Mục tiêu của luận án là xác định ảnh hưởng của kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên (AWD) trên lượng bốc thoát khí NH3, phát thải khí CH4 và N2O. Xác định ảnh hưởng của biện pháp bón thấm urê trên hiệu quả sử dụng N và khả năng phát thải khí nhà kính.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng Mã ngành: 62 62 01 10 TRẦN THỊ HỒNG HUYẾN BIỆN PHÁP QUẢN LÝ NƢỚC, KẾT HỢP BÓN ĐẠM, XỬ LÝ RƠM RẠ ĐỂ NÂNG CAO SINH TRƢỞNG LÚA, GIẢM BỐC THỐT KHÍ AMONIAC, PHÁT THẢI KHÍ MÊTAN VÀ ƠXIT NITƠ Cần Thơ, 2018 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: GS.TS Ngơ Ngọc Hưng Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: Vào lúc , ngày tháng năm Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Các báo đăng tạp chí: Trần Thị Hồng Huyến, Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Thành Hối Ngô Ngọc Hưng, 2014 Nghiên cứu ảnh hưởng biện pháp bón thấm urê lên bốc thoát NH3, hấp thu N suất lúa trồng thẩm kế Tạp chí Hội khoa học đất Việt Nam, số N0 43: 31-36 Trần Thị Hồng Huyến, Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng Nguyễn Kim Quyên, 2016 Sự phát thải NH3, N2O suất lúa đất phù sa canh tác lúa nước thực biện pháp tưới tiêu xen kẻ Tạp chí nơng nghiệp & phát triển nông thôn, Chuyên đề khoa học công nghệ, tập 2: 79-86 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) vựa lúa nước, với đóng góp khoảng 50% sản lượng 90% lượng gạo xuất hàng năm (Niên giám thống kê, 2013) Để có sản lượng đó, nông dân đẩy nhanh sản xuất lúa gạo với việc thâm canh từ đến vụ năm, chí có nơi sản xuất đến vụ năm (Phạm Thị Phấn ctv., 2001), thời gian nghỉ đất vụ lúa ngắn đưa đến điều kiện đất lúa tình trạng khử kéo dài sản sinh khí mêtan (CH4) ôxit nitơ (N2O)(Mitsch et al., 2000), chất khí nhà kính quan trọng ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu tồn cầu Nhiều nghiên cứu cho thấy, việc quản lý nước ruộng lúa góp phần ảnh hưởng đến lượng phát thải khí CH4 N2O Khi ruộng bị ngập, đất bị yếm khí (khử ơxy) tạo CH4 khí N2O tạo vi khuẩn đất điều kiện háo khí (ơxy hóa) yếm khí, tùy thuộc vào lượng phân N cung cấp (chủ yếu qua phân bón) Thơng thường, ruộng lúa bị ngập thường xun có phát thải khí N2O thấp CH4 cao Để hài hòa hai nguồn phát thải cần có chế độ quản lý nước phù hợp (Lagomarsino et al., 2016) Trong canh tác, chất N nhân tố chi phối hàng đầu đến suất lúa, đặc tính hệ thống canh tác lúa có hiệu sử dụng phân N thấp, điều phần lớn N nhanh chóng từ bốc thoát amoniac (NH3) khử nitrat (NO3-), ước tính có khoảng 10% đến 65% N bón vào đất lúa bị (Vlek and Byrne, 1986; De Detta and Burêsh, 1989) Việc bốc khí NH3 từ sử dụng phân N dẫn đến lắng tụ N từ hình thành phát thải N2O (Wulf and Clemens, 2002) Ngoài ra, việc giữ lại rơm rạ ruộng lúa để tái sử dụng chất dinh dưỡng hoạt động canh tác phổ biến Tuy nhiên, cung cấp nguồn chất hữu dồi làm tăng phát thải CH4, góp phần tác động mơi trường qua hiệu ứng nhà kính (WeiWang et al., 2016) Khí CH4 N2O hai loại khí quan trọng gây hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hậu, phát thải từ đất nơng nghiệp chiếm theo thứ tự khoảng 50% 60% nguồn phát thải gây hiệu ứng nhà kính (WeiWang et al., 2016) Khí NH3 loại khí kiềm có nhiều khí quyển, thành phần phản ứng nitơ Nguồn bốc NH3 lớn từ nơng nghiệp, bao gồm chăn nuôi sử dụng phân N (Behera et al., 2013) Nhìn chung, việc sử dụng phân N, chất hữu khơng hiệu góp phần làm gia tăng phát thải loại khí nhà kính, hiệu canh tác lúa không cao Để hạn chế phát thải CH4 từ nguồn hữu cung cấp cho ruộng lúa, phát thải N2O bốc NH3 từ bón phân N canh tác lúa, cần nghiên cứu biện pháp cải thiện kỹ thuật canh tác phù hợp việc quản lý nước kết hợp bón phân N xử lý rơm rạ để góp phần cải thiện suất lúa bảo vệ môi trường, vậy, đề tài “Biện pháp quản lý nước kết hợp bón đạm, xử lý rơm rạ để nâng cao sinh trưởng lúa giảm bốc khí ammoniac, phát thải khí mêtan ôxit nitơ” thực 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên (AWD) lượng bốc khí NH3, phát thải khí CH4 N2O - Xác định ảnh hưởng biện pháp bón thấm urê hiệu sử dụng N khả phát thải khí nhà kính - Xác định ảnh hưởng việc sử dụng phân hữu có xử lý chế phẩm nấm Trichoderma đến khả giảm phát thải khí nhà kính cải thiện sinh trưởng lúa 1.3 Những đóng góp luận án 1.3.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu cung cấp liệu khoa học ảnh hưởng kỹ thuật tưới khơ ngập ln phiên, biện pháp bón thấm urê sử dụng phân hữu có xử lý chế phẩm nấm Trichoderma lượng phát thải khí nhà kính sinh trưởng lúa, qua đóng góp liệu khoa học để bổ sung hồn thiện qui trình kỹ thuật canh tác lúa nhằm tăng hiệu sử dụng N, giảm phát thải khí nhà kính cải thiện suất lúa ĐBSCL Ngoài ra, kết nghiên cứu đề tài cung cấp sở khoa học cho nghiên cứu làm tài liệu giảng dạy 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kỹ thuật tưới ngập khô luân phiên làm giảm lượng phát thải CH4 N2O Ngoài ra, biện pháp giúp giảm lượng nước tưới khoảng 1.000 m3/vụ không ảnh hưởng đến suất lúa hiệu sử dụng nước gia tăng 50,8% so với biện pháp tưới ngập liên tục Biện pháp bón thấm urê tái ngập nước sau ngày làm giảm lượng bốc NH3 so với tưới ngập liên tục Bón thấm urê làm gia tăng có ý nghĩa thống kê số chồi/m2 số bông/m2 so với tưới ngập liên tục Lượng N hấp thu lúa biện pháp bón thấm urê (105 kgN/ha) cao so với tưới ngập liên tục (95 kgN/ha) Do vậy, vùng đất Bình Minh Vĩnh Long, lượng N hiệu bón cho lúa vụ Đơng Xn đề nghị là 80 kgN/ha Bón rơm có xử lý nấm Trichoderma kết hợp với phân N làm giảm phát thải khí CH4 N2O vùi rơm tươi đưa đến tăng phát thải khí CH4 Biện pháp bón rơm có xử lý nấm Trichoderma biện pháp vùi rơm tươi không gây khác biệt thành phần suất suất lúa Các kết nghiên cứu tác động số biện pháp kỹ thuật đến khả giảm phát thải khí nhà kính sinh trưởng lúa kết có giá trị thực tiễn cao đóng góp vào việc hồn thiện qui trình kỹ thuật canh tác lúa để tăng hiệu sử dụng N, giảm phát thải khí nhà kính nâng cao suất lúa Bình Minh–Vĩnh Long nói riêng vùng ĐBSCL nói chung 1.4 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài biện pháp canh tác ảnh hưởng đến sinh trưởng, suất lúa phát thải khí nhà kính đất phù sa trồng lúa Các thí nghiệm biện pháp quản lý nước, biện pháp bón thấm urê quản lý rơm rạ thực nhà lưới Khoa Nông Nghiệp Sinh học Ứng dụng - Trường ĐHCT vụ Hè Thu 2012 Từ việc kế thừa kết nghiên cứu nhà lưới, thí nghiệm ngồi đồng thực Bình Minh - Vĩnh Long vụ Đông Xuân 2012 – 2013 Đông Xuân 2013 – 2014 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Các vấn đề quan tâm sản xuất lúa Với dân số 90 triệu người, phần lớn dân cư Việt Nam sống vùng nơng thơn hoạt động nơng nghiệp, canh tác lúa chủ yếu Do vậy, ĐBSCL có sản lượng lúa gạo lớn để đáp ứng nhu cầu lương thực nước xuất (Tổng cục thống kê, 2013) Để đạt suất cao sản lượng đủ lớn, nông dân thường xuyên sử dụng nhiều phân N canh tác Ngoài ra, tác động phức tạp biến đổi khí hậu nên biện pháp kỹ thuật sản xuất lúa để thích ứng với tình hình ý tiếp tục nghiên cứu ĐBSCL, đó: Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước phương pháp khô ngập luân phiên (AWD) để làm giảm khí CH4 quan tâm Ruộng lúa tưới kỹ thuật AWD cho suất giống ruộng tưới nước ngập liên tục theo truyền thống, tiết kiệm chi phí nước từ 16-24% chi phí sản xuất 20-25% Tưới AWD giúp giảm rò rỉ, trực di phân N ảnh hưởng nhỏ đến bốc mặt ruộng Bên cạnh đó, tưới AWD giúp cải thiện hệ thống rễ, giảm đỗ ngã, giúp đất thơng thống, kiểm sốt tốt đối tượng dịch hại Sự bốc thoát NH3 từ phân N xem mối đe dọa đến môi trường giới Nó đường gây N đất lúa Sau bón N vào đất, N bị thủy phân tạo thành NH4+ nước ruộng tích lũy NH4+ Sự chuyển hố NH4+ sang NH3 phụ thuộc lớn vào pH nước ruộng Do đó, hình thành khí NH3 bốc thoát NH3 gia tăng đáng kể với gia tăng pH N-NO3- đất nguồn thiếu cho tiến trình khử nitrate khử nitrate nguồn quan trọng làm bốc khí nitơ (N2) N2O Một số nghiên cứu cho thấy, N dạng N2O, NO (nitơ monoxit), N2 gia tăng sau đất khô bị ngập trở lại (Scholes et al., 1997) Bên cạnh đó, canh tác lúa rơm rạ để tự nhiên cần thời gian phân hủy lâu cày vùi trực tiếp vào đất gây ngộ độc hữu cho lúa Để hạn chế bất lợi này, rơm rạ trước hoàn trả lại cho vụ mùa cần ủ kết hợp với nấm Trichoderma nguồn vi sinh vật có khả phân hủy rơm rạ nhanh hạn chế phát triển nấm gây bệnh Đốm vằn (Rhizoctonia solani) lưu tồn rơm rạ 2.2 Các kết nghiên cứu quản lý nƣớc, bón N xử lý rơm rạ Theo Kyuma (2004), việc bón thấm urê góp phần chất cải thiện thành phần suất lúa đất rút nước đến nứt chân chim, tạo nên tình trạng thơng thống đất Ngược lại, điều kiện đất ngập nước, chất hữu bị phân hủy yếm khí tạo nhiều độc chất axit hữu cơ, H2S,…làm giảm sinh trưởng suất lúa Kết nghiên cứu Lưu Hồng Mẫn ctv., (2006) việc ứng dụng chế phẩm sinh học để sản xuất phân hữu vi sinh phục vụ cho thâm canh lúa ĐBSCL từ năm 2000 – 2005 (10 vụ lúa) cho thấy, bón kết hợp phân hữu xử lý nấm Trichoderma kết hợp liên tục với 60% phân hóa học làm giảm 80% lượng phân hóa học sử dụng cho lúa, sử dụng rơm rạ ủ làm phân hữu chỗ cho lúa khơng giảm lượng phân hóa học, hạn chế ô nhiễm môi trường, dần trả lại độ phì nhiêu cho đất mà đảm bảo suất lúa thu hoạch Lý Ngọc Thanh Xuân (2010) nghiên cứu ảnh hưởng kỹ thuật AWD đến thoát N hiệu sử dụng N đất lúa ngập nước cho thấy, bón phân urê cho lúa vụ Đơng Xn tổng lượng N bốc dạng NH3 vụ đất phù sa đất phèn nghiệm thức ngập nước liên tục (CF) chiếm 19,12% (3,41% lượng phân N bón vào) Ở nghiệm thức AWD, bốc thoát NH3 chiếm 17,11% (2,65% lượng phân N bón vào) Trần Quang Giàu (2011) nghiên cứu ảnh hưởng biện pháp luân canh quản lý nước đến số đặc tính đất cân NPK đất phèn nhẹ trồng lúa cho rằng, biện pháp tưới tiết kiệm không làm gia tăng suất so với tưới liên tục làm giảm EC hàm lượng Fe2+ dung dịch đất, đặc biệt giảm lượng nước tưới, góp phần tiết kiệm chi phí sản xuất giải vấn đề thiếu nước đặt Kết nghiên cứu Maninder Kaur Khosa et al (2011) cho thấy, biện pháp bón phân N theo truyền thống (bón phân N điều kiện đất ngập nước liên tục) làm tốc độ phát thải CH4 giảm so với chế độ bón thấm điều kiện kỵ khí mạnh phát triển nước ngập không liên tục Sau Eh giảm khoảng lượng S2- axit axêtic tăng lên, có phát thải CH4 Kết nghiên cứu Trần Thị Ngọc Sơn ctv (2011) ảnh hưởng rơm rạ xử lý chế phẩm nấm Trichoderma đến suất lúa hiệu kinh tế trồng lúa ĐBSCL cho thấy, chế phẩm nấm Trichoderma có khả xử lý rơm rạ nhanh đồng ruộng, phù hợp với điều kiện canh tác ĐBSCL, làm giảm tỷ lệ C/N rơm rạ 20,4 đến 21,4 gia tăng hàm lượng NPK Xử lý rơm rạ chế phẩm nấm Trichoderma góp phần giảm khoảng 30% NPK phân hóa học gia tăng suất lúa tăng hiệu kinh tế trồng lúa cải thiện độ phì nhiêu đất Theo Tơ Lan Phương ctv (2012) nghiên cứu ảnh hưởng phân Biogro, phương pháp tưới tiết kiệm nước đến suất lúa phát thải khí nhà kính ruộng lúa cho rằng, áp dụng kỹ thuật AWD làm cho lúa nảy chồi tốt so với biện pháp CF Kỹ thuật AWD làm giảm lượng khí CH4 sinh lại làm gia tăng phát thải khí N2O giai đoạn lúa đẻ nhánh CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung Nghiên cứu thực qua thí nghiệm sau: 3.1.1 Thí nghiệm nhà lƣới Ba thí nghiệm nhà lưới 1, thực nhà lưới Bộ môn Khoa học Cây trồng, Khoa NN SHƯD, Trường ĐH Cần Thơ, vụ Hè Thu 2012 Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên khả phát thải khí nhà kính suất lúa - Thí nghiệm bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên, nghiệm thức: (1) Tưới ngập liên tục (CF, đối chứng); (2) Tưới khô ngập luân phiên lực giữ nước đạt 0,10 bar (AWD1); (3) tưới khô ngập luân phiên lực giữ nước đạt 0,15 bar (AWD2) Thí nghiệm có lần lặp lại, gồm lơ thí nghiệm với diện tích lơ m2 (dài m x rộng m) - Chỉ tiêu theo dõi: Chỉ số lực giữ nước, oxy hóa khử (Eh); phát thải CH4 N2O vào giai đoạn 10, 20 45 ngày sau sạ (NSS), tiêu nông học, thành phần suất suất thực tế Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê khả phát thải khí nhà kính - Thí nghiệm bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên, nghiệm thức: (1) Bón urê điều kiện ngập liên tục (FA, đối chứng); (2) Bón thấm urê ẩm độ đất 65%, sau giữ mực nước ruộng cm (PA1); (3) Bón thấm urê ẩm độ 65%, giữ mực nước ruộng cm ngày sau giữ mực nước ruộng cm (PA2) Thí nghiệm có lần lặp lại, gồm lơ thí nghiệm với diện tích lơ m2 (dài m x rộng m) - Các tiêu theo dõi: Bốc thoát NH3, phát thải CH4 N2O vào đợt bón phân 10, 20 45 NSS, thông số pH, nhiệt độ thời điểm đo NH3 Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng phân hữu lên khí phát thải nhà kính suất lúa - Thí nghiệm bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên, nghiệm thức: Bón vùi rơm tươi/ha (BS, đối chứng); bón rơm/ha ủ nấm Trichoderma (OA1); bón rơm/ha ủ nấm Trichoderma (OA2) Thí nghiệm có lần lặp lại, lơ thí nghiệm với diện tích lơ m2 (dài m x rộng m) - Chỉ tiêu theo dõi: Phát thải CH4 N2O vào đợt bón phân 10, 20 45 NSS, tiêu nông học, thành phần suất suất thực tế 3.1.2 Thí nghiệm đồng ruộng Ba thí nghiệm đồng ruộng 4, 5, thực xã Đơng Thạnh, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long, trong vụ Đơng Xn 2013-2014 (thí nghiệm 4) Đơng Xn 20122013 (thí nghiệm 6) Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên khả phát thải khí nhà kính suất lúa - Thí nghiệm bố trí theo thể thức so sánh cặp (Matched Pair Design) hoàn toàn ngẫu nhiên, nghiệm thức: Tưới ngập liên tục (CF, đối chứng); tưới khơ ngập ln phiên (AWD) Thí nghiệm có lần lặp lại, gồm lơ thí nghiệm với diện tích lơ 20 m2 (dài m x rộng m) - Chỉ tiêu theo dõi: Lượng nước tiết kiệm (WIS), hiệu sử dụng nước (WP), lượng NH3 bốc thoát phát thải N2O vào đợt bón phân 10, 20 45 NSS, thành phần suất suất thực tế Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê khả phát thải khí nhà kính suất lúa - Thí nghiệm thừa số hai nhân tố bố trí khối hồn tồn ngẫu nhiên Nhân tố A gồm mức bón N: (1) kgN/ha, (2) 80 kgN/ha, (3) 120 kgN/ha Nhân tố B gồm mức độ quản lý nước: (1) Quản lý nước ngập liên tục (CF), (2) Bón phân N đất “nứt chân chim”, sau cho nước thấm vào ruộng (PA), (3) Bón phân N đất “nứt chân chim”, sau ngày cho nước thấm vào ruộng (PA') Thí nghiệm có lần lặp lại, gồm 36 lơ thí nghiệm với diện tích lơ 20 m2 (dài m x rộng m) - Chỉ tiêu theo dõi: Thơng số pH, nhiệt độ lúc đo bốc NH3, bốc NH3 vào đợt bón phân 10, 20 45 NSS, tiêu nông học; N hạt rơm rạ, thành phần suất suất thực tế Thí nghiệm 6: Ảnh hƣởng phân hữu lên khí phát thải nhà kính suất lúa - Thí nghiệm bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên, nghiệm thức: Khơng vùi rơm (ĐC); bón rơm tươi/ha vào đất (BS); bón rơm/ha ủ với nấm Trichoderma (OA), lần lặp lại, gồm12 lơ thí nghiệm với diện tích lơ 20 m2 (dài m x rộng m) - Chỉ tiêu theo dõi: Phát thải CH4 N2O vào đợt bón phân 10, 20 45 NSS, tiêu nông học, thành phần suất suất thực tế 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 3.2.1 Phƣơng pháp thu thập phân tích mẫu NH3, CH4 N2O - Lấy mẫu NH3 vào hai thời điểm: Buổi sáng (8 - 10 giờ), buổi chiều (14 - 16 giờ) Thông số pH, nhiệt độ dòng khí qua phận lọc đo lần vào buổi sáng lần vào buổi chiều thời gian lấy mẫu Công thức tính lượng NH3 bốc thốt: F↓: Lượng NH3 bốc thoát (mgN/m2/giờ); Mabs: Lượng NH3 bốc thoát từ buồng đo (chamber) (mgN); Camb: Nồng độ NH3 khơng khí xung quanh; Q: Thể tích khơng khí xun qua chamber (m3); A: Diện tích chamber (m2); t: thời gian thu mẫu (giờ); Cout: Nồng độ NH3 bốc thoát từ chamber (mgN/m3) - Đo mẫu khí CH4 N2O máy sắc ký khí Phòng thí nghiệm Bộ mơn Khoa học đất Vi sinh, Viện Lúa Đồng Bằng Sông Cửu Long 3.2.2 Phân tích mẫu đất, tiêu phân tích - Lấy mẫu đất vào thời điểm đầu vụ độ sâu 0-20 cm 20–40 cm, để khơ tự nhiên nhiệt độ phòng, sau xác định pH, EC, sa cấu N tổng số, lân tổng số, lân dễ tiêu, kali trao đổi Phòng phân tích Phì nhiêu Đất, Bộ mơn Khoa học đất, ĐHCT - Các tiêu nông học ghi nhận thời điểm 10, 20, 45, 65 90 NSS theo phương pháp IRRI (2002) - Năng suất thực tế lấy vào giai đoạn thu hoạch: Gặt 5,0 m2 thí nghiệm đồng ruộng 1,0 m2 thí nghiệm nhà lưới, cân sinh khối hạt rơm rạ sau hạt, giê cân khối lượng, sau quy tấn/ha (ẩm độ 14%) - Mẫu thân hạt lấy giai đoạn cuối vụ Thu hoạch toàn lơ m2 để tính thành phần suất phân tích N thân hạt - Các thành phần suất suất thực tế: Số bông/m2: Đếm tổng số khung (1 m2) Số hạt/bông: Tổng số hạt thu được/Tổng số thu được/1 m2 Tỷ lệ hạt = (Tổng số hạt chắc/Tổng số hạt) x 100% Khối lượng 1.000 hạt: Cân khối lượng 1.000 hạt nghiệm thức (ẩm độ 14%) - Phân tích N hạt rơm rạ phương pháp Kjeldahl 3.3 Xử lý số liệu Số liệu thí nghiệm xử lý tính tốn phần mềm Excel Microsoft Office phân tích thống kê phần mềm SPSS phiên 16.0 4,93 Năng suất CV = 34,27% 3,93 4,27 CF AWD1 AWD2 Hình 4.3: Ảnh hƣởng kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên đến suất lúa thực tế Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: CF: Tưới ngập liên tục; AWD1: Tưới khô ngập luân phiên lực giữ nước đạt 0,10 bar; AWD2: Tưới khô ngập luân phiên lực giữ nước đạt 0,15 bar Tóm lại, biện pháp quản lý nước khơng ảnh hưởng đến lượng phát thải khí CH4 N2O Phát thải CH4 có khuynh hướng tăng đầu vụ giảm xuống cuối vụ trồng lúa phát thải khí N2O có khuynh hướng giảm từ đầu vụ đến cuối vụ Các biện pháp quản lý nước lượng phát thải CH4 N2O không ảnh hưởng đến thành phần suất suất lúa thực tế 4.1.2 Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê khả phát thải khí nhà kính suất lúa 4.1.2.1 Bốc khí NH3 * Diễn biến pH thời kỳ bón urê: Nghiệm thức ngập liên tục (FA) có pH nước mặt cao nghiệm thức bón thấm – tưới (PA1) bón thấm – tưới sau ngày (PA2), pH đạt cao đợt bón phân thứ (20 NSS) (Hình 4.4) Đợt Đợt Đợt Hình 4.4: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê đến diễn biến lƣợng pH nƣớc mặt Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú:FA: ngập liên tục; PA1:bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau ngày 10 * Diễn biến lượng NH3 bốc từ bón phân N: Ở ba đợt bón phân N, tổng lượng NH3 bốc thoát nghiệm thức FA cao so với nghiệm thức PA1 PA2 Ở đợt bón phân N thứ nhất, nghiệm thức FA, PA1, PA2 có lượng bốc thoát NH3 34,43, 19,93 17,24 mgNH3/m2/ngày Ở đợt bón phân N thứ hai, ba nghiệm thức có lượng bốc NH3 58,66, 45,55 28,61 mgNH3/m2/ngày Cuối cùng, đợt bón phân N thứ ba lượng bốc thoát NH3 ba nghiệm thức 34,96, 13,17 6,72 mgNH3/m2/ngày (Hình 4.5) FA Hình 4.5: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urea đến diễn biến tổng lƣợng NH3 bốc thoát Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1:bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau ngày * Đánh giá bốc thoát NH3 từ phân bón N: Khi bón phân urê cho lúa vụ Hè Thu, lượng N ước lượng qua bốc NH3 đợt bón phân, sau ước lượng cho tồn vụ Hè Thu Kết cho thấy, tổng lượng N qua bốc thoát NH3 vụ lúa nghiệm thức FA 7,68 kgN/ha (7,68% theo tổng lượng 100 kgN/ha bón cho lúa) so với PA1 4,54 kgN/ha (4,54%) PA2 3,15 kgN/ha (3,15%) (Bảng 4.2) Bảng 4.2: Tỷ lệ N bốc thoát qua NH3 qua đợt bón phân vụ Vụ Hè Thu 2012 Lượng urê bón (kgN/ha) % lượng N qua bốc NH3 FA PA1 PA2 10 20 45 30 30 40 6,90 11,73 5,25 4,0 8,50 1,97 3,43 5,73 1,00 Cả vụ 100 7,68 4,54 3,15 NSS Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm – tưới ngay; PA2: bón thấm – tưới sau ngày; NSS: ngày sau sạ Tóm lại, N dạng NH3 nghiệm thức FA có xu hướng cao nghiệm thức PA1 PA2 Điều liên hệ đến ảnh hưởng pH nước ruộng nghiệm thức Giá trị pH nghiệm thức FA cao so với PA1 PA2, PA1 cao PA2 (Hình 4.4) Điều tương đồng với lượng N bốc thoát qua dạng NH3 nghiệm thức FA cao so với PA1 PA2 N bốc thoát qua NH3 PA1 có xu hướng cao PA2 4.1.2.2 Phát thải khí CH4 N2O Kết Hình 4.6 cho thấy, tổng lượng khí thải CH4 ước lượng nghiệm thức FA 196,20 mgCH4/m2/ngày, PA1 165,28 mgCH4/m2/ngày PA2 66,25 mgCH4/m2/ngày Ở nghiệm thức PA1 khí thải CH4 cao giai đoạn đầu sinh trưởng lúa (10 NSS) Ở giai 11 đoạn 20 NSS, nghiệm thức FA có tốc độ phát thải CH4 cao nhất, tình trạng yếm khí ngập liên tục Trong đó, nghiệm thức PA1 PA2 chủ động rút nước để đất nứt chân chim (độ ẩm khoảng 65%) nên tạo điều kiện đất thống khí giúp O2 trao đổi tế khổng đất nên làm giảm tốc độ khí CH4 Hình 4.6: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê lên tốc độ phát thải CH4 (mgCH4/m2/giờ) qua giai đoạn sinh trƣởng Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm-tưới ngay; PA2: bón thấm-tưới sau ngày Hình 4.7: Ảnh hƣởng kỹ thuật bón thấm urê lên tốc độ phát thải N2O (mgN2O /m2/giờ) qua giai đoạn sinh trƣởng Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: FA: ngập liên tục; PA1: bón thấm-tưới ngay; PA2: bón thấm-tưới sau ngày Nhìn chung, đợt bón phân urê (10, 20 45 NSS), diễn biến N2O phát thải cao vào ngày đầu sau bón thấp dần vào ngày sau Nghiệm thức PA2 có N2O phát thải cao so với nghiệm thức FA PA1 tiến trình khử nitrat cao 4.1.3 Ảnh hƣởng phân hữu lên phát thải khí nhà kính suất lúa 4.1.3.1 Phát thải khí CH4 N2O Hình 4.8 cho thấy, tốc độ phát thải khí CH4 nghiệm thức vùi rơm tươi (BS) cao nghiệm thức lại qua giai đoạn 10, 20 45 NSS Trong giai đoạn 10 NSS nước ruộng ngập – cm nên tạo môi trường yếm khí giúp hoạt động vi khuẩn Metanobacteria xảy làm tăng phát thải khí CH4 Các giai đoạn sau tốc độ phát thải khí CH4 giảm dần rơm tươi có phân hủy theo thời gian Ở nghiệm thức bón rơm ủ/ha có Trichoderma (OA1) rơm ủ/ha có Trichoderma (OA2) tốc độ phát thải CH4 khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê phân rơm phân hủy, hàm lượng chất hữu cao phân tử so với rơm tươi nên hoạt động vi sinh vật sản sinh khí CH4 Nhìn chung, tổng lượng phát thải CH4 ước lượng nghiệm thức BS 628,23 mgCH4/m2/ngày, nghiệm thức OA1 71,98 mgCH4/m2/ngày nghiệm thức OA2 83,08 mgCH4/m2/ngày 12 mgN2O/m2/giờ Ngày sau sạ Hình 4.8: Ảnh hƣởng phân hữu vi Hình 4.9: Ảnh hƣởng phân hữu vi sinh lên sinh lên tốc độ phát thải CH4 tốc độ phát thải N2O (mgN2O/m2/giờ) qua giai (mgCH4/m2/giờ) qua giai đoạn sinh đoạn sinh trƣởng Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: BS: vùi rơm tươi; OA1:bón rơm ủ Trichoderma trƣởng Vụ Hè Thu 2012 Ghi chú: BS: vùi rơm tươi; OA1: bón rơm ủ Trichoderma tấn/ha; OA2: bón rơm ủ Trichoderma tấn/ha tấn/ha; OA2: bón rơm ủ Trichoderma tấn/ha Trong vụ Hè Thu, tổng lượng N bốc thoát dạng N2O vụ nghiệm thức BS 0,18 kgN/ha chiếm 0,18% lượng phân N bón vào (100 kgN/ha) Ở nghiệm thức OA2 OA1 lượng N qua đường bốc thoát N2O cao nghiệm thức BS, theo thứ tự 0,24 kgN/ha 0,24 kgN/ha, chiếm 0,24 % lượng phân N bón vào Lượng N2O bốc từ OA2 OA1 cao nghiệm thức BS hàm lượng NO3-, độ thống khí hàm lượng O2 nghiệm thức BS thấp so với OA2 OA1 Vì vậy, bổ sung rơm tươi rơm ủ vào đất làm giảm lượng phát thải N2O có chiều hướng gia tăng khí CH4 cho thấy phát thải N2O CH4 tỉ lệ nghịch với Tuy nhiên, khác biệt nghiệm thức OA1 OA2 lượng phát thải N2O ý nghĩa thống kê (Hình 4.9) 4.1.3.2 Thành phần suất suất lúa Bảng 4.3 Hình 4.10 cho thấy, nghiệm thức BS có thành phần suất suất thực tế thấp khác biệt có ý nghĩa thống kê (p