thúy Giới tính: Nữ

Nơi sinh: Hòa Thuận, Giồng Riềng, Kiên Giang

Họ và tên cha: Nguyễn Văn Tổng Sinh năm: 1966

Họ và tên mẹ: Nguyễn Thị Thủy Sinh năm: 1970

Quê quán: Xã Hòa Thuận, Giồng Riềng, Kiên Giang

Tóm tắt quá trình học tập:

1999 – 2004: Trường tiểu học Hòa Thuận 3

2004 – 2008: Trường trung học cơ sở Hòa Thuận 2

2008 – 2011: Trường trung học phổ thông Hòa Thuận

2011 – 2015: Trường Đại học Cần Thơ, học chuyên ngành Khoa Học Đất, khóa 37,

Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng

Người khai kí tên

Nguyễn Thị Cẩm Thúy

Chân thành biết ơn

Thầy Nguyễn Minh Đông cố vấn học tập lớp Khoa học đất K37 đã quan tâm, động viên chúng em trong suốt khoá học

Toàn thể quý thầy cô, anh chị Bộ môn Khoa học đất (thầy Hà Gia Xương,anh Đỗ

Bá Tân,…) cùng toàn thể quý thầy cô Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ đã dìu dắt, truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập Lời cám ơn trân trọng cũng xin dành gửi tới các anh chị Nguyễn Văn Sinh, Đoàn Thị Trúc Linh, Huỳnh Mạch Trà My (cán bộ phòng phân tích Hóa-Lý đất) đã nhiệt tình giúp đỡ chúng em trong quá trình phân tích mẫu đất, nước

Cần Thơ, ngày 28 tháng 12 năm 2014

Nguyễn Ngọc Cẩm Nguyễn Thị Cẩm Thúy

pH, EC trong nước để đánh giá độ mặn trong đất và mức độ nhiễm mặn trong nước Qua kết quả phân tích cho thấy đất và nước ở Hỏa Tiến bị nhiễm mặn vào một thời điểm nhất định, độ mặn của đất và nước cao nhất ở giữa mùa khô và giảm dần vào cuối vụ Chỉ số EC trong đất phân tích được có sự biến động theo thời gian Cuối mùa mưa chỉ số EC tích lũy trong đất tương đối thấp, không ảnh hưởng đến cây trồng Giữa các vị trí khảo sát giá trị EC biến động tương đối cao, cao nhất ở khoảng 1,632 mS/cm, giá trị thấp nhất 0,217 mS/cm Kết quả phân tích pH của nước vào 7 đợt tại 15 điểm khảo sát ta thấy pH ít biến động, trung bình khoảng pH 5,73 đến pH 7,02 Diễn biến

Na+ hòa tan trong dung dịch đất cho thấy hàm lượng Na+ trong dung dịch đất có sự biến động cao trong thời gian khảo sát, biến động từ 0,021 meq/100g đến 2,785 meq/100g Sau tháng 5, hàm lượng Na+ hòa tan giảm đáng kể trung bình chỉ 0,219 meq/ 100g

Diễn biến Na+ trao đổi trên keo đất qua các thời điểm thu mẫu cho thấy chỉ số Na+ trao đổi được đánh giá ở mức cao Hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất dao động từ 0.289 -4,086 meq/100g Kết quả tính toán ESP giá trị thấp nhất đạt 4% và nhất đạt 31,291%

viii

MỤC LỤC

TIỂU SỬ CÁ NHÂN iv

LỜI CẢM TẠ vi

TÓM LƯỢC vii

MỤC LỤC viii

DANH SÁCH HÌNH x

DANH SÁCH BẢNG xi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I 2

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

1.1 Giới thiệu về vùng nghiêm cứu 2

1.1.1 Sơ lược về tỉnh Hậu Giang 2

1.1.1 Đặc điểm của xã Hỏa Tiến 2

1.2 ĐẤT MẶN 3

1.2.1 Sự xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long 3

1.2.2 Phân loại các hệ thống đánh giá đất mặn 4

1.3 Tính chất của các nhóm đất mặn 7

1.3.1 Đất mặn 7

1.3.2 Đất Sodic 8

1.3.4 Đất mặn – Sodic 9

1.4 Ảnh hưởng của Natri và sự nhiễm mặn lên tính chất vật lý đất 9

1.4.1 Ảnh hưởng lên cấu trúc của đất 9

1.4.2 Ảnh hưởng lên mức độ thấm nước của đất 10

1.5 Ảnh hưởng của đất mặn đến cây trồng 10

CHƯƠNG 2 13

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 Phương tiện 13

ix

2.1.1 Thời gian, địa điểm nghiên cứu 13

2.1.2 Phương tiện nghiên cứu 13

2.2 Phương pháp nghiên cứu 14

2.2.1 Phương pháp thu mẫu đất và nước 14

2.2.1.1 Phương pháp bố trí vị trí thu mẫu 14

2.2.1.2 Phương pháp thu mẫu đất 15

2.2.1.2 Phương pháp thu mẫu nước 15

2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu đất và nước 15

2.3 Phương pháp xử lí số liệu 16

CHƯƠNG 3 17

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 17

3.1 Diễn biến EC của khu vực khảo sát 17

3.1.1 Diễn biến EC nước của khu vực khảo sát 17

3.1.2 Diễn biến EC đất của khu vực khảo sát 18

3.2 Diễn biến pH nước và pH đất của khu vực khảo sát 26

3.2.1 Diễn biến pH nước kênh của khu vực khảo sát 26

3.2.2 Diễn biến pH đất của khu vực khảo sát 28

CHƯƠNG 4 30

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 30

4.1 Kết luận 30

4.2 Kiến nghị 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

PHỤC LỤC 34

x

DANH SÁCH HÌNH

1.1 Ảnh hưởng của muối trên sự hấp thu nước của cây (Seelig, 2000) 7

Hấp thu nước bởi cây ở đất không mặn (A) và ở đất mặn (B)

1.2 Vai trò của Ca+, Na+ trong sự kết tụ keo đất (A) và sự phân tán keo 8

Đất (B)

3.1 Diến biến EC nước kênh qua các thời điểm thu mẫu

3.2 Diễn biến EC cuối mùa mưa tháng 2 (trái ) và giữa mùa khô tháng 4 (phải) 20

3.4 Diễn biến hàm lượng Na+ hòa tan của đất cuối mùa mưa tháng 2 (trái) 21

giữa mùa khô (phải)

3.5 Diễn biến hàm lượng Na+ hòa tan của đất đầu mùa mưa (tháng 5) 22 3.6 Diễn biến hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất cuối mùa mưa 24

tháng 2 (trái) giữa mùa khô tháng 4(phải)

3.7 Diễn biến hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đầu mùa mưa tháng 5 24 3.8 Diễn biến tỷ số Na+ trao đổi trên keo đất cuối mùa mưa 25

tháng 2 (trái), giữa mùa khô tháng 4 (phải)

3.9 Diễn biến tỷ số Na+ trao đổi trên keo đất đầu mùa mưa tháng 5 25 3.10 Diễn biến pH nước kênh qua các thời điểm thu mẫu 27 3.11 Diễn biến giá trị pH các điểm lấy mẫu vào tháng 4 (hình trái), 28

tháng 5 (hình phải)

3.12 Diễn biến giá trị pH đất các điểm khảo sát tháng 2 và tháng 4 29 3.13 Diễn biến giá trị pH đất các điểm khảo sát vào tháng 5 29

xi

DANH SÁCH BẢNG

1.1 Phân loại đất mặn theo USDA (Soil Surviey Staff, 1993) 4

1.2 Trị số EC trích bảo hòa có thể phân cấp cây trồng đối với độ mặn 5

1.3 Phân loại độ mặn theo tổng số muối hòa tan (g/l) 5

1.4 Phân loại đất nhiễm mặn theo hàm lượng Cl-(%) 6

1.5 Giá trị EC ảnh hưởng đến sinh trưởng cây trồng 12

3.1 Diễn biến EC đất qua các thời điểm thu mẫu 19

3.2 Diễn biến Na+ trao đổi trên keo đất qua các thời điểm thu mẫu 23

3.3 Diễn biến pH đất qua các thời điểm thu mẫu 28

xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CEC (Cation Exchange Capacity): tổng các Cation trao đổi trên bề mặt keo đất

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

ESP (Exchangeable Sodium Percentage): tỷ số Na trao đổi trong đất

BĐKH: Biến đổi khí hậu

1

MỞ ĐẦU

Đồng bằng sông Cửu Long là một trong số các khu vực trên thế giới dễ bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng, cũng như các biến động khác nhau về môi trường như hạn hán hay mưa lũ và đặc biệt là sự biến đổi của dòng chảy Trên tổng diện tích 4 triệu

km2, thì có đến gần 2 triệu km2 của vùng đồng bằng bị nước mặn xâm nhập thường xuyên và diện tích này có xu hướng tăng lên.Trong nhiều năm trở lại đây, hiện tượng nước biển xâm nhập sâu vào đồng bằng sông Cửu Long trong mùa khô mang lại một mối lo ngại lớn Ở tỉnh Hậu Giang, từ giữa tháng 3 (năm 2013) do nắng nóng gay gắt kéo dài khiến nồng độ mặn ở các cửa sông thuộc địa bàn huyện Long Mỹ và thành phố

Vị Thanh tăng mạnh

Hậu Giang là vùng trũng của đồng bằng Sông Cửu Long Theo kịch bản dự báo biến đổi khí hậu (BĐKH) của tỉnh, với mực nước biển dâng lên 14cm vào năm 2030, nước biển sẽ đi sâu vào trong nội địa, nhất là vào mùa nước kiệt, sẽ làm suy giảm chất lượng nguồn nước mặt và nước ngầm, sẽ làm nghiêm trọng hơn vấn đề thiếu nước sạch

Hỏa Tiến là một xã nông nghiệp của thành phố Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang Xã Hỏa Tiến nằm trong khu vực có mạng lưới sông ngòi dày đặc, nằm dọc theo sông Cái Lớn, nên hằng năm vào mùa khô nước mặn từ biển xâm nhập vào gây trở ngại cho sản xuất nông nghiệp của người dân Đề tài “Hiện trạng nhiễm nước và đất nông nghiệp ở

xã Hỏa Tiến – thành phố Vị Thanh – tỉnh Hậu Giang” đã được triển khai thực hiện với mục tiêu:

Phân tích và đánh giá hiện trạng nhiễm mặn khu vực Hỏa Tiến – Hậu Giang Dự báo khả năng xảy ra quá trình xâm nhập mặn và đánh giá ảnh hưởng của quá trình này đến đất đai cũng như hệ thống cây trồng của vùng

2

CHƯƠNG I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về vùng nghiêm cứu

1.1.1 Sơ lược về tỉnh Hậu Giang

Hậu Giang là một tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long, được thành lập vào năm 2004 do tách ra từ tỉnh Cần Thơ cũ Hậu Giang là tỉnh ở trung tâm châu thổ sông MêKông, thành phố Vị Thanh trung tâm hành chính của tỉnh cách Thành phố Hồ Chí Minh 240 km về phía tây nam, cách thành phố Cần Thơ 60 km theo Quốc lộ 61 và chỉ cách 40 km theo đường nối Vị Thanh – thành phố Cần Thơ Hậu Giang là tỉnh thuộc khu vực nội địa của Đồng bằng Sông Cửu Long

Hậu Giang nằm ở hạ lưu sông Hậu, giữa một mạng lưới sông ngòi, kênh rạch chằng chịt là tỉnh nằm ở phần cuối Đồng bằng châu thổ Sông Cửu Long, địa hình thấp,

độ cao trung bình dưới 2 mét so với mực nước biển Địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây Khu vực ven sông Hậu cao nhất, trung bình khoảng 1 - 1,5 mét, độ cao thấp dần về phía Tây Bề mặt địa hình bị chia cắt mạnh bởi hệ thống kênh rạch nhân tạo

Hậu Giang là một trong những trung tâm lúa gạo của miền Tây Nam Bộ Tỉnh có thế mạnh về cây lúa và cây ăn quả các loại, có nguồn thủy sản phong phú, chủ yếu tôm

cá nước ngọt và chăn nuôi gia súc

1.1.1 Đặc điểm của xã Hỏa Tiến

Vị trí địa lý, điều kiên tự nhiên

Xã Hỏa Tiến là vùng xã nghèo, cách xa trung tâm thành phố Vị Thanh Xã Hỏa Tiến có diện tích 2.032 ha và dân số là 5.112 người (năm 2010)

Về tổ chức hành chính, xã Hỏa Tiến có 5 ấp (Thạnh Thắng, Thạnh Quới 2, Thạnh Hòa

2, Thạnh Xuân, Thạnh An)

Về Ranh giới hành chính xã Hỏa Tiến:

3

+ Đông giáp xã Tân Tiến, thành phố Vị Thanh, và xã Vĩnh Viễn A, huyện Long Mỹ + Tây giáp huyện Gò Quao, tỉnh Kiên Giang

+ Nam giáp xã Vĩnh Viễn A, huyện Long Mỹ

+ Bắc giáp huyện Gò Quao, tỉnh Kiên Giang

Về điều kiện tự nhiên:

Về khí hậu thời tiết: Xã Hỏa Tiến nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa chung của ĐBSCL với nền nhiệt độ ổn định, các chế độ quang năng, vũ lượng, gió, bốc hơi, ẩm

độ không khí phân hóa thành 2 mùa tương phản: mùa mưa (tháng 5 – 10) và mùa khô (tháng 12 – 4)

Về thổ nhưỡng: có 3 nhóm đất chính là nhóm đất phù sa, nhóm đất phèn và nhóm đất lập liếp

1.2 ĐẤT MẶN

1.2.1 Sự xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long

Vùng ĐBSCL là vùng đất thấp và bằng phẳng được tạo thành bởi đất bồi lắng sông Cửu Long Ngoại trừ những dãy cát và những vùng dọc bờ sông, mặt đất của ĐBSCL không vượt quá 1m so với trung bình mực nước biển dọc bờ biển và không vượt quá 2m so với trung bình mực nước biển ở những vùng phía Bắc Độ dốc chung của ĐBSCL khoảng 1% Đây là điều kiện thuận lợi cho nước biển từ biển Đông và Vịnh Thái Lan xâm nhập vào ĐBSCL Vì vậy sự xâm nhập mặn là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phát triển của ĐBSCL

Chế độ thủy văn ở ĐBSCL bị chi phối bởi lượng nước mưa và chế độ thủy văn bán nhật triều Mỗi ngày, hai lần nước lớn sẽ mang theo nước mặn từ biển Đông và Vịnh Thái Lan vào đất liền, hai lần nước kiệt sẽ rút nước trở ra biển, kết hợp với lượng mưa khác nhau khiến cho độ mặn thay đổi nhiều lần trong ngày và trong năm Vào mùa khô những năm gần đây, nước biển có thể đi sâu vào đất liền, làm ảnh hưởng không nhỏ đến việc sản xuất nông nghiệp Theo Võ Quang Minh (1995) có khoảng 2 triệu ha đất

bị đe dọa mặn trong mùa khô, nước mặn đã lấn sâu vào đất liền khoảng 5km

4

1.2.2 Phân loại các hệ thống đánh giá đất mặn

Đất nhiễm mặn là một trong những nhóm đất gây trở ngại rất lớn cho sản xuất nông nghiệp do chứa nhiều muối làm giảm sự sinh trưởng của cây trồng Đây là nhóm đất khó định nghĩa và phân loại một cách chính xác và đầy đủ do sự ảnh hưởng của muối tùy thuộc vào loài, giống cây trồng và giai đoạn sinh trưởng cũng như các yếu tố môi trường nên rất khó để xác định chính xác loại đất nhiễm mặn (Maas and Hoffman, 1977)

Theo tiêu chuẩn đánh giá mặn của USDA thì đất mặn ảnh hưởng bất lợi cho cây trồng khi có ECe của đất lớn hơn 4.0 mS/cm và ESP < 15

Bảng 1.1 Phân loại đất mặn theo USDA (Soil Surviey Staff, 1993)

Đất nhiễm mặn < 8.5 > 4.0 < 15.0 < 13.0 Đất kiềm > 8.5 < 4.0 > 15.0 < 13.0 Đất kiềm mặn < 8.5 > 4.0 > 15.0 < 13.0 Đất sodic >8.5 < 4.0 > 15.0 > 13.0 Đất nhiễm mặn sodic < 8.5 > 4.0 > 15.0 > 13.0

Theo Nguyễn Mỹ Hoa (2007), độ dẫn điện (EC: Electric Conductivity) được định nghĩa là khả năng dẫn điện của dung dịch đất Dung dịch đất càng có nồng độ muối tan cao sẽ có độ dẫn điện cao (Lê Văn Cầu, 1978)

Các chỉ tiêu đánh giá độ mặn thường được sử dụng là: EC, Tổng số muối hòa tan được thể hiện lần lượt ở Bảng 2, Bảng 3

5

Bảng 1.2: Trị số EC trích bảo hòa có thể phân cấp cây trồng đối với độ mặn như sau:

EC trích bảo hòa

mmhos/cm ở 250C Đáp ứng của cây trồng

0 – 2 Đa số cây trồng không bị ảnh hưởng bởi mặn

2– 4 Năng suất của các cây trồng rất mẫm cảm với mặn

có thể bị ảnh hưởng

4 – 8 Năng suất của cây trồng mẫn cảm với mặn bị ảnh

hưởng

8 – 16 Chỉ những cây chịu mặn mới có thể phát triển

>16 Rất ít những cây chịu mặn phát triển

Bảng 1.3: Phân loại độ mặn theo tổng số muối hòa tan (g/l)

(Ngô Ngọc Hưng, Đỗ Thị Thanh Ren, Võ Thi Gương, Nguyễn Mỹ Hoa, 2004)

Tổng số muối hòa tan (g/l) Đánh giá

(Nguồn: Lamond and Whitney, 1992)

Ngoài ra theo hệ thống xác định đặc tính đất mặn của FAO – UNESCO (1973) thì đất mặn được xác định là đất có nồng độ muối hòa tan rất cao ở tầng mặt (từ 0 – 20 cm), nồng độ muối có thể lên đến bảy phần ngàn ở đất mặn sa mạc, hàm lượng muối dưới dạng những tinh thể (0 – 5 cm) ở vài trường hợp có thể lên cao đến 20 hoặc 30‰ Hàm lượng muối hòa tan trong phẫu diện sẽ giảm dần từ trên xuống dưới Tầng mặt thường tích tụ những muối hòa tan như: NaCl, MgSO4, Na2SO4, Na2CO3, MgCl2 Bên cạnh đó, hàm lượng Gypsum (CaSO4) trên tầng mặt có thể chứa đến 3% hoặc hơn, có khi lên đến 10%

Phần trăm Natri trao đổi (ESP):

Trong đất mặn và đất mặn sodic, phần trăm Na trên phức hệ hấp thu là trị số được đánh giá là quan trọng Trị số này giúp đánh giá tỷ lệ Na hấp được hấp phụ so với tổng khả năng hấp phụ cation của đất Tỷ lệ Na chiếm ưu thế trong phức hệ hấp thu đưa đến nhiều bất lợi trong dinh dưỡng cây trồng và tính chất hóa lý đất Phần trăm của Na trên tổng khả năng hấp thu cation của đất, CEC và Na trao đổi, ESP = 15 là ngưỡng đánh giá ảnh hưởng của Sodic đối với cây trồng

ESP = (Na + / CEC) x 100

và có thể dẫn đến sự hình thành của một lớp màu trắng trên bề mặt đất Thách thức chính của đất mặn đối với đất nông nghiệp là ảnh hưởng của chúng trên mối quan hệ nước và cây Muối dư thừa trong vùng rễ làm giảm lượng nước hữu dụng cho cây và là nguyên nhân làm cho cây trồng tốn nhiều năng lượng để loại bỏ muối và hấp thu nước tinh khiết

Hình 1.1: Ảnh hưởng của muối trên sự hấp thu nước của cây (Seelig,2000)

Hấp thu nước bởi cây ở đất không mặn (A) và ở đất mặn (B)

Ngoài ra, nếu độ mặn trong dung dịch đất đủ lớn, nước có thể bị rút ra khỏi các tế bào cây để vào dung dịch đất, làm cho các tế bào rễ co lại và tan vỡ (Brady and Weil, 2002) Độ mặn cũng có thể ảnh hưởng đến thảm thực vật bằng cách gây ra hiệu ứng ion đặc biệt (ví dụ như thiếu hụt chất dinh dưỡng hoặc độc tính), hoặc chính muối nó

có thể gây độc cho cây ở nồng độ cao (Balba, 1995) Vì vậy, có thể làm tiêu hao sức khỏe của cây, giảm năng suất cây trồng có khả năng xảy ra với độ mặn ngày càng tăng Mặc dù các muối cao quá mức có thể nguy hại đến sinh trưởng cây trồng, độ mặn thấp đến trung bình có thể thực sự cải thiện một số điều kiện vật lý đất Ion Ca2+ và

Mg2+ có khuynh hướng “kết tụ” (thành cục với nhau) các keo đất (keo sét mịn và các

8

hạt vật chất hữu cơ), do đó gia tăng lượng đoàn lạp và tính xốp Đất xốp, ổn định cấu trúc và sự di chuyển nước có thể thực sự được cải thiện ở đất mặn (Ann McCauley, 2005)

1.3.2 Đất Sodic

Ngược lại với đất mặn, đất sodic có EC tương đối thấp, nhưng một lượng lớn Na+

chiếm các vị trí trao đổi, thường làm cho đất có pH bằng hoặc trên 8,5 Thay vì kết tụ,

Na+ làm cho các keo đất phân tán hoặc trải ra, nếu đủ lượng của các cation kết tụ (tức

là Ca2+ và Mg2+) không có mặt để chống lại Na+ Phân tán keo đất làm tắc nghẽn lổ tế khổng của đất, làm giảm khả năng vận chuyển nước và không khí của đất Kết quả là đất có độ thấm nước thấp và sự thấm vào chậm (Ann McCauley, 2005) Các điều kiện này có xu hướng ức chế cây con mọc mầm và cản trở sự sinh trưởng của cây trồng Đất

bị sodic cũng dễ phình lên và co lại trong suốt giai đoạn khô và ướt, phá vỡ cấu trúc đất Lớp đất ở dưới của đất sodic thường là rất rắn chắc, ẩm ướt và dính, có thể kết hợp các cột đất lại với nhau Kết cấu đất mịn với hàm lượng sét cao dễ bị phân tán hơn so với kết cấu đất thô bởi tiềm năng trực di thấp của chúng, tốc độ thấm chậm và khả năng trao đổi cao Các triệu chứng khác của đất sodic bao gồm: nước hữu dụng của cây

ít, lớp đất trồng trọt kém và đôi khi phủ một lớp vỏ màu đen trên bề mặt hình thành từ chất hữu cơ bị phân tán

Hình 1.2: Vai trò của Ca+, Na+ trong sự kết tụ keo đất (A) và sự phân tán keo đất (B), (Brady and Weil, 2002)

9

1.3.4 Đất mặn – Sodic

Đất mặn - Sodic là loại đất có đặc tính hóa học của cả hai loại: đất mặn (EC lớn hơn 4 mS cm-1 và độ pH dưới 8,5) và đất Sodic (ESP lớn hơn 15) Vì vậy, tăng trưởng của cây trong đất mặn - Sodic bị ảnh hưởng bởi cả muối và Na+ vượt mức Những đặc tính vật lý của đất mặn - Sodic là trung gian giữa đất mặn và đất Sodic; nhiều muối kết

tụ giúp làm dịu hoạt động phân tán của Na+ và cấu trúc đất không kém như ở đất sodic

Độ pH của đất mặn - Sodic nói chung là dưới 8,5; tuy nhiên, điều này có thể tăng với việc trực di các muối hòa tan, nếu không nồng độ của Ca2+ và Mg2+ cao trong đất hoặc nước tưới (Brady and Weil, 2002).Đất ở mô hình tôm lúa tuy bị nhiễm mặn ở mùa khô

ở vụ nuôi tôm nhưng chưa bị sodic hóa ở tầng mặt nhờ được rủa mặn và canh tác lúa luân canh vào mùa mưa tiếp theo, tuy nhiên ở tầng đất 20 – 40 cm thì đất bị sodic hóa

do mùa mưa chỉ có thể rửa mặn hiệu quả ở tầng mặt Mặt khác do bị ảnh hưởng của nước ngầm nhiễm mặn vào mù khô, đây cũng là nguy cơ cho việc canh tác lúa nên cần

có biện pháp rửa mặn tích cực hơn trong mùa mưa Lê Quang Trí, Võ Thị Gương và Nguyễn Hữu Kiệt, 2009).Kết quả khảo sát trong năm 2003 tại Mỹ Xuyên ( Võ Thị Gương và ctv, 2003) trên hệ thống lúa tôm cho thấy sau vụ tôm, độ mặn và lượng Na trong đất đã được nước mưa rửa đi phù hợp cho lúa phát triển

1.4 Ảnh hưởng của Natri và sự nhiễm mặn lên tính chất vật lý đất

1.4.1 Ảnh hưởng lên cấu trúc của đất

Natri có tác động ngược lại của độ mặn lên đất Các quá trình vật lý liên kết với

sự hiện diện Na ở nồng độ cao là sự phân tán keo đất, sự phồng lên của đoàn lạp và phiến sét Các lực liên kết những hạt sét lại với nhau bị phá vỡ khi có quá nhiều ion

Na+ nằm giữa chúng Khi sự ngăn cách này xảy ra, các hạt sét mở rộng gây ra sự phồng lên và phân tán đất Sự phân tán đất làm cho các hạt đất bít các lỗ rỗng trong đất, dẫn đến giảm tốc độ thấm nước của đất Khi đất bị ướt và khô nhiều lần thì sự phân tán keo đất xảy ra, sau đó nó sửa đổi lại và trở nên cứng gần giống như xi măng với cấu trúc

10

đất ít hoặc không có Ba vấn đề chính mà Na tạo ra sự phân tán là: giảm tính thấm, giảm tính dẫn nước và phủ một lớp vỏ trên bề mặt (Warrence at al., 2003)

1.4.2 Ảnh hưởng lên mức độ thấm nước của đất

Việc phủ lớp vỏ bề mặt là một đặc tính của đất bị ảnh hưởng Na+ Những nguyên nhân chính của phủ lớp vỏ bề mặt là do sự phân tán vật lý gây ra bởi tác động của giọt mưa hoặc nước tưới và sự phân tán hóa học phụ thuộc vào tỉ lệ của độ mặn và sự sodic của nước được sử dụng Việc phủ lớp vỏ bề mặt do lượng mưa được làm tăng bởi Na+

gây ra sự phân tán keo sét Khi các hạt keo sét phân tán trong nước của đất, chúng cắm vào các tể khống lớn ở bề mặt đất theo hai cách Đầu tiên, chúng ngăn chặn con đường nước và rễ di chuyển xuyên qua đất Thứ hai, chúng tạo thành một lớp bề mặt giống như xi măng khi đất khô Lớp phía trên cứng, phủ lớp vỏ bề mặt hạn chế tính thấm nước và sự nảy mầm của cây trồng

1.5 Ảnh hưởng của đất mặn đến cây trồng

Ðất mặn thường liên kết với tính sodic, nghĩa là lượng Na rất cao trên phức hệ hấp thu của đất, gây trở ngại cho sinh trưởng và phát triển của cây trồng Gây xáo trộn

và mất cân đối về sự hấp thu nước, dưỡng chất và cả tính chất bất lợi về vật lý đất do gián tiếp tác động đến sự thiếu hụt dưỡng chất hoặc mất cân bằng dinh dưỡng trong cây, như tỉ lệ Na+/Ca2+ vượt ngưỡng thiếu hụt Ca xảy ra (Grattan and Grieve, 1992), hoặc trực tiếp gây độc cho cây trồng bởi các ion gây độc Na+, Cl-, B, S042-, N03-

(Balba, 1995; T.A.Bauder et al, 2004)

James Camberato (2001) cho rằng mặn làm chậm sự nảy mầm của hạt và giảm sinh trưởng của cây trồng do quá trình thấm lọc làm hạn chế khả năng hấp thụ nước của rễ cây

Tác động của sodium sẽ làm giảm tính thấm, tính dẫn nước và gây cứng bề mặt đất Những vấn đề đó gây khó cho sự hình thành cây, cho rễ ăn vào trong đất và cho

cây hút nước và dinh dưỡng (Ayers and Westcot, 1976)

11

Nồng độ muối trong đất cao gây tác động tiêu cực đến cây trồng Tuy nhiên các

trở ngại của đất mặn còn tùy thuộc vào loại cây trồng (Katerji et al., 2002), cấu trúc

đất, khả năng giữ nước của đất và thành phần của muối Ngưỡng chống chịu mặn là một khái niệm được phát triển bởi Maas and Hoffman (1977) nơi năng suất không bị ảnh hưởng bởi mặn, tốc độ phân phát muối tới chồi có thể được cân bằng bởi việc tạo không bào, nó làm chậm lại sự đi vào của muối theo cách loại trừ muối ở bề mặt rễ hay qua sự sinh trưởng cung cấp nơi cho muối đi vào bằng cách tạo ra nhiều không bào hơn Mức độ chịu mặn của cây được đánh giá dựa trên năng suất giảm khi so sánh với năng suất ở đất không mặn

Cây chịu mặn có thể chịu nồng độ muối cao là nhờ khả năng tích lũy muối trong cây giúp tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào, nhờ vậy mà cây hút nước trong đất mặn một cách dễ dàng (Đặng Thế Dân, 2005) Theo Lê Văn Căn (1978) cho rằng sự tích lũy muối trong tế bào làm tăng áp suất thẩm thấu, áp suất này có khi đạt tới 160 – 200 kg/cm2 Chính vì có áp suất thẩm thấu nên cây chịu mặn có khả năng hút nước từ vùng đất mặn một cách dễ dàng Khả năng tăng nồng độ dung dịch để tăng áp suất trong điều kiện muối của môi trường cao bằng con đường tích lũy nhiều acid hữu cơ trong cây, là sản phẩm của quá trình hô hấp hoặc của các quá trình đồng hóa như glucid và một số chất hữu cơ khác

Điểm đặc biệt của các loại cây trồng sinh trưởng trong môi trường mặn là sự tích lũy số lượng thấp trọng lượng phân tử hòa tan trao đổi trong tế bào, mhư là proline

(Hasegawa et al., 2000), có thể là do phân tử thẩm thấu Proline là một acid amin, được

sản xuất trong cây trồng bậc cao và tích tụ số lượng lớn do đáp ứng khi bị stress, đặc

biệt là mặn và khô hạn (Hsu et al., 2003; Kavi Kishor et al., 2005; Ashraf and Foolad,

2007) Điều đó cho rằng vai trò quan trọng của sự thẩm thấu là hình thức trung lập tới

sự ổn định của các cơ quan tế bào, protein và màng cũng như duy trì năng lượng khi

cây trồng bị bị khô hạn (Harevand Cress, 1997; Hare et al., 1998)

Các khoảng giá trị ECe (EC trích bão hòa) tương ứng với mức ảnh hưởng sinh trưởng cây trồng được thiết lập bởi cơ quan phân loại đất mặn của Mỹ được trình bày trong Phương pháp Phân tích đất của Bộ môn Khoa học đất và Quản lý đất đai (2008)