Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón và tưới nước đến năng suất lúa và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tại tỉnh Thừa Thiên Huế (Luận án tiến sĩ)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN VÀ TƯỚI NƯỚC ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ GÂY HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP HUẾ – 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN VÀ TƯỚI NƯỚC ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ GÂY HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Khoa học trồng Mã số: 62.62.01.10 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG THỊ THÁI HÒA TS LÊ NHƯ CƯƠNG HUẾ – 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nghiên cứu luận án trung thực, khách quan, nghiêm túc chưa công bố cơng trình khác Nếu có sai sót tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm./ Huế, ngày 09 tháng 09 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Đức Thành ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, nỗ lực thân, nhận giúp đỡ nhiều mặt cấp lãnh đạo, tập thể cá nhân Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng tới PGS.TS Hồng Thị Thái Hòa TS Lê Như Cương, người thầy/cơ hướng dẫn khoa học tận tình giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài nghiên cứu hồn thành luận án này; Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Đào tạo - Đại học Huế, Lãnh đạo Trường Đại học Nơng Lâm Huế, Phịng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Nông Lâm Huế thầy, giáo Khoa Nơng học nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu; Xin chân thành cảm ơn bạn sinh viên, học viên cao học, hộ nông dân phường Hương An, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cộng tác với q trình nghiên cứu đề tài; Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn đến Lãnh đạo viên chức thuộc Trường Trung cấp Kỹ thuật Công - Nông nghiệp Quảng Bình, nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện, động viên có nhiều ý kiến đóng góp cho việc thực đề tài nghiên cứu hoàn thành luận án; Cuối cùng, tơi xin gửi lịng ân tình biết ơn tới gia đình tơi, đặc biệt bố mẹ bên cạnh động viên tinh thần lẫn vật chất người vợ thân yêu đồng nghiệp, cho ý kiến quý báu suốt thời gian học tiến sĩ nghiên cứu đề tài luận án Gia đình thực nguồn động viên lớn lao để hoàn thành luận án Nghiên cứu tài trợ Quỹ phát triển khoa học công nghệ quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 106-NN.03-2013.10 Xin trân trọng cảm ơn./ Huế, ngày 09 tháng 09 năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Đức Thành iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG .ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xiii MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 MỤC ĐÍCH VÀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2.1 Mục đích đề tài 2.2 Mục tiêu đề tài 3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 1.1.1 Nhu cầu dinh dưỡng lúa 1.1.2 Nhu cầu nước lúa 1.1.3 Hiệu ứng nhà kính ảnh hưởng đến sản xuất lúa 10 1.1.4 Mối quan hệ phân bón, nước tưới với suất lúa phát thải khí nhà kính 13 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .15 1.2.1 Tình hình sản xuất lúa giới Việt Nam .15 1.2.2 Tình hình sử dụng phân đạm quản lý sử dụng rơm rạ cho lúa giới Việt Nam 19 iv 1.2.3 Tình hình sử dụng nước phương pháp tưới nước cho lúa giới Việt Nam 25 1.2.4 Thực trạng phát thải khí nhà kính sản xuất lúa giới Việt Nam 28 1.3 CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 31 1.3.1 Sử dụng phân đạm với suất lúa phát thải khí nhà kính giới Việt Nam 31 1.3.2 Sử dụng phân bón hữu quản lý rơm rạ với suất lúa phát thải khí nhà kính 37 1.3.3 Sử dụng nước tưới với suất lúa phát thải khí nhà kính 40 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .44 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 44 2.1.1 Đất thí nghiệm .44 2.1.2 Giống lúa thí nghiệm 44 2.1.3 Phân bón 44 2.1.4 Phụ phẩm lúa .44 2.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU .44 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 44 2.2.2 Thời gian nghiên cứu 44 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 45 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.4.1 Công thức bố trí thí nghiệm 45 2.4.2 Biện pháp kỹ thuật áp dụng cho thí nghiệm 49 2.4.3 Các tiêu phương pháp theo dõi 50 2.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 54 2.5 ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT KHÍ HẬU 55 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA LIỀU LƯỢNG VÀ DẠNG PHÂN ĐẠM ĐẾN LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ N2O 56 3.1.1 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến thời gian sinh trưởng phát triển lúa 56 v 3.1.2 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến chiều cao số xanh lại sau thu hoạch lúa 57 3.1.3 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến khả đẻ nhánh lúa .59 3.1.4 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến khối lượng tươi khô lúa qua giai đoạn sinh trưởng, phát triển .61 3.1.5 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến tình hình sâu bệnh hại 64 3.1.6 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến yếu tố cấu thành suất suất 65 3.1.7 Mối tương quan liều lượng dạng đạm bón với suất thực thu vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 69 3.1.8 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến số tính chất hóa học đất .70 3.1.9 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến hiệu kinh tế 72 3.1.10 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến hiệu suất phân đạm 73 3.1.11 Ảnh hưởng liều lượng dạng phân đạm đến khả phát thải khí CH 4, N2O 75 3.1.12 Mối tương quan liều lượng dạng đạm bón với lượng phát thải khí CH 4, N2O vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 80 3.1.13 Mối quan hệ suất thực thu phát thải khí CH4 khí N2O vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 81 3.2 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC ĐẾN CÂY LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ N2O 82 3.2.1 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến thời gian sinh trưởng phát triển lúa 82 3.2.2 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến chiều cao số xanh lại sau thu hoạch 83 3.2.3 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến khả đẻ nhánh 84 3.2.4 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến khối lượng tươi khô lúa qua giai đoạn sinh trưởng lúa 86 3.2.5 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến tinh hình sâu bệnh hại 87 3.2.6 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến suất yếu tố cấu thành suất 88 vi 3.2.7 Mối tương quan chế độ nước tưới với suất thực thu vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 90 3.2.8 Lượng nước tưới cho lúa chế độ tưới khác .90 3.2.9 Phân tích hiệu kinh tế 91 3.2.10 Ảnh hưởng chế độ tưới nước đến khả phát thải khí CH4, N2O 92 3.2.11 Mối tương quan chế độ nước tưới với lượng phát thải khí CH4, N2O vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 96 3.2.12 Mối quan hệ suất thực thu phát thải khí CH4 khí N2O vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 chế độ tưới nước 96 3.3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA QUẢN LÝ SỬ DỤNG RƠM RẠ VÀ CHẾ ĐỘ TƯỚI NƯỚC ĐẾN CÂY LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ CH4 VÀ N2O 98 3.3.1 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến thời gian sinh trưởng phát triển lúa .98 3.3.2 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến chiều cao số xanh lại sau thu hoạch 99 3.3.3 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến khả đẻ nhánh lúa 101 3.3.4 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến khối lượng tươi khô lúa qua giai đoạn sinh trưởng 102 3.3.5 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến tình hình sâu bệnh hại 105 3.3.6 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến suất yếu tố cấu thành suất 106 3.3.7 Mối tương quan quản lý sử dụng rơm rạ chế độ tưới nước với suất thực thu vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 108 3.3.8 Lượng nước tưới cho lúa biện pháp quản lý rơm rạ chế độ tưới nước 109 3.3.9 Hiệu kinh tế việc quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước .110 3.3.10 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến tính chất hóa học đất 111 3.3.11 Ảnh hưởng quản lý sử dụng rơm rạ tưới nước đến khả phát thải khí CH4 , N2O 113 3.3.12 Mối tương quan quản lý sử dụng rơm rạ chế độ tưới nước với lượng phát thải khí CH4, N2O vụ hè thu 2014 đơng xuân 2014 - 2015 117 vii 3.3.13 Mối quan hệ suất thực thu phát thải khí CH4 N2O vụ hè thu 2014 đông xuân 2014 - 2015 118 3.4 KẾT QUẢ XÂY DỰNG MƠ HÌNH SẢN XUẤT LÚA .119 3.4.1 Năng suất yếu tố cấu thành suất 119 3.4.2 Lượng nước tưới cho lúa mơ hình 120 3.4.3 Phân tích hiệu kinh tế 120 3.4.4 Tổng lượng khí phát thải vụ 121 3.4.5 Mối quan hệ suất thực thu phát thải khí CH4 khí N2O vụ hè thu 2015 đông xuân 2015 - 2016 .122 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 123 4.1 Kết luận .123 4.2 Đề nghị 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AR Tưới đủ ẩm AWD Alternate Wetting and Drying (Tưới ướt khô xen kẽ) BMP Best Management Practice (Biện pháp quản lý tốt nhất) BNNPTNT Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn CF Continuous Flooding (Tưới ngập thường xuyên) CGR Crop Growth Rate (Tỷ lệ sinh trưởng trồng) ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐBSH Đồng sông Hồng EF Emission Factor (Hệ số phát thải khí) Eh Điện oxy hóa khử GHG Greenhouse Gas Emission (Khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính) GWP Global Warming Potential (Tiềm gây nóng trái đất) IFA International Fertilizer Asociation (Hiệp hội Phân bón Thế giới) IPCC The Intergovernmental Panel on Climate Change (Tổ chức Liên phủ Biến đổi khí hậu) IRRI The International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu Lúa quốc tế) KT-TV&MT Khí tượng thủy văn mơi trường LAI Leaf Area Index (Chỉ số diện tích lá) LHQ Liên Hợp Quốc QCVN Quy chuẩn Việt Nam SDC Tưới bán khô hạn SRI System of Rice Intensification (Hệ thống canh tác lúa cải tiến) SWD Tưới ngập cạn khô TCN Tiêu chuẩn ngành TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TTWS Kỹ thuật tưới tiết kiệm UNDP Cơ quan phát triển Liên hợp quốc USD Đôla Mỹ ...ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN VÀ TƯỚI NƯỚC ĐẾN NĂNG SUẤT LÚA VÀ PHÁT THẢI KHÍ GÂY HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH TẠI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN ÁN TIẾN... trên, tiến hành đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng phân bón tưới nước đến suất lúa phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tỉnh Thừa Thiên Huế? ?? MỤC ĐÍCH VÀ MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 2.1 Mục đích đề tài Xác định ảnh hưởng. .. trồng lúa Các kết nghiên cứu cho thấy áp dụng tưới tiết kiệm nước cho lúa làm tăng hiệu phân đạm qua tăng suất lúa hiệu kinh tế, đồng thời giảm khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính Thừa Thiên Huế