Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố nitơ và phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng. (LA tiến sĩ)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI QUYỀN THỊ DUNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC ĐẾN HÀM LƯỢNG DỄ TIÊU CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NITƠ VÀ PHỐT PHO TRONG ĐẤT TRỒNG LÚA VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG Chun ngành: Mơi trường đất nước Mã số: 62 44 03 03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2017 Cơng trình hoàn thành tại: Trường ĐH Thủy Lợi GVHD 1: PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải GVHD 2: TS Nguyễn Việt Anh Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại: Vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm luận văn tại: - Thư viện Quốc gia - Thư viện trường ĐH Thủy Lợi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Việt Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, có hệ thống sơng ngòi phong phú khan nguồn nước để tưới, kể nguồn nước phục vụ sinh hoạt, đặc biệt năm gần Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tượng nguồn nước bị ô nhiễm hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề người Đặc biệt Việt Nam nước chịu ảnh hưởng mạnh biến đổi khí hậu, mực nước biển dâng, xâm nhập mặn vào sơng ngòi vùng ven biển hữu đề cập nhiều báo cáo khoa học kể phương tiện truyền thông Do đó, nguồn nước dùng sinh hoạt nông nghiệp khu vực ngày khan Vấn đề tiết kiệm nước sản xuất nước ta vấn đề cấp thiết, đặc biệt sản xuất nơng nghiệp Bởi vì, nơng nghiệp ngành sử dụng nước nhiều Do đó, nghiên cứu biện pháp tưới tiết kiệm nước nông nghiệp, đặc biệt tưới cho lúa quan trọng Do thay đổi chế độ nước chế độ tưới tác động đến điều kiện môi trường đất dẫn đến dạng tồn nguyên tố Nitơ Phốt bị thay đổi, đặc biệt dạng dễ tiêu Vậy, chế độ tưới tiết kiệm nước dẫn đến việc thay đổi đặc tính dinh dưỡng đất, ảnh hưởng đến chuyển hóa nguyên tố Nitơ Phốt đất so với chế độ tưới ngập thường xuyên người dân? Tuy nhiên, nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng dễ tiêu nguyên tố Nitơ Phốt hay nói cách khác động thái NH4+, NO3- PO43- đất chế độ tưới khác nghiên cứu nước, đặc biệt áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước - tưới nông lộ phơi Xuất phát từ vấn đề cấp thiết trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu nguyên tố Nitơ Phốt đất lúa vùng đồng sông Hồng” đề Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thực nhằm đạt hai mục tiêu sau đây: - Xác định ảnh hưởng chế độ tưới khác đến thay đổi hàm lượng Nitơ Phốt dễ tiêu đất phù sa trung tính chua khơng bồi hàng năm vùng đồng sông Hồng - Xác định chế độ tưới hợp lý nhằm tiết kiệm nước không làm giảm khả cung cấp dinh dưỡng Nitơ Phốt dễ tiêu đất cho lúa Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Ý nghĩa khoa học luận án: làm rõ thay đổi hàm lượng Nitơ Phốt dễ tiêu đất ngập nước trồng lúa có phản ứng trung tính hai chế độ tưới (tưới ngập thường xuyên tưới tiết kiệm nước) - Ý nghĩa thực tiễn luận án: khẳng định tác động biện pháp tưới suất lúa khả cung cấp dinh dưỡng Nitơ Phốt đất cho lúa, sở mở khả ứng dụng thực tiễn Đối tượng nghiên cứu Động thái Nitơ, Phốt Eh, pH điều kiện thí nghiệm phòng thí nghiệm đồng ruộng hai chế độ tưới khác (tưới ngập thường xuyên tưới tiết kiệm nước) đất phù sa đồng sông Hồng không bồi hàng năm, trung tính chua Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: đất phù sa đồng sông Hồng khơng bồi hàng năm, trung tính chua Phú Xuyên - Hà Nội - Phạm vi thời gian: từ năm 2013 đến năm 2016 Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu sở khoa học chế hình thành chuyển hóa Nitơ Phốt đất lúa ngập nước 2) Xác định ảnh hưởng chế độ tưới cho lúa đến khả cung cấp chất dinh dưỡng Nitơ, Phốt dễ tiêu từ đất suất lúa thông qua thí nghiệm ngồi đồng ruộng Phương pháp nghiên cứu Kế thừa có chọn lọc thơng tin, số liệu kết nghiên cứu có Nghiên cứu thí nghiệm phòng nhằm xác định điện hóa đất lúa ngập nước, động thái N, P chế độ ngập nước khác để giải thích chế biến biến đổi chuyển hóa N, P đất vùng nghiên cứu Nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng nhằm đánh giá luận giải diễn biến hàm lượng N, P dễ tiêu điều kiện thực tiễn sản xuất, bên cạnh đánh giá sinh trưởng phát triển suất lúa chế độ tưới khác Phương pháp xử lý số liệu phân tích thống kê Chi tiết phương pháp trình bày chương Những đóng góp luận án 1) Đã đưa dẫn liệu chi tiết diễn biến hàm lượng N, P dễ tiêu đất phù sa trung tính chua vùng đồng sông Hồng cho ngập nước điều kiện có khơng có lúa 2) Đánh giá luận giải khoa học thay đổi hàm lượng N, P dễ tiêu đất phù sa trung tính chua vùng đồng sơng Hồng ảnh hưởng chế độ tưới ngập khô xen kẽ/tưới tiết kiệm/ tưới nông lộ phơi so với kiểu tưới ngập thường xuyên địa phương 3) Cung cấp sở khoa học việc tưới tiết kiệm đất phù sa trung tính chua vùng đồng sơng Hồng không ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển suất lúa vụ xuân vụ mùa Cấu trúc luận án Luận án bao gồm: Mở đầu; Chương Tổng quan tài liệu Chương Phương pháp nghiên cứu Chương Kết nghiên cứu thảo luận Kết luận kiến nghị, Danh mục cơng trình cơng bố, Tài liệu tham khảo Phụ lục CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Động thái Nitơ đất trồng lúa 1.2 Động thái P đất trồng lúa 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thay đổi Nitơ Phốt đất 1.4 Phương pháp tưới ngập thường xuyên tưới tiết kiệm nước 1.5 Một số phương pháp xác định dạng Nitơ Phốt đất 1.6 Kết luận chương CHƯƠNG 2.1 2.1.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp thí nghiệm phòng Mục đích Thí nghiệm phòng hồn tồn kiểm sốt điều kiện thí nghiệm trì lượng nước, kiểm sốt thời gian ngập, cố định đất thí nghiệm Do vậy, thí nghiệm phòng thực nhằm: - Theo dõi động thái Eh, pH q trình đất khơ sang ngập nước để xác định điện hóa đất lúa ngập nước đất thí nghiệm cụ thể - đất phù sa trung tính chua đồng sơng Hồng - Theo dõi diễn biến N, P dễ tiêu N, P tổng số chế độ ngập nước khác để luận giải khoa học chuyển hóa N, P đất vùng nghiên cứu 2.1.2 2.1.2.1 Phương pháp thí nghiệm phòng Thí nghiệm địa điểm theo dõi thí nghiệm Thí nghiệm hệ thống chậu vại Đất làm thí nghiệm lấy nhiều vị trí khác ruộng cánh đồng xã Văn Hoàng, huyện Phú Xuyên vào thời điểm trước bước vào vụ Lấy mẫu đất khoảng kg độ sâu - 20 cm (do rễ lúa thường nằm độ sâu này) Mẫu đất lấy mẫu hỗn hợp theo quy tắc “đường chéo” Mẫu đất sau lấy cho vào túi nilong đem phòng thí nghiệm Mẫu đất thí nghiệm sau lấy đem dàn mỏng bàn gỗ phơi khô nhà (không sấy khô tủ sấy) Đất sau phơi khô, đập nhỏ nhặt hết cỏ, rễ chất lẫn khác trộn mẫu đất Sau cân kg đất cho vào xơ thí nghiệm Tiến hành san phẳng bề mặt đất xơ thí nghiệm đổ nước cất vào ngập cm so với bề mặt đất xô Mực nước xô thí nghiệm hai cơng thức tưới cụ thể sau: - Cơng thức tưới ngập thường xun: trì lớp nước xô cm từ đầu đến kết thúc thí nghiệm - Cơng thức tưới nơng lộ phơi: trì lớp nước xơ cm từ ngày đầu đến ngày thứ 22 tháo cạn nước hoàn toàn từ ngày 29 đến thứ 50 (đất se nứt chân chim) tiến hành cho ngập nước trở lại đến ngày thứ 64 kết thúc thí nghiệm (Mỗi xơ thí nghiệm tích: 12 lít Độ dày tầng đất xơ đạt: 30 cm) Lấy kg đất chia chéo góc lấy phần đối diện đem giã nhỏ, rây qua rây mm, phần lại cho vào túi vải cũ giữ đến phân tích xong Mẫu đất sau chuẩn bị xong tiến hành xác định tính chất đất nghiên cứu: TPCG, OM, pH, NTS, PTS, KTS, NH4+, NO3-, Pdt, CEC Địa điểm theo dõi thí nghiệm bố trí phòng thí nghiệm Đất - Nước Mơi trường, trường Đại học Thủy Lợi 2.1.2.2 Công thức thí nghiệm Bố trí hai cơng thức thí nghiệm: - Công thức tưới ngập thường xuyên (NTX): kg đất + ngập nước thường xuyên cm so với bề mặt đất, đặc trưng cho đất sử dụng phương pháp tưới truyền thống - Công thức tưới tiết kiệm nước (TKN) - Tưới nông lộ phơi (NLP): kg đất + ngập nước cm so với bề mặt đất đến ngày thứ 22, rút cạn nước từ ngày 29 đến ngày thứ 50 cho ngập nước trở lại đến ngày thứ 64 kết thúc thí nghiệm Mỗi công thức lặp lại ba lần: x = xô 2.1.2.3 Các phương pháp đo lẫy mẫu đất Theo dõi động thái Eh, pH hai công thức nghiên cứu sau 24h ngập nước 48h ngập nước Sau tuần đo lần Thời gian thí nghiệm kéo dài 64 ngày Theo dõi hàm lượng N, P tổng số đất ban đầu sau kết thúc thí nghiệm hai cơng thức tưới Theo dõi biến động hàm lượng N, P dễ tiêu hai công thức, tuần xác định lần Eh pH đo máy Mettler Toledo (MX30) với đầu đo Inlab 581 Mẫu đất lấy độ sâu từ - cm, theo chiều thẳng đứng từ xuống, sau lấy đem phân tích phòng thí nghiệm Hóa học môi trường, trường đại học Thủy Lợi 2.2 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng Mục đích nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng - Xác định lượng N, P tổng số đất đầu cuối vụ chế độ tưới khác - Xác định lượng N, P dễ tiêu đất theo thời kỳ sinh trưởng lúa chế độ tưới khác - Xác định tiêu sinh lý, sinh thái suất lúa ứng với chế độ tưới khác đặc tính đất khu vực nghiên cứu 2.2.2 2.2.2.1 Địa điểm điều kiện tự nhiên khu thí nghiệm đồng ruộng Lý địa điểm khu thí nghiệm đồng ruộng Khu thí nghiệm chọn xã Văn Hoàng - huyện Phú Xuyên - Hà Nội, nằm quốc lộ 1A tuyến đường cao tốc Pháp Vân - Cầu Giẽ, cách Hà Nội khoảng 40 km phía Nam với lý sau: - Đất phù sa trung tính chua có diện tích lớn điển hình cho đồng sơng Hồng Huyện Phú Xun có điều kiện tự nhiên tập quán canh tác đại diện cho vùng trồng lúa nước đất phù sa trung tính đồng sông Hồng, kết nghiên cứu rút từ áp dụng cho vùng khác có điều kiện tương tự - Cán kỹ thuật có trình độ kinh nghiệm, đáp ứng cho nghiên cứu, đo đạc thực nghiệm - Hệ thống thủy lợi huyện đầu tư đồng chủ động tưới tiêu nước đồng ruộng, đáp ứng đầy đủ yêu cầu thí nghiệm 2.2.2.2 Đặc điểm đất Đất nghiên cứu có thành phần giới thịt trung bình, có khả trao đổi dinh dưỡng giữ nước tốt Đất thích hợp với nhiều loại trồng, ngắn ngày lúa, đậu đỗ, rau màu Tuy nhiên trình canh tác cần tăng cường cân đối dinh dưỡng N, P, K, luân canh họ đậu đỗ để cải tạo đất, phòng trừ sâu bệnh cho trồng thời vụ Đất nghiên cứu có hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng N mức khá, P mức giàu, K mức trung bình Với đặc điểm trên, nói đặc điểm điển hình đất phù sa sông Hồng không bồi hàng năm Thông qua tiêu đánh giá trên, đặc biệt pH, thành phần giới chất dinh dưỡng cho thấy đất phù hợp để trồng lúa nước 2.2.2.3 Đặc điểm nước tưới tiêu phân tích nước tưới khu vực nghiên cứu với QCVN 08:2015/BTNMT (B1) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi [88], tiêu phân tích nằm giới hạn cho phép, đạt yêu cầu chất lượng nước cung cấp cho mục đích tưới tiêu đảm bảo trồng phát triển bình thường Cùng với đặc điểm đất nghiên cứu đặc điểm nguồn nước tưới tạo nên môi trường thuận lợi cho phát triển sinh vật nói chung lúa nói riêng Trong điều kiện đó, đất ngập nước để trồng lúa tác động đến q trình chuyển hóa N, P đất 2.2.2.4 Đặc điểm khí hậu Huyện Phú Xuyên mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều Khí hậu năm ẩm, mùa Đông chịu ảnh hưởng đợt gió mùa Đơng Bắc Khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt: mùa nóng đồng thời mùa mưa, mùa lạnh mùa khơ Nhiệt độ trung bình năm 23,6o C, nhiệt độ cao 29,6o C (tháng 7) nhiệt độ thấp 16o C (tháng 1) Số nắng trung bình năm 1.357 giờ, thuộc mức tương đối cao thuận lợi cho việc canh tác vụ năm Mưa: lương mưa trung bình hàng năm từ 1.200 - 1.900 mm, lượng mưa phân bố không đồng chủ yếu tập trung từ tháng đến tháng (chiếm 81% - 86% lượng mưa năm) Hàng năm, thường có đến bão với mưa lớn kéo dài gây úng lụt cho khu vực thấp trũng ảnh hưởng đến sản xuất nơng nghiệp Độ ẩm khơng khí: độ ẩm trung bình từ 75% - 85%, độ ẩm cao 89% (tháng 3) thấp 78% (tháng 12) b, Công thức tưới tiết kiệm nước - Tưới nơng lộ phơi (NLP): Quy trình tưới theo thời kỳ sinh trưởng phát triển lúa cụ thể sau [89]: - Giai đoạn cấy hồi - xanh: trì lớp nước mặt ruộng ÷ cm, gặp mưa tháo cạn trở lại ÷ cm 01 ngày - Giai đoạn đẻ nhánh: + Giai đoạn đầu đẻ nhánh: lớp nước mặt ruộng ÷ cm, để cạn tự nhiên đến lộ mặt ruộng ÷ ngày, tưới lên ÷ cm; gặp mưa cho phép trữ tối đa đến 10 cm, để cạn tự nhiên đến lộ mặt ruộng, mực nước thấp mặt ruộng 10 ÷ 12 cm tưới tối đa cm + Giai đoạn cuối đẻ nhánh: tháo cạn nước phơi ruộng ÷ ngày - Giai đoạn đứng làm đòng: trì lớp nước mặt ruộng ÷ cm, gặp mưa cho phép trữ đến 10 cm, để cạn tự nhiên đến lộ mặt ruộng thời gian ngày đêm, sau tưới lên đến cm Hình 2.5 Mơ lớp nước mặt ruộng công thức tưới NLP - Giai đoạn giai đoạn trỗ bơng: trì lớp nước mặt ruộng ÷ cm, để cạn tự nhiên, lộ mặt ruộng, tưới lên ÷ cm; gặp mưa cho phép trữ đến 10 cm - Giai đoạn ngậm sữa - xanh đến chín vàng: lớp nước mặt ruộng ÷ cm, để cạn tự nhiên, tưới lớp nước thấp mặt ruộng 10 - 12 cm Khoảng - 10 ngày trước thu hoạch tháo khơ ruộng 11 Vị trí bố trí thí nghiệm ô 3, (hình 2.5) 2.2.5 Điều kiện thí nghiệm Các cơng thức thí nghiệm khác chế độ nước (mực nước, mức tưới, đợt tưới thời gian phơi lộ ruộng), yếu tố khác nhau, là: giống, thời vụ, kỹ thuật canh tác, chế độ bón phân chăm sóc 2.2.5.1 Giống lúa DT28, phù hợp với chân vàn vàn trũng 2.2.5.2 Thời vụ kỹ thuật canh tác Thời vụ kỹ thuật canh tác (theo nông lịch hướng dẫn phòng nơng nghiệp huyện Phú Xun) - Vụ Xuân: gieo mạ từ 25/I, cấy 25/II, thu hoạch 25/VI - 30/VI - Vụ Mùa: gieo mạ từ 10 - 20/VI, cấy 20/VII 5/VIII, thu hoạch 30/X - 15/XI - Kỹ thuật ngâm ủ: bình thường giống lúa khác - Mật độ cấy 45 - 50 khóm/m2, cấy nơng tay 2.2.5.3 Chế độ phân bón chăm sóc (Theo hướng dẫn phòng Nơng nghiệp huyện Phú Xuyên): - Bón lót: 8000 kg phân hữu + 200 kg phân lân nung chảy + 110 kg đạm Ure/ha - Bón thúc (10 ngày sau cấy): 80 kg đạm Ure + 80 kg kali/ha - Bón đón đòng (trước trỗ 20 ngày): 30 kg đạm Ure + 110 kg kali/ha - Chăm sóc: thường xuyên theo dõi phòng trừ sâu bệnh kịp thời 2.2.6 2.2.6.1 Phương pháp thời điểm lấy mẫu Phương pháp lấy mẫu đất Mẫu đất lấy bảo quản theo TCVN 7538-2:2005 Mẫu đất khu vực nghiên cứu lấy ngẫu nhiên nhiều vị trí độ sâu - 20 cm, sau trộn cho mẫu vào hộp đựng mẫu có nắp kín, dán 12 nhãn trữ lạnh thùng đá mang phòng thí nghiệm tiến hành phân tích tiêu N P bảo quản tủ lạnh (< 5o C) 2.2.6.2 Thời điểm lấy mẫu Tiến hành đo pH, Eh lấy mẫu đất phân tích vào giai đoạn phát triển lúa sau: Hình 2 Thời điểm lấy mẫu đồng ruộng phân tích STT 2.3 Giai đoạn sinh trưởng Cấy - hồi xanh Đầu đẻ nhánh Cuối đẻ nhánh Đầu đứng làm đòng Cuối đứng làm đòng Trỗ bơng Ngậm sữa xanh Thời gian (ngày sau cấy) - 11 18 25 35 - 41 47 - 55 65 - 69 80 - 88 Phương pháp phân tích Mẫu phân tích phòng thí nghiệm Đất- Nước - Mơi trường phòng Hóa học môi trường - Trường đại học Thuỷ Lợi 2.3.1 Phương pháp phân tích N, P dễ tiêu đất 2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu nước tưới Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt QCVN 08MT:2015/BTNMT Phương pháp theo dõi yếu tố cấu thành suất lúa 2.3.3 2.3.3.1 Các tiêu sinh trưởng 2.3.3.2 Chỉ tiêu sinh lý 2.3.3.3 Năng suất yếu tố cấu thành suất 2.4 Phương pháp xử lý số liệu Số liệu thí nghiệm tổng hợp, xử lý phần mềm Microsoft Excel phương pháp phân tích ANOVA theo chương trình IRRISTART ver 5.0 13 CHƯƠNG 3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Ảnh hưởng chế độ tưới đến ôxy hóa khử (Eh) pH đất 3.1.1 3.1.1.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến Eh pH đất mơ hình thí nghệm phòng Ảnh hưởng chế độ tưới đến Eh Hình Diễn biến Eh mực nước chế độ tưới TNTP Động thái Eh chế độ tưới TNTP sau thời gian ngập nước ngày giảm mạnh Ở tưới NLP có giai đoạn rút nước phơi đất làm tăng Eh đất sau cho ngập nước trở lại Eh giảm Như vậy, chế độ tưới có ảnh hưởng đến động thái Eh đất 3.1.1.2 Động thái pH liên quan đến chế độ tưới Chế độ tưới có ảnh hưởng đến diễn biến pH đất Tuy nhiên, pH đất nghiên cứu mức gần nên q trình thí nghiệm biến động nhỏ dao động xung quanh giá trị Ở môi trường này, hoạt động VSV phân giải N P (Bacillus, Pseudomonas, Nitrobacter, Nitrosomonas) thuận lợi trình chuyển hóa N P diễn mạnh cung cấp nhiều chất dinh dưỡng cho đất trồng Như vậy, hai phương pháp tưới giá trị pH có lợi cho sinh trưởng phát triển lúa 14 Hình Diễn biến pH mực nước chế độ tưới TNTP 3.1.2 3.1.2.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến Eh pH thí nghệm đồng ruộng Ảnh hưởng chế độ tưới đến Eh Hình 3 Diễn biến Eh chế độ tưới TNĐR Chế độ nước có ảnh hưởng đến Eh đất Động thái Eh TNTP TNĐR có thống diễn biến, nhiên có khác độ tăng giảm Trong thời gian ngập nước rút cạn nước phơi đất độ giảm Eh mơ hình TNTP mạnh TNĐR cho nước ngập trở lại Eh TNTP lại tăng mạnh TNĐR 15 Ngoài nguyên nhân chế độ nước, chế độ phân bón, biến động Eh phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng lúa, giai đoạn đẻ nhánh làm đòng, rễ lúa phát triển mạnh tiết chất hữu (sự phân giải chất hữu làm giảm Eh) Eh đất trồng lúa - TNĐR tăng chậm cho ngập nước trở lại so với không trồng lúa - TNTP 3.1.2.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến pH Hình Diễn biến pH chế độ tưới thí nghiệm đồng ruộng TNTP TNĐR, giá trị pH dao động xung quanh giá trị pH = Chế độ bón phân chế độ nước có ảnh hưởng đến diễn biến pH giai đoạn cuối đẻ nhánh đầu đứng làm đòng (giai đoạn rút nước phơi đất) theo trình ngập nước ảnh hưởng không rõ rệt 3.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng Nitơ dễ tiêu đất 3.2.1 3.2.1.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NH4+ đất Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NH4+ đất mơ hình thí nghiệm phòng 16 Hình Diễn biến hàm lượng N-NH4+ mực nước TNTP Thời gian ngập nước chế độ nước có ảnh hưởng đến lượng N-NH4+ đất Thời gian ngập nước dài N-NH4+ giảm với số tương quan R² = 0,87 Khi thay đổi chế độ nước (rút nước phơi đất chế độ tưới NLP) làm N-NH4+ giảm (từ 3,41 ÷ 64,45%) so với chế độ tưới NTX do: rút nước phơi đất (công thức tưới NLP) tạo điều kiện cho q trình nitrate hóa (NH4+ chuyển thành NO3-) hạn chế trương nở khoáng sét, NNH4+ bị hấp phụ tầng khống sét khó linh động nên NH4+ giảm Khi ngập nước trở lại N-NH4+ dễ linh động, trình ammoni hóa xảy nên lượng NH4+ tăng 3.2.1.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NH4+ đất thí nghiệm đồng ruộng Ở TNĐR ruộng tưới NLP có giai đoạn rút nước phơi ruộng làm giảm mạnh lượng N-NH4+ đất so với ruộng tưới NTX (từ 1,64% đến 44,33%) tùy vào mùa vụ, nhiên sụt giảm N-NH4+ đất không làm ảnh hưởng đến khả đáp ứng dinh dưỡng cho lúa Tốc độ phân giải N đất vụ mùa cao so với vụ xuân 17 Hình Diễn biến N-NH4+ chế độ tưới đồng ruộng theo mùa vụ năm 2014 3.2.2 3.2.2.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NO3- đất Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượng N-NO3- đất mơ hình thí nghiệm phòng Hình 10 Diễn biến N-NO3- mực nước thí nghiệm phòng Chế độ tưới có ảnh hưởng đến lượng N-NO3- đất Chế độ tưới NTX làm giảm lượng N-NO3- đất theo thời gian ngập nước Chế độ tưới NLP có 18 giai đoạn rút nước phơi đất làm tăng lượng N-NO3- đất (từ 2,34 ÷ 195,31%) so với tưới NTX 3.2.2.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NO3- đất thí nghiệm đồng ruộng Hình 15 Diễn biến N-NO3- đất cơng thức tưới ngồi đồng ruộng theo mùa vụ năm 2014 Lượng N-NO3- đất chịu ảnh hưởng chế độ nước Trong TNĐR lượng N-NO3- ruộng tưới NLP thường cao so với ruộng tưới NTX; đặc biệt giai đoạn cuối đẻ nhánh - đầu đứng làm đòng tiến hành rút nước phơi đất ruộng tưới NLP làm lượng N-NO3- đất tăng lên nhanh chóng so với ruộng tưới NTX (từ 3,59% đến 182% tùy vào mùa vụ) Như vậy, tốc độ nitrate hóa ruộng tưới NLP có thay đổi đáng kể, ruộng tưới theo NTX gần ổn định mùa vụ Điều chứng tỏ biện pháp tưới NLP giúp tăng tốc độ q trình nitrate hóa 19 3.3 3.3.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượng Phốt dễ tiêu đất Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượng Phốt dễ tiêu đất mơ hình thí nghiệm phòng Hình 21 Diễn biến lượng Pdt đấtvà mực nước chế độ tưới TNTP Lượng Pdt đất chịu ảnh hưởng mạnh mẽ chế độ tưới Tưới NLP làm giảm mạnh lượng Pdt giai đoạn rút nước phơi ruộng, cụ thể giảm 40,46 65,23% so với tưới NTX Nguyên nhân tượng cố định PO43bởi ion Fe có hóa trị (Fe3+) 3.3.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến lượng Phốt dễ tiêu đất mơ hình thí nghiệm đồng ruộng Biện pháp tưới NLP làm giảm lượng Pdt đất từ 1,11% đến 58,40% so với tưới NTX, tùy thuộc vào mùa vụ Tuy nhiên, lượng Pdt giảm xuống không mà cố định đất hòa tan đất ngập nước trở lại 20 Hình 24 Diễn biến Pdt đất công thức tưới đồng ruộng 3.4 3.4.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến sinh trưởng suất lúa Ảnh hưởng chế độ tưới đến sinh trưởng lúa Kết nghiên cứu cho thấy, khả tích luỹ vật chất khô giai đoạn trỗ công thức tưới NTX (32,06 - 61,41 g/khóm) cao tưới NLP (35,5 - 58,63 g/khóm), trọng lượng bơng tưới NLP (7,79 - 47,83 g/khóm ) lại cao NTX (8,39 - 46,38 g/khóm) Kết thống kê cho thấy khơng có khác biệt khả tích lũy vật chất khô hai chế độ tưới khác mức ý nghĩa 5% Điều chứng tỏ chế độ tưới khơng làm ảnh hưởng đến khả tích lũy vật chất khô lúa 3.4.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến suất lúa Năng suất thực tế ln đích người sản xuất lúa Kết cho thấy, suất lúa trung bình phương pháp tưới NLP đạt 6,0 ÷ 7,0 tấn/ha tưới NTX đạt 5,75 ÷ 6,60 tấn/ha, tùy vào mùa vụ (không khác biệt mặt thống kê) Kết phù hợp với nghiên cứu của, Limeng Zhang et al (2009) [105] Trần Thị Ngọc Huân (2010) [106] 21 3.5 Đánh giá việc áp dụng phương pháp tưới Nông lộ phơi cho lúa vùng đồng sông Hồng 3.5.1 Lượng nước tưới Lượng nước tưới cho lúa mùa vụ Phú Xuyên - Hà Nội áp dụng chế độ tưới NLP giảm đáng kể Cụ thể, vụ mùa năm 2013 lượng nước tưới giảm từ 16,7% so với tưới NTX vụ xuân năm 2014 lượng nước tưới giảm 25% so với tưới NTX Kết thống kê lượng nước tưới cho thấy có khác biệt có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 5% hai chế độ tưới Kết phù hợp với nghiên cứu Nguyễn Xn Đơng (2010)[3] 3.5.2 Chi phí sản xuất Áp dụng tưới NLP làm giảm tổng số chi phí đầu vào 5,36% - 5,77% (khoảng 1,59 triệu đồng/ha vào vụ mùa khoảng 1,68 triệu đồng/ha vào vụ xuân), cụ thể: giống (giảm 12,50%), phân bón (giảm 7,48% - 10,74%), thuốc BVTV (giảm 4,44% - 4,55%), chi phí tưới (giảm 14,29% - 22,22%) công lao động giảm (5,68% - 6,78%) đầu thu lại tăng 4,35% - 6,06% (khoảng 1,38 triệu đồng/ha vào vụ mùa 2,12 triệu đồng/ha vào vụ xuân) Như vậy, áp dụng tưới NLP trung bình người dân lãi 4,94 triệu đồng/ha đến 9,82 triệu đồng/ha tăng từ 2,97 triệu đồng lợi ích vụ mùa tăng 3,86 triệu đồng lợi ích vụ xuân so với mơ hình tưới NTX KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt luận án Từ kết nghiên cứu phòng thí nghiệm ngồi đồng ruộng ảnh hưởng chế độ tưới tiết kiệm nước (Nông lộ phơi) đến hàm lượng N P dễ tiêu đất trồng lúa vùng đồng sông Hồng rút kết luận quan trọng sau: 22 1) Đất có phản ứng chua yếu đến trung tính ơxy hóa khử (Eh) thấp Khi chuyển từ trạng thái khô sang ngập nước, Eh giảm từ 250 mV xuống -255 mV thuộc phạm vi khử mạnh 2) Đất nghiên cứu trạng thái khô có hàm lượng N-NH4+ mức 2,69 mg/100g (N dễ tiêu mức trung bình) Khi đất khơ cho ngập nước, lượng N-NH4+ tăng mạnh, đặc biệt sau 15 ngày ngập nước (tuần thứ hai sau ngập nước) với giá trị cực đại 21,39 mg N-NH4+/100g đất Sau giai đoạn này, lượng N-NH4+ thay đổi, có biểu giảm nhẹ, dao động từ 16,45 đến 19,96 mg/100g đất Hàm lượng N-NO3- thấp suy giảm N-NO3- theo thời gian ngập nước có xảy không đáng kể (dao động khoảng 1,99 - 1,13 mg/100g đất) Đất nghiên cứu có hàm lượng Pdt giàu Theo thời gian ngập nước, lượng Pdt tăng mạnh có giá trị cực đại 8,82 mg/100g đất sau 29 ngày ngập nước (sau tuần ngập nước) Khi đất ngập nước lượng Pdt mức giàu Lượng Pdt tăng mạnh hai tuần đầu ngập nước sau ổn định Tưới NTX có hàm lượng Pdt cao so với tưới NLP Tưới NLP làm giảm Pdt thời kì rút nước phơi ruộng (tuần 6) Tuy nhiên, trước kết thúc thí nghiệm tức tuần sau ngập nước trở lại cơng thức tưới NLP hàm lượng Pdt (đạt 7,56 mg/100g đất) tương đương so với hàm lượng Pdt công thức tưới NTX (7,94 mg/100g đất) Tưới NLP làm giảm mạnh lượng Pdt giai đoạn rút nước phơi ruộng, cụ thể giảm 40,46 - 89,8% so với tưới NTX 3) Hàm lượng N-NH4+ công thức tưới NTX dao động khoảng 3,22 11,51 mg/100g đất (cao ngày 18 sau cấy thấp ngày 88 sau cấy) Đối với ruộng tưới theo công thức tưới NLP hàm lượng N-NH4+ dao động khoảng 2,11 - 11,06 mg/100g đất (cao ngày 18 sau cấy thấp ngày 41 sau cấy) Tưới NLP có giai đoạn rút nước phơi ruộng làm giảm mạnh lượng N-NH4+ đất so với tưới NTX (từ 1,64% đến 44,33%) 4) Hàm lượng N-NO3- ruộng tưới NTX dao động khoảng 1,58 3,14 mg/100g đất (cao thời điểm ngày sau cấy (GĐST đầu cấy hồi xanh) thấp thời điểm 88 ngày sau cấy (GĐST ngậm sữa xanh)) 23 Cơng thức tưới NLP có hàm lượng N-NO3- dao động khoảng 1,67 - 3,44 mg/100g đất (cao 41 ngày sau cấy (GĐST đầu đứng làm đòng) thấp GĐST ngậm sữa xanh) Hàm lượng N-NO3- đất chịu ảnh hưởng chế độ nước Lượng N-NO3- hai công thức tưới giảm dần theo thời gian ngập nước giai đoạn từ đến 25 ngày sau cấy Hàm lượng NNO3- công thức tưới NLP thường cao so với công thức tưới NTX; đặc biệt giai đoạn cuối đẻ nhánh - đầu đứng làm đòng tiến hành rút nước phơi ruộng công thức tưới NLP làm lượng N-NO3- đất tăng lên nhanh chóng so với công thức tưới NTX (từ 3,59% đến 182% tùy vào mùa vụ) 5) Hàm lượng Pdt giai đoạn đầu vụ hai công thức tưới vụ mùa (17,18 18,01 mg/100g đất) cao vụ xuân (10,86 - 12,18 mg/100g đất) mức giàu Giai đoạn cuối đẻ nhánh đầu đứng làm đòng rút nước phơi ruộng ruộng tưới NLP làm giảm lượng Pdt đất xuống 2,11mg/100g đất vụ xuân 1,66 mg/100g đất vụ mùa Nhưng giảm lượng Pdt không làm ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển lúa 6) Khả tích luỹ vật chất khô giai đoạn trỗ công thức tưới NTX (32,06 - 61,41 g/khóm) cao tưới NLP (35,5 - 58,63 g/khóm), trọng lượng bơng cơng thức tưới NLP (7,79 - 47,83 g/khóm ) lại cao NTX (8,39 - 46,38 g/khóm) Năng suất lúa trung bình phương pháp tưới NLP đạt 60 ÷ 70 tạ/ha tưới NTX đạt 57 ÷ 66 tạ/ha, tùy vào mùa vụ Thống kê cho thấy chế độ tưới khơng làm ảnh hưởng đến khả tích lũy vật chất khô suất lúa Kiến nghị Từ kết nghiên cứu kết luận động thái N P dễ tiêu đất áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước, kiến nghị: - Ứng dụng biện pháp tưới trồng lúa vùng đất nghiên cứu - Cần có thêm nghiên cứu theo hướng vùng đất khác 24 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN Quyen Thi Dzung, Nguyen Xuan Hai, Nguyen Huu Huan, “Water regimes and dynamics of available nitrogen in paddy soil in the red river delta, Vietnam”, Ciência e Técnica Vitivinícola Journal, Volume 31, no.11, 2016 ISSN: 0254-0223 Potugal Quyền Thị Dung, Ninh Văn Quý, Nguyễn Thị Thủy, “Nghiên cứu hiệu mơ hình tưới nơng lộ phơi mơ hình tưới ngập thường xun cho lúa”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 157, 12/2016 ISSN: 1859-2171 Quyền Thị Dung, Nguyễn Việt Anh, Trần Thị Thu Hiền, “Đánh giá hiệu mơ hình tưới nông lộ phơi cho lúa so với tưới ngập thường xuyên huyện Phú Xuyên - Hà Nội”, Tạp chí Nông nghiệp PTNT, 21,11/2016 ISSN: 18544581 ... rút nước phơi đất) theo trình ngập nước ảnh hưởng không rõ rệt 3.2 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng Nitơ dễ tiêu đất 3.2.1 3.2.1.1 Ảnh hưởng chế độ tưới đến hàm lượng N-NH4+ đất Ảnh hưởng chế. .. trên, đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu nguyên tố Nitơ Phốt đất lúa vùng đồng sông Hồng” đề Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thực nhằm đạt hai mục tiêu sau đây:... hưởng chế độ tưới đến hàm lượng dễ tiêu nguyên tố Nitơ Phốt hay nói cách khác động thái NH4+, NO3- PO43- đất chế độ tưới khác nghiên cứu nước, đặc biệt áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước - tưới