NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ĐẾN LƯỢNG CACBON TRONG ĐẤT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ĐẾN LƢỢNG CACBON TRONG ĐẤT Chuyên ngành: Khoa học đất Mã số: 62.62.01.03 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC ĐẤT Hà Nội, 2015 Công trình hoàn thành tại: Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải PGS.TS Trần Văn Ý Phản biện 1: …………… Phản biện 2: …………… Phản biện 3: ……………… Luận án đƣợc bảo vệ ……………… Vào hồi … … ngày … tháng … năm 20…… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam; - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Sự cần thiết nghiên cứu đề tài luận án Hoạt động canh tác nông nghiệp nước có nhiều thay đổi với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt vùng chuyên canh Phương thức canh tác vùng miền có khác đáng kể bón phân, lượng phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng Lượng phân chuồng bón cho đồng ruộng có xu hướng đi, thay vào loại phân bón vô nhằm tăng suất trồng Những thay đổi gây suy giảm lượng cacbon hữu đất (SOC) hệ canh tác nông nghiệp, giảm độ phì đất, tăng lượng khí nhà kính khí Chất hữu nói chung, cacbon đất nói riêng có vai trò quan trọng độ phì, mức độ ổn định đất, sản xuất nông nghiệp trình cân cacbon chu trình cacbon toàn cầu Các hoạt động canh tác nông nghiệp giúp hấp thụ thu giữ cacbon đất xem giải pháp nhằm giảm lượng cacbon không khí, biên pháp ứng phó với biến đổi khí hậu hiệu nước phát triển Biến động sử dụng đất có ảnh hưởng quan trọng phát thải khí nhà kính vào khí lượng SOC Theo Uỷ ban liên phủ biến đổi khí hậu, từ năm 1850 đến 1998, khoảng (136 ± 55) x 109 CO2 phát thải vào khí thay đổi sử dụng đất hoạt động canh tác, (78 ± 12) x 109 CO2 phát thải suy giảm SOC Những ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp thay đổi diện tích đất nông nghiệp theo không gian, theo thời gian phương thức canh tác tác động đến lượng cacbon đất Để đảm bảo nông nghiệp bền vững cần thiết phải có biện pháp quản lý hợp lý trì nâng cao suất trồng mà phải trì nâng cao lượng cacbon đất Nghiên cứu ảnh hưởng sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon đất hướng nhiều nước quan tâm Tuy nhiên, vấn đề nước ta bỏ ngỏ Quảng Trị với phát triển kinh tế nước có nhiều thay đổi kinh tế, xã hội môi trường Những tiến khoa học kỹ thuật áp dụng rộng rãi địa bàn tỉnh nhằm tăng suất trồng Đất nông nghiệp tỉnh tập trung chủ yếu vùng đồng ven biển (ĐBVB) Diện tích đất vùng ĐBVB chiếm 9,53% diện tích đất tự nhiên tỉnh Vùng ĐBVB gồm hệ canh tác chính: (1) lúa - lúa - để trống (lúa - lúa); ngô - đậu - để trống (ngô - đậu); lạc - để trống (lạc); lạc - khoai lang - để trống (lạc khoai lang); sắn - để trống (sắn) Cùng với xu chung nước, diện tích đất nông nghiệp vùng ĐBVB có xu hướng giảm năm gần trình đô thị hoá, áp lực gia tăng dân số Bên cạnh đó, điều kiện nhiệt ẩm thổ nhưỡng khu vực thuận lợi cho trình phân huỷ chất hữu đất Hiện nước ta việc xác định lượng SOC theo hệ sinh thái nông nghiệp quy mô vùng chưa nghiên cứu Sự thay đổi lượng SOC theo không gian hệ sinh thái nông nghiệp Việt Nam chưa nghiên cứu chi tiết tính toán cách định lượng Thêm vào thay đổi lượng SOC hệ sinh thái nông nghiệp theo thời gian cần phải dự báo Đây sở xem xét khả sản xuất đất tương lai mức độ bền vững hệ sinh thái nông nghiệp Xuất phát từ lý đề tài “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ĐẾN LƯỢNG CACBON TRONG ĐẤT” lựa chọn thực Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Về mặt khoa học, luận án nghiên cứu định lượng tính toán lượng SOC hệ canh tác (HCT) nông nghiệp Việt Nam, quy mô vùng Nghiên cứu áp dụng nhân rộng cho vùng canh tác nông nghiệp khác nước - Về mặt thực tiễn, kết định lượng luận án sở quan trọng để nhà quản lý hoạch định sách đưa định hợp lý để vừa đảm bảo suất trồng, vừa nâng cao hàm lượng cacbon đất, khả sản xuất đất, góp phần xác định giải pháp ngành sản xuất nông nghiệp xu biến đổi khí hậu toàn cầu Mục tiêu nghiên cứu Định lượng hóa lượng SOC HCT nông nghiệp (HCT trồng hàng năm) đồng ven biển tỉnh Quảng Trị ảnh hưởng sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon đất Những đóng góp luận án - Đã định lượng hoá lượng SOC HCT nông nghiệp quy mô vùng tính toán cho HCT nông nghiệp Hướng nghiên cứu nhân rộng áp dụng cho HCT nông nghiệp địa bàn khác nước - Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi diện tích chuyển đổi HCT (sử dụng đất nông nghiệp) đến lượng SOC quy mô vùng CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Chất hữu đất cacbon hữu đất Hiện nay, thuật ngữ cacbon hữu đất (SOC) chất hữu đất (SOM) thường sử dụng thay đổi số nghiên cứu Thuật ngữ SOC sử dụng nhiều nghiên cứu vòng tuần hoàn cacbon toàn cầu Theo Stevenson, SOM toàn vật liệu hữu đất gồm tàn tích sinh vật giai đoạn phân huỷ khác nhau, sinh khối vi sinh vật, chất hữu hoà tan, chất mùn SOM gồm nguyên tố C, H, O, N, P S Như hiểu SOC lượng cacbon tồn chất hữu đất SOC biến đổi theo chu trình cacbon, kết trình mùn hoá khoáng hoá SOM 1.2 Ảnh hƣởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến cacbon hữu đất a Các nghiên cứu nước Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi (không gian thời gian) sử dụng đất đến lượng SOC thực nhiều nhà nghiên cứu giới Lal, Guo Gifford, Fisseha nnk, Ciric nnk, Lei nnk, Drewniak nnk Tuy nhiên, nghiên cứu xem xét chuyển đổi sử dụng đất từ đất rừng, đất trồng cỏ thành đất nông nghiệp ngược lại Nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp, đặc biệt ảnh hưởng phương thức canh tác đến lượng SOC thực từ năm đầu kỷ 20 trạm nghiên cứu Rothamsted (Anh), Urbana, Illinois (Mỹ) Ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu Cai, Qiu nnk, Tang nnk, Shi nnk, Zhang nnk, Xu nnk Các nghiên cứu đánh giá thay đổi lượng SOC theo không gian, thời gian vùng đất canh tác Trung Quốc b Các nghiên cứu nước Các nghiên cứu nước chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng phương thức canh tác đến suất trồng hoặc/và dinh dưỡng đất quy mô điểm (sites) Lương Đức Loan nnk; Trần Đức Toàn nnk; Nguyễn Tử Siêm Thái Phiên; Nguyễn Công Vinh nnk, Hoàng Ngọc Thuận Các kết nghiên cứu đúc rút từ nghiên cứu, đo đạc thực nghiệm thực địa Ngoài nghiên cứu theo hướng trên, số nghiên cứu khác tập trung ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp (theo không gian) đến lượng cacbon đất Đáng lưu ý công trình Phạm Quang Hà, tác giả nghiên cứu kỹ mối quan hệ thay đổi đất nông nghiệp hàm lượng cacbon đất diện tích giới hạn Tác giả xác định hàm lượng cacbon đất phù sa (Fluvisols) Việt Nam hệ canh tác trồng hàng năm gồm dâu tằm; rau + ngô + đậu; lúa + rau ngô đậu; lúa + lúa; lúa + lúa + rau ngô đậu; lúa + lúa + lúa phương pháp thu thập mẫu đất phân tích phòng thí nghiệp Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa khối lượng cụ thể lượng cacbon đất (bao nhiêu tấn) nhóm đất hệ canh tác cho toàn vùng nghiên cứu Tác giả đưa so sánh hàm lượng cacbon nhóm đất Như vậy, quy mô vùng với không đồng không gian đất đai, khí hậu, cấu trồng phương thức canh tác cần phải quan tâm nghiên cứu tính toán lượng cacbon đất Để giải vấn đề nhiều tác giả giới áp dụng mô hình để tính toán dự báo lượng cacbon đất để giảm chi phí công sức, thời gian, tiền triển khai thí nghiệm nông nghiệp đồng ruộng theo phương thức canh tác khác quy mô lớn Một mô hình áp dụng phổ biến kiểm chứng nhiều nhà khoa học mô hình DNDC (Denitrification – Decomposition) 1.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lƣợng cacbon hữu đất phƣơng pháp mô hình 1.3.1 Các mô hình tính toán, mô cacbon hữu đất Hiện có nhiều mô hình tính toán, mô SOC hệ sinh thái cạn Theo thống kê Smith nnk năm 1997, số mô hình tính toán, mô lượng SOC hệ sinh thái cạn tiêu biểu gồm CANDY, CENTURY, DAISY, DNDC, NCSOIL, RothC, SOMM, ITE, Verberne Các mô hình kiểm chứng áp dụng tính toán SOC nhiều nhà khoa học giới Smith nnk, năm 1997 đưa kết luận quan trọng sau: (1) mô hình có kết ước lượng SOC xác gồm CANDY, CENTURY, NCSOIL, DNDC, DAISY RothC; (2) mô hình có kết ước lượng xác gồm: Verberne, ITE SOMM Như vậy, mô hình DNDC mô hình phù hợp cho tính toán, mô lượng SOC hệ sinh thái nông nghiệp, nhiên áp dụng cho đối tượng nghiên cứu địa bàn nghiên cứu cần thiết phải kiểm chứng lại khả áp dụng mô hình dựa thông số hiệu chỉnh từ đối tượng địa bàn nghiên cứu 1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình DNDC đánh giá ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu đất Mô hình DNDC nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC Li nnk, Smith nnk, Qiu nnk, Liu nnk, Tang nnk, Zhang nnk, Shi nnk, Syeda, Zhang nnk, Xu nnk Các nghiên cứu đánh giá thay đổi lượng SOC theo không gian, thời gian vùng đất canh tác Sau nghiên cứu trên, nghiên cứu áp dụng mô hình DNDC quy mô vùng tập chung vào nghiên cứu chuyên sâu cho đất trồng lúa Trung Quốc Ở nghiên cứu này, lượng SOC tính toán dựa đơn vị sở đơn vị hành Kết tổng khối lượng SOC cho đơn vị hành đó, cho đơn vị canh tác Các nghiên cứu chưa HCT chuyển đổi thành HCT khác giai đoạn lượng SOC thay đổi nào? Nghĩa tăng giảm diện tích HCT tác có ảnh hưởng đến lượng SOC CHƢƠNG NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 2.1 Nội dung nghiên cứu - Rà soát tài liệu, số liệu liệu liên quan có - Điều tra thu thập liệu liên quan đến thông số đầu vào gồm đất, khí hậu phương thức canh tác - Xây dựng CSDL đất, khí hậu, phương thức canh tác phục vụ việc mô tính toán lượng cacbon đất cho HCT vùng nghiên cứu năm 2000, 2010, 2020 - Xác định lượng SOC HCT trồng hàng năm 2000, 2010 số kịch tương lai mô hình DNDC - Đánh giá thay đổi lượng SOC theo không gian thời gian - Đánh giá lượng SOC theo số kịch đê xuất số giải pháp nhằm phát triển bền vững HCT 2.2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: (1) Các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (2) Lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (3) Mối quan hệ thay đổi sử dụng đất với lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (4) Mối quan hệ thay đổi phương thức canh tác với lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị Phạm vi nghiên cứu: - Về không gian, luận án tập trung vào khu vực đồng băng ven biển tỉnh Quảng Trị khu vực vùng nông nghiệp quan trọng tỉnh Lượng SOC tính tầng bề mặt từ – 30cm, tầng đất lượng SOC thay đổi nhanh theo hoạt động canh tác - Về thời gian, nghiên cứu tính toán thay đổi lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị hai giai đoạn 2000 – 2010 2010 – 2020 - Về nội dung, luận án tập trung chủ yếu vào lượng C hữu đất HCT trồng hàng năm HCT thay đổi nhanh theo thời gian (do chu kỳ canh tác ngắn), lượng C đất khu vực chủ yếu C hữu Sự ảnh hưởng sử dụng đất nông nghiệp xem xét khía cạnh: (1) Ảnh hưởng thay đổi phương thức canh tác trồng hàng năm, (2) Ảnh hưởng thay đổi trồng hàng năm theo không gian; (3) Ảnh hưởng thay đổi trồng hàng năm theo thời gian Các kết nghiên cứu trình bày theo khía cạnh 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Quy trình nghiên cứu Sơ đồ quy trình nghiên cứu ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lượng SOC thể Hình Các đơn vị tính toán xác định qua bước: (1) xác định biến động sử dựng đất giai đoạn 2000 – 2010 giai đoạn 2010 – 2020; (2) liệu biến động sử dụng đất kết hợp với liệu đơn vị đất, ranh giới huyện để xác định đơn vị tính toán Hình Quy trình nghiên cứu ảnh hưởng sử dụng đất nông nghiệp đến cacbon hữu đất Trên đơn vị tính toán giá trị lớn nhỏ thông số đất đầu vào gồm lượng SOC đầu vào, hàm lượng sét, pH đất xác định dựa kết phân tích mẫu đất phẫu diện năm 2000 Sau mô hình kiểm chứng, với liệu đầu vào đơn vị tính toán liệu khí hậu, SOC năm tính cho đơn vị tính toán giai đoạn 2000 – 2020 Kết tính cho đơn vị tính toán liên kết trở lại môi trường GIS để xem xét ảnh hưởng thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC Để hoàn thành nhiệm vụ trên, phương pháp sau sử dụng luận án: 2.3.2 Nhóm phương pháp liên quan đến mô hình DNDC - Phương pháp mô hình hoá Việc áp dụng mô hình DNDC để tính toán lượng SOC phương pháp mô hình hóa trình sinh địa hóa đất mô hình hóa mô hình thông qua phương trình thực nghiệm Mô hình DNDC 9.5 áp dụng cho nghiên cứu Hai phương trình sử dụng mô hình DNDC phương trình nhiệt động học Nernst (xác định oxy hoá khử) Michaelis-Menten (động lực phát triển vi khuẩn) - Phương pháp kiểm chứng mô hình Kết ước lượng lượng SOC theo mô hình DNDC năm 2012 so sánh với kết phân tích mẫu đất thực tế (5 phẫu diện, – mẫu / phẫu diện) địa điểm nghiên cứu mẫu Sự chênh lệch lượng SOC theo mô hình đo thực tế so sánh với sai số lấy mẫu phân tích để đánh giá độ xác kết mô hình Ngoài ra, đại lượng số mức độ phù hợp kết ước lượng kết đo đạc, tương quan giá trị ước lượng đo đạc thực tế, đại lượng sai số bình phương trung bình sử dụng để đánh giá kết ước lượng, khả áp dụng mô hình - Phương pháp nhân tố nhạy cảm Phương pháp nhân tố nhạy cảm Li đưa năm 2004 Phương pháp cho phép xác định khoảng biến thiên kết ước lượng SOC hệ canh tác quy mô vùng Cụ thể, mô hình DNDC chạy lần cho đơn vị sở lựa chọn tính toán với giá trị lớn nhỏ yếu tố tính chất đất nhạy cảm đến lượng SOC ước lượng mô hình Li xác định yếu tố tính chất đất gồm SOC đầu vào hay đầu vào, hàm lượng sét, pH, dung trọng Hai kết mô tạo khoảng giá trị đủ lớn để bao hàm giá trị thực cho đơn vị lựa chọn tính toán với xác suất cao 2.3.3 Nhóm phương pháp liên quan đến điều tra bổ sung liệu gồm phương pháp điều tra thực địa; phương pháp vấn; phương pháp phân tích đất 2.3.4 Nhóm phương pháp khác 2.3.4.1 Phương pháp viễn thám hệ thống thông tin địa lý để xác định biến động sử dụng đất nông nghiệp vùng 2.3.4.2 Phương pháp pháp xây dựng kịch phương thức canh tác Để xác định chuỗi số liệu từ năm 2014 đên 2020, luận án lựa chọn năm có lượng mưa nhỏ lớn trạm khí tượng Đông Hà, tỉnh Quảng Trị chuỗi số liệu từ năm 1989 đến 2013 Đây năm có điều kiện khí hậu cực đoan Lượng SOC HCT giai đoạn 2014 - 2020 tính toán theo số liệu hậu năm cực đoan này, sau tính trung bình Các kịch phương thức canh tác xây dựng dựa sở sau: (1) Hướng dẫn kỹ thuật canh tác ngô, lúa, lạc, đậu xanh, sắn, khoai lang; (2) Kịch lượng phế phẩm trồng HCT xấp xỉ 0,71 Trong đó, đại lượng sai số bình phương trung bình xấp xỉ 0,12 Bảng Kết ước lượng đo đạc cacbon hữu đất hệ canh tác vùng nghiên cứu SOC (%) Tầng Chênh Chênh STT HCT dày (cm) Ƣớc lƣợng Đo đạc lệchb lệchc - 25 0,44a 0,35 0,07 0,09 Lạc a - 29 0,22 0,13 0,01 0,09 Lạc - khoai lang 20 0,48 0,39 0,09 0,09 Lúa - lúa - 20 0,38 0,23 0,15 0,02 Ngô - đậu a - 18 0,38 0,24 0,14 0,03 Sắn a Giá trị tính toán lại theo số độ sâu tầng dầy đất; b Chênh lệch giá trị ước lượng mô hình giá trị đo năm 2012; c Chênh lệch giá trị lần lấy mẫu đo đạc tầng dây phẫu diện năm 2012 (Sai số) Hình Tương quan giá trị cacbon hữu đất ước lượng đo đạc điểm nghiên cứu Mặc dù tồn sai khác đáng kể kết SOC ước lượng đo đạc số HCT, dựa đại lượng mức độ phù hợp mô hình phân tích trên, thấy mô hình DNDC phù hợp cho ước lượng lượng SOC HCT nông nghiệp: (1) lạc, (2) lạc – khoai lang, (3) ngô – đậu, (4) lúa – lúa, (5) sắn ĐBVB tỉnh Quảng Trị 11 3.2 Ảnh hƣởng thay đổi phƣơng thức canh tác huyện vùng đồng ven biển đến lƣợng cacbon hữu đất 3.2.1 Các phương thức canh tác HCT lạc HCT lạc – khoai lang trì phát triển chủ yếu vùng ĐBVB huyện Hải Lăng, Triệu Phong, Cam Lộ Gio Linh Nguồn C hữu bổ sung vào đất HCT lạc lạc – khoai lang huyện Hải Lăng, Triệu Phong, Gio Linh chủ yếu từ phân chuồng, nguồn C hữu bổ sung vào đất HCT lạc huyện Cam Lộ từ phụ phẩm lạc với lượng nhỏ, HCT lạc – khoai lang huyện Cam Lộ, phân chuồng bón cho khoai lang HCT lúa – lúa trì phát triển hầu hết loại đất vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị Nguồn C hữu bổ sung vào đất HCT lúa – lúa chủ yếu từ lượng phụ phẩm lúa để lại đồng ruộng, nhiên huyện có khác biệt (lớn huyện Triệu Phong, TX Quảng Trị: 20%, thấp huyện Vĩnh Linh: 15%) Sự khác biệt phương thức canh tác HTC ngô – đậu huyện vùng nghiên cứu không đáng kể, không đề cập đến phần so sánh tiếp sau Trong đó, HCT sắn, nguồn C bổ sung vào đất chủ yếu từ phụ phẩm sắn để lại đồng ruộng không lớn (huyện Hải Lăng 10%, huyện lại 5%) 3.2.2 So sánh lượng cacbon hữu hệ canh tác nông nghiệp năm 2010 huyện vùng nghiên cứu Để xem xét ảnh hưởng phương thức canh tác huyện đến lượng SOC vùng nghiên cứu, luận án lựa chọn HCT không chuyển đổi loại đất (cùng điều kiện biên đất) để đánh giá Trên đất phù sa không bồi hàng năm, lượng SOC HCT lạc năm 2010 huyện Triệu Phong giảm 4,7 tấn/ha so với năm 2000, huyện Cam Lộ giảm 7,1 tấn/ha Sự khác biệt chủ yếu phân chuồng không sử dụng cho HCT lạc huyện Cam Lộ, huyện Triệu Phong lượng phân chuồng bón cho lạc khoảng 8500 kg/ha/vụ Trên đất phù sa glây, lượng SOC HCT lúa – lúa năm 2010 huyện Hải Lăng giảm 6,7 tấn/ha, huyện Cam Lộ giảm 6,2 tấn/ha, 12 huyện Gio Linh giảm 6,1 tấn/ha, huyện Vĩnh Linh giảm tấn/ha, huyện Triệu Phong giảm 5,9 tấn/ha Tỷ lệ phụ phẩm lúa để lại HCT lúa – lúa huyện Hải Lăng, Cam Lộ Gio Linh (15% - vụ đông xuân 20% - vụ hè thu), mức suy giảm lượng SOC năm 2010 so với năm 2000 lại khác Nguyên nhân lượng phân đạm bón cho lúa huyện Hải Lăng thấp huyện Cam Lộ, huyện Cam Lộ thấp huyện Gio Linh Với lượng phân đạm bón nhiều làm cho lúa phát triển tốt hơn, dẫn đến dịch rễ tiết nhiều vào đất Cụ thể dịch rễ tiết HCT lúa – lúa huyện Hải Lăng giai đoạn 2000 – 2010 16,9 tấn/ha, huyện Cam Lộ 17,3 tấn/ha, huyện Gio Linh 17,4 tấn/ha; lượng khí CO2 CH4 phát thải từ HCT lúa – lúa huyện Hải Lăng giai đoạn 2000 - 2010 50,1 tấn/ha, huyện Cam Lộ Gio Linh khoảng 49 tấn/ha Trên đất phù sa cổ, lượng SOC HCT sắn năm 2010 huyện khác biệt nhiều, khoảng 0,1 tấn/ha Mặc dù tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng sau thu hoạch huyện Hải Lăng lớn gấp lần huyện Cam Lộ, Triệu Phong, toàn thân, gốc phần lớn rễ sắn đưa khỏi đồng ruộng sau thu hoạch, phần bị tỉa trước thu hoạch Do lượng phụ phẩm để lại dựa vào phần để lại động ruộng không nhiều Như vậy, khác biệt phương thức canh tác sắn huyện vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị ảnh hưởng không đáng kể đến lượng SOC HCT sắn 3.3 Ảnh hƣởng biến động sử dụng đất nông nghiệp đến lƣợng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị 3.3.1 Ảnh hưởng thay đổi trồng hàng năm theo không gian đến lượng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp năm 2000 Lượng SOC bề mặt (0 - 30 cm) từ 10 đến 20 tấn/ha phân bố tập trung HCT lạc, lạc – khoai lang, lúa – lúa đất cát biển, rải rác HCT lúa - lúa, lạc, lạc khoai lang đất phù sa cổ Tổng diện tích HCT nông nghiệp có lượng SOC 10 – 20 tấn/ha 10.495,3 Lượng SOC từ 20 đến 30 tấn/ha phân bố tập trung HCT lúa – lúa đất đỏ vàng biến đổi trồng lúa, HCT lúa – lúa, ngô – đậu đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng, đất phù sa không bồi Diện tích hệ canh tác có lượng SOC 20 – 30 tấn/ha 11.096 13 Lượng SOC 30 – 40 tấn/ha 40 - 50 tấn/ha tập trung chủ yếu HCT lúa – lúa đất phù sa glây ( Hình 2) Diện tích HCT có lượng SOC 40 – 50 tấn/ha 7.057,5 Ngoài HCT nêu trên, vùng đất chưa sử dụng có lượng SOC khoảng - 10 tấn/ha tập trung vùng đất chưa sử dụng (đất cồn cát ven biển), rải rác số đơn vị có lượng SOC 10 – 20 tấn/ha đất cát biển Hình Lượng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị năm 2000 Năm 2000, lượng SOC trung bình 1.639,3 trồng lạc 18,7 ± tấn/ha, 2.082,7 trồng lạc – khoai lang 16,4 ± tấn/ha, 31.170,2 trồng lúa – lúa 27 ± 8,9 tấn/ha, 3.216,7 trồng ngô – đậu 22,3 ± 3,9 tấn/ha, 549 trồng sắn 21,2 ± 5,1 tấn/ha 14 3.3.2 Ảnh thay đổi trồng hàng năm theo không gian đến lượng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp năm 2010 Diện tích đất canh tác nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị năm 2010 có lượng SOC bề mặt – 10 tấn/ha 793,2 tập trung chủ yếu HCT lạc, lạc – khoai lang, lúa – lúa đất cồn cát trắng (Hình 3) Các HCT chuyển đổi từ diện tích đất chưa sử dụng Lượng SOC từ 10 – 20 tấn/ha tập trung chủ yếu HCT lúa – lúa, ngô – đậu đất phù sa bồi hàng năm, HCT lúa – lúa đất mặn, phân bố dọc theo vùng hạ lưu sông Thạch Hãn, Bến Hải Lượng SOC từ 20 – 30 tấn/ha chiếm diện tích lớn nhất, tập trung chủ yếu HCT lúa – lúa đất phù sa glây, đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng, đất phù sa không bồi Lượng SOC từ 30 – 40 tấn/ha chủ yếu HCT lúa – lúa đất phù sa glây, đất lầy Hình Lượng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị năm 2010 15 Năm 2010, lượng SOC trung bình 1.339,1 trồng lạc 16,2 ± 5,2 tấn/ha, 1.498,3 trồng lạc – khoai lang 15,6 ± tấn/ha, 27.830,3 trồng lúa – lúa 22 ± 6,8 tấn/ha, 1.659,5 trồng ngô – đậu 16,1 ± 2,7 tấn/ha, 574,1 trồng sắn 17,5 ± 4,2 tấn/ha Tổng khối lượng SOC bề mặt HCT nông nghiệp loại đất khác vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị 820.109,6 tấn, gồm 18.112,8 HCT lạc, 21.940,5 HCT lạc – khoai lang, 744.592,2 HCT lúa – lúa, 25.285,7 HCT ngô – đậu, 10.178,4 HCT sắn Trên loại đất (trừ đất cát biển), lượng SOC trung bình năm 2010 HCT có xu sau: lượng SOC lớn HCT lúa – lúa, sau HCT lạc – khoai lang, HCT lạc, HCT sắn nhỏ HCT ngô – đậu Trên đất cát biển lượng SOC trung bình năm 2010 HCT lạc – khoai lang lớn nhỏ HCT sắn 3.3.3 Ảnh hưởng thay đổi trồng hàng giai đoạn 2000 – 2010 đến lượng cacbon hữu đất hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị Để đánh giá biến động lượng SOC từ năm 2000 đến năm 2010 HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị, nghiên cứu giả thiết lượng SOC khu vực đất (dân cư, đất chuyên dụng), đất nuôi trồng thuỷ sản (gọi chung đất khác) năm 2010 khoanh vi đất thường bị cày xới, bị bóc lớp đất bề mặt đi, bị bê tông hoá thay vào ao hồ Hơn nữa, lượng SOC tính tầng đất bề mặt (0 – 30 cm) Ở khu vực này, đất không khả cố định C hữu vào đất Tổng khối lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị năm 2010 820.109,6 tấn, giảm 30% so với năm 2000 Sự suy giảm hệ chuyển đổi trì sử dụng đất nông nghiệp vùng từ năm 2000 đến năm 2010 làm thay đổi khối lượng SOC HCT Hầu hết khối lượng SOC HCT có xu hướng giảm (Hình 5) Hình cho thấy 6.662,2 đất nông nghiệp chuyển đổi thành đất khác làm giảm 165.474,9 SOC Bên cạnh đó, theo phương thức canh tác biến động 2.302,6 đất nông nghiệp làm giảm 8.319,8 SOC Việc trì 28.777,9 đất trồng lúa, lạc, ngô – đậu, sắn làm giảm 148.086,7 SOC, việc trì 1.102,3 đất trồng lạc – khoai lang làm tăng 1.052,9 SOC (Hình 7) 16 Hình Tổng khối lượng cacbon hữu đất hệ canh tác vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị năm 2000 2010 Hình Mối quan hệ biến động diện tích sử dụng đất nông nghiệp biến động khối lượng cacbon hữu đất vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị Tuy nhiên, xu hướng tăng, giảm SOC năm 2010 so với năm 2000 HCT không chuyển đổi loại đất khác khác nhau; xu hướng tăng giảm cán cân tổng lượng C hữu bổ sung vào đất (gồm phụ phẩm: thân lá, rế, gốc, tiết dịch rễ) từ đất (gồm: CO2, rửa trôi theo tầng đất, CH4) giai đoạn 2000 – 17 2010 (gọi giá trị cân C) HCT sau chuyển đổi có khác biệt a.Hệ canh tác không chuyển đổi Hầu hết, lượng SOC năm 2010 HCT có xu hướng giảm so với năm 2000 mức độ suy giảm tăng HCT đất có hàm lượng SOC đầu vào cao, nghĩa mức suy giảm tăng dần lượng SOC đầu vào tăng dần Nguyên nhân đất có hàm lượng SOC đầu vào cao, nguồn chất hữu sẵn có đất cho vi sinh vật nhiều, đo vi sinh vật tham gia phân giải chất hữu có sẵn có đất chiếm ưu thế, trình khoáng hoá mạnh Trong khí đất có hàm lượng SOC đầu vào thấp, nguồn chất hữu sẵn có đất cho vi sinh vật ít, vi sinh vật tham gia vào trình phân huỷ chất hữu bổ sung vào đất chiếm ưu thế, trình phân huỷ chất hữu bổ sung vào đất mạnh Hình Mức độ suy giảm cacbon hữu đất hệ canh tác không chuyển vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị Trên loại đất HCT sắn không chuyển đổi mức độ suy giảm lượng SOC năm 2010 so vơi năm 2000 lớn nhất, tiếp đến HCT ngô – đậu, HCT lạc, lạc – khoai lang, nhỏ HCT lúa – lúa Ở HCT nông nghiệp không chuyển đổi vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị, tốc độ suy giảm SOC HCT khác loại đất khác Trên đất cát biển, tốc độ suy giảm SOC HCT lạc 0,15 – 0,29 tấn/ha/năm, HCT lúa – lúa 0,02 – 0,30 tấn/ha/năm, 18 HCT sắn 0,58 tấn/ha/năm, HCT lạc – khoai lang, lượng SOC tăng khoảng 0,21 tấn/ha/năm Trên đất mặn, tốc độ suy giảm SOC ỏ HCT lúa – lúa 0,16 – 0,22 tấn/ha/năm Trên đất phù sa bồi hàng năm, tốc độ suy giảm SOC HCT lạc 0,01 – 0,43 tấn/ha/năm, HCT lúa – lúa 0,01 – 0,16 tấn/ha/năm, HCT ngô – đậu 0,31 – 0,44 tấn/ha/năm, HCT sắn 0,34 – 0,47 tấn/ha/năm Trên đất phù sa không bồi hàng năm, tốc độ suy giảm SOC HCT lúa – lúa, lạc, ngô – đậu, sắn 0,40; 0,59; 0,73 0,77 tấn/ha/năm Trên đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng, tốc độ suy giảm SOC HCT lúa – lúa, lạc – khoai lang, lạc, ngô – đậu, 0,33; 0,52; 0,65 0,69 tấn/ha/năm Trên đất phù sa cổ, giá trị HCT lúa – lúa, lạc – khoai lang, lạc, ngô – đậu, sắn 0,16; 0,22; 0,42; 0,41 0,46 tấn/ha/năm Trên đất phù sa glây, tốc độ suy giảm SOC HCT lúa – lúa 0,54 – 0,86 tấn/ha/năm b Hệ canh tác chuyển đổi Tương tự HCT không chuyển đổi, mức suy giảm lượng SOC năm 2010 so với năm 2000 HCT chuyển đổi loại đất khác có xu hướng tăng hàm lượng SOC đầu vào tăng Nhìn chung, HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng lạc – khoai lang lạc, lượng SOC tăng sau chuyển đổi sau chuyển đổi giá trị cân C lớn - lần (lạc) lần (lạc – khoai lang) so với giá trị HCT lúa - lúa không chuyển đổi loại đất Kết cho thấy lượng SOC năm 2010 HCT lúa – lúa chuyển đổi thành lạc lạc – khoai lang lớn lượng SOC năm 2010 HCT lúa – lúa không chuyển đổi Nguyên nhân sau chuyển đổi thành HCT lạc lạc – khoai lang lượng C bổ sung vào đất tăng (chủ yếu từ phân chuồng), bên cạnh đất vùng ĐBVB trồng lạc, khoai lang thường có thành phần giới nhẹ, điều kiện nhiệt ẩm khu vực thuận lợi làm cho trình phân giải SOM nhanh Ngược lại, HCT chuyển đổi từ trồng lạc – khoai lang lạc thành trồng lúa, lượng SOC giảm sau chuyển đổi lượng C bô sung giảm (không nguồn phân chuồng bổ sung, chủ yếu từ phụ phẩm lúa), đất khu vực thường có thành phần giới nhẹ, điều kiện nhiệt ẩm thuận lợi làm cho trình khoáng hoá SOM nhanh Như vậy, lượng SOC năm 2010 HCT lạc lạc – khoai lang chuyển đổi thành lúa – lúa nhỏ lượng SOC năm 2010 HCT lạc lạc – khoai lang không chuyển đổi Tuy 19 nhiên, HCT lạc, lạc – khoai lang chuyển đổi thành lúa – lúa vùng ĐBVB huyện Cam Lộ, lượng SOC HCT sau chuyển đổi có xu hướng tăng khoảng 0,1 – 0,2 tấn/ha/năm, ngược lại, phân chuồng không sử dụng trồng lạc Ở HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng ngô – đậu sắn, lượng SOC giảm sau chuyển đổi ngược lại, đồng nghĩa với lượng SOC năm 2010 HCT lúa – lúa chuyển đổi thành ngô – đậu nhỏ lượng SOC năm 2010 HCT lúa – lúa không chuyển đổi ngược lại Lý sau chuyển đổi từ HCT lúa – lúa thành ngô – đậu sắn, lượng C bổ sung vào đất giảm lần (ở HCT lúa – lúa lượng phụ phẩm để lại đồng ruộng 15-20%, HCT ngô – đậu sắn, giá trị 5-10%), thành phần giới đất nhẹ, nhiệt ẩm thuận lợi làm cho trình khoáng hoá SOM nhanh Mức độ giảm HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng ngô – đậu giảm nhanh hơn, chậm ở đơn vị chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng sắn Cụ thể, HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng ngô – đậu, giá trị cân C từ 0,2 tấn/ha/năm đến -0,9 tấn/ha/năm sau chuyển đổi Ở hệ HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng sắn, sau chuyển đổi giá trị cân C từ -0,4 tấn/ha/năm đến -0,7 tấn/ha/năm 3.4 Đánh giá thay đổi lƣợng cacbon hữu đất theo kịch đề xuất số giải pháp 3.4.1 Các kịch áp dụng - Nhiệt độ lượng mưa ngày Trên sở chuối số liệu lượng mưa nhiệt độ ngày từ năm 1989 đến năm 2013 trạm khí tượng Đông Hà, tỉnh Quảng Trị, luận án lựa chọn năm 1997 năm có lượng mưa thấp nhất, năm 2011 năm có lượng mưa cao chuối số liệu làm kịch nhiệt độ lượng mưa từ năm 2014 đến năm 2020 - Các kịch phương thức canh tác Để có kịch phương thức canh tác thực tế việc khuyến khích người dân thay đổi hoạt động cày bừa, làm đất theo hướng không cày bừa cày bừa theo biện pháp Milne đưa khó khả thi tập quán canh tác người dân địa phương Do vậy, kịch tập trung vào thay đổi lượng phân bón, cấu phân bón lượng phụ phẩm để lại đồng ruộng Đây nhân tố có ảnh hưởng quan trọng đến lượng SOC HCT nông nghiệp 20 Kết luận án xây dựng kịch phương thức canh tác sau: (1) Kịch 1: Bón phân đạm phân chuồng theo hướng dẫn kỹ thuật Ở HCT vùng nghiên cứu, thông số lượng phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng sau thu hoạch, số lần độ sâu cày bừa giống thực tế áp dụng địa bàn nghiên cứu, thông số lượng phân đạm phân chuồng theo hướng dẫn kỹ thuật (Lượng phân đạm phân chuồng bón cao so với thực tế) (2) Kịch 2: Nâng cao tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng lên 50% Ở HCT vùng nghiên cứu, thông số số lần độ sâu cày bừa, lượng phân đạm phân chuồng giống thực tế áp dụng, tỷ lệ phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng 50% (3) Kịch 3: Bón phân đạm theo hướng dẫn kỹ thuật, không bón phân chuồng Ở HCT vùng nghiên cứu, thông số số lần độ sâu cày bừa, lượng phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng sau thu hoạch giống thực tế áp dụng địa bàn nghiên cứu, lượng phân bón theo hướng dẫn kỹ thuật không bón phân chuồng Ngoài ra, luận án quan niệm phương thức canh tác (thực trạng sử dụng phân bón, lượng phụ phẩm để lại đồng ruộng thực tế) HCT vùng nghiên cứu kịch (kịch đối chứng) 3.4.2 Kết ước lượng cacbon hữu đất theo kịch đề xuất số giải pháp nâng cao lượng cacbon hữu đất - Kịch (kịch đối chứng) Theo kịch tại, tổng khối lượng SOC năm 2020 HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị khoảng 739.247,8 tấn, giảm khoảng 10% so với năm 2010 (81.730,5 tấn) Lượng SOC năm 2020 suy giảm 3.128,5 đất nông nghiệp chuyển đổi thành đất khác làm giảm 64.633,4 SOC, chuyển đổi 162,4 đất nông nghiệp làm giảm 267,1 SOC, trình trì phát triển 27.874,3 HCT lúa – lúa, ngô – đậu, sắn làm giảm 18.579 SOC Hơn nữa, trình chuyển đổi 93,8 21 đất chưa sử dụng (đất cồn cát biển) thành đất trồng lạc lạc – khoai lang làm tăng 93,8 SOC, việc trì phát triển 1.749,8 đất trồng lạc lạc – khoai lang làm tăng 1.655 SOC - So sánh lượng cacbon hữu đất số thông số khác theo kịch Ngoài lượng SOC thông số xem xét, nghiên cứu xem xét thông số lượng CO2, CH4, N2O phát thải, suất trồng so sánh kịch Để thực việc nghiên cứu giả thuyết kết ước lượng lượng CO2, CH4, N2O phát thải từ HCT, suất trồng mô hình Khối lượng SOC năm 2020 HCT vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị theo kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật) (Nâng cao tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng lên 50%) có xu hướng tăng so với kịch tại, ngoại trừ HCT lạc không chuyển đổi, theo kịch 2, khối lượng SOC năm 2020 giảm mạnh so với kịch Khối lượng SOC năm 2020 kịch tăng cao kịch Theo kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật không bón phân chuồng), khối lượng SOC năm 2020 HCT có xu hướng giảm so với kịch Xu hướng thay đổi tổng lượng khí nhà kính phát thải HCT giai đoạn 2000 – 2020 theo kịch tương tự xu hướng thay đổi khối lượng SOC năm 2020 HCT Năng suất lúa, khoai lang, ngô, đậu, sắn theo kịch có xu hướng tăng so với kịch thực tế Năng suất lạc, khoai lang, ngô, đậu, sắn kịch có xu hướng tăng so với kịch Năng suất lúa kịch giảm so với kịch Theo kịch 3, suất lạc, sắn có xu hướng giảm, suất lúa, khoai lang, ngô, đậu có xu hướng tăng so với kịch - Đề xuất giải pháp nâng cao nâng cao lượng cacbon hữu đất Cở sở để đề xuất giải pháp nâng cao lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị gồm: (1) Kết kịch phân tích trên; (2) thực tế nguồn phân chuồng vùng nghiên cứu; (3) tập quán canh tác phương tiện kỹ thuật hỗ trợ Giải pháp chung: + Tuyên truyền đến người dân lợi ích việc để lại phụ phẩm nông nghiệp cho đồng ruộng sau thu hoạch dinh dưỡng 22 đất, mức độ bền vững lâu dài HCT nông nghiệp, môi trường + Xây dựng chế hỗ trợ người dân phương tiện kỹ thuật xử lý phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch trước để lại đồng ruộng, dần tiến đến xây dựng chế hỗ trợ người dân để lại phụ phẩm nông nghiệp đồng ruộng, xây dựng giải pháp nhằm nâng cao hàm lượng SOC thành giải pháp chiến lược để giảm lượng khí CO2 khí Giải pháp riêng cho hệ canh tác + Ở HCT lạc nên áp dụng kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật), nghĩa thông số lượng phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng sau thu hoạch, số lần độ sâu cày bừa giống thực tế áp dụng địa bàn nghiên cứu, thông số lượng phân đạm phân chuồng theo hướng dẫn kỹ thuật cho lạc để mang lại hiệu suất nâng cao hàm lượng SOC + Đối với HCT lạc – khoai lang, lúa – lúa, ngô – đậu, sắn nên trì phát triển theo kịch (Nâng cao tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng lên 50%) Tuy nhiên, HCT lúa – lúa, ngô – đậu, sắn cần phải phối hợp bón bổ sung phân hữu mức thích hợp KẾT LUẬN (1) Mô hình DNDC phù hợp cho ước lượng SOC HCT lạc, lạc – khoai lang, ngô – đậu, lúa – lúa, sắn vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị với số mức độ phù hợp mô hình 0,71, mức độ phù hợp tốt (giá trị tiến gần mức độ phù hợp cao) (2) Diện tích đất canh tác nông nghiệp ĐBVB tỉnh Quảng Trị năm 2000 38.657,9 ha, năm 2010 32.901,4 Lượng SOC trung bình HCT lạc năm 2000 18,7 ± 5,0 tấn/ha, năm 2010 16,2 ± 5,2 tấn/ha; HCT lạc – khoai lang 16,4 ± 5,0 tấn/ha, 15,6 ± tấn/ha; HCT lúa – lúa 27 ± 8,9 tấn/ha, 22 ± 6,8 tấn/ha; HCT ngô – đậu 22,3 ± 3,9 tấn/ha, 16,1 ± 2,7 tấn/ha; HCT sắn 21,2 ± 5,1 tấn/ha, 17,5 ± 4,2 tấn/ha (3) Trong giai đoạn 2000 – 2010, tổng khối lượng SOC HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị năm 2010 giảm 30% so với năm 2000 Hầu hết khối lượng SOC HCT có xu hướng giảm, mức độ suy giảm lượng SOC HCT có xu tăng đất có hàm lượng SOC cao 6.662,2 đất nông nghiệp chuyển 23 đổi thành đất ở, đất chuyên dụng đất nuôi trồng thuỷ sản làm giảm 165.474,9 SOC (4) Theo phương thức canh tác tại, việc trì 28.777,9 HCT lạc, lúa - lúa, ngô – đậu, sắn không chuyển đổi làm giảm 148.086,7 SOC, việc trì 1.102,3 trồng lạc – khoai lang không chuyển đổi làm tăng 1.052,9 SOC Ở HCT nông nghiệp không chuyển đổi vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị, tốc độ suy giảm SOC HCT khác loại đất khác nhau, thấp HCT lúa – lúa đất cát biển (0,01 tấn/ha/năm), cao HCT lúa – lúa đất phù sa glây (0,86 tấn/ha/năm) Sự biến động 2.302,6 đất nông nghiệp làm giảm 8.319,8 SOC Ở HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng lạc – khoai lang lạc, lượng SOC tăng sau chuyển đổi ngược lại Ở HCT chuyển đổi từ trồng lúa thành trồng ngô – đậu sắn, lượng SOC giảm sau chuyển đổi ngược lại (5) Với phương thức canh tác vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị, khác biệt lượng phân chuồng bón cho lạc nguyên nhân dẫn đến khác biệt lượng SOC năm 2010 HCT lạc loại đất, có ảnh hưởng lớn đến lượng SOC năm 2010 HCT lạc Ở HCT lúa – lúa khác biệt tỷ lệ thân để lại đồng ruộng lượng đạm bón cho lúa huyện có ảnh hưởng quan trọng đến lượng SOC năm 2010 Sự khác biệt phương thức canh tác sắn huyện vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị ảnh hưởng không đáng kể đến lượng SOC HCT sắn (6) Khối lượng SOC năm 2020 HCT vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị theo kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật) (Nâng cao tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng lên 50%) có xu hướng tăng so với kịch thực tế, khối lượng SOC năm 2020 kịch tăng cao kịch Khối lượng SOC năm 2020 HCT theo kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật không bón phân chuồng) có xu hướng giảm so với kịch thực tế Để mang lại hiệu suất nâng cao hàm lượng SOC, HCT lạc nên trì phát triển theo kịch (Bón phân theo hướng dẫn kỹ thuật), HCT lạc – khoai lang, lúa – lúa, ngô – đậu sắn nên trì phát triển theo kịch (Nâng cao tỷ lệ phụ phẩm để lại đồng ruộng lên 50%), nhiên cần phải phối hợp bón bổ sung phân hữu mức thích hợp 24 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1] Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Xuân Hải, Trần Văn Ý, 2014 Khả áp dụng mô hình DNDC (Denitrification – Decomposition) xác định lượng Cacbon hữu đất hệ sinh thái nông nghiệp đồng ven biển tỉnh Quảng Trị Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Chuyên san Khoa học Trái đất Môi trường 30 (3) 37 – 48 [2] Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Xuân Hải, Trần Văn Ý, 2015 Nghiên cứu ảnh hưởng biến động sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu đất vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Trị, lấy ví dụ huyện Hải Lăng Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Chuyên san Khoa học tự nhiên Công nghệ (31) [3] Mạc Văn Chiến, Trần Văn Ý, Nguyễn Thanh Tuấn, Lưu Thế Anh, Đinh Thị Thu Hiền, 2014 Ứng dụng công nghệ viễn thám GIS thành lập đồ thảm thực vật bước đầu ước tính khả tích tụ carbon vườn quốc gia Yok Don Tạp chí Khoa học Đo đạc Bản đồ 21 (9) 28 – 35 [4] Thanh Tuan Nguyen, Ann Verdoodt, Van Y Tran, Nele Delbecque, Thuy Chi Tran, Eric Van Ranst, 2014 Design of a GIS and multi-criteria based land evaluation procedure for sustainable land use planning at regional level Argriculture, Ecosystems & Environment 200 (1): 1-11 Nhà xuất Elsevier B.V [...]... 3.3.3 Ảnh hưởng của thay đổi cây trồng hàng trong giai đoạn 2000 – 2010 đến lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị Để đánh giá sự biến động lượng SOC từ năm 2000 đến năm 2010 ở các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị, nghiên cứu này giả thiết lượng SOC ở khu vực đất ở (dân cư, đất chuyên dụng) , đất nuôi trồng thuỷ sản (gọi chung là đất. .. áp dụng mô hình DNDC (Denitrification – Decomposition) xác định lượng Cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ sinh thái nông nghiệp đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Chuyên san các Khoa học Trái đất và Môi trường 30 (3) 37 – 48 [2] Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Xuân Hải, Trần Văn Ý, 2015 Nghiên cứu ảnh hưởng của biến động sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu cơ trong đất vùng đồng. .. trên đất phù sa glây ( Hình 2) Diện tích các HCT có lượng SOC 40 – 50 tấn/ha là 7.057,5 ha Ngoài các HCT nêu trên, vùng đất chưa sử dụng có lượng SOC khoảng 6 - 10 tấn/ha tập trung ở vùng đất chưa sử dụng (đất cồn cát ven biển) , rải rác một số đơn vị có lượng SOC 10 – 20 tấn/ha trên đất cát biển Hình 2 Lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị. .. cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị 3.3.1 Ảnh hưởng của thay đổi cây trồng hàng năm theo không gian đến lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp năm 2000 Lượng SOC bề mặt (0 - 30 cm) từ 10 đến 20 tấn/ha phân bố tập trung ở HCT lạc, lạc – khoai lang, lúa – lúa trên đất cát biển, rải rác ở HCT lúa - lúa, lạc, lạc khoai lang trên đất phù... Theo bản đồ đất tỉnh Quảng Trị tỷ lệ 1:50.000 năm 2000, vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị gồm 7 nhóm đất, 14 loại đất Nhìn chung, đất ở vùng này thường có thành phần cơ giới nhẹ, hàm lượng sét thấp thuận lợi cho quá trình phân giải xác hữu cơ trong đất làm cho các chất hữu cơ từ tàn dư sinh vật trong đất phân giải nhanh Dữ liệu đất vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị được xây dựng từ bản đồ đất tỉnh Quảng Trị tỷ lệ 1:50.000... đất trồng lúa, lạc, ngô – đậu, sắn làm giảm 148.086,7 tấn SOC, trong khi đó việc duy trì 1.102,3 ha đất trồng lạc – khoai lang đã làm tăng 1.052,9 tấn SOC (Hình 7) 16 Hình 5 Tổng khối lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị năm 2000 và 2010 Hình 6 Mối quan hệ giữa biến động diện tích sử dụng đất nông nghiệp và biến động khối lượng cacbon hữu cơ trong đất. .. theo vùng hạ lưu sông Thạch Hãn, Bến Hải Lượng SOC từ 20 – 30 tấn/ha chiếm diện tích lớn nhất, tập trung chủ yếu ở HCT lúa – lúa trên đất phù sa glây, đất phù sa có tầng loang lổ đỏ vàng, đất phù sa không được bồi Lượng SOC từ 30 – 40 tấn/ha chủ yếu ở HCT lúa – lúa trên đất phù sa glây, đất lầy Hình 3 Lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị. .. trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:50.000, năm 2005, 2010, và bản đồ lớp phủ thực vật tỷ lệ 1:50.000, năm 2000, kết hợp với thực địa, giải đoán ảnh vệ tinh chụp năm 2000 và ảnh vệ tinh Google Earth năm 2012 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả năng áp dụng mô hình DNDC xác định lƣợng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị So sánh kết quả ước lượng. .. nhưng dựa trên các đại lượng mức độ phù hợp của mô hình và phân tích ở trên, có thể thấy rằng mô hình DNDC phù hợp cho ước lượng lượng SOC ở các HCT nông nghiệp: (1) lạc, (2) lạc – khoai lang, (3) ngô – đậu, (4) lúa – lúa, (5) sắn ở ĐBVB tỉnh Quảng Trị 11 3.2 Ảnh hƣởng của thay đổi phƣơng thức canh tác giữa các huyện trong vùng đồng bằng ven biển đến lƣợng cacbon hữu cơ trong đất 3.2.1 Các phương thức... hoạt động của vi sinh vật đất cũng như quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong đất Dữ liệu khí hậu tại trạm khí tượng Đông Hà, tỉnh Quảng Trị được sử dụng để tính toán lượng SOC ở các HCT vùng nghiên cứu vì đây là trạm đại diện cho khu vực đồng bằng và vùng đồi tỉnh Quảng Trị Dữ liệu khí hậu được tổ chức dưới dạng định dạng file txt (theo ngày) theo chuỗi số liệu từ năm 2000 – 2020 2.4.2 Dữ liệu đất Theo