Khai thác tầng đất mặt trên ruộng lúa đã và đang xảy ra ở nhiều tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Không còn tầng đất mặt, đất canh tác có thể trở nên bạc màu và gây suy giảm năng suất cây trồng. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của mất tầng đất mặt đến đặc tính lý, hóa, phì nhiêu đất và năng suất lúa. Đề tài được thực hiện qua phỏng vấn, khảo sát đánh giá hiện trạng canh tác của 50 nông dân. Mẫu đất và năng suất lúa được so sánh giữa nhóm đất còn tầng mặt và đã mất tầng đất mặt 1 năm và 8 năm; mỗi nhóm thu trên năm ruộng lúa tại huyện Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng.
Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô Số 01 - 2017 TÁC ĐỘNG CỦA MẤT TẦNG ĐẤT MẶT ĐẾN ĐỘ PHÌ NHIÊU ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA TẠI HUYỆN MỸ XUYÊN TỈNH SÓC TRĂNG Trần Huỳnh Khanh1, Dương Văn Nam1, Châu Minh Khôi1 Võ Thị Gương2 Khoa NN SHUD, Trường Đại học Cần Thơ; Phòng QLKH&HTQT, Trường Đại học Tây Đô (Email: vtguong@ctu.edu.vn) Ngày nhận: 16/5/2017 Ngày phản biện: 20/5/2017 Ngày duyệt đăng: 22/6/2017 TÓM TẮT Khai thác tầng đất mặt ruộng lúa xảy nhiều tỉnh Đồng sông Cửu Long Khơng tầng đất mặt, đất canh tác trở nên bạc màu gây suy giảm suất trồng Mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm khảo sát đánh giá ảnh hưởng tầng đất mặt đến đặc tính lý, hóa, phì nhiêu đất suất lúa Đề tài thực qua vấn, khảo sát đánh giá trạng canh tác 50 nông dân Mẫu đất suất lúa so sánh nhóm đất tầng mặt tầng đất mặt năm năm; nhóm thu năm ruộng lúa huyện Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng Kết cho thấy sau ruộng lúa bị tầng đất mặt, tầng canh tác lại mỏng, hàm lượng chất hữu cơ, đạm hữu dụng, lân hữu dụng đất, độ bền cấu trúc đất giảm có ý nghĩa Nơng dân phải tăng 33% lượng phân bón vơ tăng 25-30% lượng lúa giống Năng suất lúa giảm có ý nghĩa, giảm khoảng 22-25% suất hạt đất ruộng bị tầng đất mặt Hàm lượng chất hữu đất suất lúa sau tầng đất mặt thời gian sau năm chưa phục hồi Chi phí đầu tư cao cho phân bón vơ giống, hiệu kinh tế giảm trung bình 33% Các biện pháp cải thiện chất lượng đất suất lúa cần nghiên cứu phổ biến nhằm giảm tác hại bất lợi tầng đất mặt ruộng lúa Từ khóa: Mất tầng đất mặt, bạc màu đất, suất lúa, hiệu kinh tế Trích dẫn: Trần Huỳnh Khanh, Dương Văn Nam, Châu Minh Khôi Võ Thị Gương, 2017 Tác động tầng đất mặt đến độ phì nhiêu đất suất lúa huyện Mỹ Xuyên tỉnh Sóc Trăng Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô 01: 168-181 168 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô Số 01 - 2017 GIỚI THIỆU đất mặt, phục hồi tự nhiên phải sau 59 năm (Graham et al., 2003) Theo nghiên cứu Papiernik et al (2009) cho thấy suất giảm 50% năm tầng đất mặt bị xói mòn đất dốc Larney et al (2009) ghi nhận suất trồng bình quân giảm 16 năm 38,5% 20 cm lớp đất mặt bị xói mòn Theo Võ Thị Gương (2011a) tầng đất mặt, đất lúa vụ, lợi nhuận trung bình giảm từ 24-45% Nghiên cứu Vĩnh Long cho thấy cần từ năm, độ phì nhiêu đất suất lúa dần hồi phục sau nông dân bán tầng đất sét (Trần Huỳnh Khanh ctv., 2015) Vấn đề đặt đất sét pha cát, nhiễm mặn ít, canh tác hai vụ lúa Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng, tầng đất mặt ảnh hưởng đến độ màu mỡ đất canh tác lúa Đề tài thực nhằm mục tiêu khảo sát trạng, đánh giá thay đổi số đặc tính hóa lý, phì nhiêu đất suất lúa điều kiện đất ruộng lúa tầng đất mặt Sự phát triển kinh tế-xã hội, phát triển nơng nghiệp với đa dạng trồng, cơng trình xây dựng, nhà xây dựng nhanh tỉnh Đồng sông Cửu Long Nhu cầu sử dụng vật liệu xây dựng, san lắp mặt bằng, sản xuất gạch ngói, phát triển vườn ăn trái ngày tăng Sự phát triển gắn liền với việc sử dụng tầng đất mặt tầng đất sét Do đó, việc bán lớp đất mặt tầng đất sét ruộng lúa diễn phổ biến số tỉnh An Giang, Bạc Liêu, Cần Thơ, Sóc Trăng, Trà Vinh, Vĩnh Long Trong canh tác nông nghiệp, độ màu mỡ đất yếu tố quan trọng Mất tầng đất mặt gây suy giảm dinh dưỡng đất suất trồng Trên đất phù sa huyện Châu Thành, tỉnh Trà Vinh, đất bị tầng đất mặt đưa đến giảm hàm lượng chất hữu giảm hoạt động sinh học đất; giảm lượng P hữu dụng độ bền cấu trúc đất Năng suất lúa giảm có ý nghĩa nhóm đất bị tầng đất mặt so với nhóm tầng đất mặt (Võ Thị Gương, et al 2010; Võ Thị Gương ctv., 2011b) Kết nghiên cứu phù hợp với nghiên cứu sau Geissen et al., (2013) cho thấy hàm lượng C đất giảm từ 88- 94%, giảm N P, giảm hoạt động vi sinh vật đất Do tầng đất mặt bị đi, đất bị bạc màu, suy giảm chất lượng đất Sự phục hồi tầng đất mặt cần thời gian lâu dài phải tác động biện pháp kỹ thuật Trong thí nghiệm dài hạn đất bị tầng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu thực qua hai nội dung, bao gồm khảo sát trạng canh tác nông dân so sánh thay đổi độ phì nhiêu đất suất lúa ruộng tầng đất mặt ruộng tầng đất mặt thuộc xã Đại Tâm, huyện Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng 2.2.1 Khảo sát trạng 169 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đơ Nhóm nghiên cứu khảo sát thực tế vấn 50 nông hộ khu vực khai thác tầng đất mặt theo biểu vấn Nội dung vấn nông hộ bao gồm thông tin vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kiểu sử dụng đất lịch sử canh tác, mùa vụ, hình thức độ sâu khai thác tầng mặt, năm khai thác, diện tích khai thác, mục đích việc khai thác, thay đổi mơ hình canh tác, kỹ thuật canh tác, suất lúa, chi phí đầu tư trước sau khai thác tầng đất mặt, thuận lợi khó khăn trước sau bán tầng đất mặt Số 01 - 2017 điểm lấy tầng đất mặt Thu mẫu đất ruộng với mũi khoan ngẫu nhiên, trộn thành mẫu đất Các ruộng bị tầng đất mặt phân nhóm sau: - Ruộng bị tầng đất mặt năm (ST_Y1) - Ruộng bị tầng mặt năm (ST_Y8) - Ruộng tầng đất mặt (ST_Y0) làm đối chứng Mẫu đất thu độ sâu 0-15 cm để phân tích số đặc tính độ phì nhiêu, hóa, lý đất pH, độ bền cấu trúc đất, chất hữu cơ, đạm hữu dụng, lân hữu dụng, kali trao đổi Năng suất lúa thực tế thu hoạch vụ lúa Hè-Thu năm 2015 Thu năm ruộng nhóm ruộng lúa nơng dân khảo sát đất, có trồng giống lúa 2.2.2 Đánh giá độ phì nhiêu đất suất lúa Mẫu đất chọn thu ba nhóm ruộng vùng khảo sát (khi thu hoạch lúa vụ Đông-Xuân năm 2014-2015) Chọn ruộng liền kề với đặc tính hình thái phẫu diện, điều kiện canh tác thời Vùng khảo sát nơng hộ Hình Khu vực khảo sát đất bị tầng đất canh tác ruộng lúa Huyện Mỹ Xun, Sóc Trăng 170 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô Số 01 - 2017 0.1M không đệm (Houba et al., 1995) Dung dịch trích đất đo Kali máy hấp thu nguyên tử Phương pháp phân tích đất pHH2O: Đất trích nước cất với tỷ lệ 1:2,5 (đất:nước) đo pH kế Tính bền cấu trúc đất: Được thực theo phương pháp rây khô rây ướt (Verplancke, 2003), thông qua việc xác định trọng lượng trung bình đồn lạp đất có đường kính khác trạng thái khơ ướt Chỉ số tính bền đất SI (Stability Index) có giá trị cao tính bền tập hợp đất cao Chất hữu đất: Xác định phương pháp Walkley–Black (1934), dựa nguyên tắc oxy hóa carbon hữu K2Cr2O7 môi trường acid H2SO4 đậm đặc, sau chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 FeSO4 Lân hữu dụng đất: Xác định phương pháp Olsen et al (1954), trích đất với NaHCO3 0,5M, pH=8,5 với tỉ lệ đất:dung dịch trích 1:20 Hàm lượng lân xác định cách so màu phosphomolybdate với chất khử ascorbic acid máy quang phổ UV-VIS bước sóng 880 nm (Houba et al., 1995) Xử lý số liệu Năng suất hạt thu hoạch khung diện tích 5m2 (2m x 2,5m) Trọng lượng hạt, ẩm độ hạt, ẩm độ hạt 14% suất thực tế tính tốn Số liệu thí nghiệm phân tích phương sai ANOVA kiểm định LSD khác biệt trung bình nghiệm thức phần mềm thống kê MSTATC Đạm hữu dụng đất: Hàm lượng đạm hữu dụng đất gồm tổng hai dạng NH4+_N dạng NO3_N; mẫu đất khơ trích với dung dịch KCl 2M tỉ lệ 1:10 để xác định đạm ammonium (NH4+_N) qua phản ứng với phenol diện hypochlorite ion môi trường kiềm cho indophenol blue So màu máy quang phổ bước sóng 650nm Đạm nitrate (NO3-_N) khử hoàn toàn hydrazine sulphate đến nitrite sau xác định phản ứng diazotization coupling, so màu bước sóng 543nm (Markus et al., 1985) Hiệu kinh tế trước sau tầng đất mặt tính tóan sở chi phí đầu tư phân bón, giống, thuốc phòng trừ dịch hại, chi phí bơm nước tưới, suất lúa KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát trạng khai thác tầng đất mặt ruộng lúa Khảo sát trạng vấn nông dân cho thấy vùng đất khảo sát có lịch sử canh tác lâu đời, với đất nông nghiệp chuyên sản xuất lúa hai vụ năm, kết hợp với chuyên canh màu đất liếp đầu bờ kênh dẫn nước Vào mùa khô, nông Kali trao đổi đất: Được xác định phương pháp trích BaCl2 171 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô dân bán tầng đất mặt ruộng lúa với độ sâu lấy khoảng từ 20 cm đến 30 cm cho mục đích san lấp mặt bằng, bồi tạo liếp trồng rau màu Đất vùng nghiên cứu có địa hình cao, khơng bị ngập úng, dễ nước có mưa.Vào mùa khơ có khó khăn việc bơm nước giữ nước mặt ruộng Nông dân vùng sử dụng giống lúa chủ lực gồm OM6976, OM6162, ST5 cho suất cao Trước khai thác tầng đất mặt, lúa phát triển tốt, đổ ngã dễ thu hoạch Hai yếu tố đưa đến việc bán tầng đất mặt ruộng lúa: Mặt đất ruộng canh tác gò cao so với mực nước kênh, khó dẫn nước tự động vào ruộng Bên cạnh đó, đất ruộng vùng đa phần nằm đất giồng cát, mực thủy cấp thấp; khả giữ nước, giữ phân bón ruộng kémNơng dân bán lớp đất mặt ruộng có thêm thu nhập cho sống Số 01 - 2017 dàng lấy nước vào ruộng, khả giữ nước ruộng tốt trước, ruộng lúa cỏ dại Tuy nhiên, đất mặt ruộng bị xáo trộn mạnh, mặt ruộng bị trũng thấp, lồi lõm không đều, tạo chênh lệch độ cao ruộng xung quanh, gây khó khăn điều tiết nước dinh dưỡng cho lúa Năng suất lúa bị sụt giảm Những vụ canh tác đầu nông dân cần tốn thêm chi phí cho san phẳng lại mặt ruộng Về kỹ thuật canh tác, nông dân sử dụng phương pháp sạ Lượng lúa giống sử dụng trung bình ruộng chưa khai thác tầng đất mặt 120-140 kg ha-1 Trên ruộng tầng đất mặt, lượng giống lúa gieo sạ 150-180 kg ha-1, tăng trung bình khoảng 25-30% Tầng canh tác mỏng, đất ruộng bị lầy, rễ lúa phát triển cạn, lúa bị đổ ngã, gây thất khó khăn thu hoạch Về phân bón, nơng dân phải tăng lượng phân bón vơ Tổng lượng phân bón nguyên chất NPK tăng Sau bán tầng đất mặt, nông dân cho canh tác lúa có thuận lợi mặt đất ruộng hạ thấp, dễ 33% (Bảng 1) Bảng Lượng phân bón sử dụng trước sau tầng đất mặt Thành phần phân bón (kg ha-1) N P2O5 K2O Trung bình tổng lượng phân bón Trước tầng mặt Sau tầng mặt 90-110 60-70 45-55 120-140 80-100 55-65 100-60-50 130-90-60 172 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đơ Số 01 - 2017 khơng khác biệt có ý nghĩa Như vậy, tầng đất mặt không ảnh hưởng đến pH đất Khi nông dân sử dụng phân bón vơ cơ, pH đất khơng tăng theo thời gian Khi đất ngập nước, pH đất tăng cao hơn, nên không ảnh hưởng đến phát triển lúa 3.2 Sự thay đổi độ phì nhiêu lý hóa học đất 3.2.1 pH đất Kết trình bày Hình cho thấy pH đất ba nhóm ruộng vùng nghiên cứu khoảng 5,2 -5,3 7.0 6.5 pHH2O đất 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 ST_Y0 ST_Y1 ST_Y8 Hình pH đất ruộng nhóm đất tầng đất mặt với thời gian khác ST_Y0: tầng đất mặt, ST_Y1: tầng đất mặt năm, ST_Y8: tầng đất mặt năm; giá trị trung bình độ lệch chuẩn, n=5 3.2.2 Hàm lượng chất hữu đất Kết thể Hình cho thấy hàm lượng chất hữu đất ba nhóm ruộng khoảng 1,4-3,0%, thuộc nhóm đất canh tác nghèo chất hữu (Chiurin, 1972) Đất tầng đất mặt, hàm lượng chất hữu cao hơn, khác biệt có ý nghĩa so với đất tầng đất mặt từ – năm với tỷ lệ giảm lên đến 37,5% Kết cho thấy đất tầng đất mặt sau năm chưa phục hồi hàm lượng chất hữu cơ, điều kiện nơng dân bón phân vô canh tác lúa Chất hữu đất xem thành phần quan trọng, định độ phì nhiêu đất Khi tầng đất mặt đi, lượng chất hữu đất giảm, ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng đất giảm khoáng hoá chất hữu cơ, giảm khả cung cấp đạm, lân, K nguyên tố vi lượng, đưa đến giảm suất trồng (Wairiu Lal, 2003; Võ Thị Gương ctv., 2011) Mặt khác, lượng chất hữu đất giảm đưa đến giảm độ bền cấu trúc đất, giảm đa dạng quần thể sinh vật đất, gây suy thoái sinh học đất (Monaco et al., 2008) Vì tầng đất mặt, độ màu mỡ đất giảm, ảnh hưởng bất lợi đến sinh trưởng lúa 173 Tạp chí Nghiên cứu khoa học Phát triển kinh tế Trường Đại học Tây Đô Số 01 - 2017 3.5 Chất hữu (%) 3.0 a 2.5 b b 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 ST_Y0 ST_Y1 ST_Y8 Hình Hàm lượng chất hữu đất ruộng điều kiện tầng đất mặt ST_Y0: tầng đất mặt, ST_Y1: tầng đất mặt năm, ST_Y8: tầng đất mặt năm; giá trị trung bình độ lệch chuẩn, n=5 Các chữ khác cột khác biệt có ý nghĩa mức 5% qua phép thử LSD phương pháp Olsen, 1954) Trong đó, hàm lượng lân hữu dụng đất nhóm ruộng bị đất mặt năm (14,6 P2O5 kg-1) ngưỡng thấp (p