Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu của luận án là nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của việc bón các dạng phân đạm sự phát thải N2O, bốc thoát NH3 và năng suất trong điều kiện canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Khoa học đất Mã ngành: 62 62 01 03 VÕ THANH PHONG HIỆU QUẢ CỦA CÁC DẠNG PHÂN ĐẠM TRÊN PHÁT THẢI N2O, BỐC THOÁT NH3 VÀ NĂNG SUẤT TRONG CANH TÁC LÚA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Cần Thơ, 2017 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Mỹ Hoa Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: ………………………………………., Trường Đại học Cần Thơ Vào lúc … … ngày … tháng … năm … Phản biện 1: ……………………………………… Phản biện 2: ……………………………………… 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 CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ Võ Thanh Phong, Nguyễn Thị Cà Nguyễn Mỹ Hoa (2014) Ảnh hưởng bón urê-nBTPT (n-butyl thiophosphoric triamid) NPK viên nén đến phân bố đạm suất lúa Cầu Kè - Trà Vinh Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Số chuyên đề: Nông nghiệp 2014(3) 117-123 Võ Thanh Phong, Trần Thanh Phong, Nguyễn Minh Đông Nguyễn Mỹ Hoa (2015) Ảnh hưởng dạng phân đạm đến phân bố NH4+ đất bốc NH3 canh tác lúa Tam Bình - Vĩnh Long Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Số 40 (2015) 128-135 Võ Thanh Phong, Nguyễn Xuân Dũ, Nguyễn Thị Kim Phượng Nguyễn Mỹ Hoa (2015) Ảnh hưởng dạng phân đạm đến phát thải N2O đất lúa Tam Bình - Vĩnh Long Tạp chí Tài ngun Mơi trường Số 15 (211) 31-34 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Việc giảm phát thải khí nhà kính (KNK) đặc biệt khí N2O quan trọng giảm tác nhân gây biến đổi khí hậu Theo báo cáo Ủy ban Liên phủ Biến đổi khí hậu (IPCC) Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) cho thấy lượng N2O phát thải vào khí khoảng 8,5 27,7 triệu tấnN2O/năm lượng tiếp tục tăng 0,25% năm (Denman et al., 2007; WMO, 2011) Các hoạt động nông nghiệp tạo lượng phát thải khí N2O lớn (tương đương 1,7 - 4,8 triệu tấnN2O/năm, bón phân đạm làm tăng đáng kể phát thải trực tiếp khí N2O với lượng phát thải 1,7 triệu tấnN2O/năm (Ussiri & Lal, 2013) Cũng theo Ussiri & Lal (2013), bón phân urê đất lúa có lượng N2O phát thải 1,38 kgN2O/ha vụ Do nhiều nghiên cứu dạng phân đạm cải tiến thực để làm chậm tiến trình thủy phân urê, giảm nitrate hóa, làm chậm tan phân bón để giảm lượng khí N2O phát thải, giảm lượng khí NH3 bốc thốt, tăng hiệu s dụng phân đạm gia tăng suất trồng Bón vùi phân đạm urê, urê viên nén (USG); hay bón dạng phân N chậm tan gồm urê có lớp phủ nhựa neem (NCU), urê có lớp phủ lưu huỳnh (SCU), urê có lớp phủ polymer (PCU); bón phân đạm có chất ức chế nitrate hóa Dicyadiamide, encapsulated calcium carbide (ECC), Hydroquinone, Thiosulfate (trừ Nitrapyrin) có hiệu làm giảm phát thải N2O (Majumdar, 2013) Tuy nhiên, nghiên cứu phát thải N2O canh tác lúa thực dạng phân đạm cải tiến chưa nhiều; ch có số nghiên cứu gần phân urê-nBTPT [N-(n-butyl) thiophosphoric triamide], phân NPK viên nén phân chậm tan IBDU Đối với điều kiện canh tác lúa Đồng sông C u Long (ĐBSCL), nghiên cứu phát thải N2O chưa thực phân urê-nBTPT, NPK viên nén phân IBDU (Isobutidene diurea) đặc biệt kết hợp bón dạng phân đạm với kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên Các nghiên cứu bốc thoát NH3 tập trung phân urê urê viên nén, có nghiên cứu phân NPK viên nén (Hayashi, 2013) Tại Việt Nam, Watanabe et al (2009) nghiên cứu NH3 bốc thoát (tại Bắc Giang, Hà Nội Cần Thơ) bón phân urê Ở ĐBSCL, có số nghiên cứu bốc NH3 điều kiện tưới tiết kiệm nước Ngô Ngọc Hưng (2009) Dong et al (2012) Sự bốc NH3 bón phân urê-nBTPT, NPK viên nén IBDU chưa nghiên cứu điều kiện canh tác lúa ĐBSCL Bón phân urê-nBTPT, NPK viên nén hay IBDU cho lúa góp phần tăng hiệu s dụng đạm nhiên hiệu suất tùy thuộc vào loại đất điều kiện canh tác (Carreres et al., 2003; Chien et al., 2009; IFDC, 2013) Tại Việt Nam, thí nghiệm Miền Bắc cho thấy phân viên nén hỗn hợp làm tăng hiệu s dụng phân bón tiết kiệm lượng bón (Nguyễn Thị Lan & Đỗ Thị Hường, 2009), nhiên hiệu suất lúa chưa thực so sánh Ở ĐBSCL, ch có kết thí nghiệm bón phân urê-nBTPT Chu Văn Hách & Lê Văn Bảnh (2007) cho thấy hiệu nông học tăng suất lúa tăng không đáng kể so với bón urê Tuy vậy, việc bón vùi loại phân NPK viên nén chưa áp dụng điều kiện vùng ĐBSCL Do đó, cần nghiên cứu để xem xét khả cung cấp đạm đất cho giai đoạn sinh trưởng lúa ch bón lần phân NPK viên nén Bên cạnh suất lúa, nghiên cứu phân bố dạng đạm (NH4+ NO3-) đất bón dạng phân urê, urê-nBTPT NPK viên nén chưa nghiên cứu ĐBSCL Tóm lại, bón dạng phân đạm urê-nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU điều kiện tưới khô ngập luân phiên ảnh hưởng đến phát thải N2O suất lúa cần thiết nhằm ứng phó với tình hình khan nước tưới góp phần làm giảm phát thải khí nhà kính Bên cạnh đó, hiệu dạng phân đạm bốc thoát NH3 cần xác định nhằm góp phần giảm đạm giảm tác hại mơi trường Bón phân urê có trộn chất ức chế nBTPT hay bón vùi phân NPK viên nén cần khảo sát hiệu suất hiệu s dụng đạm điều kiện canh tác lúa ĐBSCL Do cần thiết thực đề tài làm sở khoa học cho việc khuyến cáo bón dạng phân đạm đánh giá hiệu phát thải N2O, bốc thoát NH3 suất lúa 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thực nhằm đánh giá hiệu việc bón dạng phân đạm phát thải N2O, bốc thoát NH3 suất điều kiện canh tác lúa ĐBSCL 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thực nhóm đất phèn tiềm tàng (Endo- ProtoThionic Gleysols) huyện Tam Bình t nh Vĩnh Long nhóm đất phù sa sông C u Long (Dystric - Rhodic Gleysols) huyện Cầu Kè - t nh Trà Vinh Ở ĐBSCL, diện tích nhóm đất Gleysols chiếm đến 1,9 triệu (48% diện tích tự nhiên đồng bằng) Nhóm đất nơng dân vùng s dụng chủ yếu để canh tác lúa Đất chọn làm thí nghiệm nơng dân canh tác vụ lúa năm Các dạng phân đạm cải tiến sản xuất s dụng bao gồm: i) phân urê-nBTPT, ii) phân NPK viên nén iii) phân NPK IBDU s dụng nghiên cứu Bốn dạng phân đạm s dụng nghiên cứu phát thải N2O bốc thoát NH3 Trong nghiên cứu hàm lượng dạng đạm đất, nước nghiên cứu hiệu liều lượng đạm bón dạng phân đạm suất lúa hiệu s dụng đạm ch thực dạng phân đạm: urê, urê-nBTPT NPK viên nén phân IBDU chưa cung cấp kịp thời Giống lúa s dụng OM 6976 nông dân địa phương s dụng tương đối phổ biến năm gần Giống lúa OM 6976 lai tạo có hàm lượng chất sắt cao hạt gạo (6 - mgFe/kg gạo trắng) đưa vào trồng địa phương Các mẫu khí thu trực tiếp điều kiện đồng ruộng theo phương pháp buồng kín để thu mẫu N2O phát thải phương pháp buồng kín động học để thu mẫu NH3 bốc thoát Ch tiêu để đánh giá hiệu s dụng phân đạm áp dụng nghiên cứu hiệu nông học hiệu thu hồi đạm Các kết hiệu thu hồi đạm ch thực vụ lúa hè thu kinh phí có hạn hạn chế đề tài Các thí nghiệm nghiên cứu thực điều kiện đồng ruộng ruộng lúa nơng dân nên có nhiều biến động đất đai, ảnh hưởng thời tiết, sâu bệnh Để giảm ảnh hưởng biến động đến kết quả, ruộng thí nghiệm bố trí theo kiểu khối hồn tồn ngẫu nhiên lơ phụ với hay lặp lại Sự chuyển hóa N đất có tham gia vi sinh vật (nitrat hóa, kh nitrate hóa, v.v.) khơng nghiên cứu nội dung luận án 1.4 Những điểm luận án Luận án cho thấy việc bón dạng phân đạm urê-nBTPT, NPK viên nén, IBDU làm giảm phát thải khí N2O so với bón urê thường Điều có ý nghĩa lớn khuyến cáo nơng dân bón dạng phân đạm mới, có hiệu làm giảm phát thải khí nhà kính từ canh tác lúa, góp phần làm giảm ảnh hưởng canh tác nông nghiệp Đồng sông C u Long đến biến đổi khí hậu Luận án cho thấy kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên không làm tăng phát thải khí N2O so với tưới ngập theo nơng dân có hiệu làm tăng suất lúa Đây đóng góp làm sở cho khuyến cáo áp dụng biện pháp tưới khơ ngập ln phiên góp phần tăng suất lúa, tiết kiệm nước tưới điều quan trọng biện pháp không gây tác hại làm tăng phát thải N2O nên có ý nghĩa quan trọng bảo vệ môi trường, cần khuyến cáo cho nông dân áp dụng canh tác lúa ĐBSCL Kết nghiên cứu cho thấy điều kiện đất có pH = 4,5, bón phân có nước pH nước ruộng đạt ≤ 7, lượng NH3 bốc thoát phân urê đạt thấp nên đạt tương đương với bón dạng phân đạm Lượng đạm bốc thoát NH3 tăng theo gia tăng lượng NH4+ nước ruộng sau đợt bón vãi phân urê urênBTPT Kết nghiên cứu luận án cho thấy việc bón vãi phân urê urê-nBTPT bề mặt ruộng gây tích lũy NH4+ cao nước ruộng vào ngày đầu sau bón điều dẫn đến đạm r a trơi, bốc NH3 Hàm lượng NH4+ trao đổi đất nghiệm thức bón vãi urê urê-nBTPT có khuynh hướng đạt cao lớp đất mặt nghiệm thức vùi sâu phân NPK viên nén tạo nên tích lũy cao lượng NH4+ đất độ sâu 10 cm, lúa thu hút đạm hiệu suốt vụ, phân NPK viên nén vùi sâu lần vào 10 ngày sau sạ lúa Năng suất lúa đạt cao lượng bón 80 kgN/ha, tương đương bón 100 kgN/ha vụ đơng xn vụ hè thu đất phèn tiềm tàng đất phù sa ven sông, nên lần khẳng định liều lượng bón phù hợp cho lúa 80 kgN/ha, cần khuyến cáo để nông dân áp dụng nhằm giảm chi phí phân bón giảm tác hại mơi trường Bón phân urê-nBTPT hay NPK viên nén có hiệu hấp thu đạm lúa gia tăng so với bón phân urê, nhiên chưa thấy hiệu rõ làm tăng suất lúa Đối với dạng phân NPK viên nén bón vùi lần sau sạ, không làm giảm suất cho thấy triển vọng dạng phân bón việc vùi phân sâu giới hóa Bón dạng phân đạm chưa làm tăng suất lúa, làm tăng hấp thu đạm cây, giảm phát thải khí N2O, cần khuyến cáo cho nông dân s dụng CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nghiên cứu 1: Khảo sát hòa tan thủy phân dạng phân đạm Xác định hòa tan nước thủy phân đất dạng phân đạm điều kiện phòng thí nghiệm để đánh giá độ hòa tan thủy phân dạng đạm khác theo thời gian theo tài liệu Keerthisinghe & Freney (1994) Carson & Ozores-Hampton (2012) 2.2 Nghiên cứu 2: Khảo sát phân bố đạm đất lƣợng đạm nƣớc theo thời gian Thí nghiệm thực lơ trống khơng trồng lúa bố trí vào lơ thí nghiệm đồng ruộng nghiên cứu Thí nghiện thực hiện: 1) xã Châu Điền - huyện Cầu Kè - t nh Trà Vinh nhóm đất phù sa (Dystric - Rhodic Gleysols) qua vụ lúa đông xuân 2012/2013 vụ hè thu 2013 2) xã Mỹ Lộc - huyện Tam Bình - t nh Vĩnh Long đất phèn tiềm tàng (EndoProtoThionic Gleysols) vụ lúa đông xuân 2013/2014 Thí nghiệm bố trí dạng khối hồn tồn ngẫu nhiên, nghiệm thức thí nghiệm dạng phân đạm với lần lặp lại Lô trống (không trồng lúa) m2 đặt vào ô trồng lúa dạng phân đạm liều lượng đạm bón Các yếu tố khảo sát thí nghiệm gồm: - Sự thay đổi pH, hàm lượng đạm (N-NH4+ NNO3 ) hòa tan nước ruộng theo thời gian 1, 2, 3, NSKB đợt bón phân 10, 20, 40 NSKS - Hàm lượng đạm (N-NH4+ N-NO3-) trao đổi đất theo không gian (độ sâu: lớp đất mặt - mm, cm, 10 cm, 20 cm chiều ngang: cm, 10 cm) vào thời điểm 1, 2, 3, NSKB đợt bón phân 1, 2, 2.3 Nghiên cứu 3: Nghiên cứu phát thải N2O bốc thoát NH3 canh tác lúa 2.3.1 Ảnh hƣởng dạng phân đạm tƣới khô ngập luân phiên đến phát thải N2O suất canh tác lúa 2.3.1.1 Bố trí thí nghiệm Nghiên cứu thực để xác định ảnh hưởng dạng phân đạm gồm: urê, urê-nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU đến phát thải khí N2O từ 10 - 60 NSKS suất lúa điều kiện tưới theo nơng dân tưới khơ ngập ln phiên Thí nghiệm thực vào vụ hè thu 2014 đất phèn tiềm tàng (Endo- ProtoThionic Gleysols) vùng canh tác vụ lúa xã Tường Lộc - huyện Tam Bình - t nh Vĩnh Long 2.3.1.2 Phƣơng pháp quản lý nƣớc tƣới Hai chế độ quản lý nước tưới gồm tưới theo nông dân tưới khô ngập luân phiên áp dụng thí nghiệm, gồm: i) Tưới theo nông dân ii) Tưới khô ngập luân phiên: thực theo quy trình IRRI (2009) (mực nước thấp đến độ sâu -15 cm) 2.3.1.3 Phƣơng pháp thu mẫu, phân tích tính tốn lƣợng N2O Thực thu mẫu khí N2O phát thải phương pháp buồng kín (Parkin and Ventera, 2010) Hàm lượng khí N2O mẫu khí phát thải từ lớp đất mặt qua lúa Hàm lượng khí N2O phát thải mẫu khí xác định máy sắc ký khí SRI 8610C có cột đầu dò bắt electron (ECD) Hayesep-N Viện Lúa ĐBSCL Lượng N2O phát thải xác định qua gia tăng lượng N2O mẫu theo thời gian (0, 10, 20, 30 phút) công CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu 1: Khảo sát hòa tan thủy phân dạng phân đạm Sự hòa tan dạng phân nước cho thấy urê urê-nBTPT tan hết ch sau giờ, phân NPK viên nén tan hết sau ngày, phân NKP IBDU ch tan 26,2% sau tháng hòa tan nước cất điều kiện phòng thí nghiệm Phân urê, urê-nBTPT NPK viên nén thủy phân hết sau ngày ủ, nhiên tỷ lệ thủy phân thời điểm ngày sau ủ nghiệm thức urê-nBTPT (39,6%) thấp phân urê (49,3%) cho thấy phân urê-nBTPT có hiệu việc giảm thủy phân urê Trong đó, phân NPK IBDU có tỷ lệ NH4+-N thủy phân ch 17,3% hàm lượng N ban đầu có phân sau tháng ủ 90% đạm IBDU dạng đạm không tan nước Kết cho thấy hòa tan thủy phân nhanh urê, urê-nBTPT NPK viên nén dễ dẫn đến đạm sau bón Tuy nhiên, NPK viên nén bón vùi nên NH4+ đất hấp phụ giảm đạm, phân urê-nBTPT có tác dụng giảm thủy phân urê hiệu chưa cao Phân NPK IBDU có tỷ lệ NH4+-N thủy phân thấp cấu trúc chậm tan chứa dạng đạm khơng tan nên sau tháng ủ ch có 17,3% lượng NH4+-N so với lượng N ban đầu có phân Nhiều kết nghiên cứu cho thấy phân NPK IBDU dù hòa tan chậm, lượng dinh dưỡng phân đáp ứng theo nhu cầu sinh trưởng phát triển lúa 3.2 Nghiên cứu 2: Khảo sát phân bố đạm đất lƣợng đạm nƣớc theo thời gian 3.2.1 Ảnh hƣởng dạng phân đạm đến hàm lƣợng đạm nƣớc Kết nghiên cứu cho thấy nghiệm thức urê, hàm lượng NH4+ hòa tan vòng - NSKB mức 13,44 - 21,32 mg/l sau giảm dần theo thời gian, 10 thời điểm NSKB 2,83 - 7,5 mg/l Nghiệm thức urênBTPT có hàm lượng NH4+ hòa tan lớp nước mặt thời điểm - NSKB khoảng 12,13 - 12,64 mg/l giảm dần vào thời gian sau Hàm lượng NH4+ nghiệm thức NPK viên nén ghi nhận thấp ổn định suốt mùa vụ (3,23 - 8,24 mg/l) Nhìn chung, hàm lượng đạm NH4+ cao nước nghiệm thức urê hay urê-nBTPT - NSKB; lượng NH4+ thấp nghiệm thức NPK viên nén Điều giải thích hòa tan nhanh thủy phân cao phân urê bón bón vãi bề mặt ruộng Ở thí nghiệm thủy phân NH4+-N đất cho thấy thủy phân nhanh phân urê urê-nBTPT, ch sau ngày ủ lượng NH4+-N thủy phân hai loại phân 83,2% 81,5% Đối với phân NPK viên nén hàm lượng NH4+ hòa tan nước ruộng mức thấp viên phân vùi độ sâu - 10 cm đất tạo điều kiện thuận lợi để đất hấp phụ lượng NH4+ thủy phân Tóm lại, kết hàm lượng NH4+ hòa tan nước ruộng cho thấy urê urê-nBTPT bón vãi bề mặt gây tập trung NH4+ cao nước vào ngày đầu sau bón Điều làm gia tăng bay NH3, r a trôi, chảy tràn Ngược lại, NPK viên nén vùi sâu đất nên tích lũy đạm dạng NH4+ hòa tan nước thường thấp so với loại phân lại Sự N liên quan đến nước mặt thường thấp bón vùi sâu phân NPK viên làm giảm nồng độ N hòa tan nước giảm tối thiểu N thơng qua tiến trình bay hơi, chảy tràn Hàm lượng đạm NO3- nước ruộng thí nghiệm xã Châu Điền - huyện Cầu Kè - t nh Trà Vinh vụ đông xuân 2012/2013 tất dạng phân đạm: urê, urê-nBTPT NPK viên nén diện mức thấp (< 0,25 mg/l) Điều diện vi sinh vật thúc đẩy nitrate hóa thường thấp đất ngập nước 11 3.2.2 Ảnh hƣởng của dạng phân đạm đến hàm lƣợng NH4+ trao đổi đất 3.2.2.1 Ảnh hƣởng dạng phân đạm đến hàm lƣợng NH4+ trao đổi đất sau đợt bón phân Kết thí nghiệm cho thấy vào thời điểm NSKB, hàm lượng NH4+ trao đổi đất nghiệm thức urê urê-nBTPT có khuynh hướng cao lớp đất mặt (0 - mm) Lượng NH4+ trao đổi đất hai nghiệm thức giảm dần theo độ sâu loại phân bón vãi Trong nghiệm thức vùi sâu phân NPK viên nén hàm lượng NH4+ lưu tồn cao đất độ sâu cm 10 cm NPK viên nén vùi sâu Điều cho thấy vùi phân đạm đất NH4+ hấp phụ bề mặt keo sét làm cho hàm lượng NH4+ tập trung đất độ sâu từ cm 10 cm Do vậy, điều có ích việc hạn chế đạm di chuyển lên bề mặt hay r a trôi xuống sâu tương đối nhỏ 3.2.2.2 Ảnh hƣởng dạng phân đạm đến hàm lƣợng NH4+ trao đổi đất theo độ sâu Kết thí nghiệm xã Mỹ Lộc - huyện Tam Bình t nh Vĩnh Long vụ đơng xn 2013/2014 cho thấy lượng NH4+ lớp đất bề mặt (0 - mm) nghiệm thức bón phân urê (32,94 mg/kg) urê-nBTPT (28,10 mg/kg) cao so với nghiệm thức NPK viên nén (9,66 mg/kg) Ở độ sâu cm 10 cm, lượng NH4+ cao nghiệm thức bón vùi NPK viên nén (12,72 14,95 mg/kg) thấp dần nghiệm thức urê (4,79 2,13 mg/kg) urê-nBTPT (5,48 2,86 mg/kg) Phân đạm vùi sâu cung cấp lượng đạm trực tiếp vào đất gần với rễ cây, trồng hấp thu đạm dễ dàng Qua đó, cách bón giúp giảm lượng đạm di chuyển vào lớp nước mặt, nơi mà xảy bốc nhiều chất khí nhà kính 12 NH4+-N (mg/kg) 60 Urê Urê-nBTPT 40 NPK viên nén 20 0-3 mm cm 10 cm Hình 3.1: Hàm lượng NH4+ trao đổi đất theo độ sâu dạng phân đạm thí nghiệm xã Mỹ Lộc - huyện Tam Bình - t nh Vĩnh Long vụ đông xuân 2013/2014 Ghi chú: Thanh sai số biểu thị sai số chuẩn nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide 3.3 Nghiên cứu 3: Nghiên cứu phát thải N2O bốc thoát NH3 canh tác lúa 3.3.1 Ảnh hƣởng dạng phân đạm tƣới khô ngập luân phiên đến phát thải N2O suất canh tác lúa 3.3.1.1 Tổng lƣợng N2O phát thải dạng phân đạm chế độ nƣớc Bảng 3.1 trình bày tổng lượng N2O phát thải 50 ngày (từ 10 - 60 ngày sau sạ) dạng phân đạm chế độ quản lý nước Kết cho thấy tổng lượng N2O phát thải nghiệm thức bón phân urê (2,47 kgN2O/ha) cao dạng phân lại khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% Mặc dù vậy, tổng lượng N2O phát thải nghiệm thức urê nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU (lần lượt 1,67; 1,47 1,29 kgN2O/ha) khơng có khác biệt Kết cho thấy phân bón có s dụng chất ức chế men thủy phân urê cung cấp N từ từ cho trồng làm giảm phát thải N2O so với phân urê Bên cạnh đó, bón vùi phân NPK viên nén làm cho lượng NH4+ NO3- tập trung phần rễ lúa hấp thu N trực tiếp có 13 thể làm giảm phát thải khí N2O Tương tự bón vùi phân chậm tan NPK IBDU q trình hòa tan hóa học urê cấu trúc IBDU diễn chậm làm giảm phát thải khí N2O Bảng 3.1: Tổng lượng N2O phát thải dạng phân đạm quản lý nước N2O phát thải (+) (kgN2O/ha) Chế độ nước (A) Trung bình dạng phân đạm FP AWD Dạng Urê 2,54 2,40 2,47a phân Urê-nBTPT 1,64 1,70 1,67b đạm NPK viên 1,33 1,62 1,47b (B) NPK IBDU 1,25 1,35 1,29b Trung bình 1,69 1,77 chế độ nước FA = ns, FB = ** FAB = ns Ghi chú: (+): Tổng lượng N2O phát thải tính 50 ngày (từ 10 - 60 ngày sau sạ) Trong cột số có chữ theo sau khơng khác biệt mức 1% qua kiểm định Tukey ns: khác biệt không ý nghĩa thống kê AWD: Tưới khô ngập luân phiên FP: Tưới theo nông dân IBDU: Isobutylidene diurea nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide Tổng lượng N2O phát thải chế độ tưới khô ngập luân phiên (1,77 kgN2O/ha) cao chế độ tưới theo nông dân (1,69 kgN2O/ha) khác biệt thống kê không ý nghĩa (Bảng 3.1) Biện pháp tưới khô ngập luân phiên không làm tăng thêm đáng kể lượng N2O phát thải làm tăng suất lúa so với tưới theo nông dân Do đó, việc áp dụng dạng phân đạm góp phần giảm lượng phát khí gây hiệu ứng nhà kính phát thải từ ruộng lúa 3.3.1.2 Ảnh hƣởng dạng phân đạm quản lý nƣớc đến suất lúa hiệu thu hồi đạm Kết Bảng 3.2 cho thấy cho thấy suất lúa tăng bón đạm so với khơng bón đạm Năng suất lúa trung bình dạng đạm dao động khoảng 4,84 - 5,00 tấn/ha nhiên khác biệt 14 khơng có ý nghĩa thống kê Năng suất lúa trung bình chế độ tưới khơ ngập luân phiên (4,71 tấn/ha) khác biệt thống kê mức ý nghĩa 1% so với tưới theo nông dân (4,31 tấn/ha) Bảng 3.2: Năng suất lúa dạng phân đạm chế độ nước Năng suất lúa (tấn/ha) Chế độ nước (A) Trung bình dạng phân đạm FP AWD N0 2,81 2,97 2,89b Dạng Urê 4,66 5,10 4,88a phân Urê-nBTPT 4,59 5,42 5,00a đạm NPK viên 4,67 5,02 4,84a (B) NPK IBDU 4,82 5,02 4,92a Trung bình 4,31b 4,71a chế độ nước FA = **, FB = ** FAB = ns Ghi chú: Trong cột hàng số có chữ theo sau không khác biệt mức 1% qua kiểm định Tukey ns: khác biệt không ý nghĩa thống kê AWD: Tưới khô ngập luân phiên FP: Tưới theo nơng dân N0: Khơng bón đạm IBDU: Isobutylidene diurea nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide Áp dụng tưới khô ngập luân phiên làm tăng suất lúa nhờ thúc đẩy tiến trình khống đạm cho lúa hấp thu Tưới khô ngập luân phiên cải thiện hàm lượng oxy đất cho rễ hô hấp rễ, hấp thụ chất dinh dưỡng tốt mà làm giảm tích tụ độc chất đất Tưới khơ ngập ln phiên kích thích phát triển rễ làm cho rễ lúa xuống sâu đất giúp lúa hấp thu chất dinh dưỡng tốt góp phần cải thiện suất lúa Kết nghiên cứu Bảng 3.3 cho thấy hiệu thu hồi đạm bón dạng đạm urê, urê-nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU khoảng 37% - 48% không khác biệt thống kê Hiệu thu hồi đạm chế độ tưới khô 15 ngập luân phiên (0,47%) cao chế độ tưới theo nông dân (0,39%) khác biệt thống kê mức ý nghĩa 5% Bảng 3.3: Hiệu thu hồi đạm dạng phân đạm chế độ nước Hiệu thu hồi đạm (%) Chế độ nước (A) Trung bình dạng phân đạm FP AWD Dạng Urê 24b 49a 37 phân Urê-nBTPT 49 45 47 đạm NPK viên 41 38 39 (B) NPK IBDU 41 55 48 Trung bình 39b 47a chế độ nước FA = *, FB = ns FAB = * Ghi chú: Trong hàng số có chữ theo sau không khác biệt mức 5% qua kiểm định Tukey ns: khác biệt không ý nghĩa thống kê AWD: Tưới khô ngập luân phiên FP: Tưới theo nông dân IBDU: Isobutylidene diurea nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide Tương tự, hàm lượng đạm rơm hạt chế độ tưới khô ngập luân phiên cao (0,82% 1,11% theo thứ tự) khác biệt có ý nghĩa so với tưới theo nông dân (0,77% 1,04% theo thứ tự) Biện pháp tưới khô ngập luân phiên điều kiện thí nghiệm góp phần nâng cao suất, hiệu lực hấp thu chất đạm thể rõ qua lượng đạm rơm hạt hiệu thu hồi đạm 3.3.2 Ảnh hưởng dạng phân đạm đến bốc thoát NH3 canh tác lúa Kết phân tích tương quan số liệu lượng NH3 bốc với yếu tố mơi trường cho thấy có tương quan ý nghĩa (P = 0,009) lượng NH3 bốc thoát với lượng NH4+ nước Lượng NH4+ nước tăng góp phần làm tăng lượng NH3 bốc sau đợt bón phân Trong điều kiện thí nghiệm, pH đất mức thấp tình trạng ngập nước khơng liên tục hạn chế phát triển 16 Lượng NH3 bốc (% lượng N bón) rong tảo tác động đến pH nước ruộng làm cho pH ch mức trung tính thấp Kết nghiên cứu cho thấy hàm lượng NH4+ hòa tan nước tăng ảnh hưởng đến bốc NH3 điều kiện thí nghiệm 10 Urê Urê-nBTPT NPK viên nén NPK IBDU Hình 3.2: Tổng lượng NH3 bốc thoát dạng phân bón Ghi chú: Thanh sai số đồ thị biểu thị sai số chuẩn IBDU: Isobutidene diurea nBTPT: n-butyl thiphosphoric triamide Kết thí nghiệm Hình 3.2 cho thấy tổng lượng NH3 bốc thoát nghiệm thức urê, urê-nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU gần (theo thứ tự 5,94%; 5,82%; 3,77% 3,14% lượng N bón) Trong điều kiện pH đất mức thấp, bón phân có nước pH nước ruộng ch mức gần trung tính dẫn đến lượng NH3 bốc mức thấp Việc bón urê-nBTPT làm giảm khơng đáng kể lượng NH3 bốc so với bón urê thường, oxy hóa hợp chất nBTPT thành nBPTO điều kiện ngập nước ruộng lúa bị hạn chế (Christianson et al., 1990; Freney et al., 1995); điều kiện pH nước ruộng ≤7, bay NH3 đạt thấp nên chưa thấy rõ khác biệt bón urê-nBTPT urê thường Bón phân NPK viên nén NPK IBDU có khuynh hướng giảm phần thất thoát phân 17 đạm dạng NH3 so với bón phân urê, nhiên chưa khác biệt rõ điều kiện canh tác lúa thí nghiệm 3.4 Nghiên cứu 4: Ảnh hưởng dạng phân đạm suất lúa hiệu sử dụng phân đạm 3.4.1 Ảnh hƣởng liều lƣợng đạm bón dạng phân đạm suất lúa qua nhiều vụ thí nghiệm Bảng 3.4 trình bày kết tính tốn trung bình phân tích thống kê hợp số liệu (Combined analysis of data) suất lúa qua vụ thí nghiệm Kết nghiên cứu cho thấy bón phân urê-nBTPT NPK viên nén liều lượng 80 kgN/ha (5,80 tấn/ha 5,77 tấn/ha, theo thứ tự) có khuynh hướng làm gia tăng suất, khơng khác biệt có ý nghĩa thống kê so với bón urê liều lượng (5,17 tấn/ha), bên cạnh làm gia tăng suất so với bón urê liều lượng 100 kgN/ha (4,83 tấn/ha) Bảng 3.4: Năng suất lúa dạng phân đạm với liều lượng đạm bón qua vụ thí nghiệm Nghiệm Loại Liều lƣợng thức phân đạm phân bón (kg/ha) N0 Khơng bón đạm 0-30-30 R1N1 Urê 60-30-30 R1N2 Urê-nBTPT 60-30-30 R1N3 NPK viên nén 60-30-30 R2N1 Urê 80-30-30 R2N2 Urê-nBTPT 80-30-30 R2N3 NPK viên nén 80-30-30 R3N1 Urê 100-30-30 R3N2 Urê-nBTPT 100-30-30 R3N3 NPK viên nén 100-30-30 F CV (%) Năng suất (tấn/ha) 3,82c 4,74b 5,47ab 5,74a 5,17ab 5,80a 5,77a 4,83b 5,64a 5,82a ** 24,6 Ghi chú: Trong cột số có chữ theo sau không khác biệt ý nghĩa mức 1% qua kiểm định Tukey nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide 18 Nông dân vùng s dụng lượng đạm cao (hơn 100 kg/ha) bón cho lúa, kết lần khẳng định liều lượng bón phù hợp cho lúa 80 kgN/ha Việc tiết kiệm lượng phân đạm bón ngồi giảm chi phí đầu tư giảm tác động mơi trường bón thừa phân bón, nên cần khuyến cáo đến nông dân Chất ức chế men thủy phân urease chưa thể rõ hiệu suất lúa qua vụ thí nghiệm Trong điều kiện ngập nước ruộng lúa hạn chế chuyển đổi từ chất nBTPT sang nBTPO - chất ức chế thực hoạt động men urease Cùng với đó, pH nước ruộng mức trung tính thấp làm cho lượng NH3 bốc thấp góp phần tăng hiệu phân N bón kể bón phân urê Bón vùi phân NPK viên nén chưa thể rõ suất qua vụ thí nghiệm Việc bón vùi phân NPK viên nén góp phần làm cho hàm lượng NH4+-N tập trung cao độ sâu cm 10 cm; hạn chế hàm lượng NH4+-N nước lớp đất mặt góp phần cung cấp dưỡng chất trực tiếp cho rễ lúa hấp thu góp phần giảm thất thoát đạm 3.4.2 Ảnh hƣởng dạng phân đạm hiệu sử dụng phân đạm 3.4.2.1 Hàm lƣợng đạm rơm hạt Bảng 3.5 trình bày kết tính tốn trung bình nghiệm thức phân tích thống kê hợp số liệu (Combined analysis of data) hàm lượng đạm rơm hạt qua vụ thí nghiệm Đối với nghiệm thức bón urê-nBTPT, hàm lượng đạm rơm hạt đạt cao liều lượng đạm bón lượng 80 kgN/ha (lần lượt 0,69% 1,14%) so với mức bón 60 kgN/ha (lần lượt 0,60% 1,06%) không khác biệt thống kê ý nghĩa so với mức bón 100 kgN/ha (lần lượt 0,66% 1,17%) Tương tự, nghiệm thức bón NPK viên nén có hàm lượng đạm rơm hạt đạt cao liều lượng đạm bón lượng 80 kgN/ha (0,68% 1,15% theo thứ 19 tự) 100 kgN/ha (0,65% 1,16% theo thứ tự) so với mức bón 60 kgN/ha (0,61% 1,08% theo thứ tự) Kết thí nghiệm hàm lượng đạm rơm hạt qua vụ thí nghiệm cho thấy hàm lượng đạm tổng số hạt cao bón phân urê-nBTPT (0,69% 1,14% theo thứ tự) phân NPK viên nén (0,68% 1,15% theo thứ tự) khác biệt ý nghĩa so với bón phân urê (0,63% 1,08% theo thứ tự) lượng bón 80 kgN/ha (Bảng 3.5) Bảng 3.5: Hàm lượng đạm rơm hạt lúa lúa dạng phân đạm với liều lượng đạm bón qua vụ thí nghiệm Nghiệm thức Loại phân đạm Liều lƣợng Hàm lƣợng đạm tổng số (%) phân bón (kg/ha) Trong rơm Trong hạt N0 Khơng bón đạm 0-30-30 0,52d 0,99f cd R1N1 Urê 60-30-30 0,59 1,07de bc R1N2 Urê-nBTPT 60-30-30 0,60 1,06e bc R1N3 NPK viên nén 60-30-30 0,61 1,08de bc R2N1 Urê 80-30-30 0,63 1,08de R2N2 Urê-nBTPT 80-30-30 0,69a 1,14abc a R2N3 NPK viên nén 80-30-30 0,68 1,15ab bc R3N1 Urê 100-30-30 0,61 1,13abcd ab R3N2 Urê-nBTPT 100-30-30 0,66 1,17a ab R3N3 NPK viên nén 100-30-30 0,65 1,16a F ** ** CV (%) 5,4 7,5 Ghi chú: Trong cột số có chữ theo sau không khác biệt ý nghĩa mức 1% qua kiểm định Tukey nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide Năng suất lúa khơng có khác biệt rõ nét dạng phân đạm thí nghiệm hàm lượng đạm rơm hạt cho thấy hiệu hấp thu đạm 20 lúa cao bón phân urê-nBTPT hay phân NPK viên nén so với bón phân urê liều lượng bón 80 kgN/ha 3.4.2.2 Hiệu thu hồi đạm Kết thí nghiệm cho thấy hiệu thu hồi đạm đạt tương đương liều lượng đạm bón 60, 80 100 kgN/ha bón dạng phân đạm (Bảng 3.6) Bảng 3.6: Hiệu thu hồi đạm dạng phân đạm với liều lượng đạm bón thí nghiệm xã Châu Điền - huyện Cầu Kè t nh Trà Vinh vụ hè thu 2013 Nghiệm thức R1N1 R1N2 R1N3 R2N1 R2N2 R2N3 R3N1 R3N2 R3N3 Loại phân đạm Urê Urê-nBTPT NPK viên nén Urê Urê-nBTPT NPK viên nén Urê Urê-nBTPT NPK viên nén F CV (%) Liều lƣợng phân bón (kg/ha) 60-30-30 60-30-30 60-30-30 80-30-30 80-30-30 80-30-30 100-30-30 100-30-30 100-30-30 Hiệu thu hồi đạm (%) 34ab 39ab 33ab 27b 44a 39ab 28b 46a 36ab * 21,3 Ghi chú: Trong cột số có chữ theo sau khơng khác biệt ý nghĩa mức 5% qua kiểm định Tukey nBTPT: N-(n-butyl) thiophosphoric triamide Tuy nhiên, nghiệm thức urê-nBTPT bón liều lượng đạm 80 100 kgN/ha hiệu thu hồi đạm (tương ứng 44% 46%) cao khác biệt có ý nghĩa so với bón phân urê (tương ứng 27% 28%) Đối với NPK viên nén cho hiệu thu hồi đạm (tương ứng 39% 36%) không khác biệt ý nghĩa so với bón urê liều lượng đạm bón 80 100 kgN/ha (Bảng 3.6) 21 Tóm lại, bón đạm cao khơng làm tăng hiệu thu hồi đạm thể qua hiệu thu hồi đạm đạt tương đương liều lượng đạm bón 80 kgN/ha 100 kgN/ha Bên cạnh đó, hiệu thu hồi đạm đạt cao nghiệm thức bón phân urê-nBTPT, cao tương đương phân NPK viên nén thấp phân urê hai lượng N bón 22 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 4.1 Kết luận Bón vãi phân urê urê-nBTPT bề mặt ruộng gây tích lũy NH4+ cao nước ruộng vào ngày đầu sau bón điều dẫn đến đạm r a trôi, bốc thoát NH3 Hàm lượng NH4+ trao đổi đất bón vãi urê urê-nBTPT có khuynh hướng đạt cao lớp đất mặt bón vùi sâu phân NPK viên nén tạo nên tích lũy lượng NH4+ cao đất độ sâu cm 10 cm, lúa thu hút đạm hiệu suốt vụ, phân NPK viên nén vùi sâu lần vào 10 ngày sau sạ lúa Lượng NH4+ lớp đất mặt thấp nên biện pháp vùi sâu phân đạm biện pháp có ý nghĩa để giảm tác hại môi trường Các dạng phân đạm urê-nBTPT, NPK viên nén, IBDU làm giảm phát thải khí N2O so với bón urê thường Điều có ý nghĩa lớn khuyến cáo nơng dân bón dạng phân đạm mới, có hiệu làm giảm phát thải khí nhà kính từ canh tác nơng nghiệp, góp phần làm giảm ảnh hưởng canh tác nơng nghiệp đến biến đổi khí hậu Biện pháp tưới khô ngập luân phiên cho thấy hiệu suất lúa, hiệu thu hồi đạm khơng làm tăng phát thải khí N2O so với tưới theo nơng dân Đây đóng góp làm sở cho khuyến cáo áp dụng biện pháp tưới AWD góp phần tăng suất tiết kiệm nước tưới canh tác lúa ứng phó với tình hình khan nước tưới ĐBSCL Đối với đất phèn tiềm tàng có pH = 4,5 bón phân sau dẫn nước vào ruộng, pH nước ruộng có tổng lượng NH3 bốc phân urê đạt thấp Lượng NH3 bốc thoát tăng theo gia tăng lượng NH4+ nước ruộng sau đợt bón vãi phân urê urê-nBTPT Năng suất lúa đạt cao lượng bón 80 kgN/ha tương đương bón 100kg N/ha vụ đơng xn vụ hè thu 23 đất phèn tiềm tàng đất phù sa ven sông Tiền sông Hậu, nên cần khuyến cáo để nơng dân nơng dân áp dụng lượng bón 80kg N/ha nhằm giảm chi phí phân bón giảm tác hại mơi trường Bón phân urê-nBTPT hay NPK viên nén cho hiệu hấp thu đạm lúa cao bón phân urê lượng bón 80 kgN/ha, nhiên chưa thấy hiệu rõ làm tăng suất lúa Đối với dạng phân NPK viên nén bón vùi lần sau sạ, không làm giảm suất, biện pháp có ý nghĩa giảm tác hại mơi trường nên cần quan tâm 4.2 Đề xuất Việc bón dạng phân đạm urê-nBTPT, NPK viên nén NPK IBDU có ý nghĩa việc giảm phát thải khí N2O cần khuyến cáo đưa vào s dụng canh tác lúa nhằm giảm thiểu tác động môi trường Kỹ thuật tưới khô ngập luân phiên góp phần tăng suất khơng tăng lượng N2O phát thải cần khuyến cáo cho nông dân áp dụng nhằm tiết kiệm nước tưới tình hình khan nước ĐBSCL Lượng NH4+ nước tăng sau đợt bón vãi phân urê urê-nBTPT nên chưa giảm đáng kể bốc thoát NH3 Do đó, cần tiếp tục có biện pháp cải tiến sản xuất phân urê phối trộn với chất ức chế men urease phương pháp bón phân để giảm bốc sau đợt bón dạng phân nhằm gia tăng hiệu s dụng phân bón 24 ... Nghiên cứu phát thải N2O bốc thoát NH3 canh tác lúa 3.3.1 Ảnh hƣởng dạng phân đạm tƣới khô ngập luân phiên đến phát thải N2O suất canh tác lúa 3.3.1.1 Tổng lƣợng N2O phát thải dạng phân đạm chế... Bốn dạng phân đạm s dụng nghiên cứu phát thải N2O bốc thoát NH3 Trong nghiên cứu hàm lượng dạng đạm đất, nước nghiên cứu hiệu liều lượng đạm bón dạng phân đạm suất lúa hiệu s dụng đạm ch thực dạng. .. sở khoa học cho việc khuyến cáo bón dạng phân đạm đánh giá hiệu phát thải N2O, bốc thoát NH3 suất lúa 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thực nhằm đánh giá hiệu việc bón dạng phân đạm phát thải