Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho cây trồng vùng ven biển (FULL)

MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài Việt nam là quốc gia nằm bên bờ biển Đông có bờ biển dài hơn 3000 km, dọc theo bờ biển là những vùng đồng bằng châu thổ, các vùng đồng bằng duyên hải, nơi sản xuất nông nghiệp có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của cả nước. Ngày nay, sản xuất lương thực ở Việt Nam đang và sẽ gặp nhiều rủi ro vì những tác động của hiện tượng BĐKH. Đối phó với tình hình biến đổi khí hậu là ưu tiên hàng đầu của Chính phủ do những tác động tiêu cực của nó đến sản xuất nông nghiệp và sinh kế của người dân trong thời gian gần đây, điển hình là hạn hán ở Nam Trung Bộ; xâm nhập mặn diễn ra ở hầu hết các tỉnh ven biển, đặc biệt là các tỉnh vùng ĐBSCL,... khiến hàng chục nghìn ha đất nông nghiệp thiếu nước tưới, v.v. Theo dự báo, hạn hán sẽ tiếp tục kéo dài ở vụ Hè Thu 2016, dự kiến ở các tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận sẽ có khoảng 40.000 ha đất lúa phải dừng sản xuất (Khánh Hòa 10.000 ha, Ninh Thuận 10.000 ha, Bình Thuận 20.000 ha). Trong đó, theo kết quả điều tra, chỉ riêng huyện Thuận Bắc, tỉnh Ninh Thuận, trong 2 năm (từ vụ hè thu 2014 đến nay) đã phải ngưng gieo trồng khoảng 12.500 ha lúa (Phòng Nông nghiệp Thuận Bắc, 2016). Một trong những nguyên nhân chính gây ra hạn hán, được xác định là do tác động của BĐKH gây nên các hiện tượng thời tiết cực đoan, sự thay đổi về chế độ mưa, nhiệt độ,... làm cho nhu cầu nước tăng cao trong bối cảnh thiếu hụt nguồn nước. Theo thống kê của các cơ quan chuyên môn, ở Nam trung Bộ, hiện tại dung tích trữ của các hồ chứa thủy lợi từ Đà Nẵng đến Phú Yên đạt từ 60-80% dung tích thiết kế (DTTK); các tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận chỉ đạt 30-50% DTTK (Tổng cục Thủy lợi, 2016). Những thông tin trên cho thấy, sản xuất nông nghiệp ở nước ta đang và sẽ phải đối mặt với rất nhiều khó khăn, vừa phải đảm bảo lương thực cho lượng dân số ngày càng gia tăng vừa phải đảm bảo nâng cao giá trị gia tăng trước sức ép của sự cạnh tranh trên thị trường trong điều kiện có ít đất và ít nước hơn do tác động của BĐKH. Nhận thức được các rủi ro đó, Chính phủ Việt Nam đã và đang đề ra nhiều chính sách tái cơ cấu nền kinh tế. Trong đó, Đề án Tái cơ cấu ngành nông nghiệp; Tái cơ cấu ngành thủy lợi; Nâng cao hiệu quả quản lý khai thác công trình thủy lợi hiện có, v.v. đều đặt ra mục tiêu cơ bản là nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững dựa trên cơ sở phát triển sản xuất quy mô lớn, đẩy mạnh áp dụng Khoa học công nghệ nhằm tăng năng suất, chất lượng, giảm giá thành và thích ứng với BĐKH. Chủ trương Tái cơ cấu Nông nghiệp đã tạo điểm nhấn cho nâng cao năng suất nước nông nghiệp trong bối cảnh khan hiếm nước ngày càng gia tăng, do vậy, cải thiện tính linh hoạt của nguồn cung cấp để khuyến khích đa dạng hóa cây trồng, nhằm giảm diện tích lúa và các loại cây trồng sử dụng nhiều nước; tăng diện tích các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao, tiêu thụ ít nước chính là để thực hiện chủ trương Tái cơ cấu ngành nông nghiệp trong điều kiện BĐKH. Đề tài “Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho một số cây trồng cạn ven biển” được tiến hành đáp ứng chủ trương tăng thêm nguồn cấp nước truyền thống, làm giảm áp lực lên nguồn nước tưới truyền thống, đáp ứng chủ trương tái cơ cấu ngành thuỷ lợi.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ VIỆT HÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC LỢ ĐỂ TƯỚI CHO CÂY TRỒNG VÙNG VEN BIỂN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 MỤC LỤC MỞ ĐẦU…… 1 Sự cần thiết nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận án .4 Cấu trúc luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC NHIỄM MẶN ĐỂ TƯỚI…………… 1.1 Đặc điểm nguồn nước khu vực ven biển 1.1.1 Thành phần vật chất nguồn nước ven biển 1.1.2 Phân loại nước mặn 1.1.3 Tình hình sử dụng nước nhiễm mặn để tưới giới Việt Nam 1.1.3.1 Hoa Kì 1.1.3.2 Israel 10 1.1.3.3 Tunisia 10 1.1.3.4 Ấn Độ 11 1.1.3.5 Ai Cập 12 1.1.3.6 Việt Nam 15 1.2 Cơ sở sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho trồng 16 1.2.1 Cở sở thực tiễn dùng nước nhiễm mặn để tưới cho trồng 16 1.2.2 Cơ sở khoa học dùng nước nhiễm mặn để tưới cho trồng 17 1.2.2.1 Sự hấp phụ trao đổi Cation Na + 17 Cation Na + Cl - từ nước nhiễm mặn làm tăng trình trao đổi 18 1.2.2.2 Sự hấp thụ Na + thực vật 20 1.2.2.3 Sự rửa trôi Na + Cl - 21 1.3 Ảnh hưởng muối đến thực vật 22 XI 1.3.1 Ảnh hưởng muối đến thực vật 22 1.3.1.1 Ảnh hưởng muối đến thẩm thấu 30 1.3.1.2 Ảnh hưởng muối tới phát triển thực vật 30 1.4 Ảnh hưởng muối đến tính chất đất 32 1.4.1 Ảnh hưởng NaCl đến tính chất lý học đất 33 1.4.2 Ảnh hưởng NaCl đến tính chất hóa học đất 34 1.5 Ảnh hưởng nước nhiễm mặn đến suất chất lượng sản phẩm 35 1.5.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất chất lượng sản phẩm 35 1.5.2 Ảnh hưởng kỹ thuật tưới nước nhiễm mặn đến suất trồng 36 1.6 Nhu cầu đất, nước phân bón trồng 38 1.6.1 Nhu cầu đất, nước phân bón đậu tương 38 1.6.1.1 Nhu cầu đất 38 1.6.1.2 Nhu cầu nước 39 1.6.1.3 Nhu cầu phân bón 40 1.6.2 Nhu cầu đất, nước phân bón ngô 41 1.6.2.1 Nhu cầu đất 41 1.6.2.2 Nhu cầu nước 41 1.6.2.3 Nhu cầu phân bón 43 1.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 43 CHƯƠNG 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 45 2.1.1 Vị trí địa lý 45 2.1.2 Địa hình, địa mạo 45 2.1.3 Đặc điểm đất nước khu vực nghiên cứu 45 2.1.3.1 Đặc điểm đất 45 2.1.3.2 Đặc điểm nước tưới 54 2.1.4 Đặc điểm khí hậu 55 2.1.4.1 Mưa 55 2.1.4.2 Nhiệt độ không khí 55 2.1.4.3 Số nắng 56 2.1.4.4 Độ ẩm không khí 56 2.1.4.5 Bốc 56 XI 2.1.4.6 Tốc độ gió 57 2.1.4.7 Diễn biến độ mặn cửa sông huyện Kim Sơn 57 2.1.4.8 Nước ngầm khu vực nghiên cứu khả tiêu thoát khu vực nghiên cứu 58 2.2 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng 58 2.2.1 Mục đích nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng 58 2.2.2 Cơ sở khoa học việc chọn công nghệ tưới 58 2.2.3 Bố trí ô thí nghiệm 59 2.2.4 Hệ thống tưới 61 2.2.5 Hệ thống đo độ ẩm đất 62 2.2.6 Giống thí nghiệm 62 2.2.6.1 Giống Ngô LVN 10 63 2.2.6.2 Giống Đậu Tương DT84 63 2.3 Phương pháp đo đạc, lấy mẫu phân tích 64 2.3.1 Phương pháp quan trắc tiêu sinh trưởng suất ngô 64 2.3.1.1 Các tiêu hình thái 64 2.3.1.2 Chỉ tiêu sinh trưởng phát triển 64 2.3.1.3 Chỉ tiêu yếu tố cấu thành suất 64 2.3.2 Phương pháp quan trắc tiêu sinh trưởng, suất đậu tương 64 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích đất, nước 65 2.4 Phương pháp xử lý số liệu phân tích thống kê 65 2.4.1 Tính đặc trưng thống kê mẫu ước lượng cho tổng thể 65 2.4.2 Kiểm định thống kê kết nghiên cứu 65 2.4.3 Sử dụng hàm công cụ Excel để tính toán 67 2.4.3.1 Tính đặc trưng thống kê mẫu 67 2.4.3.2 Kiểm định 67 2.4.3.3 Phân tích tương quan hồi quy 67 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 69 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 70 3.1 Mưa giai đoạn sinh trưởng ngô đậu tương 70 3.2 Lượng nước tưới ngô đậu tương qua vụ thí nghiệm 70 3.2.1 Lượng nước tưới ngô 70 XI 3.2.2 Lượng nước tưới đậu tương 71 3.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến nảy mầm ngô đậu tương 71 3.4 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến ngô 72 3.4.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến ngô vụ xuân 2012 72 3.4.1.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến sinh trưởng ngô 72 3.4.1.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất ngô 77 3.4.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến ngô vụ xuân 2013 82 3.4.2.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến sinh trưởng ngô 82 3.4.2.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất ngô 84 3.4.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến ngô vụ đông 2012 86 3.4.3.1Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến chiều cao ngô 86 3.4.3.2 Ảnh hưởng nước tưới nhiễm mặn đến suất ngô đông 201289 3.4.4 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến ngô vụ đông 2013 92 3.4.4.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm măn đến chiều cao ngô 92 3.4.4.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất ngô 94 3.5 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đậu tương 96 3.5.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đậu tương vụ xuân 2012 96 3.5.1.1 Ảnh hưởng nước tưới nhiễm mặn đến chiều cao đậu tương 96 3.5.1.2 Ảnh hưởng nước tưới nhiễm mặn đến suất đậu tương 97 3.5.1.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến NS chất khô đậu tương 99 3.5.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đậu tương vụ xuân 2013 100 3.5.2.1Ảnh hưởng nước tưới nhiễm mặn đến chiều cao đậu tương100 3.5.2.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất đậu tương102 3.5.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đậu tương vụ đông 2012 106 3.5.3.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến chiều cao 106 3.5.3.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất đậu tương108 3.5.4 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đậu tương vụ đông 2013 111 3.5.4.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến chiều cao 111 3.5.4.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến suất đậu tương 113 3.5.5 Thảo luận chung ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến sinh trưởng suất ngô đậu tương 117 3.6 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất 121 XI 3.6.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đất sau vụ thu hoạch thứ 121 3.6.1.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất lý học đất 121 3.6.1.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa học đất 122 3.6.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đất sau vụ thu hoạch thứ 124 3.6.2.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất lý học đất 124 3.6.2.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa học đất 125 3.6.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đất sau vụ thu hoạch thứ 126 3.6.3.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất lý học đất 126 3.6.3.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa học đất 127 3.6.4 Đánh giá chung tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 132 XI MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng trung bình nguyên tố vi lượng hòa tan nước Bảng 1.1 Phân loại nước mặn Bảng 1.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn (6,57 dS/m) đến sinh trưởng cà chua 24 Bảng 1.3: Ảnh hưởng nước nhiễm mặn (6,57 dS/m) phương pháp tưới nhỏ giọt đến sinh trưởng cà chua 24 Bảng 1.4 Ảnh hưởng nước nhiễm mặn (6.57 dS/m) đến hàm lượng ion cà chua 28 Bảng 1.5: Ảnh hưởng nước nhiễm (6,57 dS/m) phương pháp tưới nhỏ giọt đến hàm lượng ion cà chua 29 Bảng 1.6 Quan hệ hàm lượng Na+ Cl- 31 Bảng 1.7Ảnh hưởng độ mặn đất đến trọng lượng củ tỉ lệdầu hạt lạc 36 Bảng 1.8: Năng suất đậu tương giảm theo độ mặn đất 39 Bảng 1.9: Hệ số trồng Kc đậu tương 39 Bảng 1.10: Năng suất ngô giảm theo độ mặn đất 41 Bảng 1.11: Ảnh hưởng độ ẩm đất đến suất ngô 42 Bảng 2.1: Tính chất lý, hóa học đất khu thí nghiệm 46 Bảng 2.2: Kết phân tích mẫu nước trước bố trí thí nghiệm 54 Bảng 2.4: Nhiệt độ không khí trung bình tháng năm 56 Bảng 2.5: Số nắng theo tháng năm 56 Bảng 2.6: Độ ẩm không khí trung bình tháng năm 56 Bảng 2.7:Lượng bốc trung bình tháng năm 57 Bảng 2.8: Tốc độ gió trung bình tháng năm 57 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến chiều cao ngô vụ xuân 72 Bảng 3.3 Trọng lượng trung bình chất khô ngô vụ xuân 2012 77 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến yếu tố cấu thành suất 79 Bảng 3.5: Chiều cao trung bình ngô công thức tưới 82 Bảng 3.6: Giá trị trung bình tiêu cấu thành suất suất ngô 84 Bảng 3.7: Trọng lượng chất khô ngô vụ xuân 2013 công thức thí nghiệm 86 Bảng 3.8: Chiều cao trung bình ngô công thức thí nghiệm 87 Bảng 3.9: Giá trị trung bình tiêu cấu thành suất suất ngô 89 Bảng 3.10: Trọng lượng chất khô ngô vụ đông 2012 công thức 90 Bảng 3.11: Chiều cao trung bình ngô 2013 công thức thí nghiệm 92 Bảng 3.12: Giá trị trung bình tiêu cấu thành suấtvà suất ngô 94 Bảng 3.13: Trọng lượng chất khô ngô vụ đông 2013 công thức 95 Bảng 3.14: Ảnh hưởng độ mặn nước tưới đến chiều cao đậu tương 96 Bảng 3.15: Các yếu tố cấu thành suất đậu tương công thức thí nghiệm 97 Bảng 3.16: Các tiêu cấu thành suất suất đậu tương 98 Bảng 3.17: Năng suất chất khô đậu tương thí nghiệm 99 XI Bảng 3.18: Ảnh hưởng độ mặn nước tưới đến chiều cao đậu tương 101 Bảng 3.19: Các tiêu cấu thành suất đậu tương vụ xuân 2013 102 Bảng 3.20: Các tiêu cấu thành suất suất đậu tương vụ xuân 2013 103 Bảng 3.21: Hàm lượng trung bình suất chất khô thí nghiệm 105 Bảng 3.22: Ảnh hưởng độ mặn nước tưới đến chiều cao 106 Bảng 3.23: Các tiêu cấu thành suất đậu tương 108 Bảng 3.25 Năng suất chất khô đậu tương vụ đông 2012 111 Bảng 3.26: Ảnh hưởng độ mặn nước tưới đến chiều cao đậu tương 111 Bảng 3.27 Các tiêu cấu thành suất đậu tương 113 Bảng 3.28: Các tiêu cấu thành suất suất đậu tương 113 Bảng 3.29: Năng suất chất khô đậu tương vụ đông 2013 115 Bảng 3.30: Tổng hợp mức giảm tiêu so với đối chứng (CT1) công thức CT2 CT3 ngô đậu tương qua vụ 118 Bảng 3.31: Tổng hợp khác biệt qua kiểm định thống kê công thức đối chứng (CT1) với CT2 CT3 tiêu ngô đậu tương qua vụ thí nghiệm 120 Bảng 3.32: Tính chất lý học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ 121 Bảng 3.33:Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ 122 Bảng 3.35:Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ hai 125 Bảng 3.36: Tính chất lý học đất thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ tư 127 Bảng 3.37:Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ tư 128 XI MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình1.1 Sơ đồ phân chia ion (I) nồng độ ion (II) lớp điện kép phức hệ 18 Hình1.2 Đường kính lượng hydrat hóa Cation tỉ lệ trao đổi 19 Hình1.3 Sự hấp phụ Cation Na+ K+ 20 Hình1.4 Mô hình khái quát số trình lý sinh chủ yếu hệ thống tưới 23 Hình 1.5 Sự thay đổi EC (độ dẫn điện) đất mức tưới 33 Hình 1.6: Quang hệ thiếu hụt nước tương đối (1-ETa/ETm) giảm suất tương đối (1-Ya/Ym) đậu tương 39 Hình 1.7: Quan hệ thiếu hụt bốc nước (1-ETa/ETm) giảm suất (1Ya/Ym) tương đối ngô 42 Hình 2.1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Ninh Bình 45 Hình 2.1a: Mô hình tập trung muối kỹ thuật tưới khác 59 Hình 2.2: Sơ đồ bố thí nghiệm đồng ruộng ngô đậu tương 60 Hình 2.3: Mặt cắt ngang luống thí nghiệm ngô 61 Hình 2.3a Sơ đồ hệ thống tưới nhỏ giọt khu thí nghiệm 61 Hình 2.4 Hình ảnh thiết bị Tensiometer đặt luống ngô thí nghiệm 62 Hình 2.5: Pha muối kiểm tra nồng độ muối công thức tưới 62 Hình 3.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến chiều cao ngô xuân 2012 73 Hình 3.5.Quan hệ độ dẫn điện nước tưới tổng số ngô xuân 2012 75 Hình 3.6 Quan hệ độ dẫn điện nước tưới số diện tích ngô 2012 75 Hình 3.7 Quan hệ độ dẫn điện nước tưới thời gian sinh trưởng ngô 76 Hình 3.8 Quan hệ độ dẫn điện nước tưới trọng lượng chất khô 78 Hình 3.9 Quan hệ độ dẫn điện nước tưới suất ngô vụ xuân 80 Hình 3.10: Quan hệ độ mặn nước tưới chiều cao ngô giai đoạn trổ cờ 84 Hình 3.11: Năng suất hạt khô ngô vụ xuân 2013 công thức CT1 CT3 85 Hình 3.12: Quy luật giảm biểu đồ giảm chiều cao thân ngô vụ đông năm 2012 88 Hình 3.12: Năng suất hạt khô (kg/cây) ngô vụ đông 2012 CT1 CT3 90 Hình 3.13: Quy luật giảm dần chiều cao ngô giai đoạn trổ cờ vụ đông năm 2013 93 Hình 3.14: Năng suất hạt khô (kg/cây) ngô vụ đông 2013 CT1 CT3 95 Hình 3.15: Năng suất chất khô (kg/cây) đậu tương vụ xuân 2012 100 Hình 3.16: Quy luật hóa xu giảm chiều cao đâu tương vụ xuân 2013 102 Hình 3.17: Năng suất hạt khô (kg.cây) đậu tương vụ xuân 2013 105 Hình 3.18: Năng suất chất khô (kg/cây) đậu tương vụ xuân 2013 106 Hình 3.19: Quy luật giảm giảm chiều cao thân đậu tương vụ đông năm 2012 108 Hình 3.20: Năng suất hạt khô (kg/cây) đậu tương vụ đông 2012 110 Hình 3.21: Quy luật giảm biểu đồ giảm chiều cao thân đậu tương năm 2013 113 Hình 3.22: Năng suất hạt khô (kg/cây) đậu tương vụ đông 2013 115 Hình 3.23: Năng suất chất khô (kg/cây) đậu tương vụ đông 2013 116 XI MỞ ĐẦU Sự cần thiết nghiên cứu đề tài Việt nam quốc gia nằm bên bờ biển Đông có bờ biển dài 3000 km, dọc theo bờ biển vùng đồng châu thổ, vùng đồng duyên hải, nơi sản xuất nông nghiệp có vai trò quan trọng kinh tế nước Ngày nay, sản xuất lương thực Việt Nam gặp nhiều rủi ro tác động tượng BĐKH Đối phó với tình hình biến đổi khí hậu ưu tiên hàng đầu Chính phủ tác động tiêu cực đến sản xuất nông nghiệp sinh kế người dân thời gian gần đây, điển hình hạn hán Nam Trung Bộ; xâm nhập mặn diễn hầu hết tỉnh ven biển, đặc biệt tỉnh vùng ĐBSCL, khiến hàng chục nghìn đất nông nghiệp thiếu nước tưới, v.v Theo dự báo, hạn hán tiếp tục kéo dài vụ Hè Thu 2016, dự kiến tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận có khoảng 40.000 đất lúa phải dừng sản xuất (Khánh Hòa 10.000 ha, Ninh Thuận 10.000 ha, Bình Thuận 20.000 ha) Trong đó, theo kết điều tra, riêng huyện Thuận Bắc, tỉnh Ninh Thuận, năm (từ vụ hè thu 2014 đến nay) phải ngưng gieo trồng khoảng 12.500 lúa (Phòng Nông nghiệp Thuận Bắc, 2016) Một nguyên nhân gây hạn hán, xác định tác động BĐKH gây nên tượng thời tiết cực đoan, thay đổi chế độ mưa, nhiệt độ, làm cho nhu cầu nước tăng cao bối cảnh thiếu hụt nguồn nước Theo thống kê quan chuyên môn, Nam trung Bộ, dung tích trữ hồ chứa thủy lợi từ Đà Nẵng đến Phú Yên đạt từ 60-80% dung tích thiết kế (DTTK); tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận đạt 30-50% DTTK (Tổng cục Thủy lợi, 2016) Những thông tin cho thấy, sản xuất nông nghiệp nước ta phải đối mặt với nhiều khó khăn, vừa phải đảm bảo lương thực cho lượng dân số ngày gia tăng vừa phải đảm bảo nâng cao giá trị gia tăng trước sức ép cạnh tranh thị trường điều kiện có đất nước tác động BĐKH Nhận thức rủi ro đó, Chính phủ Việt Nam đề nhiều sách tái cấu kinh tế Trong đó, Đề án Tái cấu ngành nông nghiệp; Tái cấu ngành thủy lợi; Nâng cao hiệu quản lý khai thác công trình thủy lợi có, v.v đặt mục tiêu nâng cao giá trị gia tăng phát triển bền vững dựa sở phát triển Bảng 3.34: Tính chất lý học đất thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ hai Chỉ tiêu TT Đơn vị Phương pháp Kết thí nghiệm CT1 CT2 CT3 Đánh giá TP giới nhẹ Thành phần hạt sét % Tỷ trọng kế 18.7 19.6 17.9 Thành phần hạt bụi % Tỷ trọng kế 32.9 32.2 31.8 Thành phần cát % Tỷ trọng kế 48.4 48.2 50.3 Độ ẩm tuyệt đối % Khối lượng 31,23 30,99 28,31 Độ ẩm tương đối % Khối lượng 23,79 23,66 22,06 Dung trọng g/cm3 Ống trụ 1,26 1,27 1,27 Tỷ trọng Picnomet 2,31 2,38 2,42 Độ xốp 53,86 53,35 53,51 % 3.6.2.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa học đất Tính chất hóa học đất công thức nghiên cứu sau vụ thu hoạch thứ trình bày bảng 3.35 Từ rút nhận xét quan trọng sau: - Các tiêu tính chất hóa học đất như: độ pH, chất hữu cơ, hàm lượng mùn, độ chua trao đổi độ chua thủy phân khác biệt rõ rệt công thức thí nghiệm Bảng 3.35:Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ hai Kết thí nghiệm TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp pH meter CT CT CT 7,5 7,4 7,4 1,2 2,4 2,8 PH EC Ms/cm Chất hữu (OC) % Walkey Black 1.72 1.69 1.67 Mùn (OM) % Walkey Black 1.29 1.24 1.2 Độ chua trao đổi mgđl/100gđất Đaicuhara 2.4 2.2 2.1 Độ chua thủy phân mgđl/100gđất Kappen 3.08 3.01 3.1 N tổng số % Kendald 0.21 0.195 0.19 K tổng số % 1.02 1.08 1.12 P tổng số % 0.01 0.02 0.01 10 Dung tích trao đổi CEC mgđl/100gđất 5.45 8.45 8.87 11 Na trao đổi mgđl/100gđất Quang kế lửa 0,5 0,65 0,67 12 K trao đổi mgđl/100gđất Quang kế lửa 0,5 0,4 0,4 13 Ca trao đổi mgđl/100gđất EDTA 4.15 4.2 4.3 14 Mg trao đổi mgđl/100gđất EDTA 3.0 3.2 3.5 15 Tổng muối tan % Khối lượng 0,8 1.25 1.28 16 Tổng Cl- % Bạc nitorat 0.15 0.17 0.19 17 Tổng sulfat % BaCl2 0.09 0.1 0.09 18 Tỷ lệ hấp thụ Na(SAR) SAR 0.26 0.33 0.34 Oniani 125 - Tương tự trên, cation trao đổi K +, Ca2+ Ma2+ hàm lượng anion Cl -, tổng lượng sulfat đất khác biệt rõ rệt công thức thí nghiệm - Hàm lượng Na+ trao đổi, tổng lượng muối tan, tỉ lệ hấp thụ Na độ dẫn điện đất tăng độ mặn nước tưới tăng Nói cách khác, tưới nước nhiễm mặn làm tăng tiêu đất Tuy nhiên, mức độ gia tăng số tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ mức độ thấp Nguyên nhân làm gia tăng tiêu nêu dẽ giải thích lượng NaCl có nước tưới gây nên Tóm lại, tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ không làm thay đổi đáng kể tính chất hóa học đất Tưới nước nhiễm mặn với nồng độ làm tăng làm lượng Na+ trao đổi, tổng số muối tan, độ dẫn điện số SAR đất Độ mặn nước tưới tăng số đất công thức thí nghiệm lớn Tuy nhiên Mức độ gia tăng số đất có tưới nước nhiễm mặn so với đất công thức đối chứng mức độ thấp Vấn đề kiểm định thống kê trình bày phần sau 3.6.3 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến đất sau vụ thu hoạch thứ 3.6.3.1 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất lý học đất Tính chất lý học đất công thức thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ trình bày bảng 3.36 Từ rút nhận xét: - Các tính chất lý học đất công thức thí nghiệm (CT1, CT2 CT3) tưới nước nhiễm mặn 1‰, 2‰ 3‰ khác biệt đáng kể Kết tương tự kết phân tích đất công thức sau vụ thu hoạch lần - Đáng ý tính thấm (Kt) đất giảm rõ rệt độ mặn nước tưới tăng Tính thấm đất giảm từ 15, đến 12 11 mm/ngày tương ứng với độ mặn nước tưới tăng từ 1‰ đến 2‰ 3‰ Nguyên nhân tượng ảnh hưởng ion Na+ nước tưới nhiễm mặn Ion Na+ có mức độ hydrat hóa mạnh, liên kết với phân tử nước hạn chế tính thấm nước đất 126 Như khẳng định, tưới nước nhiễm mặn không làm thay đổi đáng kể tính chất lý học đất, ngoại trừ tính thấm nước đất Khi nồng độ mặn nước tưới tăng làm giảm tính thấm nước đất mà nguyên nhân giải thích mức độ hydrat hóa cao ion Na+ Bảng 3.36: Tính chất lý học đất thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ tư TT Chỉ tiêu Kết thí nghiệm Phương Đơn vị pháp CT CT CT Thành phần hạt sét % Tỷ trọng kế 20,5 20,1 20,1 Thành phần hạt bụi % Tỷ trọng kế 25,5 28,8 29,8 Thành phần cát % Tỷ trọng kế 54,0 51,1 50,1 Độ ẩm tuyệt đối % Khối lượng 35,51 37,92 34,75 Độ ẩm tương đối % Khối lượng 29,5 30,6 28,7 Dung trọng g/cm3 Ống trụ 1,21 1,22 1,25 Tỷ trọng Picnomet 2,3 2,3 2,32 Độ xốp 53,2 53,22 54,0 % Đánh giá TP giới nhẹ 3.6.3.2 Ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất hóa học đất Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ trình bày bảng 3.37 Từ rút nhận xét: - Tương tự kết phân tích đất sau vụ thu hoạch thứ 2, tưới nước nhiễm mặn nồng độ 2‰ 3‰ không làm thay đổi đáng kể tính chất hóa học đất như: hàm lượng chất hữu cơ, mùn, NPK K tổng số, độ chua trao đổi độ chua thủy phân - Các cation Ca2+ Mg2+ trao đổi có xu hướng tăng nồng độ mặn nước tưới tăng, song mức độ gia tăng thấp Mặt khác gia tăng Ca 2+ Mg2+ trao đổi giải thích tác động Na+ Cl- Bởi vì, theo quy luật hấp phụ cation, dung dịch đất nhiều Na+ hấp phụ trao đổi Na+ tăng, hạn chế hấp phụ trao đổi Ca2+, Mg2+ 127 Bảng 3.37:Tính chất hóa học đất công thức thí nghiệm sau vụ thứ tư Kết thí nghiệm TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp pH meter CT CT CT 7,1 7,5 7,5 1,1 1,9 2,8 PH EC Ms/cm Chất hữu (OC) % Walkey Black 1,78 1,76 1,71 Mùn (OM) % Walkey Black 1,22 1,28 1,30 Độ chua trao đổi mgđl/100gđất Đaicuhara 2,8 2,8 2,6 Độ chua thủy phân mgđl/100gđất Kappen 3,1 3,1 3,1 N tổng số % Kendald 0,25 0,21 0,21 K tổng số % 1,01 1,06 1,06 P tổng số % 0,02 0,02 0,03 10 Dung tích trao đổi CEC mgđl/100gđất 7.6 8.31 11 Na trao đổi mgđl/100gđất Quang kế lửa 0.55 0.7 0.8 12 K trao đổi mgđl/100gđất Quang kế lửa 0.45 0.4 0.41 13 Ca trao đổi mgđl/100gđất EDTA 4,1 4,2 4,4 14 Mg trao đổi mgđl/100gđất EDTA 2,5 2,7 2,7 15 Tổng muối tan % Khối lượng 0,8 1,1 1,22 16 Tổng Cl- % Bạc nitorat 0,1 0,2 0,25 17 Tổng sulfat % BaCl2 0,09 0,09 0,17 18 Tỷ lệ hấp thụ Na(SAR) SAR 0.3 0.38 0.42 Oniani - Đáng ý có gia tăng độ pH, hàm lượng Na+ trao đổi, hàm lượng Cl -, tổng số muối tan, số SAR đặc biệt độ dẫn điện đất Độ dẫn điện đất tăng từ 1,1 (ở CT1) lên 1,9 (ở CT2) 2,8 Ms/cm (ở CT3) Nguyên nhân gia tăng pH, Na + trao đổi số SAR lượng Na+ cao nước tưới nhiễm mặn Sự gia tăng mạnh EC giải thích muối NaCl có nhiều nước tưới Tóm lại, tương tự kết phân tích đất công thức thí nghiệm sau vụ thu hoạch thứ 2, kết phân tích đất sau vụ thứ có nhiều khác biệt, rút nhận xét quan trọng sau: (i) Tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ không làm thay đổi đáng kể đến tính chất lý học đất Tuy nhiên tưới nước nhiễm mặn với nồng độ có ảnh hưởng nhiều đến tính chất vật lý nước đất hạn chế độ thấm nước đất, song mức độ ảnh hưởng thấp 128 (ii) Tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ không ảnh hưởng rõ rệt đến nhiều tính chất hóa học đất, ngoại trừ tính chất có liên quan mật thiết đến lượng Na+ Cl- Đó tiêu pH, Na+ trao đổi, tổng lượng muối tan số SAR gia tăng độ mặn nước tưới tăng Tuy nhiên, mức độ gia tăng mức thấp Đáng ý tưới nước nhiễm mặn làm tăng mạnh độ dẫn điện đất Trên kết nghiên cứu ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất sau vụ thu hoạch (thứ 1, 4) Sau kiểm định thống kê đánh giá chung phần sau 3.6.4 Đánh giá chung tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất Qua ba đợt lấy mẫu đất phân tích đất (sau vụ thứ 1, 4) điều kiện trồng ngô có tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ đến đánh giá chung sau đây: - Mặc dù có khác biệt nhiều độ lớn tiêu tính chất đất đợt lấy mẫu phân tích song khác biệt đáng kể đánh giá ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất qua vụ thí nghiệm - Tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ không ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất lý học đất Đối với tính chất vật lý nước đất độ ẩm tuyệt đối độ ẩm tương đối, tưới nước nhiễm mặn làm suy giảm tiêu Tuy nhiên, mức độ suy giảm thấp, khó rút kết luận chung - Tưới nước nhiễm mặn không làm thay đổi rõ rệt đến tính chất hóa học đất, ngoại trừ số tiêu có liên quan trực tiếp đến tác động NaCl, đáng ý lượng Na+ trao đổi, số SAR, độ dẫn điện, tổng số muối tan hàm lượng Cl - Khi độ mặn nước tưới tăng số gia tăng Tuy nhiên, phương pháp kiểm định thống kê (t-Test) từ số liệu ba đợt phân tích đất cho kết sau (xem phần phụ lục) - Tưới nước nhiễm mặn đưa ion Na+, ion có tính kiềm mạnh, làm giảm độ chua tăng tính kiềm đất Các giá trị độ pH đất biểu xu hướng Tuy nhiên, phương pháp kiểm định thống kê không phát khác biệt công thức độ pH 129 - Có khác biệt độ dẫn điện công thức thí nghiệm với p>0,001 so với đối chứng (CT1; EC = 1,1 Ms/cm) ảnh hưởng tưới nước nhiễm mặn 2‰ 3‰ đến độ dẫn điện đất sau: + Tưới nước nhiễm mặn 2‰ làm tăng độ dẫn điện đất từ 1,2 lên 2,0 Ms/cm (với P>0,05) + Tưới nước nhiễm mặn 3‰ làm tăng độ dẫn điện đất từ 1,2 lên 2,8 Ms/cm (với P>0,001) + Tưới nước nhiễm mặn 3‰ so với tưới nước nhiễm mặn 2‰ làm tăng độ dẫn điện đất từ 2,0 lên 2,8 Ms/cm (với P>0,05) - Nguyên nhân độ dẫn điện tăng tưới nước nhiễm mặn tác động muối NaCl - Tưới nước nhiễm mặn không làm thay đổi rõ rệt đến hàm lượng Na + trao đổi công thức thí nghiệm Nói cách khác, khác biệt tiêu với P0,05 Không có khác biệt Na+ trao đổi CT2 CT3 với P < 0,05 CT2 CT3 với P < 0,05 Như vậy, kiểm nghiệm thống kê từ số liệu đợt lấy mẫu phân tích đất, nói: tưới nước nhiễm mặn không ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng Na + trao đổi đất Nguyên nhân tượng giải thích: Na+ nước nhiễm mặn bị rửa trôi nước mưa Bởi đề cập phần tổng quan tài liệu, cation Na + có mức độ hydrat hóa mạnh làm tăng kích thước ion Na+ làm giảm lực hấp phụ với phức hệ hấp phụ mang điện tích âm đất Chính ion Na+ khó cạnh tranh hấp phụ với cation khác phần lớn tồn dung dịch đất dễ dàng rửa trôi nước mưa, đặc biệt vùng khí hậu nhiệt đới ẩm Ngay ion Na + hấp phụ vào phức hệ hấp phụ đất, ion dễ dàng bị trao đổi dung dịch đất kích thước kềnh Na+ bị hydrat hóa - Tưới nước nhiễm mặn không làm khác biệt số SAR (tỉ lệ hấp phụ Na) với p [...]... việc sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương bằng kỹ thuật tưới nhỏ giọt ở vùng đất phù sa sông biển huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình - Về mặt thực tiễn, đề tài nghiên cứu có ý nghĩa lớn khi đề xuất khả năng sử dụng nguồn nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình Đề tài là tiền đề cho những nghiên cứu tưới nước nhiễm mặn ở vùng khí hậu ven biển. .. của cây ngô và cây đậu tương và tính chất lý, hóa học của đất tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình - Đánh giá khả năng sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng 2 4 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ giọt để tưới cho cây đậu tương ĐT84 và cây ngô LVN10, đây là hai loại cây lương thực và thực phẩm đang và sẽ được trồng khá phổ biến ở vùng. .. mặn để tưới cho cây trồng 1.2.1 Cở sở thực tiễn dùng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nguồn nước tưới cho cây trồng ven biển ít nhiều nhiễm mặn, trừ nguồn nước ngọt từ các hồ chứa ở vùng núi được dẫn theo hệ thống thuỷ nông như ở Việt Nam Tuy nhiên, nguồn nước ngọt thực sự này cũng không đủ và cũng không có phương tiện để cung cấp cho hầu hết các khu vực trồng cây. .. cây ven biển Do vậy, người dân phải dùng nguồn nước tại chỗ (nước mặn và nước ngầm) mà ít nhiều đã nhiễm mặn để tưới cho cây trồng Do tác động của biến đổi khí hậu, trái đất nóng lên, mực nước biển dâng cao, quá trình xâm nhập mặn vào nguồn nước mặt và nước ngầm ngày càng gia tăng Do đó, việc sử dụng nước nhiễm mặn, dù muốn hay không, để tưới cho cây trồng là một thực tế hiện hữu ở nhiều nước ven biển. .. đến nước tưới nhiễm mặn 9 Cấu trúc luận án Luận án bao gồm: Mở đầu; Chương 1 Tổng quanvề nghiên cứu sử dụng nước nhiễm mặn để tưới Chương 2: Phương pháp nghiên cứu Chương 3: Các kết quả nghiên cứu và thảo luận Kết luận và kiến nghị; Danh mục các công trình đã công bố; Tài liệu tham khảo và Phụ lục 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC NHIỄM MẶN ĐỂ TƯỚI 1.1 Đặc điểm nguồn nước khu vực ven biển. .. thấy: nước nhiễm mặn có giá trị trong nông nghiệp và có thể tưới cho cây trồng Để biện pháp này có hiệu quả cần kết hợp với lựa chọn cây trồng thích hợp, biện pháp tưới, đặc biệt là tưới nhỏ giọt và nghiên cứu để chế ngự độ mặn Cùng với cơ sở thực tiễn này, những lý luận ở phần sau đây cho thấy rõ hơn cơ sở khoa học của tưới nước nhiễm mặn cho cây trồng 1.2.2 Cơ sở khoa học dùng nước nhiễm mặn để tưới cho. .. chế rửa mặn hàng năm cho đất Đây cũng là những cơ sở khoa học để có thể sử dụng nước nhiễm mặn tưới cho cây trồng Tóm lại, do nguồn nước ngọt ở vùng ven biển khan hiếm, tiềm năng nước nhiễm mặn lại rất dồi dào, sự xâm nhập mặn diễn ra mạnh, đặc biệt là khi trái đất ngày càng nóng nên, việc sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng là giải pháp thực tế và có nhiều triển vọng tốt ở nước ta Đây cũng là... lại hiệu quả tốt cho cây trồng thuộc nhóm cây không chịu mặn [17] Tóm lại, do điều kiện tự nhiên bắt buộc, việc sử dụng nước nhiễm mặn tưới cho cây trồng trên đất nhiễm mặn đã có từ lâu Để đảm bảo và nâng cao năng suất cây trồng người ta đã dùng những biện pháp cải tạo đất thích hợp Nói cách khác, thực tiễn sản 16 xuất nông nghiệp lâu đời đã sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng, kể cả trên... nước và xử lý một cách an toàn lượng nước tiêu cuối cùng không còn khả năng sử dụng, chính quyền vùng ốc đảo Siwa đã đúc rút kinh nghiệm và đang phát triển chiến lược mới Các chiến lược đó: - Sử dụng nước từ suối tự nhiên để tưới cho cây vụ đông như ngũ cốc và thức ăn gia súc; - Sử dụng nước mặn hơn 5 dS/m để tưới cho các cây trồng chịu mặn như lúa mạch, đậu ván, cỏ Rhodes, củ cải đường, vv; - Sử dụng. .. tiêu với nước tốt 1.1.3.6 Việt Nam Ở Việt Nam không nhiều nghiên cứu về việc sử dụng nước nhiễm mặn để tưới, chủ yếu là nghiên cứu các loại giống chịu mặn như: các giống lúa chịu mặn của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam, Trường Đại học Cần Thơ và các công trình thau chua, rửa mặn Các công trình bước đầu nghiên cứu sử dụng nước mặn để tưới là: - Nghiên cứu về việc dùng nước mặn để rửa phèn, tưới lúa