đặc tính lý hóa đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã thới tân thới lai ô môn và vị đông vị thủy hậu giang

... TÂM, 2013 “ĐẶC TÍNH HÓA - LÝ ĐẤT CỦA MÔ HÌNH LUÂN CANH LÚA MÀU TẠI HAI XÃ THỚI TÂN – THỚI LAI - Ô MÔN VÀ VỊ ĐÔNG – Vị THỦY – HẬU GIANG Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp... NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: KHOA HỌC ĐẤT Tên đề tài: ĐẶC TÍNH LÝ - HÓA ĐẤT CỦA MÔ HÌNH LUÂN CANH LÚA MÀU TẠI HAI XÃ THỚI TÂN - THỚI LAI - Ô MÔN VÀ VỊ ĐÔNG - VỊ THỦY... cho luân canh họ đậu có khả cố định đạm gớp phần làm tăng độ phì nhiêu đất Đề tài Đặc tính lý hóa đất mô hình luân canh lúa màu hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG TRẦN HOÀI TÂM ĐẶC TÍNH LÝ - HÓA ĐẤT CỦA MÔ HÌNH LUÂN CANH LÚA MÀU TẠI HAI XÃ THỚI TÂN - THỚI LAI - Ô MÔN VÀ VỊ ĐÔNG - VỊ THỦY HẬU GIANG Luận văn tốt nghiệp Ngành: KHOA HỌC ĐẤT Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: KHOA HỌC ĐẤT Tên đề tài: ĐẶC TÍNH LÝ - HÓA ĐẤT CỦA MÔ HÌNH LUÂN CANH LÚA MÀU TẠI HAI XÃ THỚI TÂN - THỚI LAI - Ô MÔN VÀ VỊ ĐÔNG - VỊ THỦY HẬU GIANG Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Ts. Tất Anh Thư Trần Hoài Tâm Ts. Châu Minh Khôi MSSV: 3103916 Lớp: Khoa Học Đất Khóa 36 Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG *** NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp với đề tài “Đặc tính hóa - lý đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang”. Sinh viên thực hiện: Trần Hoài Tâm. MSSV: 3103916. Lớp Khoa Học Đất Khóa 36. Nhận xét của Giáo viên hướng dẫn:...................................................................... ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Kính trình Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua. Cần Thơ, ngày……… tháng………năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Tất Anh Thư ii Châu Minh Khôi TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG *** NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp ngành Khoa Học Đất đã chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp với đề tài “Đặc tính hóa - lý đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang”. Do sinh viên thực hiện: Trần Hoài Tâm. MSSV: 3103916. Lớp Khoa Học Đất Khóa 36 báo cáo trước Hội Đồng. Ngày………tháng………năm 2013 Luận văn tốt nghiệp đã được Hội đồng đánh giá ở mức:....................................... Nhận xét của Hội đồng: ........................................................................................ ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Cần Thơ, ngày……… tháng………năm 2013 Chủ tịch Hội đồng iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG *** NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Đề tài “Đặc tính hóa - lý đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang”. Do sinh viên: Trần Hoài Tâm. MSSV: 3103916. Lớp Khoa Học Đất Khóa 36 thực hiện. Ý kiến đánh giá của Giáo viên phản biện: ............................................................ ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. Cần Thơ, ngày……… tháng………năm 2013 Giáo viên phản biện iv TÓM TẮT LỊCH SỬ CÁ NHÂN Họ và tên: Trần Hoài Tâm Ngày sinh: 26/06/1989 Nơi sinh: Tân Phú – Long Mỹ - Hậu Giang. Quê quán: Tân Phú – Long Mỹ - Hậu Giang. Họ và tên cha: Trần Văn Hỷ Họ và tên mẹ: Khưu Thị Thanh Thúy Quá trình học tập: Năm 1995-2000, học tiểu học tại trường tiểu học Long Phú 4. Năm 2000-2004, học trung học cơ sở tại trường THCS Long Phú 2. Năm 2004-2007, học trung học phổ thông tại trường THPT Long Mỹ. Năm 2010, trúng tuyển vào trường Đại Học Cần Thơ, chuyên ngành Khoa Học Đất khóa 36 (2010-2014), thuộc khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng. v LỜI CẢM TẠ Thành kính biết ơn Cô Tất Anh Thư và Thầy Châu Minh Khôi đã tận tình hướng dẫn, quan tâm sâu sắc, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Cám ơn tất cả quý Thầy Cô và các anh chị trong phòng phân tích đất của Bộ môn Khoa Học Đất đã chỉ bảo trong suốt thời gian làm việc tại phòng. Cám ơn chương trình Clues đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn này. Cám ơn sâu sắc đến Cha Mẹ đã là người động viên và giúp đỡ con về mọi mặt trong suốt quá trình học tập. Chân thành cảm ơn sự nhiệt tình và giúp đỡ của các bạn lớp Khoa Học Đất K36 trong suốt quá trình học tập tại trường. Luận văn này tuy đã hoàn thành nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế. Vì vậy, rất mong sự chỉ dạy của các Thầy Cô và sự đóng gớp chân thành của tất cả bạn bè. Trân trọng cảm ơn và kính chào! Cần Thơ, ngày ………tháng………năm 2013 Trần Hoài Tâm vi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực. Tác giả luận văn Trần Hoài Tâm vii TRẦN HOÀI TÂM, 2013. “ĐẶC TÍNH HÓA - LÝ ĐẤT CỦA MÔ HÌNH LUÂN CANH LÚA MÀU TẠI HAI XÃ THỚI TÂN – THỚI LAI - Ô MÔN VÀ VỊ ĐÔNG – Vị THỦY – HẬU GIANG”. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ. Giáo viên hướng dẫn: TS. TẤT ANH THƯ VÀ TS. CHÂU MINH KHÔI. TÓM LƯỢC Đề tài được thực hiện nhằm mục đích khảo sát sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa - lý đất trên hai mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang. Mỗi điểm nghiên cứu, đất được thu từ 4 hộ nông dân có mô hình canh tác 2 lúa - 1 màu. Tại Thới Tân mẫu được thu ở 3 độ sâu 0 - 25 cm, 25 - 70 cm và 70 – 110 cm. Tại Vị Đông mẫu được thu ở 4 độ sâu 0 – 30 cm, 30 – 50 cm, 50 – 110 cm và 110 - 150 cm. Kết quả phân tích nhận thấy: Đất ở hai điểm nghiên cứu có thành phần cơ giới là sét, với phần trăm cấp hạt sét rất cao (60,06 – 65,25%). Đất ít bị nét dẽ, có dung trọng dao động từ 0,70 – 1,28 g/cm3 và tỷ trọng có giá trị không khác biệt giữa các tầng theo từng vị trí nghiên cứu, dao động từ 2,18 đến 2,61 g/cm3. Giá trị pHH2O đất dao động từ 3,5 đến 6,3 thuộc dạng thấp đến trung bình và EC trong khoãng 0,26 đến 0,79 mS/cm. Hàm lượng chất hưu cơ ở Vị Đông và Thới Tân dao động từ 1,15 đến 6,53. CEC dao động 10,5 đến 18,4 meq/100g, tại tầng mặt CEC được đánh giá là trung bình do đó sẽ không ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây trồng. Tổng hàm lượng đạm hữu dụng tại Thới Tân (5,03 – 44,46 mg/kg) và Vị Đông (2,79 – 54,53 mg/kg). Tương tự lân dễ tiêu tại Thới Tân (5,67– 58,8 mg P/kg) và Vị Đông (6,56 – 47,67 mg P/kg) được đánh giá ở mức cao tại tầng canh tác. viii MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .............................................. ii NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG ....................................................................... iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ................................................ iv TÓM TẮT LỊCH SỬ CÁ NHÂN ..................................................................... v LỜI CẢM TẠ ................................................................................................. vi LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... vii TÓM LƯỢC.................................................................................................. viii DANH SÁCH BẢNG ..................................................................................... xi DANH SÁCH HÌNH ...................................................................................... xii MỞ ĐẦU ......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................ 2 1.1. Định nghĩa và phân loại độ phì nhiêu đất ................................................. 2 1.1.1. Khái niệm độ phì nhiêu đất (soil fertility) ......................................... 2 1.1.2. Các loại độ phì nhiêu đất .................................................................. 3 1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất ................................................ 4 1.2.1. Đặc tính lý học.................................................................................. 4 1.2.2. Đặc tính hóa học ............................................................................. 10 1.3. Sơ lược về mô hình luân canh lúa màu .................................................. 17 1.3.1. Mô hình luân canh .......................................................................... 17 1.3.2. Lợi ích của mô hình luân canh lúa – màu ........................................ 18 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 20 2.1. Địa điểm và phương tiện nghiên cứu ..................................................... 20 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 20 2.1.2. Thời gian thực hiện ......................................................................... 20 2.1.3. Phương tiện nghiên cứu .................................................................. 20 2.2. Phương tiện nghiên cứu ......................................................................... 21 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu ................................................ 21 ix 2.2.2. Phương pháp phân tích ................................................................... 22 2.3. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................... 24 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ....................................................... 25 3.1. Đặc tính vật lý ....................................................................................... 25 3.1.1. Thành phần cơ giới ......................................................................... 25 3.1.2. Dung trọng...................................................................................... 26 3.1.3. Tỷ trọng .......................................................................................... 28 3.2. Đặc tính hóa học .................................................................................... 29 3.2.1. Độ chua hiện tại pH H2O................................................................... 29 3.2.2. Độ chua tiềm tàng pHKCl ................................................................. 31 3.2.3. Độ mặn đất EC ............................................................................... 32 3.2.4. Chất hữu cơ .................................................................................... 33 3.2.5. Dung tích hấp phụ cation (CEC – cation exchange capacity) .......... 34 3.2.6. Ðộ no bazơ của đất ......................................................................... 36 3.2.7. Đạm hữu dụng ................................................................................ 37 3.2.8. Lân dễ tiêu ...................................................................................... 38 CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ....................................................... 41 4.1. Kết luận ................................................................................................. 41 4.2. Kiến nghị ............................................................................................... 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 43 PHỤ CHƯƠNG ............................................................................................. 49 x DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên Bảng Trang 1.1 Tỷ trọng của một số loại khoáng điển hình 8 1.2 Tỷ trọng của một số loại đất 9 1.3 Mức đánh giá chung khi xác định tỷ trọng của đất trồng theo Katrimski 9 1.4 Đánh giá độ no bazơ của đất 14 3.1 Thành phần cơ giới đất tại hai điểm nghiên cứu 26 xi DANH SÁCH HÌNH Hình Tên Hình Trang 1.1 Tam giác sa cấu theo USDA 6 2.1 Một số dụng cụ dùng trong phân tích hóa lý đất 21 3.1 Đồ thị dung trọng giữa các tầng tại các vị trí nghiên cứu 27 3.2 Đồ thị tỷ trọng giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 29 3.3 Đồ thị pHH2O giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 30 3.4 Đồ thị pH KCl giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 31 3.5 Đồ thị EC giữa các tầng đất tại các vị trí vị nghiên cứu 33 3.6 Đồ thị hàm lượng chất hữu cơ tại các vị trí nghiên cứu 34 3.7 Đồ thị CEC của các vị trí nghiên cứu 35 3.8 Đồ thị %BS của hai vị trí nghiên cứu 37 3.9 Đồ thị hàm lượng đạm hữu dụng tại hai vị trí nghiên cứu 38 3.10 Đồ thị hàm lượng lân dễ tiêu tại các vị trí nghiên cứu 39 xii MỞ ĐẦU Đất là một thực thể sống hình thành trong nhiều thiên niên kỷ và là một trong những thành phần quan trọng nhất của môi trường. Hàng năm có khoảng 5 – 7 triệu ha đất trên hành tinh chuyển sang không sản xuất được và tốc độ này sẽ gia tăng đến hơn 10 triệu ha trong thế kỷ 21 nếu như không có những nghiên cứu khoa học để duy trì độ phì tự nhiên của tài nguyên đất và những hoạt động sản xuất, quản lý đất phù hợp được áp dụng (Lê Văn Khoa, 2003). Để có được năng suất và chất lượng cao, nhiều vùng đất đã áp dụng nhiều biện pháp canh tác như: thâm canh tăng vụ, sử dụng giống cao sản, ngắn ngày, sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu không hợp lý,… Với những cách quản lý đất đai ngày này, cùng với các tiến trình tự nhiên của đất có thể làm cho đất suy thoái về mặt lý hóa và sinh học trong đất. Khi đất bị suy thoái, sẽ mất độ màu mở tự nhiên, quan trọng nhất là chất hữu cơ và các khoáng đa vi lượng (Lê Văn Khoa, 1999). Để khắc phục tình trạng này, hiện nay người ta bắt đầu chú ý đến đa dạng hóa sinh học và cây trồng nhất là các kiểu sử dụng đất đai. Điển hình như luân canh lúa nước với một số cây trồng cạn, để có thời gian đất được phơi khô và phân hủy các chất hữu cơ trong đất, cũng như tạo điều kiện tốt cho các vi sinh vật háo khí trong đất hoạt động. Bên cạnh đó, (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv., 1999) cho rằng luân canh cây họ đậu còn có khả năng cố định đạm gớp phần làm tăng độ phì nhiêu đất. Đề tài “Đặc tính lý hóa đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang” thực hiện nhầm mục đích xác định: (i) Một số yếu tố vật lý, (ii) khả năng trao đổi cation trong đất, (iii) hàm lượng chất hữu cơ, (iv) khả năng cung cấp đạm hữu dụng, lân dễ tiêu trong hệ thống luân canh lúa – màu. Nhầm duy trì độ phì nhiêu đất và hướng đến một nền nông nghiệp bền vững cần phải có một chế độ canh tác phù hợp. 1 CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1. Định nghĩa và phân loại độ phì nhiêu đất 1.1.1. Khái niệm độ phì nhiêu đất (soil fertility) Độ phì nhiêu đất đai là khả năng của đất đáp ứng nhu cầu của cây trồng về các chất dinh dưỡng với số lượng, dạng và tỷ lệ thích hợp để cho cây sinh trưởng, phát triển và tạo ra sinh khối lớn nhất (Võ Thị Gương, 2004) Độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp cho cây về nước, thức ăn khoáng và các yếu tố cần thiết khác (không khí, nhiệt độ...) để cho cây sinh trưởng và phát triển bình thường (Lê Văn Khoa, 2003). Theo Henry (1997) độ phì nhiêu của đất là khả năng cung cấp những nguyên tố cần thiết cho cây trồng phát triển, không có mặt của các độc chất. Đánh giá độ phì nhiêu đất là đánh giá những thiếu hụt dinh dưỡng của cây trồng, phân tích trạng thái của cây và phân tích đất. Theo Đỗ Ánh (2000) thuật ngữ độ phì nhiêu chỉ ra khả năng vốn có của đất cung cấp cho cây trồng đầy đủ có tỷ lệ thích hợp. Độ phì nhiêu đất là cơ sở của tiềm năng sản xuất và chủ yếu được quan tâm nghiên cứu vì độ phì nhiêu đất là yếu tố quyết định năng suất cây trồng. Bên cạnh đó, theo Vũ Hữu Yên và ctv. (1998) độ phì nhiêu của đất là khả năng của đất đảm bảo được những điều kiện thuận lợi thích hợp cho cây trồng đạt năng suất cao, ổn định và những quần xã sống trên đất, trong đất phát triển hài hòa, bền vững. Ngoài ra, theo Trần Thành Lập (1999) đất phì nhiêu là đất có khả năng cho nhiều sản lượng cây trồng trong điều kiện canh tác tương đối thích hợp với mức đầu tư không quá lớn và ngược lại. Như vậy độ phì nhiêu đất đai trên thực tế đã có trước khi việc nghiên cứu đất trở thành khoa học thực thụ. Theo Petecbuagsky (1957) độ phì nhiêu đất hiểu một cách vắn tắt là khả năng của đất cung cấp cho cây trồng, trong quá trình sinh trưởng, một số lượng 2 nước và chất dinh dưỡng cần thiết. Đất phì nhiêu không chứa chất có hại cho cây trồng như H2S, CH4... ở đất trũng; sắt, nhôm ở đất phèn, Clo ở đất mặn. 1.1.2. Các loại độ phì nhiêu đất Theo Nguyễn Văn Điềm (2002) thì độ phì nhiêu đất gồm các loại sau: 1.1.2.1. Độ phì tự nhiên Là độ phì được tạo ra trong quá trình hình thành đất do tác động của các yếu tố tự nhiên, hoàn toàn không có sự tham gia của con người. Độ phì nhiêu này phụ thuộc vào thành phần, tính chất của đá mẹ và các yếu tố tham gia vào quá trình hình thành đất; ngoài ra còn phụ thuộc vào những quá trình lý hóa học, sinh học xẩy ra trong đất. Độ phì tự nhiên là tính chất đặc trưng tự nhiên của bất kỳ một loại đất nào. Độ phì tự nhiên gồm 2 loại:  Độ phì tiềm tàng: Là một phần của độ phì tự nhiên mà cây trồng tạm thời chưa sử dụng được để sinh trưởng phát triển và tạo ra năng suất.  Độ phì hiệu lực (hữu hiệu): Là một phần của độ phì tự nhiên đã biến thành hiện thực cung cấp nước, thức ăn và những điều kiện sống khác cho cây trồng tạo ra năng suất và được đánh giá bằng năng suất cây trồng. Độ phì hiệu lực cao hay thấp phụ thuộc vào hàm lượng các chất dinh dưỡng dễ tiêu của đất đối với cây. Ở đất trồng trọt, độ phì nhiêu hiệu lực phụ thuộc rất lớn vào kỹ thuật canh tác, trình độ phát triển khoa học kỹ thuật và chế độ xã hội,... là tổng biểu hiện của độ phì tự nhiên và độ phì nhân tạo. 1.1.2.2. Độ phì nhân tạo Là độ phì được hình thành do canh tác, bón phân, cải tạo đất, áp dụng kỹ thuật nông nghiệp, luân canh, xen canh,... của con người. Độ phì nhân tạo cao hay thấp còn phụ thuộc vào lực lượng sản xuất, quan hệ sản xuất, trình độ khoa học kỹ thuật và chế độ chính trị xã hội. Trong thực tế trên cùng một mảnh đất khó có thể phân biệt đâu là độ phì tự nhiên và đâu là độ phì nhân tạo, mà có thể nói thời gian canh tác đất càng lâu, 3 kỹ thuật canh tác càng hoàn thiện thì tính chất ban đầu của độ phì tự nhiên càng giảm và tính chất độ phì nhân tạo tăng lên. 1.1.2.3. Độ phì kinh tế Nếu độ phì tự nhiên và độ phì nhân tạo được đánh giá bằng năng suất cây trồng, thì độ phì kinh tế được đánh giá bằng năng suất lao động, bằng hiệu quả kinh tế cao hay thấp khi canh tác trên mảnh đất ấy. Độ phì kinh tế phụ thuộc vào điều kiên tự nhiên và xã hội nhất định, phụ thuộc vào trình độ quản lý kinh tế, mức độ phát triển của lực lượng sản xuất, của khoa học kỹ thuật và quan hệ sản xuất xã hội. 1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất 1.2.1. Đặc tính lý học  Thành phần cơ giới đất Theo Lê Thanh Bồn (2009), quá trình phong hóa đá đã tạo ra những hạt có kích thước lớn nhỏ khác nhau, gọi là các phần tử cơ giới đất. Các phần tử cơ giới đất là những hạt độc lập riêng rẽ. Trong đất các phần tử cơ giới chủ yếu là các hạt vô cơ. Tỷ lệ các cấp hạt giữa các phần tử cơ giới có kích thước khác nhau trong đất được biểu thị theo phần trăm trọng lượng được gọi là thành phần cơ giới (Nguyễn Thế Đặng và ctv., 1999). Thành phần cơ giới còn được hiểu là tỷ lệ giữa các cấp hạt cát, thịt, sét trong đất (Henry và ctv., 1990). Thành phần cơ giới của đất là hàm lượng phần trăm của những nguyên tố cơ học có kích thước khác nhau khi đoàn lạp đất ở trong trạng thái bị phá huỷ (Trần Kông Tấu, 2006). Các hạt có kích thước khác nhau trong thể rắn của đất gọi là phần tử cơ giới. Các phần tử cơ giới hình thành chủ yếu do quá trình phong hoá đá mà ra. 4 Tỷ lệ phần trăm các cấp hạt có kích thước khác nhau trong đất gọi là thành phần cơ giới (Dương Minh Viễn, 2004). Theo Nguyễn Đăng Nghĩa và ctv. (2005) đất là vật thể bao gồm các kích thước hạt có kích thước khác nhau. Chính các cấp hạt này gọi là thành phần cơ giới. Tuỳ theo tỷ lệ các cấp hạt mà đất có tính chất khác nhau. Ba cấp hạt: cát (Sand), thịt (Silt), sét (Clay) sẽ tạo nên kết cấu của đất. Tỷ lệ các cấp hạt khác nhau dẫn đến sự khác nhau về đặc điểm tính chất như: tỷ trọng, dung trọng, khả năng giữ nước, tính bền của đất... Thành phần cơ giới là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá độ phì của đất (Nguyễn Đăng Nghĩa và ctv., 2005). Đất Đồng bằng sông Cửu Long đa số là đất phù sa màu mỡ, có thành phần cơ giới nặng nên khả năng giữ nước và hấp phụ chất dinh dưỡng tốt chính vì thế phục vụ rất tốt cho việc sản xuất nông nghiệp. Thành phần cơ giới đất là một chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính của đất như sự thấm nước, sự kiềm giữ nước, sự phát triển của rễ cây. Trong nông nghiệp, thành phần cơ giới có ý nghĩa rất quan trọng trong nghiên cứu phát sinh đất, loại đất và các quá trình thổ nhưỡng của đất. Nhiều tính chất hoá học, vật lý như khả năng giữ ẩm, khả năng giữ nhiệt và động thái nhiệt, chế độ khí và động thái khí, CEC và khả năng điều tiết chất dinh dưỡng...đều liên quan đến thành phần cơ giới (Viện thổ nhưỡng nông hóa, 1998). 5 Hình 1.1: Tam giác sa cấu theo USDA (Nguồn: Soil information for enviromental modeling and ecosystem management)  Dung trọng Dung trọng đất là khối lượng (g) của một đơn vị thể tích đất (cm3) ở trạng thái tự nhiên (có khe hở) sau khi sấy khô kiệt. Như vậy dung trọng của đất thường nhỏ hơn so với tỷ trọng vì thể tích đất khô kiệt được xác định ở đây bao gồm cả các hạt đất rắn và các khe hở tự nhiên trong đất. Dung trọng của đất phụ thuộc vào 3 yếu tố như: tỷ trọng, kết cấu và độ xốp của đất. Các loại đất tơi xốp thường có dung trọng nhỏ và ngược lại những đất bí chặt, kém tơi xốp thì dung trọng lớn. Các tầng đất càng xuống sâu thì dung trọng tăng dần. Dung trọng của đất được sử dụng trong việc tính độ xốp của đất, xác định trữ lượng các chất dinh dưỡng, lượng vôi cần bón cho đất hay trữ lượng nước có trong đất… ( Trần Văn Chính, 2006). Dung trọng của đất phụ thuộc vào cấp hạt cơ giới, độ chặt và kết cấu của đất. Các loại đất tơi xốp, giàu chất hữu cơ và mùn thường có dung trọng nhỏ và 6 ngược lại những loại đất chặt, bí, kém tơi xốp và nghèo chất hữu cơ thường có dung trọng lớn. Trong phẫu diện đất của phần lớn các loại đất, dung trọng có chiều hướng tăng dần khi xuống tầng đất dưới sâu, vì càng xuống sâu hàm lượng mùn của đất càng giảm, mặt khác do quá trình tích tụ sét và các vật liệu mịn bị rửa trôi từ trên xuống lấp đầy các khe hở và bị nén đã làm cho đất bị chặt hơn các tầng trên (Trần Văn Chính, 2006). Nghiên cứu dung trọng đất cho phép ta sơ bộ đánh giá được chất lượng của đất, đặt biệt là đất cho cây trồng cạn. Các loại đất có dung trọng thấp thường là những loại đất có kết cấu tốt, hàm lượng mùn cao (Nguyễn Thế Đặng, 1999). Dung trọng và tỷ trọng có thể dùng để đánh giá, ước lượng sự nén dẽ của một loại đất nào đó. Giá trị dung trọng bình quân của đất thịt có tầng canh tác biến động trong khoảng 1,1 – 1,4 g/cm3. Để cho sự phát triển của cây trồng tốt hơn, dung trọng nên giới hạn trong các giá trị sau: đất sét nên nhỏ hơn 1,4 g/cm3 và với đất cát nên nhỏ hơn 1,6 g/cm3 (Lê Văn Khoa, 2000). Đất phù sa có dung trọng trong khoảng 0,79 – 1,40 g/cm3. Nếu dung trọng lớn hơn 1,2 g/cm3 thì việc canh tác rất khó khăn, năng suất cây trồng thường thấp do đất quá nhiều sét, ít hữu cơ, làm ngăn cản sự phát triển của bộ rể. Đất có dung trọng thích hợp nhất cho cây là 1,0 – 1,1 g/cm 3 (Trần Thành Lập, 1999).  Tỷ trọng Tỷ trọng của đất là tỉ số giữa trọng lượng thể rắn đất (đất không có các khoảng hổng) của một thể tích nhất định với dung trọng nước cùng một thể tích. Hay tỉ trọng là trọng lượng đất tính bằng gam của một đơn vị thể tích đất (cm3), đất ở trạng thái khô kiệt và xếp sít vào nhau (Lê Văn Khoa, 2000). Theo Nguyễn Thế Đặng (1999) đất được hình thành trên các loại đá mẹ có thành phần khoáng khác nhau, có tỷ trọng khác nhau. Các loại đất khác nhau có tỷ trọng rất khác nhau (Bảng 1.1). 7 Bảng 1.1: Tỷ trọng của một số loại khoáng điển hình Tỷ trọng Loại khoáng (g/cm3) Thạch anh 2,65 Phenpat 2,54 – 2,57 Micaden 2,70 – 3,10 Ogit 2,9 – 3,4 Limonit 3,5 – 3,95 Kaolinit 2,6 – 2,65 Monmorilonit 2,0 – 2,2 Mica trắng 2,76 – 3,0 Tỷ trọng đất lớn hay nhỏ còn phụ thuộc rất nhiều vào hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Bởi vì tỷ trọng của chất hữu cơ rất nhỏ chỉ khoảng 1,2 – 1,4 g/cm3 cho nên các loại đất giàu mùn có tỷ trọng nhỏ hơn đất nghèo mùn. Vì thế tỷ trọng của lớp đất mặt nhỏ hơn tỷ trọng của các lớp đất dưới (Nguyễn Thế Đặng, 1999). Theo Trần Văn Chính (2006) các loại đất có thành phần cơ giới khác nhau có tỷ trọng khác nhau (Bảng 1.2). 8 Bảng 1.2: Tỷ trọng của một số loại đất Tỷ trọng Loại đất (g/cm3) Đất cát 2,65 Đất cát pha 2,70 Đất thịt 2,70 Đất sét 2,74 Thông qua tỷ trọng đất người ta cũng có thể đưa ra được những nhận xét sơ bộ về hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng sét hay tỷ lệ sắt, nhôm của một loại đất cụ thể nào đó (Trần Văn Chính, 2006) (Bảng 1.3). Bảng 1.3: Mức đánh giá chung khi xác định tỷ trọng của đất trồng theo Katrimski Tỷ trọng Loại đất (g/cm3) Đất có lượng mùn cao < 2, 5 Đất có lượng mùn trung bình Đất giàu sắt Fe2O3 2,5 - 2,66 > 2,7 9 1.2.2. Đặc tính hóa học  Độ chua hiện tại(pHH20) Độ chua hiện tại là độ chua tạo nên bởi ion H+ tự do trong dung dịch đất. Độ chua hiện tại chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: - Mức độ phân ly thành ion của các chất axit và bazơ có trong đất. Cùng một lượng axit nhưng axit vô cơ phân ly thành ion nhiều hơn axit hữu cơ, nên pHH2O của dung dịch đất chứa nhiều axit vô cơ thấp hơn. Đối với bazơ cũng vậy, bazơ nào phân ly mạnh sẽ cho nhiều ion OH - thì làm giảm độ chua hoạt tính tức là tăng pHH2O. - Nếu đã có một độ chua tiềm tàng mà bón nhiều phân vô cơ thì sẽ xảy ra sự trao đổi cation làm đẩy H+ và Al3+ vào dung dịch, làm cho độ chua hoạt tính tăng lên. Vì độ chua này gây ảnh hưởng trực tiếp cho cây và vi sinh vật, nên mỗi loại cây và vi sinh vật chỉ thích hợp sống ở một khoảng pHH2O nhất định. Vì thế người ta căn cứ vào pHH2O để bố trí cây trồng cho phù hợp với từng loại đất cụ thể.  Độ chua tiềm tàng (pHKCl) Độ chua tiềm tàng là độ chua biểu hiện nồng độ ion H+ và nồng độ ion Al3+ bị hấp phụ trên bề mặt keo đất, bình thường thì chưa gây chua, nhưng vì một lý do nào đó chúng bị đẩy ra khỏi keo đất đi vào dung dịch, lúc đó gây ra một độ chua. Độ chua tiềm tàng được tính bằng ion H+ tự do và hấp thu trên bề mặt keo đất. Thông thường độ chua này lớn hơn độ chua hiện tại và biểu thị khả năng gây chua tiềm tàng của đất (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Người ta dùng các loại muối khác nhau tác động vào đất thì sẽ đẩy được các ion H+ và Al3+ ra khỏi keo đất một lượng khác nhau. Cùng một muối mà thời gian tác động khác nhau cũng đẩy được một lượng khác nhau. 10  Ảnh hưởng của pH đến cây trồng Theo Ngô Ngọc Hưng và ctv. (2004), pH đất là chỉ tiêu đánh giá đất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây trồng, vi sinh vật đất, vận tốc phản ứng hóa học và sinh hóa trong đất. Độ hữu dụng của dưỡng chất trong đất, hiệu quả của phân bón cũng phụ thuộc rất nhiều vào độ chua của đất. pH đất ảnh hưởng đến độ hữu dụng của dinh dưỡng cây trồng, độc chất trong đất, đến hoạt động của vi sinh vật đất (Tất Anh Thư, 2006). Theo Trần Thành Lập (1999) đất Đồng bằng sông Cửu Long thường có pH thấp, đất phù sa không phèn thường có pH = 4,0 - 5,5. Đất có pH thấp nhất là đất phèn, trên đất phèn nặng pH có thể 6 mmhos/cm. EC = 4 – 6 mmhos/cm thì sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa, nếu EC < 2 mmhos/cm thì cây lúa phát triển bình thường. Theo Abrol et al (1998) nồng độ muối cao trong đất là nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến cây trồng. Ảnh hưởng rỏ nhất là nước kém hữu dụng ở vùng rễ. Điều này do áp suất thẩm thấu của dung dịch đất gia tăng khi nồng độ muối gia tăng. Ngoài ra, nồng độ đậm đặc của những ion muối có thể gây độc đối với cây trồng hoặc có thể ngăn cản sự hấp thụ của những dưỡng chất cần thiết khác đối với cây. Khi nồng độ muối gia tăng, sự sinh trưởng của cây trồng giảm cho đến khi cây trồng vàng và chết. Mỗi loại cây trồng khác nhau về khả năng chịu mặn trong đất. Mức độ chịu mặn của cây được đánh giá dựa trên năng suất giảm khi so sánh với năng suất ở đất không mặn. Độ mặn trong đất làm cản trở quá trình hút nước và dinh dưỡng của cây trồng, giảm lượng nước hữu dụng trong đất, phá huỷ cấu trúc của đất (Tất Anh Thư, 2006).  Chất hữu cơ trong đất Chất hữu cơ là phần quý nhất của đất, nó không chỉ là kho dinh dưỡng cho cây trồng mà còn có thể điều tiết nhiều tính chất đất theo hướng tốt, ảnh hưởng lớn đến việc làm đất và sức sản xuất của đất. Chất hữu cơ góp phần cải thiện các tính chất lý, hoá và sinh học đất và cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho cây trồng (Prihar et al, 1985). Theo Thái Công Tụng (1971) sự ảnh hưởng của chất hữu cơ đến tính chất đất đai. - Ảnh hưởng của màu sắc đất đai: nâu đến đen. 12 - Ảnh hưởng đến tính chất hóa học của đất như: khả năng giữ nước, độ dẻo dính. - Ảnh hưởng đến khả năng trao đổi base như: làm cho đất đai hấp thụ được nhiều chất base hơn, 30 - 90% ngoại hấp là do chất hữu cơ. - Cung cấp và tăng độ hữu dụng của chất dinh dưỡng. Theo Trần Thành Lập (1999) đất ĐBSCL thường có hàm lượng chất hữu cơ vào độ trung bình. Đất xám bạc màu có hàm lượng hữu cơ rất thấp 0,3 - 1,2%. Đất giàu hữu cơ nhất ĐBSCL là đất than bùn, có hàm lượng hữu cơ đến 25%, đất phèn cũng giàu chất hữu cơ ở tầng mặt. Theo Lê Văn Khoa và ctv. (2000) chất hữu cơ là chỉ tiêu số một về độ phì, nó ảnh hưởng đến nhiều tính chất đất như khả năng cung cấp dinh dưỡng, khả năng hấp phụ, giữ nhiệt và kích thích sinh trưởng cây trồng. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng chính trong hệ sinh thái đất. Để nông nghiệp phát triển bền vững nhất thiết phải giảm sự mất mát chất hữu cơ đất, nhất là việc sử dụng đất vùng nhiệt đới (Lê Văn Khoa và ctv., 2000). Trong quá trình khoáng hoá chất hữu cơ tạo ra nhiều dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng, chất hữu cơ làm giảm sự cố định K, P trong đất (Nguyễn Tử Siêm và ctv., 1999).  Dung tích hấp phụ cation (CEC) Dung tích hấp phụ của đất là tổng số cation được keo đất hấp phụ. Dung tích hấp phụ cation hay còn gọi là khả năng trao đổi cation của đất càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi các dưỡng chất tốt. Đất ĐBSCL thường chứa nhiều sét và ít hữu cơ nên dung tích hấp phụ thuộc loại trung bình đến khá (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Khả năng trao đổi cation của đất được tạo ra do sự hấp phụ các cation trên bề mặt của các phần tử đất mang điện tích âm. Do đó nguồn gốc điện tích âm trong đất cũng chính là nguồn gốc CEC (Ngô Ngọc Hưng, 2009). 13 CEC của đất được xác định bằng tổng số tương đối của các keo đất khác nhau trong đất đó và bởi CEC của mỗi keo (Nyle C.Brady, 1999). Vì vậy, đất cát có CEC thấp hơn đất sét vỉ đất có sa cấu thô thường có hàm lượng sét thấp, do đó số lượng keo sét trong đất cũng thấp hơn đất sét. CEC của chất hữu cơ rất cao, trong khoảng từ 100-400 cmol/kg đất, phụ thuộc vào mức độ phân hủy chất hữu cơ (Herry D. Foth, 1990). Đặc biệt trong những đất bị phong hóa trung bình phát triển thành đất phong hóa mạnh thì CEC do khoáng sét tạo ra sẽ giảm trong khi đó CEC của chất hữu cơ gần như không thay đổi (Herry D. Foth và Boyd G. Ellis, 1997). Do đó, CEC lớn ở lớp đất mặt và nhỏ dần theo độ sâu của đất song song với việc giảm CHC từ lớp mặt xuống lớp đất sâu (Ngô Ngọc Hưng, 2009). CEC của đất liên quan đến khả năng chứa đựng và điều hòa dinh dưỡng và có liên quan đến phương pháp bón phân hợp lý. Nếu đất chứa Al chiếm 60% CEC thì gây độc cho cây trồng. Dung tích hấp phụ trong các loại đất Việt Nam trong khoảng 5 - 30 meq/100g đất. Nhìn chung giá trị dung tích hấp phụ càng cao thì đất càng phì nhiêu. Tuy nhiên độ phì nhiêu của đất còn phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ các cation trong dung tích hấp phụ đó (Nguyễn Vy, 2003).  Ðộ no bazơ (%BS) của đất Ðộ no bazơ của đất là tỷ lệ phần trăm các cation kiềm, kiềm thổ chiếm trong tổng số cation hấp phụ, ký hiệu là BS (Base saturation). BS có giá trị càng lớn thì đất càng bão hoà bazơ (Bảng 1.4). Bảng 1.4: Đánh giá độ no bazơ của đất BS < 50% đất đói bazơ 50% 75% đất no bazơ 14 Ở nước ta, phần lớn đất đồi núi và một số đất phù sa chua do bị rửa trôi các chất kiềm, kiềm thổ mạnh nên thường có BS < 50%. Vì vậy việc bón vôi kết hợp với bón phân cho những đất này là cần thiết.  Đạm (N) Theo Mengenl và Kirkby (1987) đạm là dinh dưỡng chính, là thành phần quan trọng của nhiều hợp chất cần thiết của cây trồng. Đạm là thành phần chính của tất cả các amino acid tạo thành protein, enzyme mà các hợp chất này kiểm soát toàn bộ tiến trình phát triển của thực vật. Trên hầu hết các loại đất, bón phân N giúp gia tăng sự tăng trưởng của cây đặc biệt là sự phát triển thân lá. Cây được cung cấp N đầy đủ, thân lá và chồi phát triển tốt, bộ rễ phát triển cân đối hơn so với cây thiếu N (Ken, 2001). Tùy thuộc vào loại cây trồng, giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây mà hàm lượng N cần thiết khác nhau, thay đổi từ 2-5% trọng lượng khô. Khi cung cấp dưới mức tối hảo thì sinh trưởng của cây bị chậm lại. N là nguyên tố đa lượng di động trong lá trưởng thành và chuyển vị tới vùng sinh trưởng mới. Do đạm là nguyên tố di động nên khi thiếu N thể hiện ở lá già. Năng suất hạt có mối quan hệ chặt chẽ với N tích lũy trong cây (Cassman và ctv., 1996). Trong đất, các hợp chất đạm mà cây trồng có thể hấp thu được chủ yếu là N-NH4+ và N-NO3-. Một phần đạm khác có thể được thủy phân từ các chất hữu cơ chứa đạm dưới tác động của vi sinh vật đất cũng tạo thành N-NH4+ và NNO 3-. N-NH4+ chủ yếu được keo đất hấp thu và sẽ phóng thích NH4+ vào dung dịch đất khi có nguồn ion trao đổi. NH4+ hiện diện nhiều trong đất ngập nước. NO 3- lại thường gặp trong môi trường thoáng khí và khô. Ion NO3- ít bị keo đất hấp thu và dễ dàng bị rữa trôi khỏi đất. Các dạng N-NH 4+ và N-NO 3-dễ dàng chuyển biến qua lại và động thái của chúng trong đất khá phức tạp. Hàm lượng của chúng cho biết lượng đạm hữu dụng cho cây trồng (Ngô Ngọc Hưng, 2009). 15  Lân (P) Lân là một trong số những nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho cây trồng. P xuất hiện trong đất ở dạng vô cơ và hữu cơ, tổng lượng P trong đất bao gồm hai dạng này và được gọi là P tổng số, và nó không phản ánh lượng hữu dụng đối với cây trồng. Cây trồng chỉ hút thu được P ờ dạng các ion vô cơ như H2PO4-, HPO42-, trong đó dạng H2PO 4- chiếm ưu thế ở đất acid và dạng HPO42- chiếm ưu thế ở đất kiềm (Mengel 1991, Schiling 2000) các dạng này được gọi là P hữu dụng (còn gọi là P dễ tiêu). Hầu hết P ở dạng liên kết với thành phần ít hòa tan của đất (Marschner 1995), hàm lượng P hữu dụng trong đất thong thường trong khoảng 10-100 mg P kg-1. Lân tổng số là tổng số các loại lân trong đất, thể hiện bằng hàm lượng tổng số P2O 5 (Lê Văn Căn, 1985). Các loại cây trồng khác nhau thì có khả năng sủ dụng lân khác nhau. Các loại đất có hàm lượng lân tổng số khác nhau, đặc biệt ở Việt Nam hàm lượng lân tổng số rất thấp. Nhưng xét về phì nhiêu thực tế thì lân tổng số không có ý nghĩa nhiều, vì đại bộ phận lân tổng số ở dạng khó tiêu đối với thực vật (Nguyễn Tử Siêm và ctv., 2000). Lân hữu dụng là phần hợp chất vô cơ chứa lân trong đất, có khả năng hòa tan trong nước hoặc các dung môi yếu như các acid vô cơ có nồng độ thấp các muối kiềm như cacbonat… phần lân đó cây trồng có thể hút thu được dễ dàng. Các dạng của lân dễ tiêu được sắp xếp theo thứ tự giảm dần độ hòa tan của chúng trong nước và mức độ hữu dụng của chúng với cây trồng. Hàm lượng lân dễ tiêu trong dung dịch đất và trong cây thay đổi rất lớn tùy thuộc vào tính chất đất, nhiệt độ môi trường, hàm lượng lân tổng số, quá trình hình thành và phát sinh của đất cũng như loại cây trồng trong đó (Ngô Ngọc Hưng, 2009). Lân dễ tiêu trong đất rất dễ bị kết tủa: ở đất kiềm nó bị kết tủa dưới dạng phosphate canxi, ở đất chua bị kết tủa dưới dạng phosphate sắt, nhôm. Vì vậy lượng phosphate hòa tan khi ta bón vào đất không bao lâu sẽ chuyển thành những dạng khó hòa tan hơn, và càng ít hòa tan thì càng chậm tiêu, khó được cây hút. Nồng độ lân hòa tan rất thấp thường là 0,2-0,5 mg P2O5 L-1. Các loại đất 16 giàu lân có thể chứa 1mg L-1, các loại đất nghèo lân là 0,1 mg kg-1. Cây có thể hút được lân từ những nồng độ rất loãng trong dung dịch đất (Lê Văn Căn, 1985). 1.3. Sơ lược về mô hình luân canh lúa màu 1.3.1. Mô hình luân canh 1.3.1.1. Khái niệm Luân canh là trồng liên tiếp nhiều loài cây trồng khác nhau trên cùng một khoảnh đất (Hồ Ngọc Đức, 2004). 1.3.1.2. Tình hình luân canh lúa – màu ở Đồng bằng sông Cửu Long Hiện nay, mô hình 2 vụ lúa - 1 vụ màu hoặc 2 vụ màu – 1 vụ lúa đã được nông dân các địa bàn thuần nông trước đây của các tỉnh An Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang áp dụng rất thành công. Nhiều hộ trúng mùa và trúng giá đã đạt lợi nhuận hàng trăm triệu đồng/ha/năm. Huyện Chợ Mới (An Giang) nông dân chuyển 21.000 ha đất trồng trọt sang mô hình lúa – màu, bình quân giá trị sản xuất đạt trên 90 triệu đồng/ha/năm. Tỉnh Vĩnh Long cũng đã chuyển 13.500 ha đất trồng lúa độc canh mỗi năm 3 vụ sang luân canh 2 lúa – 1 màu trong đó 1.600 ha màu chuyên canh, cho lợi nhuận 50 triệu đồng/ha/năm. Tỉnh Tiền Giang nhiều năm nay đã hình thành vùng trồng rau màu tập trung lên đến gần 30.000 ha, bình quân năng suất đạt 16 – 18 tấn/ha và sản lượng thu hoạch mỗi năm gần 490.000 tấn. Đặc biệt, tỉnh Tiền Giang đã chuyển trên 11.000 ha độc canh cây lúa sang luân canh 2 lúa – 1 màu. Theo kết quả nghiên cứu của Viện lúa Quốc tế (IRRI) thì việc thay đổi một vụ lúa một vụ màu đã làm cho năng suất lúa tăng 12% nhờ sau vụ trồng màu kết cấu đất được phụ hồi (Trần Văn Chính, 2006). Tùy theo vùng sinh thái, năng suất lúa trong các mô hình luân canh tăng so với độc canh lúa từ 7 -20% là một trong những điểm nổi trội của mô hình luân canh lúa màu so với độc canh lúa cả ở trong và ngoài vùng đê bao lũ (Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., 2006). 17 1.3.2. Lợi ích của mô hình luân canh lúa – màu 1.3.2.1. Gia tăng năng suất cây lúa và cải tạo đất Nhiều nghiên cứu công bố cho thấy rằng năng suất lúa nhận được thấp nhất trong lô trồng độc canh lúa. Năng suất lúa cao nhất trong các lô luân canh lúa – cây họ đậu. Ngoài ra việc luân canh này còn giúp cải tạo được lý tính và hóa tính của đất do chuyển từ chế độ đất ngập nước liên tục sang chế độ cây trồng cạn, đất có thời gian nghĩ ngơi. Việc này giúp cho cả hai loại cây trồng lúa và cây trồng cạn trong việc sinh trưởng và phát triển. Đồng thời cây họ đậu còn giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất do sự cố định đạm của nhiều vi khuẩn nốt sần từ bộ rễ của cây họ đậu. Theo Nguyễn Mỹ Hoa (2007) luân canh giữa lúa và cây trồng cạn giúp cho đất có thời gian phơi đất giữa 2 vụ canh tác chất hữu cơ được khoáng hóa tốt theo hướng có lợi cho cây trồng sử dụng và làm tăng lượng đạm trong đất. 1.3.2.2. Cải tạo các đặc tính sinh hóa của đất trong hệ thống luân canh Tính chất xốp của đất càng gia tăng sau 3 năm luân canh cây trồng cạn với lúa so với 1 – 2 năm. Vật chất hữu cơ trong đất giảm dần dần với sự khoáng hóa dễ dàng vật chất hữu cơ trong điều kiện đất cạn - lúa nước. Hàm lượng lân dễ hấp thu giảm từ từ trong điều kiện canh tác lúa liên tiếp, nhưng lại gia tăng trong điều kiện luân canh cây trồng cạn. Lân được phóng thích trong điều kiện thiếu không khí và cố định trong điều kiện kỵ khí. Sự gia tăng chất lân trong đất trồng đậu nành kết quả từ việc cố định lân do điều kiện thiếu không khí. Luân canh đậu nành gia tăng canxi trong hệ thống trồng đậu 2 vụ và luân canh với lúa. Đối với Kali trao đổi, giảm một ít trong đất độc canh lúa, nhưng gia tăng trong đất luân canh với cây trồng cạn (Nguyễn Công Thành, 2008). 1.3.2.3. Giảm sự cạnh tranh của cỏ dai cho cả cây lúa và cây trồng cạn Điều này rất dẽ hiểu vì các loại cỏ thường phát triển trong một môi trường nhất định. Nhiều loài cỏ thủy sinh gây hại lúa sẽ bị tiêu diệt hoặc giảm lượng lây lan đáng kể cho vụ sau nếu chuyển sang chế độ luân canh cây trồng cạn. Đồng 18 thời cây trồng cạn trồng trong điều kiện luân canh lúa sẽ ít bị cỏ cạnh tranh hơn so với trồng độc canh nhiều vụ. 1.3.2.4. Cắt đứt nguồn lây lan của dịch rầy nâu Liên tiếp những vụ lúa sản xuất gần đây đã bùng phát dịch rầy nâu trầm trọng ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, và một số tỉnh khác trong nước gây nên sự thiệt hại về kinh tế rất lớn và ảnh hưởng đến cuộc sống của nhiều nông dân. Do đó việc trồng cây màu khác lúa là rất thiết thực và có hiệu quả. Từ các kết quả nghiên cứu đó, các Nhà khoa học đi đến kết luận rằng có sự khác nhau lớn trong điều kiện đồng ruộng giữa cây trồng cạn với lúa, chủ yếu do các điều kiện hảo khí và yếm khí và tưới tiêu nước bề mặt và mao dẫn của nước ngầm. Vì vậy, nhằm ổn định về năng suất và môi trường đất, việc luân canh lúa - cây trồng cạn hàng năm đã được khuyến cáo nên áp dụng. 19 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Địa điểm và phương tiện nghiên cứu 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên hai xã Thới Tân – Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông - Vị Thủy - Hậu Giang. 2.1.2. Thời gian thực hiện Đề tài được thực hiện từ tháng 7 năm 2012 đến tháng 4 năm 2013 tại phòng phân tích Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ. 2.1.3. Phương tiện nghiên cứu Các trang thiết bị trong phòng thí nghiệm dùng để phân tích các đặc tính lý hoá học đất (Hình 2.1). Hệ thống ống hút Robinson Dụng cụ lấy mẩu không xáo trộn (ring) Pycnometer và hệ thống hút chân không 20 Máy đo pH Máy đo EC Hình 2.1: Một số dụng cụ dùng trong phân tích hóa lý đất 2.2. Phương tiện nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu Mẫu đất được thu vào cuối vụ đông xuân năm 2012 chọn ngẫu nhiên từ 4 hộ nông dân có mô hình canh tác 2 lúa - 1 màu. Tiến hành thu mẫu theo hai dạng: mẫu xáo trộn và mẫu không xáo trôn (mẫu ring) ở từng địa điểm nghiên cứu với 2 lần lập lại. Mẫu đất xáo trộn: trên từng nông hộ chọn ngẫu nhiên 5 mẫu đất trộn lại thành một mẫu duy nhất xem như 1 lặp lại. Tại Thới Tân mẫu đất được thu theo 3 độ sâu 0-25 cm, 25-70 cm, 70-110 cm và Vị Đông mẫu đất được thu theo 4 độ sâu 0-30 cm, 30-50 cm, 50-110 cm, 110-150 cm bằng khoan tay. Mẫu đất không xáo trộn (mẫu ring): được thu theo 3 độ sâu 0-25 cm, 25-70 cm, 70-110 cm và Vị Đông mẫu đất được thu theo 4 độ sâu 0-30 cm, 30-50 cm, 50 -110 cm, 110-150 cm bằng ring. Mẫu đất xáo trộn sau khi thu sẽ cho vào túi nilon, trộn đều, buộc kín túi, sau đó đem về để khô ở nhiệt độ phòng. Khi khô đất được nghiền qua rây 2mm và 0,5mm để phân tích các chỉ tiêu. 21 2.2.2. Phương pháp phân tích 2.2.2.1. Chỉ tiêu vật lý  Thành phần cơ giới: Theo phương pháp ống hút Robinson (Klute, 1986) được sử dụng để phân tích các cấp hạt khác nhau dựa vào định luật Stoke. t=18η*h*[g*(ps-pw)*X2] Trong đó: t: thời gian, (phút) η: độ nhớt của chất lỏng (nước), (kg.m-1.s-1) ps: tỷ trọng của đất, (g/cm3) pw: tỷ trọng của chất lỏng (nước), (g/cm3) X: cấp hạt đất tương ứng, (mm) h: chiều sâu rơi của hạt đất, (cm) g: gia tốc trọng trường, (m.S-2) Tỉ lệ cát (2 - 0.05 mm), đất thịt (0.05 - 0.002 mm) và sét (< 0.002 mm) được xác định và tính toán. Phân loại sa cấu đất được thực hiện theo USDA/Soil Taxonomy.  Dung trọng (g/cm3): Dung trọng thường được tính trên cơ sở khối lượng đất khô (được sấy khô ở 105oC) trên đơn vị thể tích đất ở điều kiện tự nhiên và không bị xáo trộn. Dung trọng khô được tính bằng công thức: ρb = Wov – Wr / V r Trong đó: ρb: Dung trọng khô, (g/cm3). Wov: Khối lượng mẩu đất và ring ngay sau khi sấy khô ở 1050C (g). 22 Wr: Khối lượng của ring (g). Vr: Thể tích ban đầu của dụng cụ lấy mẫu (cm3).  Tỷ trọng (g/cm3): Phân tích dựa vào Pycnometer (bình tỷ trọng) để xác định. Để tính tỷ trọng ta áp dụng công thức: ρp = Msp/Vw=(Ms – Me)/(Ms- Me) – (Msw – Mw) Trong đó: ρp: Tỷ trọng của đất Msp: Khối lượng các hạt đất khô, (g). Vw: Thể tích nước trong bình pycnometer được thay bởi mẩu đất, (cm3). Me: Khối lượng bình pycnometer (sạch và khô) có nắp, (g). Ms: Khối lượng đất khô + bình pycnometer có nắp, (g). Msw: Khối lượng bình pycnometer chứa đầy nước khử khoáng + đất, (g). Mw: Khối lượng bình pycnometer chứa đầy nước khử khoáng, (g). 2.2.2.2. Chỉ tiêu hoá học  pHH2O: trích bằng nước (1/2,5) và đo bằng pH kế.  pHKCl: trích bằng KCl (1/2,5) và đo bằng pH kế.  EC (mS/cm):Độ dẫn điện dung dịch đất (EC): Trích bằng nước cất, tỷ lệ 1: 2,5 và đo bằng EC kế.  CEC: Mẫu đất được bão hòa và trích 3 lần với dung dịch BaCl2 0,1M. Trong phức hệ hấp thu chỉ có cation Ba2+ vì tất cả các cation đều trao đổi với Ba2+ .Sau đó một lượng MgSO4 0.02M biết trước được thêm vào hệ thống. Tất cả Ba2+ hiện diện trong phức hệ hấp thu được trao đổi với Mg và kết tủa thành 23 dạng khó hòa tan BaSO4. Chuẩn độ Mg còn thừa trong dung dịch với EDTA 0,01N sẽ tính toán được lượng Mg hấp phụ và tính được trị số CEC.  Chất hữu cơ trong đất: Xác định theo phương pháp Walkley-Black. Dựa trên nguyên tắc oxy hóa chất hữu cơ bằng K 2Cr2O 7 trong môi trường H2SO4 đậm đặc, sau đó chuẩn độ lượng K2Cr2O7 bằng FeSO4 0.05N.  NH4+ (mg/kg): Trích bằng dung dịch KCl 2M tỷ lệ 1:10 sau đó cho hiện màu với các tác nhân bao gồm: (a) sodium nitroprusside, sodium salicylate, sodium citrate, sodium tatrate, và (b) sodium hydroxide, sodium hypochlorite. Đo trên máy so màu với bước song 650 nm.  NO3- (mg/kg): Trích bằng KCl 2M theo tỷ lệ 1:10, sau đó cho hiện màu với các tác nhân bao gồm: Vanadium (III) chlorite, Sulfanilamide, N-(1naphthyl)ethylenediamide dihdrochloride. Đo trên máy so màu với bước sóng 540 nm.  Lân dễ tiêu (mg P 2O5/kg): Tiến hành theo phương pháp Bray 2, sử dụng dung môi NH4F 0,03N trong dung dịch HCL 0,025N với tỷ lệ đất/nước: 1:7. Đo trên máy quang phổ ở bước sống 880nm.  Các cation trao đổi (Na, K, Mg và Ca):Trích bằng BaCl2 0,1 M, đo trên máy hấp thu nguyên tử. 2.3. Phương pháp xử lý số liệu Chương trình xữ lý số liệu Microsoft Excel 2007 được áp dụng để phân tích và biện luận. 24 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 3.1. Đặc tính vật lý 3.1.1. Thành phần cơ giới Thành phần cơ giới của đất là một đặc tính cơ bản và quan trọng có liên quan đến tính chất lý học của đất như: dung trọng, độ xốp, độ chặt, khả năng giữ nước, … Có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề sử dụng và quản lý đất (Trần Công Tấu, 2005). Ngoài ra thành phần cơ giới liên quan đến nguồn gốc hình thành đất và độ phì nhiêu đất. Đất có hàm lượng sét cao thì có khả năng giữ chất dinh dưỡng cao. Nếu hàm lượng sét cao, hàm lượng chất hữu cơ thấp và thời gian canh tác lâu thì tình trọng nén dẽ của đất càng dễ xảy ra. Kết quả phân tích trình bày (Bảng 3.1) cho thấy cả hai điểm đều có hàm lượng sét rất cao chiếm trên 60% ở các cấp độ sâu. Theo tam giác sa cấu đất của USDA thì thành phần cơ giới của hai vị trí nghiên cứu đều là sét. Ta thấy tại hai địa điểm, cấp hạt sét ở Thới Tân cao hơn ở Vị Đông. Và ngược lại cấp hạt thịt ở Vị Đông chiếm cao hơn ở Thới Tân. Phần trâm cấp hạt cát ở hai địa điểm đều thấp. Cấp hạt sét ở hai điểm đều tăng khi xuống tầng dưới, cho thấy sét đã bị trực di khi xuống dưới. 25 Bảng 3.1: Thành phần cơ giới đất tại hai điểm nghiên cứu Vị trí Thới Tân Vị Đông Tầng (cm) % Cát % Thịt % Sét USDA 0 - 25 0,17 36,31 63,52 Sét 25 - 70 0,60 35,27 64,13 Sét 70 - 110 0.41 34.34 65.25 Sét 0 – 30 0,37 39,45 60,18 Sét 30 - 50 0,74 37,53 61,73 Sét 50 – 110 1,29 35,57 63,14 Sét 110 - 150 2,15 37,79 60,06 Sét Đối với thành phần cơ giới này thích hợp với việc canh tác lúa đặc biệt là vùng canh tác dựa vào nước trời. Đất sét có khả năng giữ nước cao, khả năng giữ chất dinh dưỡng tốt, trị số CEC cao. Tuy nhiên đất có thành phần cơ giới mịn thì dễ gây sự nén dẽ kết cứng bề mặt của đất do đó khi canh tác màu sẽ không được thuận lợi hơn canh tác lúa. Điều này đã được Brady (1996) chứng minh là phù hợp khi nghiên cứu các nhóm đất trên thế giới. 3.1.2. Dung trọng Dung trọng của đất là một đặc tính quan trọng để đánh giá độ phì vật lý như tình trạng nén dẽ, độ xốp chiều sâu tầng đất mà rễ có thể phát triển, … và hóa học đất như ước lượng hàm lượng tương đối chất hữu cơ, điều kiện đất có được thoáng khí hay không. Giá trị dung trọng cao hay thấp phụ thuộc vào cấu trúc đất, hàm lượng vật liệu chất hữu cơ, rễ cây trồng và sa cấu (Trần Bá Linh, 2004). 26 Dung trọng (g/cm3) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.1: Đồ thị dung trọng giữa các tầng tại các vị trí nghiên cứu Kết quả dung trọng tại 2 vị trí khảo sát (Hình 3.1) cho thấy giá trị dung trọng giữa các tầng đất tăng dần theo độ sâu. Đối với vị trí Thới Tân: Giá trị dung trọng tại 3 tầng 0-25 cm, 25-70 cm và 70-110 cm lần lược là 0,91, 1,28 và 1.14 g/cm3. Với giá trị dung trọng trên cho thấy đất ở Thới Tân có chiều hướng đất bị nén ở tầng bên dưới, chưa thoáng khí tốt, nếu dung trọng này tăng thêm sẽ gây khó khăn trong việc làm đất cũng như sự phát triển của rễ cây trồng. Đối với vị trí Vị Đông: Giá trị dung trọng tại tầng 0-30 cm, 30-50 cm, 50110 cm và 110-150 cm lần lược là 0,7 g/cm3, 0,85 g/cm3, 0,89 g/cm3 và 0,76 g/cm3. Giá trị dung trọng này được đánh giá thấp do trong quá trình canh tác người dân thường xuyên cải tạo đất của mình, sử dụng phân hữu cơ làm cho đất ít bị nén dẽ, giảm dung trọng. Điều này phù hợp với nhận định của Brady (1996), việc canh tác lúa – màu đã làm cho dung trọng của đất không tăng lên đáng kể. Lý do dung trọng tăng theo độ sâu chủ yếu là: xuống càng sâu, hàm lượng mùn càng giảm hay do quá trình tích tụ các khoảng hổng và các mau quản ở các tầng dưới được tích động do những chất bị rữa trôi từ các tầng trên xuống làm 27 cho đất càng chặt. Mặt khác, hệ thống rể cây trồng cạn chỉ phát triển ở độ sâu không quá 30 cm, do đó người dân chỉ chú trọng cày xới ở tầng mặt mà không cày xới sâu xuống bên dưới dẫn đến tầng đất bên dưới có khuynh hướng bị nén dẽ cao. Đồng thời trong quá trình làm đất đã làm tăng độ xốp của đất nên dung trọng tại tầng mặt luôn thấp hơn so với tầng đế cày. Theo Lê văn khoa (2002) dung trọng lớn hơn 1,35 g/cm3 thì sẽ ảnh hưởng xấu đến năng suất cây trồng. Nhìn chung dung trọng của đất tại 2 vùng nghiên cứu không có vấn đề. Tuy nhiên cần có biện pháp cải tạo đất thường xuyên, hợp lý về các mặt như cày xới tăng độ xốp, bón phân hữu cơ để tăng hoạt động của vi sinh vật đất, tăng độ thoáng khí, tăng khả năng phát triển của rễ cây trồng. Đối với đất lúa nước việc hình thành tầng đế cày sẽ có lợi cho việc canh tác, sẽ hạn chế sự mất nước do trực di, rửa trôi chất dinh dưỡng. Đây là đặc tính rất quan trọng đối với đất sản xuất nông nghiệp dựa vào nước trời. Ở một số nơi người dân còn chủ động tạo ra tầng đế cày đối với việc sản suất lúa nước. Tuy nhiên tầng đế cày cũng sẽ hạn chế sự phát triển sâu hơn của rễ. 3.1.3. Tỷ trọng Tỷ trọng không phụ thuộc vào kích thước các phần tử đất hoặc lỗ hổng trong đất. Tỷ trọng chỉ phụ thuộc vào thành phần chất hữu cơ trong đất. Giá trị tỷ trọng của đất là một thông số quan trọng giúp chúng ta có thể ước lượng được thành phần khoáng cũng như hàm lượng chất hữu cơ trong đất một cách tương đối. Hầu hết đất có hàm lượng chất hữu cơ cao thường có giá trị tỷ trọng thấp hơn so với đất khoáng sét. Hình 3.2 trình bày kết quả phân tích tỷ trọng đất tại Thới Tân và Vị Đông. Tỷ trọng ở Thới Tân là 2,43 g/cm3 ở tầng 0-25 cm, 2,55 g/cm3 ở tầng 25-70 cm, 2.61 g/cm3 ở tầng 70-110 cm. Tại Vị Đông, tầng 0-30 cm là 2,27 g/cm3, tầng 3050 cm là 2.38 g/cm3, tầng 50-110 cm là 2.42 g/cm3, tầng 110-150 cm là 2.18 g/cm3. Tỷ trọng đất trong khoảng này phù hợp cho sự phát triển của cây trồng. Trong từng vị trí nghiên cứu thì giá trị tỷ trọng ở tầng mặt đều thấp hơn tỷ trọng 28 ở tầng bên dưới nhưng chênh lệch không đáng kể. Điều này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thế Đặng , 1999 tỷ trọng của lớp đất mặt nhỏ hơn tỷ trọng của các lớp đất dưới. Tỷ trọng (g/cm3) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 0 20 40 Độ sâu (cm) Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.2: Đồ thị tỷ trọng giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 3.2. Đặc tính hóa học 3.2.1. Độ chua hiện tại pH H2O pH đất là chỉ tiêu rất quan trọng liên quan đến độ hữu dụng của dưỡng chất trong đất, vận tốc phản ứng sinh hoá trong đất và hiệu quả của phân bón (Trần Kim Tính, 2003). Thông qua độ pH chúng ta có thể ước đoán được độ phì nhiêu của đất. Việc xác định giá trị pH giúp ta có biện pháp canh tác cũng như cải tạo đất nhằm khắc phục những trở ngại của đất phục vụ cho sản xuất nông nghiệp. pH ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của cây trồng, vi sinh vật đất, vận tốc phản ứng hóa học và sinh hóa trong đất (Trần Thành Lập, 1999). Phân tích pHH2O (Hình 3.3) ta thấy pH H20 tại Thới Tân ở tầng 0-25cm là 6,3 và ở tầng 25-70cm là 5,9 tại hai tầng này pH được đánh giá là trung bình, phù hơp cho canh tác lúa – màu, trong khi xuống tầng 70-110 cm pH được đánh giá là thấp theo thang đánh giá Washington State University - Tree Fruit Research 29 & Extension Center, 2001. Tại Vị Đông pH biến động từ 3,5 đến 4,7 với kết quả này theo thang đánh giá Washington State University - Tree Fruit Research & Extension Center, 2001 (tỉ lệ đất nước =1/2,5) pHH20 tại Vị Đông được đánh giá là thấp. Giá trị pH đất thấp có thể do trong quá trình canh tác người nông dân theo thói quen canh tác truyền thống sử dụng chủ yếu là các loại phân bón hóa học làm cho pH thấp. Khi bón phân vô cơ vào đất, các tiến trình hóa học, sinh học và sự hấp thu dinh dưỡng của cây trồng làm gia tăng hàm lượng ion H+ vào trong đất. Theo nghiên cứu của Pettersson và ctv. (1992) để cải thiện các tính chất hóa học của đất phân hữu cơ phải bón liên tục trong nhiều năm. Theo Nguyễn Hữu Chiếm cho rằng trên đất canh tác lúa - màu thì giá trị pH tốt nhất trong khoảng 5,5 - 6,6. Nếu trong điều kiện canh tác tốt với giá trị pH này sẽ cho năng suất cao. Ta thấy (Hình 3.3) pHH20 tại Vị Đông thấp so với Thới Tân, lý do là đất tại Thới Tân thuộc đất phù sa trong khi đất tại Vị Đông thuộc đất phèn do đó giá trị pH tại Vị Đông nhỏ hơn pH tại Thới Tân. pHH2O 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.3: Đồ thị pHH2O giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 30 Nhìn chung pH đất tại hai vị trí nghiên cứu đều có thể trồng được lúa và hoa màu, tuy nhiên để có năng suất cao cần bón vôi để nâng cao pH giảm độ chua của đất. 3.2.2. Độ chua tiềm tàng pHKCl Độ chua tiềm tàng được tính bằng tổng ion H + tự do và hấp phụ trên bề mặt keo đất. Thông qua giá trị pH KCl biểu thị khả năng gây chua tiềm tàng của đất. pH đất có tầm quan trọng lớn, độ hữu dụng của các dưỡng chất phụ thuộc nhiều vào pH đất. Hình 3.4 cho thấy pHKCl tại Thới Tân ở tầng 0-25 cm và 25-70 cm lần lược là 5,2 và 4,7 theo thang đánh giá của Ngô Ngọc Hưng - Soil, water, and plant Analysis Labotory, 2004 (tỉ lệ đất/KCl =1/2,5) thì pHKCl được đánh giá ở mức chua vừa, ở tầng 70-110 cm được đánh giá là chua nhiều với giá trị là 3,7. Tại Vị Đông ở tầng 0-30cm và tầng 30-50 cm là 3,7 và 3,2 được đánh giá là chua nhiều, trong khi tại tầng 50-110 cm và 110-150 cm giá trị pHKCl được đánh giá là rất chua biến động từ 2,4 đến 2,9. pHKCl 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.4: Đồ thị pHKCl giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 31 3.2.3. Độ mặn đất EC Trong đất EC cao hay thấp là do sự hiện diện của lượng muối cao hay thấp. Tất cả các chất dinh dưỡng trong đất đều tồn tại dưới dạng các cation, anion dẫn điện nên dựa vào giá trị EC có thể dự đoán sự gia tăng nồng độ các ion trong dung dịch đất. Theo Trần Kim Tính (2003), thông thường ở EC > 4 mmhos/cm hay EC > 4 dS/m sẽ ảnh hưởng đến phần lớn các loại cây trồng. Độ mặn trong đất làm cản trở quá trình hút nước và dinh dưỡng của cây trồng, làm giảm lượng hữu dụng trong đất, đồng thời phá hũy cấu trúc trong đất (Tất Anh Thư, 2006). Ngoài ra nghiên cứu của Đỗ Thị Thanh Ren (1999) cũng khẳng định rằng các loại đất mặn có lượng muối hòa tan cao, ngay cả đất phèn với sự tham gia các acid đã hòa tan các muối phèn làm nồng độ muối trong đất có thể cao và gây độc cho cây trồng. Kết quả trình bày ở hình 3.5 cho thấy ở các tầng đất giá trị EC tại Thới Tân biến động từ 0,26 đến 0,46 mS/cm và tại Vị Đông biến động từ 0,58 đến 0,79 mS/cm. Tại hai vị trí nghiên cứu theo thang đánh giá của Westen Agricultural Laboaries, 2002 được đánh giá ở mức không mặn, không ảnh hưởng đến năng suất của cây trồng. EC tại hai vị trí phù hợp cho việc canh tác lúa và các loại hoa màu. Giá trị EC tại Vị Đông cao hơn giá trị EC tại Thới Tân, nguyên nhân là do Vị Đông có vị trí địa lý gần biển hơn so với Thới Tân, do đó Vị Đông chịu ảnh hưởng của nước biển dẫn tới EC cao hơn Thới Tân. 32 EC (mS/cm) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.5: Đồ thị EC giữa các tầng đất tại các vị trí vị nghiên cứu 3.2.4. Chất hữu cơ Chất hữu cơ được xem là thành phần quan trọng nhất, đặc biệt có ý nghĩa đối với độ phì nhiêu của đất. Chất hữu cơ là nguồn cung cấp và là nơi dự trữ dinh dưỡng trong đất. Chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất. Chất hữu cơ ảnh hưởng đến độ xốp, cấu trúc, độ bền của đất. Hàm lượng chất hữu cơ (Hình 3.6) tại Thới Tân ở tầng 0- 25 cm có giá trị là 4,82 và tầng 25-70 cm là 2,87 và tầng 70-110 cm là 1,83. Tại Vị Đông chất hữu cơ tầng 0-30 cm là 6,53 và ở tầng 30-50cm là 4,93, tầng 50-110 cm và tầng 110-150 cm là 1,95 và 1,15. Như vậy theo thang đánh Metson, 1961 thì chất hữu cơ tại Thới Tân được đánh giá là trung bình ở tầng mặt 0-25 cm và rất thấp ở tầng 70-100 cm. Tương tự, tại Vị Đông chất hữu cơ được đánh giá là trung bình và thấp ở tầng 0-30 cm và 30-50 cm, tại 2 tầng bên dưới (tầng 50-110 cm và 110-150 cm) được đánh giá là rất thấp. Chất hữu cơ trong đất có được là do quá trình tích lũy lâu dài của đất. Trong quá trình canh tác, nếu lượng chất hữu cơ thêm vào đất nhỏ hơn lượng chất hữu cơ mất đi từ đất thì chất hữu cơ trong đất bị mất đi dần và ngược lại. Chất hữu cơ rất quan trọng trong đất vì nó làm thay đổi rất lớn các đặc tính khác của đất như: pH, CEC, tính đệm, hoạt động của vi sinh vật (khoáng hóa) và các 33 đặc tính vật lý đất. Chất hữu cơ còn là nguồn dinh dưỡng, chất kích thích sinh trưởng. Qua khảo sát thực tế tại nhiều nơi cho thấy rơm rạ sau khi thu hoạch được nông dân rải đều ra để đốt. Điều này làm cho hàm lượng chất hữu cơ trong đất ngày càng giảm dần. %CHC 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.6: Đồ thị hàm lượng chất hữu cơ tại các vị trí nghiên cứu Nhìn chung tại hai vị trí khảo sát thì chất hữu cơ ở tầng mặt luôn cao hơn tầng dưới. Nguyên nhân do chất hữu cơ được cung cấp cho tầng mặt từ xác bả thực vật trong quá trình canh tác. Từ đó, cần có biện pháp canh tác kết hợp với việc sử dụng phân hữu cơ trong sản xuất nhằm cải thiện thành phần hữu cơ trong đất, tăng độ tơi xốp, cải thiện cấu trúc đất. 3.2.5. Dung tích hấp phụ cation (CEC – cation exchange capacity) CEC của một loại đất được xác định bời hàm lượng các loại keo khác nhau có trong đất và bởi CEC của bản thân các loại keo đất này. Do đó đất cát có hàm lượng CEC thấp hơn đất có hàm lượng sét cao, vì trong đất cát hàm lượng sét và chất hữu cơ thường thấp. CEC là một chỉ tiêu quan trọng về độ phì nhiêu của đất. Đất có hàm lượng chất hữu cơ cao, CEC thường cao và khả năng giữ chất dinh dưỡng tốt (Nguyễn Mỹ Hoa, 2009). 34 pH và CEC có liên quan mật thiết với nhau, khi pH tăng thì CEC tăng do một số keo đất có điện tích thay đổi sẽ tích điện âm trong điều kiện pH cao, do đó khả năng hấp phụ cation cao và ngược lại. Dung trọng hấp phụ cation của đất càng cao chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi tốt các dưỡng chất (Đỗ Thị Thanh Ren, 1993). Kết quả trình bày (Hình 3.7) cho thấy tại Thới Tân CEC được đánh giá trung bình ở tầng 0-25 cm và 25-70 cm với giá trị lần lược là 17,8 meq/100g và 15,4 meq/100g. Tầng 70-110 cm có giá trị 11,1 meq/100g được đánh giá là thấp. Tại Vị Đông ở tầng 50-110 cm và 110-150 cm giá trị CEC được đánh giá là thấp với giá trị 13,9 và 10,5 meq/100g. Trong đó ở tầng 0-30 cm và ở tầng 30-50 cm CEC có giá trị là 18,4 và 17,0 meq/100g. Theo thang đánh giá của Landon (1984) thì dung tích hấp phụ cation tại hai vị trí nghiên cứu ở tầng mặt được đánh giá ở mức trung bình, điều này chứng tỏ đất có khả năng giữ và trao đổi tốt các dưỡng chất. Song quá trình canh tác lâu dài đòi hỏi việc bón vôi để cải tạo pH và bón chất hữu cơ là không thể thiếu, cả hai yếu tố này đều có khả năng làm gia tăng CEC của đất. CEC (meq/100g) 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.7: Đồ thị CEC của các vị trí nghiên cứu Nhìn chung CEC tại tầng mặt cao hơn tầng bên dưới tại hai vị trí nghiên cứu. Nguyên nhân là do pH và CHC tại hai vị trí nghiên cứu có giá trị tầng mặt 35 cao hơn tầng bên dưới làm cho CEC tầng mặt cao hơn tầng bên dưới. Điều này trùng khớp với nghiên cứu của Đỗ Thị Thanh Ren (1993) và Nguyễn Mỹ Hoa (2009). 3.2.6. Ðộ no bazơ của đất Theo Dương Minh Viễn (2006), giữa phần trăm base bão hòa và pH có mối liên hệ với nhau. % base bão hòa trong đất cao nếu pH đất cao. Ở vùng khí hậu khô hạn % base bão hòa cao hơn so với vùng nhiệt đới ẩm. % base bão hòa của đất là một chỉ thị về độ màu mỡ của đất. Đất có độ phì tự nhiên cao nếu % base bão hòa lớn hơn 80% và kém phì nhiêu nếu % base bão hòa nhỏ hơn 50%. Đất có base bão hòa cao, khả năng phóng thích các cation kiềm càng mạnh. Bón vôi cũng là một biện pháp để tăng % base bão hòa trong đất. Kết quả %BS (Hình 3.8) cho thấy tại hai vị trí nghiên cứu có giá trị dao động trong khoảng 22,27% – 44,51%. Tại Thới Tân %BS có giá trị là dao động từ 31,0% - 44,51% với giá trị này thích hợp cho sự phát triển của cây lúa và hoa màu. Tại Vị Đông tầng %BS có giá trị dao động từ 22,75% - 36,79%. Tại tầng canh tác 30-50 cm đất có %BS thấp đạt 28,03%, với giá trị này cho thấy đất có độ no bazơ thấp sẽ ảnh hưởng đến độ phì nhiêu của đất. Do đó có thể hạn chế năng suất và sự phát triển của cây trồng trong quá trình canh tác lâu dài. 36 %BS 20.0 0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 20 Độ sâu (cm) 40 Thới Tân 60 Vị Đông 80 100 120 140 160 Hình 3.8: Đồ thị %BS của hai vị trí nghiên cứu Nhìn chung độ no bazơ tại hai vị trí nghiên cứu đều 3,3 Chỉ vài loại cây trồng (nguồn: Western Agricultural Laboratories, 2002) Bảng 4: Thang đánh giá đất theo hàm lượng đạm NO3- hữu dụng Nitrat (mg/kg) Đánh giá 100 Cao (nguồn: W. S. University – Tree Fruit Research & Extension Center, 2004) Bảng 5: Thang đánh giá đất theo hàm lượng đạm NH4+ hữu dụng Amonium (mg/kg) 8 (nguồn: Chiurin và Kononova) Đánh giá Thấp Tối hảo Cao Bảng 6: Thang đánh giá lân dễ tiêu theo phương pháp Bray 2 P (mg P/kg) Đánh giá 100 Thừa (nguồn: Orgeon state uniersity extension service, 2004) Bảng 7: Đánh giá CEC trong đất CEC (cmol/kg-1) Đánh giá < 5,0 Rất thấp 5,0 – 15 Thấp 15 – 25 Trung bình 25 – 40 Cao >40 Rất cao (nguồn: Landon, 1984) Bảng 8: Chất hữu cơ trong đất % CHC 20 (nguồn: Metson, 1961) Đánh giá Rất cao [...]... phân hủy các chất hữu cơ trong đất, cũng như tạo điều kiện tốt cho các vi sinh vật háo khí trong đất hoạt động Bên cạnh đó, (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv., 1999) cho rằng luân canh cây họ đậu còn có khả năng cố định đạm gớp phần làm tăng độ phì nhiêu đất Đề tài Đặc tính lý hóa đất của mô hình luân canh lúa màu tại hai xã Thới Tân - Thới Lai - Ô Môn và Vị Đông – Vị Thủy – Hậu Giang thực hiện nhầm mục đích... dung dịch đất (Lê Văn Căn, 1985) 1.3 Sơ lược về mô hình luân canh lúa màu 1.3.1 Mô hình luân canh 1.3.1.1 Khái niệm Luân canh là trồng liên tiếp nhiều loài cây trồng khác nhau trên cùng một khoảnh đất (Hồ Ngọc Đức, 2004) 1.3.1.2 Tình hình luân canh lúa – màu ở Đồng bằng sông Cửu Long Hiện nay, mô hình 2 vụ lúa - 1 vụ màu hoặc 2 vụ màu – 1 vụ lúa đã được nông dân các địa bàn thuần nông trước đây của các... vụ màu đã làm cho năng suất lúa tăng 12% nhờ sau vụ trồng màu kết cấu đất được phụ hồi (Trần Văn Chính, 2006) Tùy theo vùng sinh thái, năng suất lúa trong các mô hình luân canh tăng so với độc canh lúa từ 7 -20% là một trong những điểm nổi trội của mô hình luân canh lúa màu so với độc canh lúa cả ở trong và ngoài vùng đê bao lũ (Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., 2006) 17 1.3.2 Lợi ích của mô hình luân canh lúa. .. hình luân canh lúa – màu 1.3.2.1 Gia tăng năng suất cây lúa và cải tạo đất Nhiều nghiên cứu công bố cho thấy rằng năng suất lúa nhận được thấp nhất trong lô trồng độc canh lúa Năng suất lúa cao nhất trong các lô luân canh lúa – cây họ đậu Ngoài ra việc luân canh này còn giúp cải tạo được lý tính và hóa tính của đất do chuyển từ chế độ đất ngập nước liên tục sang chế độ cây trồng cạn, đất có thời gian nghĩ... lúa, chủ yếu do các điều kiện hảo khí và yếm khí và tưới tiêu nước bề mặt và mao dẫn của nước ngầm Vì vậy, nhằm ổn định về năng suất và môi trường đất, việc luân canh lúa - cây trồng cạn hàng năm đã được khuyến cáo nên áp dụng 19 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm và phương tiện nghiên cứu 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên hai xã Thới Tân – Thới Lai - Ô Môn. .. xáo trộn (ring) Pycnometer và hệ thống hút chân không 20 Máy đo pH Máy đo EC Hình 2.1: Một số dụng cụ dùng trong phân tích hóa lý đất 2.2 Phương tiện nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu Mẫu đất được thu vào cuối vụ đông xuân năm 2012 chọn ngẫu nhiên từ 4 hộ nông dân có mô hình canh tác 2 lúa - 1 màu Tiến hành thu mẫu theo hai dạng: mẫu xáo trộn và mẫu không xáo trôn (mẫu ring) ở từng địa... Môn và Vị Đông - Vị Thủy - Hậu Giang 2.1.2 Thời gian thực hiện Đề tài được thực hiện từ tháng 7 năm 2012 đến tháng 4 năm 2013 tại phòng phân tích Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ 2.1.3 Phương tiện nghiên cứu Các trang thiết bị trong phòng thí nghiệm dùng để phân tích các đặc tính lý hoá học đất (Hình 2.1) Hệ thống ống hút Robinson Dụng cụ lấy mẩu không... trong đất 1.3.2.2 Cải tạo các đặc tính sinh hóa của đất trong hệ thống luân canh Tính chất xốp của đất càng gia tăng sau 3 năm luân canh cây trồng cạn với lúa so với 1 – 2 năm Vật chất hữu cơ trong đất giảm dần dần với sự khoáng hóa dễ dàng vật chất hữu cơ trong điều kiện đất cạn - lúa nước Hàm lượng lân dễ hấp thu giảm từ từ trong điều kiện canh tác lúa liên tiếp, nhưng lại gia tăng trong điều kiện luân. .. động của vi sinh vật đất cũng tạo thành N-NH4+ và NNO 3- N-NH4+ chủ yếu được keo đất hấp thu và sẽ phóng thích NH4+ vào dung dịch đất khi có nguồn ion trao đổi NH4+ hiện diện nhiều trong đất ngập nước NO 3- lại thường gặp trong môi trường thoáng khí và khô Ion NO3- ít bị keo đất hấp thu và dễ dàng bị rữa trôi khỏi đất Các dạng N-NH 4+ và N-NO 3-dễ dàng chuyển biến qua lại và động thái của chúng trong đất. .. thị pHH2O giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 30 3.4 Đồ thị pH KCl giữa các tầng đất tại các vị trí nghiên cứu 31 3.5 Đồ thị EC giữa các tầng đất tại các vị trí vị nghiên cứu 33 3.6 Đồ thị hàm lượng chất hữu cơ tại các vị trí nghiên cứu 34 3.7 Đồ thị CEC của các vị trí nghiên cứu 35 3.8 Đồ thị %BS của hai vị trí nghiên cứu 37 3.9 Đồ thị hàm lượng đạm hữu dụng tại hai vị trí nghiên cứu 38 3.10