Nghiên cứu sử dụng phù sa và vi tảo để cải thiện môi trường đất lúa thâm canh vùng đê bao khép kín tỉnh an giang tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chun ngành: Mơi trƣờng Đất – Nƣớc Mã ngành: 62440303 BÙI THỊ MAI PHỤNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHÙ SA VÀ VI TẢO ĐỂ CẢI THIỆN MÔI TRƢỜNG ĐẤT LÚA THÂM CANH VÙNG ĐÊ BAO KHÉP KÍN TỈNH AN GIANG Cần Thơ, 2020 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: PGS.TS Nguyễn Hữu Chiếm 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: 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 CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ [1] Bùi Thị Mai Phụng, Huỳnh Cơng Khánh, Phạm Văn Tồn Nguyễn Hữu Chiếm, 2017 Đánh giá khối lượng bồi lắng thành phần dinh dưỡng phù sa đê bao khép kín tỉnh An Giang Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ số chuyên đề: Môi trường Biến đổi khí hậu, 1: 146-152 [2] Bùi Thị Mai Phụng Nguyễn Hữu Chiếm, 2018 Nghiên cứu vai trò phù sa giúp cải thiện suất lúa điều kiện nhà lưới Tạp chí Khoa học Đất, 53: 25-30 [3] Bùi Thị Mai Phụng, Võ Đan Thanh Nguyễn Hữu Chiếm, 2019 Đa dạng loài tảo bám ruộng lúa thâm canh huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang, Việt Nam Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề: Môi trường, 55: 53-67 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đ t vấn ề An Giang tỉnh đầu nguồn sông C u Long vào Việt Nam tỉnh sản xuất lúa hàng đầu Đồng sông C u Long (ĐBSCL) Từ năm 1995, Chợ Mới huyện tiến hành bao đê khép kín để sản xuất lúa vụ ba, tăng sản lượng lúa đơn vị diện tích Việc thâm canh lúa gây số tác hại không xả lũ nên độc chất ứ đọng đất (Trần Như Hối, 2005) Khi lượng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) phun xịt tăng lên hàm lượng ion Cu có nguồn gốc từ thuốc bảo vệ thực vật dễ r a trôi từ ruộng môi trường nước kênh rạch (Trần Thành ctv., 2014) Thêm vào dưỡng chất từ phù sa (PS) khơng bồi tích (Trương Thị Nga, 1999; Nguyễn Văn Nhã, 2005; Bùi Đạt Trâm, 2006; Dương Minh Viễn ctv., 2010; Tô Văn Trường, 2014), từ tảo vi khuẩn lam (VKL) phù du nước lũ góp phần gia tăng quần thể VKL lên khoảng 4,5 lần suốt mùa lũ (Begum et al., 1988) Trong ruộng lúa, ngành tảo lục, tảo khuê, tảo mắt VKL thường phát triển lớp nước hay lớp đất mặt sau đợt bón phân cho lúa, đặc biệt bón phân lân tảo gia tăng sinh khối đáng kể ruộng lúa chúng chết lại nguồn hoàn trả chất hữu hữu ích cho đất trồng lúa Bên cạnh đó, VKL có khả cố định đạm từ khí trời nhờ dị bào (Dương Đức Tiến, 1996; Nguyễn Văn Tuyên, 2003; Vũ Quang Mạnh, 2004) tăng khả giữ nước đất lên 40% Chính tổ hợp hàng trăm loài vi tảo vi sinh vật khác góp phần giữ trạng thái cân ổn định hệ sinh thái lúa nước (Nguyễn Văn Tuyên, 2000) Theo kết nghiên cứu đất tỉnh An Giang thời gian ba năm (2013-2016) Nguyễn Hữu Chiếm ctv (2017) cho thấy hàm lượng chất hữu cơ, đạm lân tổng số đất đê cao khác biệt có ý nghĩa so với đê bao (p < 0,05), thời gian bao đê gần 20 năm Chất lượng đất đánh giá mức đến giàu, đặc biệt độ phì (N, P) đê cao ngồi đê cách có ý nghĩa Vấn đề đặt lượng chất hữu cơ, đạm lân tổng số đất cao chưa góp phần tăng suất lúa? Các nguồn bổ sung dinh dưỡng cho ruộng lúa từ rơm rạ, phù sa hay vi tảo tỷ lệ đóng góp chúng chưa cơng bố? Do nghiên cứu thực nhằm xác định khả cải thiện môi trường đất chúng 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu khả cung cấp khối lượng phù sa bồi lắng, sinh khối dưỡng chất từ vi tảo phù sa giúp cải thiện môi trường đất trồng lúa vùng đê bao khép kín 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Xác định khối lượng hàm lượng dinh dưỡng (NPK dạng tổng) phù sa bồi lắng cung cấp cho đất khu vực ngồi đê bao khép kín Xác định ngành vi tảo ưu ước tính tổng sinh khối hàm lượng chất dinh dưỡng (NPK dạng tổng) vi tảo cung cấp cho ruộng lúa thâm canh đê bao khép kín Xác định tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng từ phù sa vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm đánh giá khả góp phần cải thiện mơi trường đất chúng 1.3 Nội dung nghiên cứu Đánh giá khối lượng đặc tính lý, hóa học phù sa bồi lắng khu vực đê bao khép kín tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 Đánh giá đa dạng loài, mật độ khả cung cấp sinh khối dinh dưỡng vi tảo phù du bám đáy ruộng lúa thâm canh Ước tính tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng phù sa vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm đánh giá khả cải thiện môi trường đất chúng 1.4 Tính ý nghĩa thực tiễn luận án Luận án chứng minh vai trò phù sa từ sông nguồn dinh dưỡng hữu dụng cho đất hàng năm đất tiếp nhận lượng dinh dưỡng tương đương với 3,85%; 3,95% 40,3% tổng lượng phân hóa học (N, P2O5 K2O) mà nơng dân bón cho lúa Thêm vào đó, việc bổ sung phù sa vào hỗn hợp đất trồng góp phần cải thiện chất lượng đất sau thu hoạch, cụ thể tăng lượng chất hữu phosphorus tổng số Bên cạnh đó, luận án thiết lập phương trình hồi quy đơn biến khối lượng phù sa bồi lắng với thời gian ngập lũ Luận án xác định 445 loài vi tảo phù du tảo đáy xuất ruộng lúa thâm canh bổ sung vào số liệu thành phần lồi tảo ĐBSCL Đặc biệt có xuất lồi vi khuẩn lam có dị bào có khả cố định đạm vào đất, lồi Anabaena Oscillarioides xuất với mật độ cao đầu giai đoạn đẻ nhánh vào vụ Hè Thu 2017 Sinh khối tảo cung cấp hàng năm cho đất trồng lúa 1,08 tấn/ha/năm (sinh khối tươi) dinh dưỡng từ tảo có khả đóng góp 0,465 kgN/ha; 0,197 kgP/ha 1,26 kgK/ha cho đất chưa tính đến lượng đạm vi khuẩn lam cố định lượng đạm thực tế đóng góp cao Ngồi ra, luận án cịn thành lập sưu tập hình ảnh vi tảo sống ruộng lúa thâm canh Các danh lục tảo xếp theo hướng dễ dàng, thuận tiện cho người tra cứu hay tham khảo Kết nghiên cứu luận án nguồn liệu khoa học cho nhà quản lý môi trường nông nghiệp Nghiên cứu giúp cho nhà hoạch định bố trí phương thức sản xuất lúa kết hợp với việc kiểm soát lũ thay đổi kỹ thuật canh tác cho phép tảo phát triển cố định đạm vào đất Bên cạnh đó, luận án cịn tài liệu có giá trị phục vụ cho học tập, nghiên cứu giảng dạy Viện Trường CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan phù sa vai trị cải thiện mơi trƣờng ất Vào năm 1998, khu vực xã Mỹ Đức, huyện Châu Phú, Tỉnh An Giang lượng phù sa bồi lắng khoảng 100 tấn/ha (Trương Thị Nga, 1999), vào năm 2000 khu vực bắc Vàm Nao I 35 tấn/ha khu vực bắc vàm Nao II 80 tấn/ha (Dương Văn Nhã, 2003) Việc xả lũ vào đồng ruộng góp phần giữ lại phù sa bề mặt đất ruộng Lượng phù sa có nhiều nước lũ từ tháng đến tháng (Lê Xuân Thuyên ctv., 2000) Trong năm qua, nhiều nghiên cứu tỉnh An Giang chứng minh phù sa nguồn góp phần cải thiện đáng kể môi trường đất cung cấp dưỡng chất cho trồng Phù sa giúp trì độ phì đất canh tác (Trần Thượng Tuấn ctv., 1999), góp phần làm chậm trình cạn kiệt chất dinh dưỡng đất đất tiếp nhận phù sa hàng năm (Dương Minh Viễn ctv., 2010) Bên cạnh đó, phù sa với thành phần giới nhẹ có vai trị cải tạo đặc tính lý học đất Do thâm canh lúa, rơm rạ khơng kịp phân hủy khống hóa để cung cấp mùn hữu dinh dưỡng cho đất có khả đất bị chai cứng (Trần Thượng Tuấn ctv., 1999) Do thiếu phù sa bồi lắng cho đất đê bao khép kín dẫn đến lượng phân hóa học bón cho lúa tăng lên so với trước đê bao (Trần Như Hối, 2005; Dương Văn Nhã, 2005; Huỳnh Đào Nguyên Võ Thị Gương, 2010a; Trần Anh Thư ctv., 2013) Việc xả lũ vào đồng ruộng giúp giữ lại phù sa bề mặt ruộng (Lê Xuân Thuyên ctv., 2000), góp phần bổ sung dưỡng chất cho đất tận dụng chúng để trồng lúa mùa (1 vụ/năm), suất lúa khoảng tấn/ha mà khơng cần bón phân dưỡng chất phù sa cung cấp đủ lượng dinh dưỡng mà lúa hấp thụ (Nguyễn Bảo Vệ, 2011) Qua cho thấy khối lượng phù sa bồi lắng dưỡng chất phù sa có giá trị cho đất 2.2 Tổng quan vi tảo vai trò cải thiện môi trƣờng ất Vi tảo tất lồi tảo có kích thước hiển vi, thực vật bậc thấp Tảo thuộc nhóm sinh vật quang tự dưỡng, sống trôi tự lớp nước mặt (Hoàng Thị Sản, 2009) gọi tảo phù du; tảo sống bám đáy thủy vực, bám vật sống hay thành tàu thuyền gọi tảo đáy hay tảo bám (Nguyễn Nghĩa Thìn Đặng Thị Sy, 1998) Dựa vào sắc tố quang hợp đặc trưng hay hình dạng bên ngồi ngành tảo mà định danh chúng, chẳng hạn tảo lục có màu xanh lục, tảo khuê có màu nâu vàng hay VKL có màu xanh lam hay tảo mắt có vân hoa Trong ruộng lúa Việt Nam giới xuất bốn ngành tảo tảo lục, tảo khuê, tảo mắt VKL (Hình 2.1 Hình 2.2) (d) (c) (a) (b) Hình 2.1: Các loài vi tảo khuê (Boyer et al., 1916) VKL (Bellinger and Sigee, 2015) (a): Surirella elegans, (b): Stephanopyxis corona, (c): Microcystis sp., (d): Anabaena flos-aquae Tảo thủy vực nói chung, ruộng lúa nói riêng chịu ảnh hưởng ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ, pH, nồng độ đạm, lân, độ che rợp tán sinh vật ăn tảo như: giáp xác râu ngành (Cladocera), giáp xác chân mái chèo (Copepoda), giáp xác giáp trai (Ostracoda) (a) (b) (c) (d) Hình 2.2: Các loài vi tảo lục tảo mắt (Nguyễn Lân Dũng Nguyễn Hoài Hà, 2006) (a): Phacotus lenticularis, (b): Hydrodictyon reticulatum, (c): Pediastrum boryanum, (d) Phacus tortus Một số giống loài VKL cố định đạm ruộng lúa như: Anabaena, Anabaenopsis, Aphanizomenon, Aulosira, Calothrix, Cylindrospermum, Nostoc, Nudolaria, Lyngbya, Tolypothrix, Rivularia Trong ruộng lúa, tảo cung cấp đạm thơng qua q trình cố định đạm sinh học, cải thiện mơi trường đất thơng qua q trình hồn trả chất dinh dưỡng chết đi, cung cấp oxy hịa tan góp phần cân hệ sinh thái ruộng lúa Các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học biện pháp canh tác có khả ảnh hưởng đến trình cố định đạm Một số lồi VKL có dị bào có khả cố định nitrogen khí sau: N2  HN  HN  H N  NH  NH3 Nitrogenase N2  8H   8e  16MgATP  16O   NH3  16MgADP  16P  H 2O (2.1) (2.2) Lượng đạm VKL cố định đất tự nhiên đạt mức 14 kgN/ha (De and Mandal, 1956) trích dẫn FAO of the United Nations, 1981) Trong mùa thích hợp lượng đạm cố định đạt từ 20-30 kgN/ha (Kaushik, 1994; Đặng Đình Kim Đặng Hồng Phước Hiền, 1999) hay bón bổ sung phân lân vào đất trồng lượng đạm cố định tăng từ 18 đến 69 kgN/ha Lượng đạm cố định đất trồng lúa tăng từ 3-8% sau 30 ngày ni lồi VKL cố định đạm (Nguyễn Xn Thành ctv., 2009) hay tăng 31,6% lượng đạm đất so với đối chứng (Yagya and Shreeti, 2012) Tùy thuộc vào giống loài VKL mà loại amino acid thải khác nhau, chẳng hạn VKL Calothrix brevissima tích lũy đạm đất dạng alanin, aspartic glutamic, Nostoc muscorum tích lũy dạng glutamic ammonia (Nguyễn Xuân Hiển ctv., 1975) Việc phun chủng VKL lúa cịn góp phần cải thiện độ phì hóa học đất tăng pH đất, lượng mùn, đạm tổng số đạm dễ tiêu tương ứng với 10,7%, 4,83%, 5,56% 8,92% so với đối chứng (Nguyễn Đình San, 2015) Sau năm cấy VKL vào đất trồng lúa, lượng C hữu đất tăng 68,7% so với đối chứng (Singh, 1961 trích dẫn Roger and Kulasooriya, 1980) Khi bón giống Tolypothrix (ở Nhật Bản), Anabaena (ở Ấn Độ, Nepal, Iran, Việt Nam), Calothrix (ở Việt Nam), Nostoc (ở Bangladesh, Việt Nam), Aphanothece Gloeotrichia (ở Việt Nam) vào ruộng lúa suất lúa tăng lên (Nguyễn Xuân Hiển ctv., 1975; Dương Đức Tiến, 1990; Nguyễn Đình San Lê Thanh Tùng, 2007; Begum et al., 2011; Alam et al., 2014) Do vậy, tận dụng chúng lượng phân hóa học bón cho lúa giảm từ 15-30% (Kaushik, 1994, Đặng Đình Kim Đặng Hồng Phước Hiền, 1999) CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian ịa iểm nghiên cứu Nghiên cứu thực năm (2013-2018) tỉnh bốn huyện tỉnh An Giang Trường Đại học An Giang (ĐHAG) Các mẫu phân tích phịng thí nghiệm Chun sâu, Lý hóa đất – Khoa Nơng nghiệp Sinh học Ứng dụng Chất lượng Môi trường – Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ (ĐHCT); Phịng Thí nghiệm khối Mơi trường Nông nghiệp, Trường Đại học An Giang 3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 3.2.1 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm khảo sát ồng ruộng 3.2.1.1 Nội dung 1: Đánh giá khối lượng phù sa bồi lắng khả góp phần cải thiện mơi trường đất khối lượng hạt lúa a Đánh giá khối lượng đặc tính lý, hóa học phù sa bồi lắng đê bao tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 (Nội dung 1.1) Thời gian thực hiện: năm (từ tháng 08/2013 đến 05/2015) bốn huyện (Châu Phú, Phú Tân, Thoại Sơn Chợ Mới) có diện tích đê bao khép kín tương đối lớn tỉnh An Giang Thời gian đặt bẫy phù sa đê trùng với thời gian đặt bẫy đê vào đầu mùa lũ (tháng 8) thu mẫu vào cuối mùa lũ (tháng 12) Bẫy phù sa làm vải nilon có kích thước m2 (1×1 m) đặt đất ruộng neo cố định bốn cọc bốn góc suốt mùa lũ (Hình 3.1) Tổng số mẫu phù sa thu 296 mẫu, có 148 mẫu đê 148 mẫu đê Các điểm thu mẫu định vị thiết bị định vị toàn cầu (GPS) chuyển tọa độ lên đồ ảnh Google Maps Các tiêu theo dõi: khối lượng phù sa, thời gian ngập lũ, thành phần giới (TPCG), hàm lượng chất hữu (CHC), CEC NPK dạng tổng (a) (b) Hình 3.1: Đặt bẫy phù sa (a) ngồi đê bao (b) khép kín huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang vào tháng năm 2013 b Nghiên cứu vai trị phù sa góp phần cải thiện mơi trường đất khối lượng hạt thí nghiệm nhà lưới (Nội dung 1.2) Thời gian địa điểm thí nghiệm: nghiên cứu thực hai vụ lúa Đơng Xn 2013-2014 (Thí nghiệm 1) vụ Đơng Xn 2014-2015 (Thí nghiệm 2) nhà lưới Trường Đại học An Giang Thí nghiệm (tiền kiểm chứng) bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên, nhân tố (phù sa), ba lần lặp lại với nghiệm thức Khối lượng phù sa bổ sung vào đất tăng dần từ 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0; 2,4 đến 2,8 kgPS/chậu khối lượng đất giảm dần từ đến 2,6 kg để đạt tổng khối lượng chậu kg Kết thí nghiệm cho thấy khơng khác biệt có ý nghĩa khối lượng hạt (KLHC) hai nghiệm thức bổ sung 0,4 kgPS/chậu 0,8 kgPS/chậu (p > 0,05) Do đó, thí nghiệm thực tiếp tục bố trí theo thể thức hồn tồn ngẫu nhiên nhân tố (phù sa phan bón), nhân tố (phân bón) nhân tố (phù sa), lần lặp lại (mỗi lần lặp lại chậu, chậu cấy lúa), gồm nghiệm thức Lượng phù sa bổ sung từ 0,4; 0,8; 1,2 đến 2,4 kgPS/chậu khối lượng đất giảm dần từ đến 2,6 kg để đạt tổng khối lượng chậu kg (Bảng 3.1) Bảng 3.1: Các nghiệm thức thí nghiệm bổ sung phù sa vào đất trồng lúa thí nghiệm chậu vào vụ ĐX 2014-2015 Nghiệm thức Mơ tả Bón phân Nghiệm thức (NT1) kg đất 0% Nghiệm thức (NT2) kg đất 100% Nghiệm thức (NT3) 0,4 kg phù sa + 4,6 kg đất 0% Nghiệm thức (NT4) 0,4 kg phù sa + 4,6 kg đất 100% Nghiệm thức (NT5) 1,2 kg phù sa + 3,8 kg đất 0% Nghiệm thức (NT6) 1,2 kg phù sa + 3,8 kg đất 100% Nghiệm thức (NT7) 2,4 kg phù sa + 2,6 kg đất 0% Nghiệm thức (NT8) 2,4 kg phù sa + 2,6 kg đất 100% Đặc tính lý hóa đất phù sa đầu vụ ĐX 2014-2015 (Nội dung 1.2): Bảng 3.2 cho thấy đất phù sa thí nghiệm thuộc loại sét pha thịt, hàm lượng dưỡng chất đất phù sa mức từ trung bình mức cao EC nhỏ mS/cm Nhin chung, đất phù sa thí nghiệm khơng có yếu tố giới hạn canh tác lúa dưỡng chất có phù sa cao hẳn so với đất Bảng 3.2: Đặc tính lý hóa học đất phù sa đầu vụ ĐX 2014-2015 Chỉ tiêu Đơn vị Đất Phù sa TPCG % cát % 1,40 0,769 % thịt % 55,2 41,4 % sét % 43,4 57,9 4,52 6,70 pH nước EC mS/cm 0,22 1,12 C hữu % 4,32 6,03 CEC meq/100 g 10,7 13,3 + meq/100 g 1,50 2,25 meq/100 g 20,4 37,3 Mg meq/100 g 1,72 2,21 Na+ meq/100 g 0,60 0,45 N tổng %N 0,20 0,44 P tổng %P2O5 0,04 0,06 K tổng %K2O 1,99 2,04 N-NH4+ mg/kg 18,9 39,9 Lân dễ tiêu mg/kg 5,42 15,8 K 2+ Ca 2+ Sau gieo hạt lúa OM 6976 20 ngày, chọn mạ có kích cỡ đồng đều, cấy vào chậu thí nghiệm, chậu cấy Cơng thức bón cho đất trồng lúa 120 kgN – 60 kgP2O5 – 30 kgK2O Phân chia làm ba đợt bón : đợt (20 NSS), đợt (45 NSS) đợt (65 NSS) Cả ba đợt bón 0,083 gN/chậu, riêng đợt bón thêm 0,150 gP2O5/chậu, đợt đợt bón thêm 0,0375 gK2O/chậu Trong trình trồng, nhổ cỏ dại, bắt sâu, tưới nước phun thuốc BVTV để phòng trừ tiêu diệt dịch bệnh hại tồn thí nghiệm Xác định khối lượng (g/chậu) tỷ lệ (%) hạt ẩm độ chuẩn 14% thu hoạch phân tích hàm lượng C hữu (%) NPK dạng tổng (%) đất sau thí nghiệm c Đánh giá khả cải thiện môi trường đất phù sa (Nội dung 1.3) Thu thập thống kê so sánh số liệu hóa học đất ngồi đê bao khép kín tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 từ kết nghiên cứu Nguyễn Hữu Chiếm ctv (2016) làm sở cho việc đánh giá vai trị cải thiện mơi trường đất phù sa 3.2.1.2 Nội dung 2: Đánh giá đa dạng loài khả cung cấp sinh khối, dinh dưỡng vi tảo cho môi trường đất a Đánh giá đa dạng loài khả cung cấp sinh khối dinh dưỡng vi tảo phù du bám đáy ruộng lúa huyện Chợ Mới (Nội dung 2.1) Nội dung thực ba vụ lúa vụ Thu Đông năm 2016 (tháng tháng 12/2016), Đông Xuân 2016-2017 (tháng 12/2016 đến tháng 3/2017) Hè Thu 2017 (tháng đến tháng 8/2017) ấp Long Hòa 1, xã Long Kiến, huyện Chợ Mới Chọn ba ruộng thí nghiệm, ruộng có diện tích 1.000 m2, với điều kiện canh tác giống giống, mật độ sạ, chế độ bón phân, phun xịt thuốc bảo vệ thực vật (BVTV), quản lý nước Trước gieo sạ, đồng ruộng không đốt mà cày xới gốc rạ Phương pháp đặt đài vật nhân tạo: gạch thẻ xây dựng cắt thành bốn viên nhỏ (kích thước viên 85×35×35 mm) làm đài vật cho tảo đáy Trước sạ lúa, 20 mẫu gạch thẻ đặt ngẫu nhiên mặt ruộng cho bề dày phần nằm mặt đất 10 mm có đánh dấu (Hình 3.2) 20 m Kênh Xà Mách Đường nước Ruộng lúa 50 m Hình 3.2: Sơ đồ vị trí đặt đài vật nhân tạo (gạch thẻ) cho tảo đáy, thu mẫu tảo phù du ruộng lúa kênh Ghi chú: : đài vật nhân tạo (gạch thẻ) : vị trí thu mẫu tảo phù du nước : đường nước ruộng Trước thu mẫu, tượng xảy ruộng (màu nước, lúa, loại bệnh hại, ) quan sát ghi nhận, đồng thời vấn nông hộ loại lượng phân bón (Bảng 3.3) thuốc BVTV phun xịt để cung cấp thông tin góp phần lý giải, sáng tỏ kết phân tích Từ phương trình hồi quy (4.1, 4.2, 4.3, 4.4 4.5) cho thấy lượng C hữu cơ, NPK tổng số đất sau thu hoạch khối lượng hạt lúa tương quan thuận chặt chẽ với lượng phù sa bổ sung Điều có nghĩa bổ sung phù sa nhiều hàm lượng chất tích lũy đất khối lượng hạt lúa tăng Bảng 4.9 cho thấy giá trị R-Squared = 0,743 74,3% lượng C hữu tích lũy đất dinh dưỡng từ phù sa cung cấp 25,7% dưỡng chất từ đất, nước tưới Tuy nhiên, việc bổ sung đồng thời phù sa phân hóa học vào đất thí nghiệm khối lượng hạt khơng phụ thuộc có ý nghĩa vào hai nhân tố (p > 0,05) 4.2 Đánh giá a dạng loài, mật ộ khả cung cấp sinh khối vi tảo ruộng lúa góp phần cải thiện mơi trƣờng ất 4.2.1 Ảnh hƣởng chất lƣợng nƣớc ruộng ến phát triển vi tảo môi trƣờng ất Qua ba vụ khảo sát cho thấy mực nước bình quân vụ Hè Thu cao so với vụ Thu Đơng Đơng Xn (Bảng 4.11), nhiệt độ nước bình qn vụ (Hình 4.4) khơng vượt 35oC nên không gây chết hay tổn hại tế bào tảo Bảng 4.11: Mực nước (cm) ruộng lúa qua ba vụ canh tác Vụ Thu Đông Vụ Đông Xuân Vụ Hè Thu Đợt (Đầu đẻ nhánh) 2,42±0,26 2,60±0,14 4,78±0,45 Đợt (Cuối đẻ nhánh) 2,20±0,06 3,06±0,39 4,81±1,17 Đợt (Làm địng) 4,40±0,30 2,97±0,41 2,98±0,42 Đợt (Chín) 6,14±0,21 1,94±0,11 2,80±0,59 TB vụ±STD 3,79±0,21 2,64±0,26 3,98±0,66 38 36 34 32 30 28 26 24 22 Trị số pH nƣớc ruộng Nhiệt ộ nƣớc ruộng (oC) Đợt (Giai đoạn) Đợt ĐợtĐợt Đợt ĐợtĐợt Đợt ĐợtĐợt Đợt ĐợtĐợt 4 TĐ NSB ĐX NSB NSB HT Trung bình a a b c b b a c a b b Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt 4 TĐ Hình 4.4: Nhiệt độ nước qua ba vụ canh tác c ĐX HT Hình 4.5: Trị số pH nước qua ba vụ canh tác Trị số pH DO có xu hướng giảm dần từ đợt đến đợt (Hình 4.5 Hình 4.9) sau đợt bón phân, lúa bắt đầu gia tăng chiều cao số chồi lúa dẫn đến diện tích bề mặt nước tiếp xúc với ánh sáng mặt trời giảm dần cường độ chiếu sáng xuống ruộng thấp Do đó, q trình quang hợp tảo bị hạn chế, lượng carbonic tiêu thụ, pH nước DO giảm Đồng thời, nồng độ NH4+, NO3- PO43- (Hình 4.6, 4.7 4.8) có xu hướng giảm dần từ đến ngày sau bón 22 a a a a a a a TĐ ĐX TĐ a Nồng ộ DO nƣớc ruộng (mg/L) a a a ĐX a a a a a a ĐX HT a a 10 Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Nồng ộ phosphate nƣớc ruộng (mg/L) 12 a a a a a a Hình 4.7: Nồng độ nitrate qua ba vụ canh tác a a a a a TĐ a a a HT Hình 4.6: Nồng độ ammonium qua ba vụ canh tác 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt a a a Nồng ộ nitrate nƣớc ruộng (mg/L) a a Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Nồng ộ ammonium nƣớc ruộng (mg/L) 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 HT a b b c c c b c bc Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt Đợt 4 TĐ Hình 4.8: Nồng độ phosphate qua ba vụ canh tác c ĐX HT Hình 4.9: Nồng độ oxy hịa tan qua ba vụ canh tác  So sánh chất lượng nước ruộng lúa ba vụ khảo sát đánh giá ảnh hưởng đến môi trường đất Bảng 4.12 cho thấy nhiệt độ nước, trị số pH, nồng độ ammonium nitrate nước ruộng ba vụ canh tác lúa có khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) khơng khác biệt có ý nghĩa nồng độ phosphate oxy hịa tan (p > 0,05) Bởi DO thủy vực thay đổi theo mùa, thời tiết, ngày đêm độ sâu Bên cạnh đó, độ hòa tan oxy nước giảm nhiệt độ nước độ mặn tăng dẫn đến có bù trừ lượng oxy hòa tan vụ Bảng 4.12: Thống kê so sánh thơng số lý, hóa học nước ruộng lúa ba vụ canh tác Vụ lúa to nước pH nước o ( C) TĐ ĐX HT Giá trị F 29,5±2,29 b 27,5±1,91 c 31,3±1,82 a 32,2 ** Ammonium Nitrate Phosphate Oxy hòa tan -mg/L 6,62±0,449 a 0,484±0,539b 0,482±0,457a 0,089±0,076 4,47±3,20 6,80±0,453 a 0,881±0,877 a b 0,097±0,117 5,30±2,61 0,976±0,713 a a 0,105±0,074 4,61±3,81 ** ns 0,67ns 6,23±0,516 b 13,8 ** 4,49 * 0,284±0,184 0,643±0,532 6,62 0,3 Ghi chú: số mẫu vụ 36; cột chữ số theo sau khác khác biệt mức ý nghĩa, *: khác biệt mức ý nghĩa 0,05, **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01, ns: khơng khác biệt có ý nghĩa theo kiểm định Duncan Khi so sánh chất lượng nước ruộng với QCVN 08-MT: 2015/BTNMT, áp dụng theo cột B1 (nước s dụng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi) cho thấy trị số pH (5,727,56) nồng độ nitrate (0,057-1,40 mg/L) nước ruộng lúa chưa vượt ngưỡng cho 23 phép nên đánh giá đạt quy chuẩn Do vậy, chưa ảnh hưởng đến đặc tính pH đất, việc bón nhiều phân đạm hóa học NH4NO3 hay (NH4)2SO4 lâu ngày dẫn đến tình trạng đất bị chua Vì theo nghiên cứu Đại học Tổng hợp Hà Nội, việc bón phân NH4NO3 cho trồng đất phù sa sông Hồng sau bốn năm bón phân pH đất xuống từ 6,9 xuống 5,4 Hay bón (NH4)2SO4 đất khơng chua, sau thời gian ion NH4+ bị hấp phụ vào keo đất đẩy ion Ca2+ khỏi keo đất, làm đất bị ion Ca2+, lâu ngày làm cho đất chua dần (Lê Văn Khoa ctv., 2010) Ngoài ra, bón phân đạm vơ liên tục ảnh hưởng đến chua hóa tầng canh tác, số vùng s dụng phân đạm nhiều nồng độ NO3- nước cao gây ô nhiễm nguồn nước mặt hay giếng khoan, nồng độ nitrate 13,8% giếng khơi vùng đồng đạt mg/L (Trần Văn Chính ctv., 2006) Tuy nhiên, nồng độ ammonium, phosphate oxy hòa tan nước ruộng vài thời điểm vượt giới hạn cho phép quy chuẩn Nồng độ oxy hòa tan thấp mg/L cho thấy lượng chất hữu nước cao, xả thải trực tiếp kênh, mương nội đồng trao đổi nước thường xuyên với hệ thống sông nitrogen phosphorus hai thành phần gây nên tượng phú dưỡng nguồn nước đê bao khép kín 4.2.2 Sự diện ngành mật ộ vi tảo ruộng lúa qua ba vụ canh tác Đa dạng loài mật độ vi tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh tác a Đa dạng loài vi tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh tác Bảng 4.13 cho thấy qua ba vụ canh tác lúa phát 407 vi tảo phù du loài thuộc 110 giống, 39 họ, 16 bốn ngành tảo (tảo khuê, VKL, tảo mắt tảo lục), ngành tảo lục có số loài cao nhất, sau ngành tảo khuê, tảo mắt VKL Quan trọng có xuất năm lồi VKL có khả cố định đạm như: Anabaena affinis Lemm, Anabaena circinalis, Anabaena oscillarioides (Hình 4.10), Anabaenopsis elenkinii Aphanizomenon flos-aquae Bảng 4.13: Cấu trúc thành phần loài tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh tác Ngành tảo Bộ Họ Giống Loài % Loài Bacillariophyta (tảo khuê) 25 101 24,8 Chlorophyta (tảo lục) 21 52 163 40,1 Euglenophyta (tảo mắt) 1 90 22,1 Cyanobacteria (VKL) 18 53 13,0 16 39 100 407 100 Tổng Đồng thời, có biến động lớn số lượng lồi tảo ba vụ, đặc biệt số lượng loài vụ Hè Thu (276 loài) cao nhiều so với vụ Thu Đơng (88 lồi) Bởi điều kiện mơi trường sống hai vụ tương đối khác lượng mưa, trời âm u nhiều mây nhiệt độ, đồng thời việc phun xịt thuốc BVTV để phòng trừ dịch bệnh hại lúa tác động đến tảo hoạt chất thuốc BVTV có khả diệt tảo copper oxychloride, butachlor, propanil, abamectin, permethrin, pymetrozine difenoconazole Hình 4.10: VKL Anabaena oscillarioides có dị bào xuất ruộng lúa thâm canh vào vụ Hè Thu 2017 huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang 24 Nhìn chung, tổng số lồi tảo phát nghiên cứu cao nhiều so với nghiên cứu trước ĐBSCL Hà Nội Chẳng hạn, ĐBSCL có nghiên cứu Nguyễn Hữu Chiếm ctv (1999), Dương Trí Dũng ctv (2002) Ngô Ngọc Hưng (2009) Hà Nội Ngô Thành Trung ctv (2008) Bởi nghiên cứu tiến hành khảo sát theo thời kỳ phát triển lúa theo vụ lúa, nghiên cứu trước khảo sát vụ canh tác hay khoảng thời gian ngắn b Mật độ vi tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh tác Bảng 4.14 cho thấy tổng mật độ tảo phù du ba vụ lúa khơng khác biệt có ý nghĩa (p > 0,05) mật độ tảo mắt vụ Hè Thu thấp so với vụ Đông Xuân mật độ VKL vụ Hè Thu lại cao so với vụ Thu Đông (p < 0,05), mật độ tảo khuê tảo lục ba vụ khơng khác biệt có ý nghĩa Tổng mật độ tảo bình quân dao động từ 11.063 đến 25.837 cá thể/L Bảng 4.14: Mật độ tảo phù du (cá thể/L) ruộng lúa qua ba vụ canh tác Vụ trồng Số mẫu Tảo khuê Tảo lục Tảo mắt VKL Tổng vụ 6.689ab 1.601b Thu Đông 36 7.282 2.564 Đông Xuân 36 16.822 1.300 7.413a 301b 25.837 Hè Thu 36 2.781 1.940 1.283b 5.059a 11.063 1,95ns 0,533ns Giá trị F 2,68** 12,0** 18.094 1,42ns Ghi chú: Trong cột, chữ số theo sau giống khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,05; ns: khơng khác biệt có ý nghĩa 0,05; **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01 theo kiểm định Duncan Bảng 4.15 cho thấy mật độ tảo phù du xuất thời kỳ phát triển lúa khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) Mật độ tảo đầu thời kỳ đẻ nhánh cao gấp từ 3,0 đến 5,9 lần so với lúa làm địng chín Trong đó, ngành tảo khuê đóng góp mật độ cao chủ yếu đầu giai đoạn đẻ nhánh ngành VKL đóng góp mật độ Bảng 4.15: Mật độ tảo phù du (cá thể/L) theo thời kỳ phát triển lúa qua ba vụ canh tác lúa Đợt (Giai đoạn) Số mẫu Tảo khuê Tảo lục Tảo mắt a a b VKL Tổng đợt 3.714a 33.527a 10.752a 4.682a 23.035ab Đợt (Đầu đẻ nhánh) 27 Đợt (Cuối đẻ nhánh) 27 4.691b 1.131b Đợt (Làm địng) 27 833b 310b 2.089b 381b 11.035b Đợt (Chín) 27 2.207b 288b 5.308ab 503b 5.728b 5,17** 9,41** 2,96* 7,00** 3,18* Giá trị F 28.117 6.009 2.365 Ghi chú: Trong cột, chữ số theo sau giống khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,05; *: khác biệt mức ý nghĩa 0,05, **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01 theo kiểm định Duncan 4.2.2.1Đa dạng loài mật độ vi tảo đáy ruộng lúa vụ Đông Xuân 201 -2017 Hè Thu 2017 a Đa dạng loài vi tảo đáy qua hai vụ canh tác lúa Qua hai vụ khảo sát (Bảng 4.16) phát 157 loài vi tảo đáy thuộc 63 giống, 31 họ, 14 ngành tảo (tảo khuê, VKL tảo lục), ngành tảo lục có số lồi cao nhất, sau tảo kh VKL Đồng thời, khơng có biến động lớn số lượng loài tảo (114 lồi vụ Đơng Xn 110 lồi vụ Hè Thu) cấu trúc thành phần lồi khơng chênh lệch nhiều hai vụ Tuy nhiên, số loài tảo xuất hai vụ khảo sát lại 25 chênh lệch cao so với tổng số loài phát Các nghiên cứu xuất giống tảo đáy ruộng lúa theo mùa vụ canh tác lúa chưa cơng bố Do vậy, chưa có sở khoa học để giúp lý giải giống tảo xuất vào vụ Đông Xuân lại không xuất vào vụ Hè Thu ngược lại Đặc biệt nghiên cứu phát lồi VKL Calothrix aeruginosa sống đáy vào vụ Đơng Xn có khả cố định đạm ruộng lúa Bảng 4.16: Cấu trúc thành phần loài tảo đáy ruộng lúa vào vụ Đông Xuân Hè Thu Ngành tảo Bộ Họ Giống Loài % Bacillariophyta (tảo khuê) 15 51 32,5 Chlorophyta (tảo lục) 18 43 98 62,4 Cyanobacteria (VKL) 5 5,1 14 31 63 157 100 Tổng b Mật độ vi tảo đáy qua hai vụ canh tác lúa Vào vụ Đông Xuân, tổng mật độ tảo đáy bình quân đợt khảo sát có khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05), mật độ tảo đáy cao đợt (cuối giai đoạn đẻ nhánh), sau đợt (đầu đẻ nhánh), đợt (làm đòng) đợt (chín rộ), mật độ tảo kh sống đáy xuất nhiều cuối giai đoạn đẻ nhánh (Bảng 4.17) Mật độ tảo đáy đầu giai đoạn đẻ nhánh (đợt 1) thấp so với cuối đẻ nhánh (đợt 2) nơng dân phun xịt thuốc trừ cỏ Michelle 62EC Cantanil 550EC sau sạ lúa ngày Hoạt chất butachlor Michelle 62EC có khả giết chết lồi tảo lục hoạt chất propanil Cantanil 550EC gây ức chế phát triển VKL giống Anabaena Nostoc hay ức chế hoạt động enzyme cố định đạm đất ngập lũ Bảng 4.17: Mật độ tảo đáy (103 cá thể/m2) ruộng lúa vụ Đông Xuân Hè Thu Vụ lúa ĐX HT Đợt (Giai đoạn) Tảo khuê Tảo lục VKL Tổng mật độ Đợt (Đầu đẻ nhánh) 9.929±6.199b 2.175±393 117±14b 12.221 ±6.098b Đợt (Cuối đẻ nhánh) 20.500±3.733a 2.083±260 167±72a 22.750±3.929a 2.933±252c 1.328±79 72±9,62c 4.333±333c Đợt (Chín) 294±174d 3.028±1.075 65±40d 3.387±1.024d Asymp Sig 9,97* 9,97* 6,65ns 9,56* Đợt (Đầu đẻ nhánh) 1.264±591c 2.589±833 86±33 3.939±1.413b Đợt (Cuối đẻ nhánh) 14.959±2.068a 1.220±202 54±14 16.233±1.900a 437±8,37d 734±246 57±18 1.228±248d Đợt (Chín) 1.467 ±1.161b 1.383±951 37±3 2.887±2.114c Asymp Sig 8,23* 7,46ns 6,13ns 8,23* Đợt (Làm đòng) Đợt (Làm đòng) Ghi chú: Trong cột, chữ số theo sau giống khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,05; *: khác biệt mức ý nghĩa 0,05; ns: không khác biệt mức ý nghĩa 0,05 theo kiểm định Kruskal – Wallis Tuy nhiên, mật độ tảo đáy đợt cao so với đợt nơng dân phun xịt thuốc trừ sâu lúa Confitin 75EC, Indosuper 150SC Tungcydan 30EC trước bón phân ngày hoạt chất loại thuốc có độ độc cao với thủy sinh vật cá Mặt khác, vào đợt lúa giai đoạn làm địng (chuẩn bị trổ bơng) nên 26 lúa tập trung dinh dưỡng ni địng, đặc biệt lúa tập trung hút nhiều dinh dưỡng đạm lân dẫn đến lượng đạm lân nước ruộng giảm mạnh nên lượng dinh dưỡng mà tảo đáy hấp thụ Tổng mật độ tảo đáy đợt thấp so với đợt 3, thời gian bám tảo đợt 44 ngày đợt 10 ngày Nguyên nhân chủ yếu sau bón phân đợt lúa bị bệnh đạo ôn nên nông dân phun thuốc Fuan 40EC Trizole 75WP để trị bệnh, đồng thời phun thêm thuốc Tilt super 300EC để phòng trừ bệnh lem lép hạt Tương tự vụ Đông Xuân, vào vụ Hè Thu mật độ tảo đáy xuất đợt khác biệt có ý nghĩa (p < 0,05) (Bảng 4.17), mật độ tảo đáy đợt cao Mật độ tảo khuê đợt chiếm 92,2%, tảo lục VKL chiếm 7,8% tổng mật độ Mật độ tảo đáy đợt thấp so với đợt nơng dân phun xịt thuốc trừ cỏ Dietmam 360EC Cantanil 550EC sau sạ lúa ngày Mật độ tảo đáy đợt thấp phun xịt loại thuốc có khả diệt tảo Chess 50WG, Indosuper 150SC, Tungperin 10EC Acfubim 800WP Mật độ tảo đáy đợt cao so với đợt (p < 0,05) sau thu mẫu đợt (60 NSS), lúa bị sâu lá, rầy nâu công, bị bệnh đạo ôn bạc lúa nên nông dân phun xịt thuốc Tungperin 10EC, Chess 50WG, Amistar Top 325SC New Kasuran 16.6WP Thế nhưng, từ phun xịt thuốc đến thu mẫu đợt khoảng 16 ngày, nước tưới cho lúa giúp pha lỗng thuốc mương nội đồng thay vào lượng tảo đáy bổ sung cho ruộng Thêm vào đó, phân lân bón đợt (Bảng 3.3) mà khơng bón đợt P cần N Bảng 4.18 cho thấy mật độ tảo đáy đợt vào vụ Đông Xuân cao khác biệt so với vụ Hè Thu (p < 0,01) thời tiết vào vụ Hè Thu mưa nhiều, với lưu lượng bình quân 267 mm/vụ (NASA, 2019), ẩm độ cao nắng tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh dịch hại cơng, thời tiết vụ Đơng Xn nắng tốt, mưa với lưu lượng bình quân 93 mm/vụ (NASA, 2019) ẩm độ khơng q cao nên bị bệnh dịch hại công Mặt khác, lượng phân đạm lân bón cho lúa đợt vụ Đông Xuân cao so với vụ Hè Thu (Bảng 3.3) nên nguồn cung cấp N P cho tảo đáy vụ Đông Xuân nhiều Bảng 4.18: So sánh mật độ tảo đáy (103 cá thể/m2) hai vụ Đông Xuân Hè Thu thời kỳ phát triển lúa Đợt (Giai đoạn) Vụ Đông Xuân Vụ Hè Thu Giá trị t Đợt (Đầu đẻ nhánh) 12.221±6.098 3.939 ±1.413 2,29ns Đợt (Cuối đẻ nhánh) 22.750±3.929 16.233±1.900 2,59ns Đợt (Làm đòng) Đợt (Chín) 4.333±333a 1.228±248b 13,0** 3.387±1.024 2.887±2.114 0,20ns Ghi chú: Trong hàng chữ số theo sau giống khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,05; **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01; ns: không khác biệt mức ý nghĩa 0,05 theo kiểm định hai mẫu độc lập (T-test) Kết nghiên cứu cho thấy tổng mật độ tảo đáy trung bình xuất đợt vụ Đông Xuân (10.673±2.846 103 cá thể/m2) cao so với vụ Hè Thu (6.071±1.419 103 cá thể/m2), mật độ tảo khuê đóng góp tỷ lệ cao nhất, sau tảo lục VKL 27 4.2.2.2Đánh giá diện ngành tảo ruộng lúa góp phần cải thiện môi trường đất Trước tiên phải kể đến vai trò cố định đạm ngành VKL, nghiên cứu phát lồi VKL có khả cố định đạm ruộng lúa, có lồi VKL phù du Thế có lồi Anabaena oscillarioides sống phù du xuất với mật độ cao đầu thời kỳ đẻ nhánh, giúp cố định đáng kể lượng đạm tự nhiên vào đất trồng lúa Lượng đạm VKL cố định đất tự nhiên đạt mức 14 kgN/ha (De and Mandal, 1956 trích dẫn FAO of the United Nations, 1981), mùa thích hợp lượng đạm cố định đạt từ 20-30 kgN/ha (Kaushik, 1994; Đặng Đình Kim Đặng Hồng Phước Hiền, 1999) hay bón bổ sung phân lân vào đất trồng lượng đạm cố định tăng từ 18 đến 69 kgN/ha Lượng đạm cố định đất trồng lúa tăng từ 3-8% sau 30 ngày ni lồi VKL cố định đạm (Nguyễn Xuân Thành ctv., 2009) hay tăng 31,6% lượng đạm đất so với đối chứng (Yagya and Shreeti, 2012) Bên cạnh đó, việc phun chủng VKL lúa cịn góp phần cải thiện độ phì hóa học đất tăng pH đất, lượng mùn, đạm tổng số đạm dễ tiêu tương ứng với 10,7%, 4,83%, 5,56% 8,92% (Nguyễn Đình San, 2015) tăng lượng C hữu đất lên 68,7% sau năm cấy VKL so với đối chứng (Singh, 1961 trích dẫn Roger and Kulasooriya, 1980) Nếu tận dụng chúng lượng phân hóa học bón cho lúa giảm từ 15-30% (Kaushik, 1994, Đặng Đình Kim Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999) Tiếp theo là, tùy thuộc vào ngành tảo đặc trưng mà loại dưỡng chất hồn trả lại cho mơi trường đất khác nhau, chẳng hạn VKL có khả cung cấp đạm cho môi trường đất nhiều so với ngành tảo lục tảo khuê, tảo lục lại cung cấp lượng lipid cao so với tảo khuê (Đào Thanh Sơn ctv., 2014) tảo khuê cung cấp lượng carbohydrate cao Vì thế, chúng chết đi, chất dinh dưỡng hoàn trả lại cho đất, góp phần cải thiện mơi trường đất 4.2.3 Sinh khối tảo phù du tảo áy góp phần cải thiện môi trƣờng ất 4.2.3.1Sinh khối tảo phù du tảo đáy vụ Thu Đông 201 Vào vụ Thu Đông, sinh khối tảo phù du ruộng lúa dao động từ 0,10-3,68 (mg/L) có khác biệt có ý nghĩa đợt bón phân, với p < 0,05 (Bảng 4.19) Sinh khối tảo phù du đợt (đầu đẻ nhánh) cao độ che rợp tán lúa mặt ruộng thưa thớt, đồng thời thời tiết nắng nên lượng ánh sáng chiếu xuống mặt ruộng nhiều giúp tảo quang hợp gia tăng sinh khối Điều phù hợp quan sát thực tế thấy mảng tảo màu nâu vàng xuất mặt ruộng (Hình 4.11) Hình 4.11: Tảo váng màu nâu vàng mặt ruộng vào vụ Thu Đông 2016 Sinh khối tảo phù du đợt tương đương mặt thống kê so với đợt (cuối đẻ nhánh) sinh khối tảo đáy đợt lại thấp so với đợt nông dân phun xịt thuốc Tungsai 700WP để diệt ốc bươu vàng trước sạ lúa ngày diệt cỏ Michelle 62EC Cantanil 550EC lúc NSS Vì hoạt chất niclosamide Tungsai 700WP có hiệu diệt tảo lục Chlorella vulgaris, với liều lượng gây chết 50% tảo lục ppm 48 (Karuppasamy et al., 2018) Hoạt chất butachlor propanil Michelle 62EC Cantanil 550EC có khả giết chết tảo lục Pseudokirchneriella subcapitata 28 Desmodesmus subspicatus (Park et al., 2009), gây ức chế phát triển VKL giống Anabaena (Ibrahim, 1972 Wright et al., 1977 trích dẫn Pingali and Roger, 1995) hoạt động enzyme cố định đạm nitrogenase VKL Nostoc calcicola (Pandey, 1985) Bảng 4.19: Sinh khối tảo phù du (BR, mg/L) tảo đáy (BĐ, mg/m2) ruộng lúa qua ba vụ canh tác lúa Vụ TĐ Đợt Số mẫu Tảo phù du (BR) Tảo đáy (BĐ) Dao động TB Dao động TB Đợt (Đầu đẻ nhánh) 0,228-3,68 1,61±1,15a 290-746 540±231bc Đợt (Cuối đẻ nhánh) 0,125-3,68 1,02±1,14ab Đợt (Làm đòng) 0,100-1,45 0,474±0,400b 785-1.069 912±144ab Đợt (Chín) 0,264-1,60 0,775±0,477ab 114-316 234±106c 792-1.423 1.172±335a 2,78* Giá trị F 10,3** ĐX Đợt (Đầu đẻ nhánh) 0,096-14,0 3,92±4,77a 1.345-2.210 1.738±438b Đợt (Cuối đẻ nhánh) 0,186-1,52 1,97±2,17ab 2.169-2.826 2.495±328a Đợt (Làm đòng) 0,147-1,29 0,706±0,034b Đợt (Chín) 0,065-0,86 0,367±0,216c Giá trị F HT 768-1.337 1.048±159c 244-556 416±159d 3,38* 23,7** 13,0±16,6a 669-1.366 1.124±395b Đợt (Đầu đẻ nhánh) 1,43-43,6 Đợt (Cuối đẻ nhánh) 1,10-2,21 1,87±0,381b 1.809-2.167 2.038±199a Đợt (Làm địng) 1,13-1,79 1,40±0,190b 180-328 233±82d Đợt (Chín) 1,36-2,00 1,62±0,241b 187-632 360±238c 4,22* Giá trị F 9,46* Ghi chú: Trong cột, số có chữ theo sau giống khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê, *: khác biệt mức ý nghĩa 0,05, **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01 theo kiểm định Duncan Sinh khối tảo phù du tảo đáy đợt (làm đòng) đợt (lúa chín) giảm dần mưa kéo dài với lưu lượng TB vào tháng 10/2016 320 mm/tháng (NASA, 2019), mực nước thực đo ruộng biến động lớn, mực nước đợt đợt 4,4 6,14 cm (Bảng 4.11) Đồng thời, chiều cao số nhánh lúa đạt mức tối đa có vươn lóng thân (Nguyễn Văn Bộ ctv., 2016), với cường độ chiếu sáng yếu nên lượng ánh sáng truyền xuống mặt ruộng hạn chế tốc độ quang hợp tảo Sinh khối tảo đáy thấp đợt 4, giai đoạn độ che rợp tán lúa ruộng dày đặc, lượng ánh sáng chiếu xuống ruộng ít, đồng thời mưa kéo dài từ bón phân lần lần Tuy nhiên, nguyên nhân chủ yếu nơng dân phun xịt thuốc trừ sâu, rầy, trị bệnh đạo ôn bạc lúa trước bón phân cho lúa đợt Các loại thuốc giết chết nhiều loài tảo phù du tảo đáy sinh khối tảo giảm đáng kể 29 4.2.3.2Sinh khối tảo phù du tảo đáy vụ Đông Xuân 201 -2017 Vào vụ Đông Xuân, sinh khối tảo phù du đợt cao khác biệt có ý nghĩa so với đợt đợt (p < 0,05) (Bảng 4.19) Nguyên nhân chủ yếu độ che rợp tán lúa mặt ruộng thưa thớt thời tiết nắng Điều phù hợp với kết định lượng tảo phù du, mật độ tảo đợt 69.295 cá thể/L, tảo khuê chiếm 89,2% (Bảng 4.13); đồng thời thu mẫu quan sát thấy váng tảo màu nâu vàng mặt ruộng (Hình 4.12); phù hợp với Reynaud and Roger (1978), tổng sinh khối tảo lớn giai đoạn đâm chồi đến trổ bơng, sau trổ bơng sinh khối tảo giảm xuống Hình 4.12: Tảo váng màu nâu vàng thời điểm 24 NSS vào vụ Đông Xuân 20162017 Tuy nhiên, Bảng 4.19 cho thấy sinh khối tảo đáy đợt cao khác biệt có ý nghĩa so với ba đợt lại (p < 0,01) Sinh khối tảo đáy đợt cao so với đợt nơng dân phun xịt thuốc trừ cỏ Michelle 62EC Cantanil 550EC sau sạ lúa ngày Như giải thích hoạt chất butachlor propanil hai loại thuốc có khả giết chết tảo lục gây ức chế phát triển VKL Kết phù hợp với kết định lượng, mật độ tảo đáy đợt (22.750×103 cá thể/m2) cao khác biệt so với đợt (12.221×103 cá thể/m2) (Bảng 4.17) Sinh khối tảo phù du đợt tương đương với đợt (p > 0,05), đồng thời mật độ tảo hai đợt tương đương mặt thống kê (p > 0,05) Tuy nhiên, Bảng 4.12 cho thấy bình quân mật độ tảo mắt phù du đợt chiếm 84,8% (22.746 cá thể tảo mắt/26.820 tổng cá thể tảo), mật độ tảo lục VKL tương đối thấp chiếm 4,28% (1.148 cá thể/L) Bởi giống tảo mắt, đặc biệt giống Euglena đặc trưng cho nhóm dị dưỡng, có khoảng 1.000 lồi, thường sống cánh đồng lúa bón phân hóa học (Bách khoa toàn thư điện t Columbia, 2019) nên hàm lượng diệp lục tố a ngành tảo mắt thấp Thêm vào đó, nghiên cứu áp dụng phương pháp huỳnh quang gián tiếp Nusch (1980) để xác định hàm lượng diệp lục tố a (TCVN 6662 : 2000) mật độ tảo mắt cao sinh khối thực đo khơng cao Tương tự vụ Thu Đông, sinh khối tảo phù du đợt có xu hướng giảm mạnh độ che rợp tán lúa mặt ruộng dày đặc, lượng phân bón cho lúa thấp nhất, trị số pH nước ruộng (Hình 4.5) giảm đột ngột, tảo khơng thích ứng kịp thời nên bị ức chế sinh sản Do vậy, trình tạo oxy từ quang hợp tảo diễn chậm nên nồng độ DO đợt (TB 3,39 mg/L, Hình 4.9) thấp Tương tự vụ Thu Đông, sinh khối tảo đáy đợt thấp (p < 0,05) độ che rợp tán lúa mặt ruộng dày đặc, dinh dưỡng nước ruộng giảm xuống rõ rệt lúa hấp thụ nhanh nông hộ phun xịt thuốc trừ sâu lúa (Confitin 75EC, Indosuper 150SC Tungcydan 30EC) trước bón phân đợt Sinh khối tảo đáy đợt thấp so với đợt (Bảng 4.19) đợt khơng bón phân lân mà bón phân đạm với lượng thấp, độ che rợp tán lúa mặt ruộng dày đặc nên lượng ánh sáng chiếu xuống mặt ruộng 30 4.2.3.3Sinh khối tảo phù du tảo đáy vụ Hè Thu 2017 Tương tự hai vụ trước, vào vụ Hè Thu sinh khối tảo phù du đợt cao khác biệt có ý nghĩa so với ba đợt cịn lại (Bảng 4.19) mật độ tảo lục VKL đợt cao mà hai nhóm tảo hầu hết có đời sống tự dưỡng, sắc tố quang hợp chủ yếu diệp lục tố a b (Dương Đức Tiến, 1996; Vũ Ngọc Út Dương Thị Hoàng Oanh, 2013) Sinh khối tảo phù du đợt cao đợt (p < 0,05) mật độ tảo lục đợt (5.618 cá thể/L) cao khác biệt có ý nghĩa so với đợt (1.201 cá thể/L), với p < 0,01 Thế sinh khối tảo đáy đợt cao khác biệt có ý nghĩa so với ba đợt lại, với p < 0,05 Nguyên nhân giải thích tương tự hai vụ trước bị ảnh hưởng thời tiết, độ che rợp lượng phân bón cho lúa Sinh khối tảo phù du đợt thấp lúa bị rầy nâu sâu công nên nông dân phun xịt thuốc Chess 50WG, trừ sâu Indosuper 150SC, Tungperin 10EC Acfubim 800WP trước bón phân ngày Vì hoạt chất pymetrozine thuốc Chess 50WG có khả giết chết 50% số lượng tảo lục Pseudokirchneriella subcapitata nồng độ 100 mg/L 72 (Công ty Syngenta Thụy Sĩ, 2013b) hoạt chất permethrin Tungperin 10EC gây ảnh hưởng đến tăng trưởng, khả quang hợp khả kh acetylen hai loài tảo lục (Chlorella pyrenoidosa Scenedesmus quadricaudata) ba loài VKL (Anabaena spp.), VKL nhạy cảm với hoạt chất tảo lục (Stratton and Corke, 1982) Đồng thời, sinh khối tảo đáy đợt thấp rầy nâu sâu cơng lúa, mặt khác, nơng dân khơng bón phân lân đợt mà bón phân đạm phân kali (Bảng 3.3) Để gia tăng sinh khối tảo cần phải cung cấp P N P cần thiết N nhân tố giới hạn phát triển tảo (Round, 1975) 4.2.3.4Sinh khối tảo phù du tự nhiên từ kênh ruộng lúa Nước kênh Xà Mách nguồn nước tưới cho ruộng lúa khu vực đê bao Sinh khối tảo phù du vụ Thu Đông, Đông Xuân Hè Thu bình quân 0,198; 0,272; 0,583 mg/L/vụ (SKK) tương đương với 2,93; 2,95; 9,77 kg/ha/vụ (SKK), với tổng sinh khối tảo phù du tự nhiên hàng năm 15,7 kg/ha/năm (SKK) (Bảng 4.20), thêm vào sinh khối tảo phù du ruộng lúa hàng năm có khả cung cấp 55 kg/ha/năm (SKK) Tổng sinh khối tảo phù du từ ruộng lúa kênh hàng năm cung cấp cho đất trồng lúa 70,7 kg/ha/năm (SKK) tương đương 0,071 tấn/ha/năm (sinh khối tươi), với lượng nước chiếm 82% sinh khối tảo Bảng 4.20: Sinh khối tảo phù du tự nhiên từ kênh ruộng lúa (BPD, kg/ha) cung cấp hàng năm (SKK) Đợt (Giai đoạn) Đợt (Đầu đẻ nhánh) Đợt (Cuối đẻ nhánh) Đợt (Làm đòng) Đợt (Chín) Tổng đợt Sinh khối/vụ (BPD) năm Số mẫu Vụ Thu Đông Vụ Đông Xuân 3 3 12 12 36 BTN BR BTN 0,288 0,787 0,236 1,62 2,35 1,28 1,26 2,74 0,687 0,644 1,10 0,515 2,93 7,62 10,6±1,24 BR Vụ Hè Thu BTN BR 7,08 4,63 3,64 2,97 1,33 1,24 0,418 0,922 23,8 5,61 2,59 2,96 2,95 12,5 15,4±2,95 70,7±15,9 9,77 34,9 44,7±11,7 Ghi chú: BTN: sinh khối tảo phù du từ kênh; BR: sinh khối tảo phù du ruộng lúa, B PD = BTN + BR 31 4.2.3.5Tổng sinh khối tảo phù du tảo đáy cung cấp cho đất trồng lúa hàng năm Bảng 4.21 cho thấy hàng năm tảo đáy cung cấp sinh khối 123 kg/ha/năm, sinh khối tảo đáy vụ Đơng Xn đóng góp 46,3%, vụ Hè Thu (30,5%) Thu Đông (23,2% tổng sinh khối tảo đáy) Bảng 4.20 Bảng 4.21 cho thấy tổng sinh khối tảo phù du tảo đáy cung cấp cho ruộng lúa hàng năm 194 kg/ha/năm (SKK) tương đương với 1,08 tảo tươi/ha/năm Sinh khối tảo đáy 1,74 lần sinh khối tảo phù du Điều phù hợp với nghiên cứu Cahoon Safi (2010), sinh khối tảo đáy cao tảo phù du lần sinh khối tảo phù du Bảng 4.21: Sinh khối tảo đáy (BĐ, kg/ha) ruộng lúa cung cấp cho đất trồng lúa hàng năm (SKK) Đợt (Giai đoạn) Số mẫu Vụ Thu Đông Vụ Đông Xuân Vụ Hè Thu Đợt (Đầu đẻ nhánh) 5,40±2,31 bc 17,4±4,38 b 11,2±3,95 b Đợt (Cuối đẻ nhánh) 11,7±3,34 a 24,9±3,28 a 20,4±2,00 a Đợt (Làm địng) 9,12±1,45 ab Đợt (Chín) 2,34±1,06 c 4,16±1,59 d 3,61±2,39 c 10,3** 23,7** 9,46* 28,6±8,16 57,0±12,1 37,6±9,14 Giá trị F vụ năm 12 10,5±2,84 c 2,33±0,825 d 123±29,4 Ghi chú: Trong cột, số có chữ theo sau giống khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê, *: khác biệt mức ý nghĩa 0,05, **: khác biệt mức ý nghĩa 0,01 theo kiểm định Duncan 4.2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng ến sinh khối vi tảo phù du 4.2.4.1Độ che rợp tán lúa ảnh hưởng đến sinh khối tảo phù du thí nghiệm nhà lưới Bảng 4.22 cho thấy sinh khối tảo nghiệm thức khơng có trồng lúa có bón phân (NL2) cao khác biệt có ý nghĩa so với sinh khối tảo nghiệm thức không trồng lúa không bón phân (NL1) (p < 0,05) Sinh khối tảo nghiệm thức NL2 5,95 lần so với nghiệm thức NL1 sinh khối tảo tăng lên 161 mg/L tương ứng với 83,2% tổng sinh khối bón phân đạm lân cho lúa, chúng tảo hấp thụ gia tăng sinh khối Bảng 4.22: Sinh khối tảo phù du (mg/L) nghiệm thức thí nghiệm khơng trồng lúa (NL1 NL2) thí nghiệm chậu vào vụ ĐX 2017-2018 Nghiệm thức Số mẫu Dao động Trung bình NL1 (khơng lúa, 0% phân bón) 20,8-56,5 32,6±16,3b NL2 (khơng lúa, 100% phân bón) 89,2-398 194±134a 0,029* Giá trị |Z| CV (%) 7,89 Ghi chú: Trong cột, số có chữ theo sau giống khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê; *: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,05 theo kiểm định Mann-Whitney; CV: hệ số biến động 4.2.4.2Khối lượng phân bón ảnh hưởng đến sinh khối tảo phù du thí nghiệm nhà lưới Bảng 4.23 cho thấy tổng sinh khối tảo bốn nghiệm thức có trồng lúa với mức bón phân khác (NL3, NL4, NL5 NL6) có khác biệt có ý nghĩa (p < 0,01) Sinh khối tảo cao nghiệm thức bón 100% (NL5), sau NL6 (130% PB), NL4 (70% 32 PB) NL3 (0% PB) Phân bón góp phần gia tăng sinh khối tảo phù du lên từ 1,79 đến 3,66 lần Tuy nhiên, lượng phân bón sinh khối tảo không tỷ lệ thuận với nhau, nghĩa sinh khối tảo nghiệm thức bón mức 130% (NL6, 74,6 mg/L) thấp so với bón 100% (NL5, 106 mg/L) việc bón thừa phân lân có khả gây ức chế phát triển tảo Theo Vũ Ngọc Út Dương Thị Hoàng Oanh (2013) nồng độ phosphate vượt 18 mg/L tảo bị ức chế Khi so sánh sinh khối tảo nghiệm thức khơng trồng lúa khơng bón phân (NL1) với nghiệm thức có trồng lúa khơng bón phân (NL3) cho thấy sinh khối tảo NL1 (Bảng 4.22) 1,13 lần so với NL3 (Bảng 4.23), nghĩa độ che rợp tán lúa hạn chế lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt nước nên có khả làm giảm hoạt động quang hợp tảo tương ứng với mức giảm 11,4% tổng sinh khối tảo Nhìn chung, độ che rợp tán lúa dinh dưỡng từ phân hóa học ảnh hưởng đến sinh khối tảo Bảng 4.23: Sinh khối tảo phù du (mg/L) nghiệm thức thí nghiệm có trồng lúa thí nghiệm chậu vào vụ ĐX 2017-2018 Nghiệm thức NL3 (có lúa, 0% phân bón) NL4 (có lúa, 70% phân bón) NL5 (có lúa, 100% phân bón) NL6 (có lúa, 130% phân bón) Số mẫu Dao động Trung bình Tỷ lệ sinh khối tảo có phân bón/khơng phân bón 26,3-31,5 28,9±2,50d 1,00 47,7-58,1 51,6±4,50 c 1,79 106±6,14 a 3,66 b 2,58 4 102-110 66,5-87,6 74,6±9,92 ** Giá trị F 9,85 CV (%) 5,10 Ghi chú: Trong cột, số có chữ theo sau giống khơng có khác biệt ý nghĩa thống kê; **: khác biệt có ý nghĩa thống kê mức ý nghĩa 0,01 theo kiểm định Duncan; CV: hệ số biến động 4.3 Đánh giá tỷ lệ óng góp lƣợng ạm, lân kali từ phù sa vi tảo cho ất trồng lúa hàng năm 4.3.1 Dinh dƣỡng từ tảo góp phần cải thiện mơi trƣờng ất Trong ba thành phần dinh dưỡng NPK có tảo, K tổng số có hàm lượng cao nhất, sau P N tổng số (Bảng 4.24) với lượng dinh dưỡng cung cấp hàng năm cho đất trồng lúa tương ứng với 1,26 kgK/ha; 0,465 kgN/ha; 0,197 kgP/ha (Bảng 4.24 Bảng 4.25) Bảng 4.24: Lượng NPK dạng tổng có tảo phù du tảo đáy (SKK) Dinh dưỡng từ tảo N tổng (mgN/kg) P tổng (mgP/kg) K tổng (mgK/kg) Tảo phù du ruộng lúa 1.647 1.146 6.028 Tảo đáy ruộng lúa 2.958 954 6.554 693 1.062 7.665 2.303 1.050 6.291 Tảo phù du kênh TB tảo ruộng lúa Hàm lượng P K tổng số từ tảo cung cấp cho đất trồng lúa vào vụ Hè Thu cao nhất, sau vụ Đông Xuân Thu Đông, ngược lại lượng N tổng số vụ Đông Xuân cung cấp cho đất cao so với hai vụ lại Lượng NPK dạng tổng tảo đáy vượt trội hội so với tảo phù du tương ứng 4,02; 1,86 2,43 lần 33 Bảng 4.25: Lượng NPK dạng tổng tảo phù du đáy cung cấp cho đất trồng lúa (SKK) Vụ lúa Lượng N tổng (kgN/ha) Tảo PD Tảo đáy Lượng P tổng (kgP/ha) Tảo Cộng TN Tảo PD Tảo đáy Tảo Cộng TN Lượng K tổng (kgK/ha) Tảo PD Tảo đáy Tảo TN Cộng TĐ 0,013 0,084 0,002 0,099 0,009 0,027 0,003 0,039 0,046 0,187 0,022 0,256 ĐX 0,021 0,168 0,002 0,191 0,014 0,054 0,003 0,072 0,075 0,373 0,023 0,471 HT 0,058 0,111 0,007 0,175 0,040 0,036 0,010 0,086 0,210 0,246 0,075 0,531 Tổng 0,092 0,363 0,011 0,465 0,063 0,117 0,016 0,197 0,331 0,806 0,120 1,26 4.3.2 Tỷ lệ óng góp lƣợng ạm, lân kali từ phù sa vi tảo cho ất trồng lúa hàng năm Khi so sánh hàm lượng NPK dạng tổng phù sa rơm rạ (Bảng 4.26) cho thấy lượng P tổng phù sa 4,82 lần rơm rạ lượng N K tổng rơm rạ cao so với phù sa, 1,63 1,33 lần Nếu xét theo thứ tự giảm dần lượng NPK tổng số tảo, phù sa rơm rạ lượng N tổng giảm dần theo thứ tự rơm rạ > phù sa > tảo, lượng P tổng phù sa > tảo > rơm rạ lượng K tổng rơm > phù sa > tảo, phù sa vượt trội lượng P tổng rơm rạ vượt trội N K tổng Bảng 4.26: Ước tính hàm lượng NPK dạng tổng phù sa, tảo rơm rạ (KLK/SKK) Thành phần (1) Phù sa Tảo ruộng lúa (2) Rơm rạ N tổng (gN/kg) P tổng (gP/kg) K tổng (gK/kg) 3,26 2,41 14,2 2,30 1,05 6,29 5,30 0,500 18,9 Ghi chú: (1): Kết phân tích lượng NPK tổng phù sa đê bao (Nội dung 1); (3): Theo Abou-El-Enin et al (1999) trích dẫn Trần Sỹ Nam (2016), với hàm lượng NPK tổng số rơm 0,53%N, 0,05%P 1,89%K (KLK) Lượng rơm vùi vào đất tính dựa vào lượng rơm hàng năm (tấn/năm) % diện tích lúa vùi rơm vào đất (18,8 tấn/ha/năm × 10,9% = 2,049 tấn/ha/năm) Sinh khối rơm (Brơm, tấn/năm) = Sản lượng lúa × Tỷ lệ rơm/Sản lượng lúa × vụ = 5,5 tấn/ha/vụ × 1,14 × vụ/năm = 18,8 tấn/ha/năm Vì theo Trần Sỹ Nam ctv (2014), sản lượng lúa TB ĐBSCL năm 2017 5,5 tấn/vụ; 1,14: Tỷ lệ rơm/Sản lượng lúa; tỷ lệ diện tích trồng lúa vùi rơm chiếm 6,7% vào vụ Hè Thu 26,1% vào vụ Thu Đông, vụ Đông Xuân chủ yếu đốt rơm Diện tích lúa vùi rơm vào đất bình qn 10,9% Bảng 4.27 cho thấy hàng năm đất trồng lúa ba vụ đê bao tiếp nhận lượng NPK dạng tổng từ tảo 0,465 kgN/ha; 0,197 kgP/ha 1,26 kgK/ha Lượng NPK tổng tảo cung cấp thấp nhiều so với rơm rạ, nhiên tảo nguồn cung cấp dinh dưỡng thường xuyên cho ruộng lúa Nếu xét góc độ tổng thể thấy nguồn dinh dưỡng từ tảo đóng vai trị quan trọng giúp hồn trả nhanh cho đất dinh dưỡng từ tảo thường dạng dễ tiêu thời gian ngắn lúa dễ dàng hấp thụ Mặt khác, việc chôn vùi rơm tươi vào đất ngập nước dễ gây ngộ độc hữu rễ lúa chất gây độc acid hữu tổng số khí hydro sulfur tạo từ q trình phân hủy yếm khí rơm rạ (Nguyễn Thành Hối ctv., 2009) Tỷ lệ đóng góp lượng đạm, lân kali tổng số từ vi tảo thấp so với phù sa rơm rạ vùi vào đất Tổng lượng NPK phù sa bồi lắng vi tảo cung cấp cho ruộng lúa hàng năm 14,9 kgN/ha; 10,9 kgP/ha; 64,2 kgK/ha Nếu nông dân tận dụng hai 34 nguồn dưỡng chất hàng năm tiết kiệm lượng phân đạm, lân kali tương ứng với 3,98%; 4,03% 41,1% tổng lượng phân nguyên chất Tuy nhiên, lượng dinh dưỡng hồn trả từ phù sa rơm rạ nói thay đổi, tảo sinh vật, cố định đạm gia tăng sinh khối theo thời gian nên tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng cho đất cao nhiều so với việc ước tính từ sinh khối Nghiên cứu chưa ước tính tổng lượng đạm cung cấp thực cho đất chưa tính lượng đạm VKL cố định Do vậy, lượng đạm từ sinh khối tảo thấp khoảng 30 lần so với lượng đạm tích lũy thực tế đất Đây sở giúp lý giải gần 20 năm đê bao khép kín tỉnh An Giang, đất trồng lúa liên tục ba vụ/năm chưa có dấu hiệu bị thối hóa mặt hóa học, thay vào lượng NPK dạng tổng đất đê lại cao khác biệt có ý nghĩa so với đê (Nguyễn Hữu Chiếm ctv., 2017) Bảng 4.27: Khối lượng/sinh khối lượng NPK dạng tổng (kg/ha) có phù sa, vi tảo rơm rạ cung cấp cho đất trồng lúa (KLK/SKK) Thành phần Tổng khối lượng/sinh khối (kg/ha) Phù sa N tổng (kgN/ha) P tổng (kgP/ha) K tổng (kgK/ha) Hàm lượng Tỷ lệ (%) Hàm lượng Tỷ lệ (%) Hàm lượng Tỷ lệ (%) 4.430 14,4 3,85 10,7 3,95 62,9 40,3 194 0,465 0,124 0,197 0,073 1,26 0,807 Rơm rạ 2.049 10,9 2,90 1,02 0,38 38,7 24,8 Cộng 6.673 25,8 6,99 12,1 4,48 104 66,7 Tảo Ghi chú: Tỷ lệ (%) so với phân bón hóa học Giữa tảo lúa có mối quan hệ cộng sinh với theo Mazur (2016), tảo chuyển đổi ammoniac thành nitrate để tăng sinh khối, lúa thích hấp thụ nitrate để tăng trưởng, điều có nghĩa tảo cung cấp đạm nitrate cho lúa nên cần phân bón Nếu nông dân tận dụng ba nguồn dưỡng chất từ phù sa, vi tảo rơm rạ hàng năm tỷ lệ đóng góp kali tổng cao (66%), sau đạm (6,87%) lân (4,41%) so với tổng lượng phân nguyên chất Do đó, tiết kiệm chi phí mua phân bón, đồng thời tận dụng nguồn lợi khác như: chất hữu cơ, Si, Ca, Mg, Mn từ phù sa vi tảo góp phần cải thiện mơi trường đất trồng lúa vùng đê bao khép kín Như vậy, phù sa vi tảo sống ruộng nguồn bổ trợ dinh dưỡng đắc lực cho đất 35 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Khối lượng phù sa bồi lắng đê khép kín tỉnh An Giang cao lần so với đê Với lượng phù sa bồi lắng đất từ năm trở lên dinh dưỡng phù sa góp phần cải thiện lượng carbon hữu phosphorus tổng số đất tương ứng 1,5 lần 1,29 lần so với hỗn hợp đất đầu vụ Trong ruộng lúa thâm canh có diện 445 loài tảo phù du tảo đáy thuộc bốn ngành (tảo lục, tảo khuê, tảo mắt vi khuẩn lam), ngành tảo lục đa dạng cấu trúc thành phần loài Đặc biệt, vi khuẩn lam Anabaena oscillarioides có dị bào sống phù du xuất với mật độ cao đầu giai đoạn đẻ nhánh vụ Hè Thu, nguồn bổ sung đạm sinh học cho đất trồng lúa Hàng năm, tảo cung cấp cho ruộng lúa 1,08 tấn/ha/năm (sinh khối tươi), hàm lượng phosphorus tảo 2,1 lần rơm rạ chúng chết nguồn hồn trả chất dinh dưỡng cho đất Tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng NPK tổng số từ phù sa nhiều so với tảo tổng tỷ lệ đóng góp hàng năm chúng 3,98%; 4,03% 41,1% tổng lượng phân nguyên chất N, P2O5 K2O mà nơng dân bón cho lúa hàng năm Qua cho thấy phù sa vi tảo nguồn bổ sung dưỡng chất thiết thực cho đất nên chúng có khả góp phần cải thiện mơi trường đất, chủ yếu mặt hóa học đất Vì vậy, phù sa vi tảo có tầm quan trọng trình sản xuất lúa khu vực lũ tỉnh An Giang nói riêng ĐBSCL nói chung 5.2 Đề xuất Trong vụ Hè Thu, vào thời kỳ lúa đẻ nhánh vi khuẩn lam có dị bào xuất với mật độ tương đối cao cần có giải pháp thích hợp nhằm phát huy khả cố định đạm chúng vào đất Tiếp tục nghiên cứu thành phần loài mật độ vi tảo đáy ruộng lúa vào vụ Thu Đơng để bổ sung vào danh lục thành phần lồi tảo cho ĐBSCL Nghiên cứu tổng tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng từ sinh khối lượng đạm cố định môi trường đất vi tảo khả tích lũy chất hữu cơ, chất đa lượng đất Khuyến cáo nên xả lũ vụ Thu Đông để đất đê bao khép kín tiếp nhận phù sa r a trôi độc chất tồn đọng ruộng lúa, đồng thời tận dụng dưỡng chất từ phù sa vi tảo 36 ... tổng) vi tảo cung cấp cho ruộng lúa thâm canh đê bao khép kín Xác định tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng từ phù sa vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm đánh giá khả góp phần cải thiện mơi trường đất chúng... đê bao khép kín 4.2.2 Sự diện ngành mật ộ vi tảo ruộng lúa qua ba vụ canh tác Đa dạng loài mật độ vi tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh tác a Đa dạng loài vi tảo phù du ruộng lúa qua ba vụ canh. .. nghiệm c Đánh giá khả cải thiện môi trường đất phù sa (Nội dung 1.3) Thu thập thống kê so sánh số liệu hóa học đất ngồi đê bao khép kín tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 từ kết nghiên cứu Nguyễn Hữu Chiếm