ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ VÙNG TRỒNG RAU MÀU TRỌNG ĐIỂM Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG.PDF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ  TÓM TẮT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤT MÃ NGÀNH: 62 62 01 03 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN TRONG ĐẤT TRÊN MỘT SỐ VÙNG TRỒNG RAU MÀU TRỌNG ĐIỂM Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG PHẠM THỊ PHƯƠNG THÚY 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI ………………………………… Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Mỹ Hoa Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường Họp ………………………………………………… Vào hồi …… ……… ngày …… tháng … năm … Có thể tìm hiểu luận án tại: + Thư viện Quốc gia Việt Nam + Trung tâm thông tin - Tư liệu + Thư viện trường CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LUẬN ÁN 1.1 Tính cấp thiết luận án Lân ba nguyên tố đa lượng quan trọng góp phần tăng suất chất lượng nông sản triệu chứng thừa lân khó phân biệt Do khả bón thừa lân cao hàm lượng lân cao đất việc bón nhiều lân canh tác đặt nhiều vấn đề cần quan tâm: (i) Việc tiếp bón lân có làm gia tăng suất trồng không; (ii) Sự hấp phụ phóng thích chất lân nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu khác (iii) Việc tích lũy lân cao đất có ảnh hưởng đến rửa trôi lân môi trường Các nghiên cứu chất lân thành phần lân đất, khả hấp phụ, khả phóng thích lân đất đặc biệt đất trồng rau màu Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) chưa thực nhiều Các tham khảo chất lân đất làm sở khoa học cho việc lý giải quản lý chất lân đất hạn chế Do đó, việc nghiên cứu đánh giá trạng chất lân đất, khả cung cấp lân đất đặc biệt đất trồng rau màu ĐBSCL làm sở cho việc khuyến cáo liều lượng bón phân lân nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu khác cần thiết góp phần làm giảm chi phí tăng thu nhập cho nông dân Do luận án “Đánh giá khả cung cấp lân đất số vùng trồng rau màu trọng điểm Đồng sông Cửu Long” thực nhằm cung cấp sở khoa học chất lân đất giúp việc quản lý sử dụng phân lân nhóm đất trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL đạt hiệu cao 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng sử dụng phân lân số vùng trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL - Đánh giá trạng chất lân thành phần lân đất - Khảo sát khả hấp phụ, phóng thích lân đất - Đánh giá đáp ứng trồng phân lân -1- 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đất nghiên cứu bao gồm 123 mẫu đất trồng rau màu thuộc nhóm đất Fluvisols, Gleysols Arenosols bốn tỉnh Cần Thơ, An Giang, Vĩnh Long Trà Vinh Nghiên cứu sử dụng bắp rau bắp nếp để đánh giá khả đáp ứng trồng phân lân liều lượng khác nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu từ thấp đến cao 1.4 Những điểm luận án Nghiên cứu phát có tích lũy lân cao nhóm đất Fluvisols, Gleysols Arenosols vùng trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL bón nhiều phân lân, có 94,31% đất khảo sát có hàm lượng lân dễ tiêu trung bình đến giàu theo phương pháp Bray1 Nghiên cứu khẳng định thành phần lân vô nhóm đất trồng rau trọng điểm ĐBSCL chủ yếu hợp chất lân sắt Thành phần lân bị hấp phụ hấp phụ bề mặt hợp chất oxide hydroxide sắt, nhôm bề mặt phiến sét chiếm tỷ lệ cao có mối tương quan chặt với hàm lượng lân dễ tiêu đất Do có khả cung cấp lân cho trồng nguồn lân hữu dụng bị cạn kiệt Khả cung cấp lân cao nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu Bray1 trung bình cao (>15 mgP/kg) thể qua kết không đáp ứng bắp rau bắp nếp bón lân, qua hàm lượng lân tổng số, qua dạng lân dễ hữu dụng cho trồng lân hoà tan nước, lân NaHCO3-Pi hấp phụ lân thấp Do đất nên bón lân liều lượng thấp để trì hàm lượng lân đất Độ bảo hòa lân đất thấp nên chưa có nguy rửa trôi môi trường 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Kết nghiên cứu áp dụng nhóm đất Fluvisols, Gleysols Arenosols vùng trồng rau màu khác ĐBSCL việc quản lý chất lân đất nhằm đáp ứng nhu cầu sinh trưởng suất tối hảo cho trồng đồng thời hạn chế nguy ô nhiễm môi trường -2- CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Hiện trạng chất lân đất giới nước Lân ba nguyên tố đa lượng quan trọng góp phần tăng suất chất lượng nông sản triệu chứng thừa lân khó phân biệt Do khả bón thừa lân cao Kết điều tra Bộ môn Nông học NCDA & CS (2007) cho có 48% mẫu đất toàn tiểu bang Carolina Mỹ có hàm lượng lân dễ tiêu đánh giá cao đạt ngưỡng từ 60-120 mg/dm3 (Mehlich3-P) bón phân lân không làm gia tăng suất trồng Trong cấu trồng ĐBSCL rau màu xác định loại mang lại hiệu kinh tế cao đặc biệt rau màu nhiệt đới Xu hướng bón nhiều phân hóa học đặc biệt phân lân canh tác rau màu cao Theo kết Nguyễn Mỹ Hoa Đặng Duy Minh (2006) cho thấy nhiều ruộng khảo sát vùng trồng rau chuyên canh Tiền Giang, hàm lượng lân dễ tiêu (Bray1) đạt cao (129 – 234,5 mgP/kg) nông dân vùng khảo sát sử dụng lượng phân lân cao (100 -150 kgP2O5/ha) Theo Phan Thị Công ctv (2005) số loại đất vùng Đông Nam Bộ có tượng phú dưỡng lân đất Kết nghiên cứu Trần Minh Tiến ctv (2013) biến động số tính chất đất trồng lúa vùng ĐBSH ĐBSCL cho thấy, hàm lượng lân tổng số đất lúa tăng lên dao động từ 0,08 – 0,13 %P2O5 với lượng gia tăng tương ứng từ 0,02 – 0,06 %P2O5 giai đoạn từ năm 1975 đến năm 2005 2.3 Khả hấp phụ phóng thích lân đất Zhou Li (2001) tìm thấy đất trồng rau màu hàm lượng lân hấp phụ tối đa theo Langmuir 691-1.664 mgP/kg Theo Võ Đình Quang ctv (1995), ĐBSCL đất phèn có hàm lượng lân hấp phụ tối đa cao 1.134 – 2.656 mgP/kg, đế đến đất phù sa từ 1.101 – 1.920 mgP/kg thấp đất xám bạc màu từ 351 – 791 mgP/kg Theo Penn ctv (2001) đất giàu vật liệu chứa canxi có khuynh hướng phóng thích lân từ hợp chất Ca-P đất giàu vật liệu chứa nhôm, sắt có khuynh hướng thúc đẩy hấp phụ lân Nghiên cứu Villapando Graetz (2001) cho khả hấp phụ lân chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố điều kiện yếm khí hay hiếu khí, hàm lượng nhôm -3- đất Trong phản ứng hấp phụ bị ảnh hưởng lớn nhôm chiếm khoảng 60% tổng số lân hấp phụ Kết nghiên cứu Penn ctv (2005) cho thấy khoáng geothite có % hấp phụ cao nhất, khoáng Hematite, Gibbsite thấp khoáng kaolinite Nghiên cứu Trần Thị Tường Linh (2014) tìm thấy khả hấp phụ lân tương quan thuận với hàm lượng chất hữu cơ, sét sắt nhôm vô định hình, tương quan với mức độ thấp với hàm lượng sắt nhôm tự do, tương quan nghịch với pH đất 20 loại đất lúa miền Nam Nghiên cứu phóng thích lân đất, theo Kyle and Joan (2012) cho có khác biệt phóng thích lân liên quan đến độ pH đất liên quan đến loại khoáng sét Nghiên cứu Trần Thị Tường Linh (2014) tìm thấy các yếu tố hàm lượng sắt nhôm tự vô định hình, hàm lượng sét, hàm lượng chất hữu có tương quan nghịch chặt với hàm lượng lân phóng thích 20 loại đất lúa miền Nam 2.4 Sự đáp ứng trồng phân lân Trên giới, nghiên cứu đáp ứng trồng phân lân Cahill et al (2008) cho thấy đất có hàm lượng lân cao (60-120 mgP/dm3-M3), đáp ứng bắp (Zea mays L.) vải (Gossypium spp.) bón phân lân Theo Bordoli Mallarino (1998) nghiên cứu đất Iowa cho thấy bón lân để cung cấp khởi đầu (starter P) không làm tăng suất bắp, ngoại trừ đất có hàm lượng lân thấp đến thấp (8-16 mgP/kg-Bray1) Wortmann et al (2006) cho gia tăng suất lúa miếng (sorghum) đất lân cao (>15mgP/kg Bray1), đất có hàm lượng lân trung bình thấp ( 25% xem dư thừa lân, không khuyến cáo bón lân Kết Bảng 4.11 tương quan DPS với đặc tính lý hoá hoá học đất thành phần lân đất trồng rau màu ĐBSCL cho thấy, DPS có tương quan chặt chẽ với Pts, P oxalat, Fe-P, Al-P, Ca-P lân dễ tiêu Bray1 đầu vụ tương quan với pH, % Sét, Fe tự do, Fe vô định hình, CHC Bảng 4.10 Hệ số tương quan tuyến tính (r) %DPS với tính chất lý hoá học đất thành phần lân đất trồng rau màu ĐBSCL Tính chất lý hoá học đất thành phần lân đất Hệ số tương quan (r) pHH2O 0,13ns P tổng số (%P2O5) 0,55* P dễ tiêu Bray1 (mgP/kg) 0,80** Sét (%) -0,31ns Poxalate (mgP/kg) 0,66** Fe tự (%Fe2O3) 0,18ns Fe vô định hình (%Fe2O3) 0,09ns Chất hữu (% CHC) 0,18ns Lân Al-P (mgP/kg) 0,78** Lân Fe-P (mgP/kg) 0,43* Lân Ca-P (mgP/kg) 0,50* Lân hữu (mgP/kg) 0,20ns ** *** Ghi chú: ns,*, , : không khác biệt, khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 5%, 1%, 0,1% - 18 - Tóm lại, độ bão hòa lân phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Pts, Fe-P, AlP, Ca-P, lân dễ tiêu Trong nghiên cứu sử dụng phân tích hồi quy nhiều biến độ bão hòa lân đặc tính đất Tuy nhiên phân tích tương quan nhiều biến với biến Pts, Bray1, Fe-P, Al-P Ca-P đóng góp biến ý nghĩa thống kê mô hình, kết không trình bày 3.4 NGHIÊN CỨU 4: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG PHÓNG THÍCH LÂN TRONG ĐẤT TRỒNG RAU MÀU TRỌNG ĐIỂM Ở ĐBSCL Từ kết nghiên cứu cho thấy, khả phóng thích đạt tối đa tỷ lệ trích 1:240 Tuy nhiên có số đất có hàm lượng lân dễ tiêu cao có tốc độ phóng thích tỷ lệ 1:60 1:120 không khác nhiều so với tỷ lệ trích 1:240 Chứng tỏ có tượng tái hấp thu tỷ lệ trích cao Nghiên cứu cho thấy, tốc độ phóng thích có liên quan đến hàm lượng lân tổng số, chất hữu cơ, lân Al-P lân Fe-P nhiên chưa thể rõ Hàm lượng lân phóng thích tối đa biến động không gia tăng theo hàm lượng lân dễ tiêu đất, nhóm đất lân thấp có hàm lượng lân phóng thích đối đa dao động từ 1,2 - 6,2 mgP/kg, nhóm lân dễ tiêu trung bình dao động từ 0,96- 42,48 mgP/kg nhóm lân dễ tiêu cao dao động từ 2,4 – 61,92 mgP/kg Tính chất hóa học thành phần lân đất trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL có ảnh hưởng đến khả phóng thích lân đất Kết phân tích tương quan tuyến tính lượng P phóng thích với tính chất hóa học đất thành phần lân theo trình bày Bảng 4.11: Khả phóng thích lân có tương quan thuận với lân tổng số, lân dễ tiêu, P dễ tan nước, lân Al-P, lân Fe-P, lân Ca-P, lân NaHCO3-Pi, NaOH-Pi với hệ số tương quan r = 0,48*, r = 0,98***, r = 0,91*** , r = 0,98*** , r = 0,93*** , r = 0,98*** , r = 0,58**, r = 0,68** , r = 0,74** r = 071** theo thứ tự Kết nghiên cứu cho thấy mối tương quan nghịch lượng P hấp phụ tối đa lượng P phóng thích tối đa (r= - 0,51*) có nghĩa khả hấp phụ lớn khả phóng thích lân thấp Nghiên cứu Trần Thị Tường Linh (2014) nhóm đất trồng lúa tỉnh phía Nam cho kết tương tự mối tương quan nghịch chặt hàm lượng P phóng thích P hấp phụ đất - 19 - Bảng 4.11 Hệ số tương quan tuyến tính (r) lượng P phóng thích tối đa (mgP/kg) với tính chất lý hoá học đất thành phần lân đất tỉnh trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL Tính chất lý hoá học đất thành phần lân đất Hệ số tương quan (r) Tính chất lý hoá học đất pHH2O -0,032ns P tổng số (%P2O5) 0,48* P dễ tiêu Bray1 (mgP/kg) 0,98*** P hấp phụ tối đa (mgP/kg) -0,51* Chất hữu (% CHC) 0,27ns Thành phần lân theo Chang – Jackson Lân dễ tan nước (mgP/kg) 0,81*** Lân Al-P (mgP/kg) 0,93*** Lân Fe-P (mgP/kg) 0,58** Lân Ca-P (mgP/kg) 0,68** Lân hữu (mgP/kg) 0,16ns Thành phần lân theo Hedley H2O – Pi (mgP/kg) 0,65* NaHCO3 – Pi (mgP/kg) 0,74** NaHCO3 – Po (mgP/kg) 0,33ns NaOH – Pi (mgP/kg) 0,71** NaOH – Po (mgP/kg) 0,02ns HCl – Pi (mgP/kg) 0,05ns Res – P (mgP/kg) - 0,4ns ** *** Ghi chú: ns, *, , : không khác biệt, khác biệt có ý nghĩa thống kê mức 5%, 1%, 0,1% Tóm lại, tính chất hóa học đất yếu tố lân tổng số, lân dễ tiêu, thành phần lân theo Chang – Jackson (lân dễ tan nước, lân Al-P, lân Fe-P, lân Ca-P) thành phần lân theo Hedley (H2O-Pi, NaHCO3-Pi, NaOH-Pi) có hệ số tương quan chặt với khả phóng thích P đất trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL Kết cho thấy yếu lân tổng số, lân dễ tiêu, thành phần dễ tan nước, lân Al-P, lân Fe-P, lân Ca-P, lân H2O-Pi, lân NaHCO3-Pi, lân NaOH-Pi có ảnh hưởng đến khả phóng thích P đất Vì vậy, kết luận án làm sở cho việc lý giải khả cung cấp lân đất, đánh giá đáp ứng trồng phân lân qủan lý tốt chất lân đất, trì độ phì lân đất giảm tác hại rửa trôi môi trường - 20 - 4.5 NGHIÊN CỨU 5: KHẢO SÁT SỰ ĐÁP ỨNG CỦA CÂY TRỒNG ĐỐI VỚI PHÂN LÂN TRÊN ĐẤT TRỒNG RAU MÀU TRỌNG ĐIỂM Ở ĐBSCL TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI VÀ NGOÀI ĐỒNG 4.5.1 Khảo sát đáp ứng bắp phân lân đất trồng rau màu ĐBSCL điều kiện nhà lưới 4.5.1.1 Khảo sát đáp ứng suất bắp phân lân đất trồng rau màu ĐBSCL điều kiện nhà lưới Kết khảo sát khả đáp ứng suất bắp rau vụ bắp nếp vụ phân lân trình bày Hình 4.1 Hình 4.2 Trên đất Thốt Nốt - Cần Thơ, kết suất bắp rau vụ cho thấy, nghiệm thức bón 90 kgP2O5/ha nghiệm thức không bón lân không khác biệt có ý nghĩa thống kê Năng suất bắp nếp vụ vụ cho thấy, nghiệm thức bón 90 kgP2O5/ha nghiệm thức không bón không khác biệt ý nghĩa thống kê so với đối chứng Tương tự, nhìn chung đất Chợ Mới – An Giang, đất Bình Tân – Vĩnh Long đất Châu Thành – Trà Vinh khác biệt thống kê suất nghiệm thức bón lân với liều lượng 90 kgP2O5 nghiệm thức không bón lân qua vụ thí nghiệm Kết này, phù hợp với nghiên cứu Wortmann et al (2006) báo cáo gia tăng suất Quất (Sorghum) đất lân cao (> 15mgP/kg Bray1) đất có hàm lượng lân trung bình thấp ( 92,5 kg P2O5/ha nhóm rau màu chủ lực bắp nếp, bắp rau, khoai lang, dưa leo Trên nhóm đất nghiên cứu (Fluvisols, Gleysols Arenosols) trồng rau màu trọng điểm ĐBSCL, đa số có hàm lượng lân tổng số lân dễ tiêu đạt mức giàu Thành phần lân nhóm đất trồng rau trọng điểm ĐBSCL chủ yếu Fe-P, lân Ca-P Al-P đạt gần tương đương Thành phần lân NaHCO3-Pi có hàm lượng cao thành phần lân dễ tiêu, thành phần lân NaOH-Pi có hàm lượng cao thành phần lân khó tiêu có mối tương quan với lân dễ tiêu đất Hàm lượng lân hấp phụ tối đa đạt cao nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu thấp đạt thấp nhóm đất có lân dễ tiêu trung bình cao Các yếu tố pHH2O, % sét, sắt tự do, sắt vô định hình lân dễ tiêu có hệ số tương quan chặt với hàm lượng lân hấp phụ tối đa đất Độ bão hòa lân tất nhóm đất đầu vụ thấp từ 0,62 – 11,15 % chưa có nguy rửa trôi lân môi trường nước có tương quan với lân tổng số, lân dễ tiêu, Fe-P, Al-P Ca-P Hàm lượng lân phóng thích đạt thấp nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu thấp, lượng lân phóng thích tối đa từ 1,2 – 6,24 mgP/kg đạt cao nhóm đất có hàm lượng lân cao với hàm lượng lân phóng thích tối đa từ 2,4 – 61,92 mgP/kg tương đương Lân tổng số, lân dễ tiêu; thành phần lân theo Chang – Jackson (Lân dễ tan nước, Al-P, Fe-P, Ca-P); thành phần lân theo Hedley (H2O-Pi, NaHCO3-Pi, NaOH-Pi) có hệ số tương quan chặt với hàm lượng lân phóng thích tối đa đất Trên nhóm đất nghiên cứu có lân dễ tiêu >15 mgP/kg (Bray1) gia tăng suất bắp rau bắp nếp bón phân lân thí nghiệm nhà lưới vụ canh tác thí nghiệm đồng ruộng vụ canh tác Trên nhóm đất có hàm lượng lân dễ tiêu thấp