Nghiên cứu tính chất đất mặn trồng lúa một số tỉnh đồng bằng sông cửu long và đề xuất hướng sử dụng hợp lý tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƢỢNG ĐẤT MẶN TRỒNG LÚA MỘT SỐ TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ CHUYÊN NGÀNH : Khoa học đất MÃ SỐ : 9.62.01.03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN: PGS.TS Phạm Quang Hà TS Hoàng Dƣơng Tùng Hà Nội, 2020 Cơng trình đƣợc cơng bố tại: VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Quang Hà TS Hoàng Dương Tùng Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện Họp tại: Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, xã Vĩnh Quỳnh, huyện Thanh Trì, Thành Phố Hà Nội Vào hồi , ngày tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư Viện Quốc gia Thư Viện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết Việt Nam có khoảng triệu đất mặn (Bộ TN & MT, 2014)[7], hầu hết nằm tỉnh Đồng Sông Cửu Long diện tích ven biển đồng Sông Hồng ven biển miền Trung loại đất mặn hình thành tác động nước biển Các loại đất mặn ven biển có yếu tố phù sa bị nhiễm mặn, có độ phì nhiêu tự nhiên cao khắc phục yếu tố hạn chế phục vụ tốt cho sản xuất nơng nghiệp nói chung trồng trọt nói riêng Trong thực tiến sản xuất nông nghiệp đất mặn cho sản phẩm nơng nghiệp có giá trị hàng hố kinh tế cao như: loại gạo đặc sản, trái đặc biệt nguồn lợi từ thủy sản Đối với khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long vựa lúa lớn Việt Nam Trong vài chục năm trở lại đây, thâm canh lúa nước đạt đến trình độ cao, Việt Nam khơng trở thành quốc gia đủ gạo ăn, bảo đảm an ninh lương thực mà cường quốc xuất gạo hàng đầu giới Phần lớn lượng gạo xuất Việt Nam xuất phát từ Đồng Bằng Sông Cửu Long Ở Đồng Sông Cửu Long, lúa trồng nhiều đất phù sa, đất phèn đất mặn Thực tế cho thấy năm gần nghiên cứu đất lúa chủ yếu thực nhóm đất phù sa, nghiên cứu đối tượng đất mặn đất phèn lại cịn Các nghiên cứu tính chất đất thường lại dựa yếu tố phát sinh, thực tế chưa có nghiên cứu chun sâu tính chất đất mặn trồng lúa mười năm trở lại Do tính chất xâm nhập mặn ngày khốc liệt, nước biển dâng, nước từ dịng sơng bị ngăn thượng nguồn nên diễn biến tính chất đất khác Tính chất đất mặn nói chung tính mặn đặc trưng nói riêng ln chịu tác động nhiều yếu tố như: biện pháp thủy lợi, chế độ canh tác, bồi đắp phù sa, chuyển đổi sử dụng đất đặc biệt biến đổi khí hậu, nước biển dâng nên dễ biến động kể chất lượng diện tích Nhu cầu chuyển đổi cây trồng kiểu sử dụng đất ngày cao đồng Sông cửu Long Sự hiểu biết tính chất đất mặn trồng lúa cách hệ thống sở khoa học để sử dụng bền vững đất đai, thâm canh lúa có hiệu quả, mặt khác có biện pháp thay đổi cấu trồng phù hợp tính chất mặn khơng cịn thích hợp cho canh tác lúa nước Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá biến động số tính chất đất mặn kiểu sử dụng đất lúa khác số tỉnh Đồng Sông Cửu Long theo lưu vực sơng - Xác định ngun nhân yếu tố tác động đến thay đổi tính chất đất mặn trồng lúa đia bàn nghiên cứu - Đề xuất hướng sử dụng hợp lý đất mặn cho trồng lúa chuyển đổi không phù hợp Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học - Cập nhật, cung cấp sở khoa học tiêu chất lượng đất mặn ĐBSCL tính chất mặn độ phì, xu biến động chất lượng nguyên nhân kiểu sử dụng đất mặn trồng lúa - Hệ thống tác động canh tác lúa mơi trường dẫn đến thay đổi tính chất suy thối mơi trường đất mặn 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu cung cấp sở khoa học cho công tác quy hoạch đất sản xuất nông nghiệp ĐBSCL, sử dụng hợp lý đất mặn, thay đổi cấu trồng điều kiện biến đổi khí hậu nước biển dâng, ứng phó xâm nhập mặn vào nội địa ngày khốc liệt thường xuyên Những đóng góp đề tài - Xác định rõ định lượng thay đổi chất lượng đất mặn ĐBSCL qua giai đoạn 2000-2005 2015-2020, bao gồm tính mặn tính chất độ phì theo kiểu sử dụng đất lúa theo lưu vực sơng - Xác định ngun nhân yếu tố tác động đến đặc điểm, thay đổi chất lượng mơi trường đất mặn trồng lúa, từ đề xuất giải pháp sử dụng đất hợp lý canh tác lúa sản xuất nông nghiệp bền vững số tỉnh ĐBSCL - Đề xuất giải pháp số phương thức canh tác cho số kiểu sử dụng đất mặn trồng lúa có hiệu tùy theo tính chất mặn vùng ĐBSCL CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Khái niệm, nguồn gốc, phân loại đất mặn, 1.1.1 Khái niệm Tất loại đất có chứa lượng muối tan định Trong số có nhiều loại muối chất dinh dưỡng cần thiết cho trồng Theo quan điểm dinh dưỡng trồng, hàm lượng muối hịa tan có đất vượt giá trị định ảnh hưởng đến phát triển, suất, chất lượng hầu hết loại trồng đất gọi đất mặn (Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000)[24], Cục Trồng trọt, 2015[13]) Thường sử dụng giá trị tổng số muối tan độ dẫn điện EC dung dịch đất để xác định tính mặn đất Các nhà phân loại đất, xác định đất mặn thường có độ dẫn điện EC > mS/cm (4 mmho cm-1 hay dS/m) dung dịch đất bão hòa 25 oC Trong xác định độ mặn nước thường tính theo phần ngàn (tổng số muốn tan/lít nước) 1.1.2 Nguồn gốc đất mặn Sự hình thành đất mặn nhiều nguyên nhân có quan hệ mật thiết với Tuy nhiên, phong hóa đá khoáng vật vỏ trái đất nguồn cung cấp muối tan chủ yếu cho đất cho biển Nguồn gốc muối khu vực yếu tố: q trình phong hóa, tưới nước mặn, mực nước ngầm nơng, muối hóa thạch, chuyển động muối, xâm nhập nước biển, phân bón hóa học chất thải 1.1.3 Phân loại đất mặn Căn vào trình phát sinh, tính chất, đặc điểm, mối quan hệ với sinh trưởng trồng theo yêu cầu sử dụng cải tạo đất, đất mặn chia thành hai nhóm (1) Đất mặn: (2) Đất mặn kiềm: Trên giới có trường phái phân loại đất chính, là: Phân loại theo nguồn gốc phát sinh, phân loại định lượng theo FAO-UNESCO Soil Taxonomy (Bộ NN PTNT, 1984; B A Keating 2003; (FAO, 2011 Chapter 1) 1.2 Diện tích phân bố đất mặn giới Việt Nam Szabolls I., 1979 [109] đưa đồ phân bố đất mặn giới với tổng diện tích 351,5 triệu ha, phân bố hầu hết châu lục, nhiều châu Á với 195 triệu ha; châu Âu với 7,8 triệu Theo kết xây dựng Bản đồ đất Thế giới FAO/UNESCO, Thế giới có khoảng 397 triệu đất mặn 434 triệu đất kiềm, tồn diện tích thuộc đất trồng trọt bao trùm tồn đất bị ảnh hưởng muối mức độ toàn cầu Trong tổng số 230 triệu đất có tưới, có 45 triệu bị mặn (chiếm 19,5% gần 1.500 triệu đất trồng trồng cạn có 32 triệu bị mặn (chiếm 2,1% mức độ khác (Vũ Thắng nnk, 2010, 2011[84], Hà Mạnh Thắng nnk, 2018[20]) Ở Việt Nam có khoảng triệu đất mặn (có nguồn gốc biển), phân bố chủ yếu tỉnh vùng đồng sông Cửu Long như: Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, Trà Vinh, Bến Tre, tỉnh vùng đồng sông Hồng, tỉnh ven biển miền Trung Ngồi cịn có đất mặn nội địa gọi đất mặn kiềm, phân bố Ninh Thuận Bình Thuận Đất mặn Việt Nam chia thành loại sau (Đỗ Thu Hà nnk, 2012, 2013)[18] - Đất mặn sú, vẹt, đước: - Đất mặn nhiều: - Đất mặn trung bình ít: 1.3 Tính chất đất mặn 1.3.1 Tính chất hóa lý đất mặn Do tác động ion Na+ nên đất mặn có độ trương lớn gặp nước giảm thể tích mạnh khơ, làm cho đất mặn thường nứt nẻ tạo thành váng muối màu trắng mặt đất Hiện tượng trương co mạnh thường giải thích khả khuếch tán keo natri (Lê Phúc Chi Lăng, Trần Thị Tuyết Mai, 2012)[28] Phẫu diện đất mặn thường thấy đồng từ xuống pH đất mặn có liên quan chặt với hàm lượng muối NaCl, H2CO3 Na+ trao đổi đất, tăng lên sau rửa mặn, kèm theo tăng H2CO3 Nhiều tác giả cho xuất H2CO3 có liên quan đến hơ hấp rễ (CO2 + H2O = H2CO3 xuất NaHCO3 muối thủy phân kiềm) (Lê Phúc Chi Lăng, Trần Thị Tuyết Mai, 2012)[28] 1.3.2 Đặc điểm vi hình thái đất mặn Các nghiên cứu vi hình thái đất mặn xuất gần Các phân tích vi hình thái (định tính định lượng) mẫu đất mặn cho thấy đất mặn sản phẩm phong hóa triệt để trầm tích sơng biển; có cấu tạo dạng khối, lỗ hổng; khơng có tầng sulfidic/ sulfuric phẫu diện đất (khác biệt đất phèn) Đất thường có màu nâu tươi nâu nhạt, có ánh sắc tím (đặc trưng tính mặn) Về hình thái, tồn cột đất lớp keo dẻo, dính thường hữu (Hồ Quang Đức nnk, 2010[22][23] Tầng mặt đất mặn thường thấy dạng bùn lỏng liên kết yếu bão hòa nước, nứt nẻ vào mùa khô Trong lát cắt dọc, kiến trúc dạng sét sét pha cát; xuất mảnh vụn góc cạnh, độ mài mịn tốt; mẫu khống thứ sinh xuất không đều; tùy theo chế độ canh tác, có xuất mãnh vụn thực vật 1.4 Quản lý, sử dụng đất mặn số giải pháp canh tác Việc quản lý đất mặn đòi hỏi phải có phối hợp hoạt động nơng nghiệp dựa việc điều tra chi tiết toàn diện đặc tính đất, chất lượng nước điều kiện đặc thù vùng như: Khí hậu, trồng, kinh tế, xã hội, sách mơi trường văn hóa hệ thống nơng nghiệp Khơng có phương pháp đơn lẻ điều khiển độ mặn đặc biệt nơng nghiệp có tưới (Mashali, 1995)[106] 1.4.1 Kinh nghiệm giới Nhằm hỗ trợ quốc gia có vấn đề đất mặn, FAO xúc tiến tăng cường chương trình thử nghiệm hoạt động quản lý đất phù hợp Từ năm 1990, dự án hợp tác nhằm phát triển hoạt động quản lý đất mặn hợp lý thực Ở Thái Lan, Phịng Thí nghiệm Cơng nghệ Tế bào Thực vật thuộc Trung tâm Công nghệ Gen Quốc gia Bangkok sau nghiên cứu "Ngân hàng gen lúa" Thái Lan phát số giống lúa có sức chịu mặn cao nghiên cứu phát triển giống lúa Talati R P (1990)[111] tiến hành thí nghiệm phân bón cho lúa đất mặn vùng Baramati thuộc Bombay (Ấn Độ) rút kết luận: Trong năm đầu khai hóa, việc bón lân kali khơng cần thiết, sau cần phải xem xét lại Việc tăng lượng đạm lên 20 - 25% so với mức bón bình thường làm tăng suất lúa từ - 10%, urê xem dạng đạm tốt dùng cho cấy lúa đất mặn 1.4.2 Kinh nghiệm Việt Nam Ở Việt Nam năm qua có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng cải tạo đất mặn thực nhiều vùng nước Từ năm 2000 đến 2004, cơng trình kiểm sốt lũ vùng Tứ Giác Long Xuyên đem lại hiệu đáng kể Về mùa khơ, hệ thống kênh lũ đưa nước từ sông Hậu vùng hoang hóa, chua phèn, mặn ven biển Nhờ vậy, khai hoang đưa thêm 30 ngàn vào sản xuất nơng nghiệp, 200 ngàn có nguồn nước ngọt, 150 ngàn đất mặn cải tạo (Nguyễn Văn Bộ, 1997)[42] Đối với ĐBSCL, diện tích bị nhiễm mặn phạm vi bao trùm toàn bán đảo Cà Mau phía sơng Vàm Cỏ lên qua Tân An Trên cửa sơng chính, ranh giới mặn cách biển khoảng 50 - 60 km, diện tích bị nhiễm mặn khoảng 1.350.000 (trong mùa cạn) Với đặc trưng vùng lũ lụt mùa mưa xâm nhập mặn, bốc phèn mùa khô ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển kinh tế - xã hội vùng nói chung phát triển nơng nghiệp nói riêng Để hạn chế vấn đề trên, cần có quy hoạch cụ thể thu lợi, tích trữ nguồn nước ngọt, phát triển giống trồng vật nuôi phù hợp, xây dựng sở hạ tầng, nhà điều kiện sống chung với lũ Bảng 1.3 Đất mặn vùng Đồng sông Cửu Long Loại đất Đất mặn Đất mặn sú vẹt đước Đất mặn nhiều Đất mặn trung bình Đất mặn Ký hiệu M Mm Mn M Mi Diện tích (ha) 744.547 56.022 102.103 148.934 437.488 Tỷ lệ (%) 19,89 so với diện tích tự nhiên Nguồn: Viện Quy hoạch Thiết kế nông nghiệp 2005) Đất mặn (M) Đồng sơng Cửu Long có diện tích 744.547 ha; chiếm 19,89% diện tích điều tra (3.742.875 ha- 100%) Đất mặn phân bố dọc theo vành đai ven biển Đông vịnh Thái Lan, chịu ảnh hưởng xâm nhập nước biển vào hệ thống kênh rạch Đất mặn ĐBSCL hình thành từ trầm tích trẻ, tuổi Holocene, có nguồn gốc sơng, biển sơngbiển hỗn hợp từ sản phẩm phù sa hệ thống sông Cửu Long lắng đọng môi trường nước biển, trầm tích biển ảnh hưởng nước mặn tràn mặn mạch ven biển cửa sông muối NaCl, đất có tổng số muối tan > 0,25 % (tương đương với > 0,05 % Cl) xếp vào đất mặn Đất có đặc tính mặn khơng có tầng sulfidic, tầng sunfuric phẫu diện đất FAO - UNESCO xếp vào đơn vị đất phù sa nhiễm mặn (Salic Fluvisols) Nhóm đất mặn chia thành đơn vị đất: Đất mặn sú, vẹt, đước (Mm); Đất mặn nhiều (Mn) Đất mặn trung bình (Mi) Qua 30 năm khai thác sử dụng đất đai nói chung đất mặn nói riêng có biến động đáng kể số lượng (Diện tích) Biến động diện tích đất mặn vùng đồng sông Cửu Long thể qua (Bảng 1.4.) Bảng 1.4 Biến động diện tích đất mặn vùng ĐBSCL qua thời kỳ Diện tích đất mặn, đất phèn Biến động qua thời kỳ (ha) diện tích (ha) Tên đất TK 1975 % TK 2005 % 2005 - 1975 I Nhóm đất mặn 706.485,11 28,26 884.199,65 36,60 177.714,54 Đất mặn sú, vẹt, đước 168.697,90 6,75 119.910,55 4,96 -48.787,35 Đất mặn nhiều 256.830,06 10,27 283.574,79 11,74 26.744,73 Đất mặn TB 280.957,15 11,24 480.714,31 19,90 199.757,16 Hồ Quang Đức, 2012 Bảng cho thấy: Đất mặn có xu hướng tăng lên, cụ thể thời kỳ 1975 có diện tích 706.485,11 ha; sau 30 năm sử dụng tăng 177.714,54 lên 884.199,65 thời kỳ 2005 1.5 Nguy thoái hoá đất mặn số biện pháp quản lý cải tạo đất mặn 1.5.1 Những nguy suy thối đất sản xuất nơng nghiệp mặn hố Q trình mặn hóa có quan hệ chặt chẽ với vị trí địa lý, địa hình, hình thành mức độ mặn, tác động dòng chảy xâm lấn nước biển hoạt động sản xuất người Ở vùng ĐBSCL, đất mặn hình thành chủ yếu bị nhiễm nước mặn thủy triều nước mặn từ dòng chảy ngầm di chuyển lên bề mặt đất Một nguyên nhân khác mặn hóa sử dụng nước mặn từ kênh tiêu dẫn vào đồng ruộng thiếu nước Ở số vùng nước ngầm mặn, tăng cường bốc canh tác trồng cạn nguyên nhân kéo nước mặn lên làm nhiễm mặn tầng đất mặt Vấn đề mặn vùng ĐBSCL chia làm dạng: + Với đất mặn tự nhiên: + Với loại đất khác bị nhiễm mặn: Diện tích đất bị mặn hố vùng 688.450 ha, chiếm 16,87 % diện tích tự nhiên, tập trung nhiều tỉnh Long An, Bến Tre Tiền Giang, đó: Đất bị nhiễm mặn nặng 385.047 ha, chiếm 9,43%; đất bị nhiễm mặn trung bình 128.462 ha, chiếm 3,15%; đất bị nhiễm mặn 174.941 ha, chiếm 4,30% diện tích đất bị mặn hố Diện tích loại đất bị mặn hoá nhiều loại đất phèn chiếm 38,72%, đất phù sa 22,70% đất lên líp 21,44% diện tích đất bị mặn hoá 1.5.2 Một số biện pháp quản lý cải tạo đất mặn: Có nhiều phương pháp sử dụng để giảm tác hại độ mặn, nhìn chung khơng thể thay nguồn nước thích hợp cơng tác tưới tiêu Khơng thể có giống mà cho suất cao điều kiện thay đổi làm tăng khả chịu mặn Nếu độ mặn tăng việc quản lý nước không dẫn tới thay đổi độ mặn lượng thích hợp làm chết Lúa trồng thích hợp cho việc hóa đất mặn Trên đất mặn hoạt động canh tác loại bỏ muối chủ yếu cách thau rửa Các biện pháp chủ yếu để cải tạo đất mặn bao gồm: * Biện pháp thủy lợi: * Biện pháp canh tác: - Hệ thống canh tác: Tại vùng đất có độ mặn cao, sau mặn rửa, cần xây dựng mơ hình canh tác gồm lúa trồng chịu mặn khác (Ví dụ: Cây họ đậu, cỏ điền thanh) phải trồng sau vài năm - Chuyển đổi hệ thống trồng: trồng giống lúa có khả chịu mặn như: Pobbeli, Indonesia, IR2151, VN; AC69-1, Srilanka; IR6 ) Đây giải pháp nhanh làm giảm độ mặn Ngồi trồng cói thời gian dài làm giảm độ mặn, sau trồng lúa số màu khác - Xử lý hạt: Ở vùng khí hậu ôn đới nơi mà lúa trồng trực tiếp hạt, vỏ hạt với chất oxi hóa (Ví dụ: Caperoxide chiếm 100 % trọng lượng hạt) để giúp cho việc nẩy mầm mọc trồi cách tăng việc cung cấp Ca+2 O2 Xử lý hạt giống CaCl2 để tăng hàm lượng Ca+2 vỏ - Bón phân: Bón n (5 - 10 kg/ha) để điều chỉnh thiếu hụt n Bón đủ N, P K Việc sử dụng K quan trọng cải thiện t lệ K:Na, K:Mg, K:Ca thực vật Sử dụng (NH4)2SO4 nguồn N bón N mặt đất (thúc) vào thời kỳ đứng (Về N có ảnh hưởng lên đất mặn) Trong đất mặn thay Na Ca (thông qua việc bón vơi) làm giảm lượng P dễ tiêu, dẫn tới tăng nhu cầu phân lân CHƢƠNG NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu Luận án thực nội dung nghiên cứu sau: (1) Nghiên cứu Hiện trạng biến động đất mặn trồng lúa diện tích, tính chất theo kiểu sử dụng đất lúa theo lưu vực sông (2) Nghiên cứu Ảnh hưởng canh tác xâm nhập mặn đến biến động tính chất đất mặn trồng lúa ĐBSCL (3) Nghiên cứu đề xuất giải pháp canh tác để sản xuất lúa bền vững đất mặn vùng ĐBSCL 2.2 Vật liệu nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu: - Đối tượng đất nghiên cứu: Đất mặn trồng lúa (chủ yếu đất mặn trung bình ít) theo lưu vực sông thuộc hệ thống sông Đồng Bằng Sông Cửu Long ( Sông Vàm Cỏ, Sông Tiền, Sông Hậu sông Cái Lớn) tỉnh Long An, Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau nơi có diện tích đất mặn trồng lúa chủ yếu chịu ảnh hưởng lớn xâm nhập mặn, nước biển dâng - Kỹ thuật canh tác lúa nước ( giống, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thủy nơng) - Tính chất đất đất mặn (tầng mặt) suất lúa ( vụ xuân, vụ hè thu) - Phẫu diện đất mặn - Chế độ thủy văn (xâm nhập mặn, hạn, ngập biến đổi khí hậu) 2.2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu - Đất mặn trồng lúa số tỉnh ven biển vùng đồng sông Cửu Long: Long An, Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau theo lưu vực sông tương ứng ( Sông Vàm Cỏ, Sông Tiền, Sông Hậu sông Cái Lớn) - Các số liệu đất mặn tập hợp giai đoạn 1975 - 2016 với tổng số mẫu tham khảo 847 mẫu đất, bao gồm nguồn (số liệu từ đề tài Quan trắc môi trường đất Việt Nam 240 mẫu, đề tài đất mặn 90 mẫu, đề tài đất mặn Viện Thổ nhưỡng Nơng hố 397 mẫu, đề tài yếu tố hạn chế đất lúa vùng ĐBSCL Viện Thổ nhưỡng Nông hoá 75 mẫu, đề tài khác giai đoạn 1975 45 mẫu) - Các mẫu đất lấy phân tích giai đoạn 2016 - 2018 bao gồm 110 mẫu đất mặt trồng lúa (tầng canh tác 0-30 cm) 07 phẫu diện đất mặn trồng lúa tỉnh (Long An, Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau) - Thí nghiệm đồng ruộng thực Long phú, Sóc Trăng năm 2016 2017 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu tổng quan Tổng hợp tài liệu, số liệu, đồ có nhóm đất mặn đồng Sơng Cửu Long kiểu sử dụng đất mặn Các số liệu ghi rõ nguồn gốc truy xuất, cơng bố, xuất phép sử dụng tác giả tài liệu chưa cơng bố chủ yếu tài liệu công bố sử dụng để tham chiếu, so sánh nghiên cứu “Nghiên cứu xây dựng chất lượng môi trường đất mặn Việt Nam TS Phạm Quang Hà chủ trì (2006)[50]; báo cáo “Nghiên cứu thực trạng đất phèn đất mặn Đồng Sông Cửu Long đồng Sông Hồng sau 30 năm khai thác sử dụng” TS Hồ Quang Đức chủ trì (2006-2009)[22] 2.3 Phƣơng pháp điều tra thực địa - Điều tra thực địa kỹ thuật canh tác lúa nước tỉnh ( Long An, Tiền Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau) ruộng có lấy mẫu đất mặt đào phẫu diện đất, chụp ảnh cảnh quan Đã điều tra 224 nông hộ tham gia trực tiếp sản xuất lúa đất mặn suất, giống, kỹ thuật canh tác, mùa vụ, tình hình sử dụng phân bón vấn đề liên quan đến canh tác lúa đất mặn vùng ĐBSCL - Điều tra yếu tố gây ảnh hưởng đến chất lượng đất, tính chất đất theo phiếu điều tra (xem phụ lục) CHƢƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Vùng ĐBSCL nằm phía Nam đất nước, gồm 13 tỉnh/thành (Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ, Hậu Giang, Trà Vinh, Bến Tre, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, An Giang); chia thành tiểu vùng sinh thái Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Phù sa sông Tiền, sông Hậu, Tây sông Hậu, Ven biển Nam bộ, Bán đảo Cà Mau 3.1 Hiện trạng sản xuất, phân bố đất lúa vùng ĐBSCL 3.1.1 Hiện trạng đất đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Đất trồng lúa vùng ĐBSCL có khoảng 1,9 triệu ha; lúa chủ yếu trồng nhóm đất phèn 802.400 ha, đất phù sa 689.900 ha, đất mặn 326.600 ha, đất xám 88.700 ha, đất cát 13.800 đất lầy than bùn 5.600 Bảng 3.1 Quy mô sử dụng đất lúa theo nhóm đất ĐBSCL Nhóm đất Đất trồng lúa (ha) Tỷ lệ (%) Đất cát 13.800 0,7 Đất mặn 326.600 16,9 Đất phèn 802.400 41,6 Đất phèn tiềm tàng 139.300 7,2 Đất phèn hoạt động 663.100 34,4 Đất phù sa 689.900 35,8 Đất lầy than bùn 5.600 0,3 Đất xám 88.700 4,6 Đất đỏ vàng 200 0,01 Tổng 1.927.200 100,0 Nguồn: Bộ Tài Nguyên MT, 2014[7] Như vậy, tồn vùng có tới 58,5% diện tích đất lúa có yếu tố hạn chế phèn mặn (phèn 41,6%, mặn 16,9%); đất hạn chế nghèo dinh dưỡng khoảng 5,3% (đất cát 0,7%, đất xám 4,6%); đất khơng hạn chế đất phù sa có 35,8% Bảng 3.2 Biến động sử dụng đất trồng lúa vùng ĐBSCL giai đoạn 1980 - 2015 Năm 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Biến động 1985/1980 1990/1980 Tổng diện tích đất lúa (1000 ha) Diện tích đất lúa vụ (1000 ha) Diện tích đất lúa vụ (1000 ha) Diện tích đất lúa vụ (1000 ha) 2238,30 1973,80 1.826,50 1.952,00 2.092,20 1.908,40 1.927,10 1.910,91 23 4,2 10,2 148,3 262,1 600,7 633,8 614,98 642,5 614,5 925,8 1.129,60 1.398,70 1.143,70 1.193,50 1164,34 1.572,80 1.355,10 890,5 674 431,4 164 99,8 131,59 -264,50 -411,80 -18,80 -12,80 -28,00 +283,30 -217,70 -682,30 11 1995/1980 2000/1980 2005/1980 2010/1980 2015/1980 -286,30 +125,30 +487,10 -898,80 -146,10 +239,10 +756,20 -1,141,40 -329,90 +577,70 +501,20 -1,408,80 -311,20 +610,80 +551,00 -1,473,00 -327,39 +591,98 +521,84 -1441,21 Nguồn: Kiểm kê đất đai 1980 đến 2015 tỉnh ĐBSCL[61] Năng suất lúa vùng ĐBSCL cải thiện cách đáng kể, năm 2000 suất bình quân 4,23 tấn/ha, đến năm 2015 suất bình quân đạt 5,96 tấn/ha (tăng gần 1,73 tấn/ha) Sản lượng lúa gia tăng diện tích trồng lúa giảm, năm 2000 sản lượng đạt 16,702 triệu đến năm 2015 sản lượng đạt 25,699 triệu 3.1.2 Hiện trạng kỹ thuật canh tác áp dụng trồng lúa vùng ĐBSCL 3.1.2.1 Hiện trạng giống Vùng ĐBSCL có tổng cộng 52 giống lúa gieo cấy thuộc nhóm, lúa tẻ 45 giống với diện tích 4,12 triệu gieo trồng năm, chiếm 98,9%; lúa lai có giống, chủ yếu vùng phù sa nhiễm mặn, vùng lúa tơm, diện tích 31,57 ngàn ha, chiếm 0,8%; giống lúa nếp nếp địa phương diện tích 15,84 ngàn ha, chiếm 0,4% Bảng 3.5 Các giống lúa phổ biến vùng đồng sông Cửu Long Đơn vị: 1.000 Tổng diện Đơng xn tích I Các giống lúa tẻ phổ biến vùng ĐBSCL IR 50404 1.327,4 430,2 OM 5451 626,0 184,2 OM 6976 508,5 209,1 OM 4900 436,5 204,9 Jasmine 85 247,2 209,6 OM 4218 188,6 35,5 Các giống khác 135,3 30,85 Nàng hoa 129,3 56 OM 7347 119,3 50,6 OM 2517 102 35,8 10 II Các giống lúa lai B-TE1 15,43 0,074 HR182 8,83 PHB71 3,5 0,05 PAC 807 2,15 SL8H-GS9 1,00 Các giống khác 0,33 0,05 III Giống lúa nếp Nếp bè 10.680 3.560 Các giống nếp địa 5.155 3.660 phương cổ truyền TT Giống Hè thu Thu đông Mùa 639,7 255,0 175,8 142,0 24,4 96,9 29 44,97 42,6 38 228,5 175,1 100,1 81,8 13,3 55,7 55,4 28,3 21,8 19,8 29,1 11,7 23,5 7,8 0,5 20 4,3 8,4 1,35 0,48 - 0,055 0,15 0,15 - 13,954 8,2 3,3 2,15 1,00 0,28 3.560 3.560 - 1.495 - - Nguồn: Cục Trồng trọt, 2015[14] 12 Bảng 3.14 Một số tính chất vật lý nƣớc, phẫu diện đất mặn trồng lúa Tiền Giang SCAD Thành phần cấp hạt (%) Dung R Độ sâu Tỷ Độ Xốp TT KHM trọng (cm) trọng (%) 0.2 (g/cm3) % mm 0.002mm mm PD-TG 01-T1 0-15 1,08 2,35 54,19 58,10 29,12 12,78 39,98 PD-TG 01-T2 15-35 1,27 2,45 48,26 55,94 34,82 9,24 42,51 PD-TG 01-T3 35-70 1,23 2,55 51,78 54,68 33,24 12,08 40,83 PD-TG 01-T4 70-100 1,11 2,46 54,82 57,12 35,32 7,56 44,43 1005 PD-TG 01-T5 1,08 2,39 54,82 49,38 40,08 10,54 40,61 120 Về thành phần giới: Đất mặn trồng lúa số tỉnh Tiền Giang, Bến Tre có thành phần giới nặng, hàm lượng sét ( đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng sông Cái Lớn tăng 0,52% > đất mặn chịu ảnh hưởng sông Tiền tăng 0,26% > đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng sông Hậu tăng 0,13% Bảng 3.20 Diễn biến hàm lƣợng TSMT (%) đất mặn trồng lúa chịu ảnh hƣởng lƣu vực sơng vùng ĐBSCL Năm Năm Năm Năm TT Nội dung 2001 2005 2010 2016 Đất mặn chịu ảnh hưởng sông Hậu 0,50 0,58 0,63 Đất mặn chịu ảnh hưởng sông Vàm Cỏ 0,33 0,74 0,92 Đất mặn chịu ảnh hưởng sông Tiền 0,54 0,70 0,80 Đất mặn chịu ảnh hưởng sông Cái Lớn 0,16 0,64 0,68 Theo cấu trồng, tiêu độ mặn Cl-, TSMT cao đất lúa vụ thấp đất lúa vụ đất lúa vụ có đê bao ngăn mặn, khép kín (bảng 3.19) Theo dõi diễn biến tiêu độ mặn đất lúa theo cấu cho thấy, độ mặn đất lúa vụ tăng lên nhiều so với thời kỳ năm 2006 chủ yếu cấu lúa-tơm Diện tích chủ yếu huyện Cái Nước, Cà Mau…Riêng đất trồng lúa vụ, vụ, tiêu độ mặn có xu hướng giảm c Nhóm tiêu dinh dưỡng 14 + Hàm lượng N đất lúa: + Hàm lượng lân tổng số (P2O5) trung bình 0,10%, dao động khoảng 0,080,1% mức đất lân trung bình theo thang đánh giá FAO Bộ NN&PTNT + Hàm lượng kali tổng số (K2O) đất mặn trồng lúa dao động từ 0,75 – 1,74%, phản ánh đất từ nghèo đến mức trung bình kali theo FAO Ở nhóm đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng sông Tiền đạt giá trị cao nhất, trung bình K2O 1,74%, thấp nhóm đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng hệ thống sơng Hậu (trung bình đạt 0,75%) + Hàm lượng cacbon hữu đất (OC): Bảng 3.23 Diễn biến hàm lƣợng Nts, P2O5 ts, K2O ts vùng đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL qua thời kỳ từ 1990 - 2016 Thời kỳ Thời kỳ Thời kỳ Thời kỳ Thời kỳ Chỉ tiêu 1990 1998-2002 2005 2011 2016 Nts (%) 0,07 0,18 0,11 0,17 0,23 P2O5 ts (%) 0,12 0,09 0,08 0,08 0,10 K2O ts (%) 2,58 1,25 1,94 1,24 1,32 Theo mức độ ảnh hưởng lưu vực sông, hàm lượng OC tổng số đất mặn trồng lúa giai đoạn 1990-2016 có xu hướng cải thiện tỉnh chịu ảnh hưởng lưu vực sông Hậu, sông Tiền sông Cái Lớn Đối với đất mặn trồng lúa tỉnh chịu ảnh hưởng sông Vàm Cỏ, hàm lượng OC tổng số có biến động lớn giai đoạn khảo sát Phân theo cấu mùa vụ, kết nghiên cứu cho thấy đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL, hàm lượng OC% mức cao đất mặn trồng 2, vụ mức trung bình đất trồng lúa vụ So sánh với thời kỳ 2006 với cấu tương ứng, hàm lượng OC đất tăng nông dân trồng lúa vùng ĐBSCL thường có thói quen đốt rơm rạ cày vùi lại để làm phân bón cho đất Đối với hình thức vùi rơm rạ tươi vào đất cho kịp mùa vụ loại hình đất mặn trồng lúa vụ, điều kiện ngập nước yếm khí, sinh axit hữu gây ngộ độc cho ruộng lúa Hàm lượng dinh dưỡng K2O tổng số có xu hướng rõ nhất, giảm cấu trồng so với thời kỳ 2006 Bảng 3.24 Hàm lƣợng OC, Nts, P2O5 ts, K2O theo cấu đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Đất vụ lúa Đất vụ lúa Đất vụ lúa Chỉ tiêu so sánh TK TK TK TK TK TK ( Tính trung bình) 2006 2016 2006 2016 2006 2016 OC (%) 1,97 1,91 1,41 3,38 1,67 2,8 N (%) 0,17 0,1 0,15 0,21 0,166 0,19 P2O5(%) 0,09 1,1 0,09 0,1 0,09 0,1 K2O(%) 1,84 1,75 1,93 0,99 1,88 1,31 d Nhóm tiêu trao đổi + Dung tích hấp thu (CEC): + Canxi, magiê trao đổi (Ca2+, Mg2+): 15 + Natri trao đổi (Na+), kali trao đổi (K+): Hàm lượng Na+ trao đổi đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL dao động khoảng 1,71 - 17,80 cmol/kg, hàm lượng K+dao động từ 0,22 - 1,86 cmol/kg Bảng 3.25 Dung tích hấp thu hàm lƣợng cation trao đổi đất mặn trồng lúa chịu ảnh hƣởng lƣu vực sông vùng ĐBSCL năm 2016 Theo lƣu vực sơng Tồn vùng Chỉ tiêu Thơng số Vàm Sông Sông Sông Cái ĐBSCL Cỏ Tiền Hậu Lớn Ca2+ (cmolc/kg đất) Mg2+ (cmolc/kg đất) K+ (cmolc/kg đất) Na+ (cmolc/kg đất) CEC (cmolc/kg đất) Số mẫu (n) Nhỏ (Min) Lớn (Max) Trung bình (Mean) Số mẫu (n) Nhỏ (Min) Lớn (Max) Trung bình (Mean) Số mẫu (n) Nhỏ (Min) Lớn (Max) Trung bình (Mean) Số mẫu (n) Nhỏ (Min) Lớn (Max) Trung bình (Mean) Số mẫu (n) Nhỏ (Min) Lớn (Max) Trung bình (Mean) 56 1,14 9,56 4,32 56 2,63 15,39 7,03 55 0,20 1,86 0,81 55 1,71 17,80 4,46 56 11,88 22,04 17,41 20 24 2,57 2,34 1,14 1,26 5,15 8,82 9,56 4,39 4,17 4,63 4,26 2,71 20 24 4,05 3,38 2,93 2,63 15,39 12,02 10,24 5,21 9,21 6,57 7,18 4,45 20 23 0,62 0,20 0,22 0,49 1,86 1,51 1,39 1,54 1,11 0,66 0,79 0,87 20 23 3,28 1,74 1,71 2,29 17,80 13,27 6,12 5,54 7,13 4,77 3,43 3,79 20 24 13,89 15,99 11,88 15,31 21,09 20,98 22,04 17,64 17,18 17,90 17,25 16,68 Nguồn: Kết phân tích năm 2015, 2016 Về diễn biến dung tích hấp thu cation trao đổi đất mặn trồng lúa cho thấy kết phân tích năm 2016 hàm lượng Ca2+, K+, Na+ giảm so với đất mặn trồng lúa năm 2005 3.3 Một số yếu tố, mức độ ngun nhân gây suy thối đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long 3.3.1 Yếu tố mức độ suy thoái đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Q trình xâm nhập mặn ảnh hưởng khơng nhỏ đến hoạt động sản xuất lúa vùng ĐBSCL Cơ cấu trồng phụ thuộc nhiều vào độ mặn đất Những vùng mặn nhiều chủ yếu nuôi trồng thủy sản, lúa - tôm, vùng đất mặn cải tạo chủ động nước trồng đến vụ lúa Tuy nhiên vài năm gần đây, ảnh hưởng biến đổi khí hậu, nước biển dâng lấn sâu vào đất liền ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường đất vùng ĐBSCL * Mức độ mặn hóa đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL * Mức độ chua hóa đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 16 * Mức độ suy giảm chất hữu (OM) tổng số đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL * Mức độ suy giảm đạm đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL * Mức độ suy giảm lân tổng số đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL * Mức độ suy giảm kali tổng số đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Kali dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho phát triển lúa Tuy nhiên gần đây, số địa phương đồng sông Cửu Long lại bổ sung phân kali, chí có nơi khơng bón kali đất Chính mà hàm lượng kali đất ngày suy giảm hầu hết tỉnh theo lưu vực sông theo mùa vụ mức độ nhẹ đến nặng 3.3.2 Nhận định số ngun nhân gây suy thối mơi trường đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL * Do tác động biến đổi khí hậu nước biển dâng; * Lạm dụng phân bón hóa học bón phân thiếu hợp lý: * Vùi rơm rạ tươi đất sau thu hoạch lúa: * Do sách sử dụng đất thiếu bền vững: + Tác động hoạt động canh tác nông - lâm - ngư diễn trình lan truyền phèn, làm ảnh hưởng đến môi trường đất nước Việc phát triển nuôi trồng thu sản (cá tra, cá basa, tôm mặn lợ) ĐBSCL năm gần có tác động đáng kể đến cân nước toàn vùng, đặc biệt vào mùa khơ tình trạng thiếu nước số khu vực làm mặn hóa, phèn hố đất sản xuất nơng nghiệp, phèn hố hệ thống thu lợi có nguy gia tăng, đe doạ trực tiếp đến sản xuất ĐBSCL + Việc chuyển đổi cấu trồng từ lúa sang lúa - tôm, chuyên màu, tràm, khoai khóm, dẫn đến chế độ thu văn thay đổi từ gia tăng nguy phèn hố, mặn hóa vùng sản xuất lúa 3.4 Kết nghiên cứu giải pháp kỹ thuật hạn chế tác động mặn canh tác lúa vùng ĐBSCL Ðất mặn nhóm đất có vấn đề Việt Nam, muốn sử dụng đất có hiệu cao người ta phải tiến hành cải tạo đất Mục đích cải tạo đất mặn nhằm: + Giảm tổng số muối tan đất đạt đến mức bình thường mà trồng sinh trưởng phát triển + Cải thiện chất dinh dưỡng đất, có biện pháp hạn chế suy thối độ phì đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long + Từng bước cải thiện tính chất vật lý đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Để đạt hiệu tối ưu cho việc cải tạo, chống suy thoái đất trồng lúa tác động mặn hóa cần phải có quy trình kỹ thuật tổng hợp, quy trình canh tác tổng hợp hạn chế phục hồi môi trường đất lúa bị suy thoái tác động mặn hố vùng đồng sơng Cửu Long 17 Dưới kết nghiên cứu qua thí nghiệm đồng ruộng mơ hình nhằm kiểm chứng hiệu giải pháp đề tài đưa 3.4.1 Kết thí nghiệm đất mặn Thí nghiệm nghiên cứu giải pháp canh tác tổng hợp (sử dụng phân bón chậm tan, kết hợp với biện pháp cải tạo đất, giống chịu mặn, kỹ thuật tưới nước tiết kiệm) để hạn chế phục hồi mơi trường đất lúa bị suy thối tác động mặn hóa tiến hành cho kết sau: Bảng 3.30 Ảnh hƣởng phân bón đến yếu tố cấu thành suất suất lúa Long Phú, Sóc Trăng năm 2016 Số bông/m Chắc/bông Tỷ lệ lép (%) TL1000 hạt (g) Công thức ĐX HT TĐ ĐX HT TĐ ĐX HT TĐ ĐX HT TĐ CT1 419 448 406 75 69 67 21,3 15,6 16,4 25,4 25,7 25,4 CT2 444 430 395 74 73* 70 19,0 11,0 12,5 25,4 26,0 25,5 CT3 445 440 404 72 70 69 21,1 13,2 15,6 25,5 25,1 25,4 25,7 CT4 460* 453 417 80 76* 76* 17,9* 10,4* 10,8* * 26,1 25,8* 25,7 CT5 461* 453 419 82* 74* 76* 17,8* 9,9* 10,2* * 26,2* 25,9* CT6 446 373 381 71 69 71 20,1 13,2 9,8 25,6 26,4 25,7 LSD 26,8 25,7 27,5 5,4 2,1 2,9 2,2 1,0 2,6 0,18 0,43 0,28 0,05 CV(%) 3,3 4,6 3,7 4,14 2,2 2,3 6,4 6,5 9,0 0,4 1,3 0,6 Ghi chú: (*) có ý nghĩa thống kê so với CT1 mức 95%, ĐX (Vụ đông xuân); HT (Vụ hè thu); TĐ (Vụ thu đông) Kết nghiên cứu vụ đông xuân (ĐX), hè thu (HT) thu đông (TĐ) năm 2016 (bảng 3.30) cho thấy tiêu số bơng/m2 có xu hướng tăng công thức giảm 10% -20% phân bón (CT4, CT5), cơng thức -30% phân bón (CT6), vụ hè thu vụ đơng xn có số thấp Số hạt chắc/bông đạt cao thu đông (76 hạt/bông) công thức CT4, CT5 bón giảm 10%-20% N, P, K; cơng thức CT5 ĐX (82 hạt/bơng) bón giảm 20% (tổng NPK), công thức CT4 vụ HT đạt (76 hạt/bông) Bảng 3.31 Năng suất lý thuyết suất thực thu thí nghiệm Long Phú, Sóc Trăng năm 2016 Công thức CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 LSD0,05 CV(%) Năng suất lý thuyết (tấn/ha) ĐX HT TĐ 7,95 7,90 6,87 8,35 8,14 7,08 8,19 7,68 7,07 9,43* 8,97* 8,22* 9,67* 8,72* 8,19* 8,09 6,76 6,90 0,83 0,39 0,57 5,3 3,7 4,2 Năng suất thực thu (tấn/ha) ĐX HT TĐ 6,00 4,98 4,75 6,11 5,63 5,05 6,04 5,38 5,18 6,31* 5,81* 5,56* 6,29* 5,86* 5,41* 6,10 5,00 4,48 0,27 0,18 0,28 2,5 2,5 3,1 18 Tổng hợp, đánh giá cho thấy công thức (CT4 CT5) giảm 10% 20% tổng lượng phân bón N, P, K kết hợp với bón phân hữu cơ, bón CaO để cải tạo mặn cho suất ổn định cao công thức khác kể suất lý thuyết suất thực thu Ở cơng thức này, kết phân tích thống kê cho thấy vụ HT TĐ suất tăng mức có ý nghĩa thống kê (LSD 0,05) so với công thức nông dân tự bón So sánh cơng thức vụ HT TĐ cho thấy việc giảm 30% dinh dưỡng cho lúa làm giảm suất mức có ý nghĩa thống kê (LSD0,05) Tuy nhiên vụ ĐX (vụ triển khai thí nghiệm) khơng thấy suất lúa suy giảm công thức CT6 (giảm 30% N, P, K), điều giải thích lượng dinh dưỡng đất dư thừa vụ trước đủ cung cấp hàm lượng dinh dưỡng cho lúa sinh trưởng bình thường, vụ (HT,TĐ) lượng dinh dưỡng đất khơng cịn đủ bù lượng dinh dưỡng thiếu hụt giảm phân bón cho lúa Như vậy, việc giảm 20% lượng phân bón đủ trì cho lúa phát triển bình thường mà không làm giảm suất lúa đất mặn nhiều vùng ĐBSCL Bảng 3.32 Diễn biến hàm lƣợng (N, P2O5, K2O) đất thí nghiệm N (%) P2O5 (%) K2O (%) Công thức Đầu vụ ĐX HT Đầu vụ ĐX HT Đầu vụ ĐX HT CT1 0,24 0,25 0,23 0,26 0,28 0,26 1,54 1,50 1,47 CT2 0,24 0,23 0,21 0,26 0,27 0,28 1,54 1,43* 1,53 CT3 0,24 0,28 0,26 0,26 0,31 0,29 1,54 1,52 1,60 CT4 0,24 0,21 0,22 0,26 0,25 0,24 1,54 1,49 1,46 CT5 0,24 0,24 0,23 0,26 0,24 0,25 1,54 1,47 1,44 CT6 0,24 0,20 0,21 0,26 0,20* 0,21* 1,54 1,46* 1,43* LSD0,05 0,035 0,027 0,042 0,031 0,028 0,034 CV(%) 7,2 6,4 6,0 6,7 1,0 1,3 Ghi chú: Đầu vụ (Đất trước thí nghiệm); ĐX (Vụ đông xuân); TĐ (Vụ thu đông) Kết phân tích đất trước thí nghiệm cho thấy, hàm lượng số tiêu dinh dưỡng (đạm, lân, kali, OC) tổng số đất trồng lúa khu vực nghiên cứu đánh giá mức trung bình (đối với kali tổng số) đến giàu (đối với đạm lân tổng số); N tổng số đạt mức giàu (trung bình 0,24%); lân tổng số đất mức giàu (giá trị trung bình 0,26%); kali tổng số mức trung bình ( 1,54% K2O) OC đất trung bình 2,79% 19 Hàm lượng lân tổng số đất (P2O5): có xu hướng tăng nhẹ cơng thức sử dụng nhiều phân bón hố học (CT1, CT2, CT3) đạt cao cơng thức CT3, bón nhiều phân hố học Nhìn chung, cơng thức (CT4-CT6) có điều chỉnh giảm liều lượng phân bón N, P, K giảm (-10%, -20%, -30%) có tác động làm giảm hàm lượng P2O5 tổng số đất so với công thức đối chứng (CT1) nhiên công thức CT6 (giảm 30% NPK) hàm lượng lân đất giảm mức có ý nghĩa thống kê (95%) so với công thức đối chứng Hàm lượng kali tổng số (K2O%): Tương tự N P2O5, hàm lượng K2O công thức T4-T6 (giảm 10%, 20%, 30% phân bón NPK) có xu hướng thấp so với công thức đối chứng (CT1) công thức sử dụng nhiều NPK Kết phân tích thống kê cho thấy công thức (CT4, CT5) giảm NPK hàm lượng K2O đất giảm mức khơng có ý nghĩ thống kê, nhiên cơng thức CT6, giảm 30% NPK có tác động làm giảm hàm lượng K2O tromg đất mức có ý nghĩa thống kê đất sau thí nghiệm so với công thức đối chứng Công thức Bảng 3.33 Diễn biến pH hàm lƣợng OC đất thí nghiệm pH OC (%) Đầu vụ ĐX HT Đầu vụ ĐX HT CT1 5,46 5,72 5,46 2,79 2,57 2,62 CT2 5,46 5,94 5,65 2,79 2,71 2,76 CT3 5,46 5,70 5,47 2,79 2,81 2,83 CT4 5,46 6,05** 5,58* 2,79 2,94* 2,89* CT5 5,46 6,07** 5,51* 2,79 2,91* 2,96* CT6 5,46 6,08** 5,55* 2,79 3,01* 2,89* LSD(0,05 0,034 0,035 0,062 0,041 CV(%) 0,3 0,3 1,2 0,8 Ghi chú: (*) có ý nghĩa thống kê mức p = 0,05; (**) có ý nghĩa thống kê mức p = 0,01 Độ chua đất có xu hướng thấp cơng thức sử dụng nhiều N, P, K so với công thức giảm NPK, sử dụng vơi (CaO) bón bổ sung hữu từ phế phụ phẩm đồng ruộng; kết nghiên cứu cho thấy tất vụ thí nghiệm năm 2016, cơng thức có sử dụng hữu CaO (CT4, CT5, CT6), pH đất giữ ổn định, không dao động nhiều, điều giải thích việc bón giảm đạm, bón thêm hữu CaO làm tăng đặc tính đệm đất, làm cho pH đất vụ đông xuân tăng lên mức có ý nghĩa thống kê mức 99%, góp phần cải thiện độ phì đất 20 Bảng 3.34 Diễn biến pH hàm lƣợng Ca2+, Na+, TSMT đất thí nghiệm Ca2+ (Cmol/kg) Na+(Cmol/kg) TSMT (%) Công Đầu Đầu Đầu thức ĐX HT ĐX HT ĐX HT vụ vụ vụ CT1 3,18 3,01 3,16 3,83 3,93 3,83 0,32 0,29 0,27 CT2 3,18 3,25 3,17 3,83 3,89 3,97 0,32 0,28 0,25 CT3 3,18 3,19 3,23 3,83 3,71 3,66 0,32 0,25 0,22 CT4 3,18 4,39* 4,41* 3,83 3,59* 3,57* 0,32 0,21* 0,21* CT5 3,18 4,36* 4,39* 3,83 3,41* 3,53* 0,32 0,20* 0,22* CT6 3,18 4,32* 4,30* 3,83 3,74* 3,63* 0,32 0,21* 0,23* LSD0,05 0,21 0,22 0,041 0,047 0,042 0,038 CV(%) 3,1 3,2 0,6 0,7 9,5 8,9 2+ Hàm lượng canxi trao đổi (Ca ): Kết phân tích cho thấy hàm lượng canxi trao đổi dao động từ 3,01 - 4,39 Cmol/kg vụ đông xuân dao động từ 3,16 - 4,39 Cmol/kg vụ hè thu; cơng thức bó bổ sung 500 kg CaO giá trị canxi trao đổi cao so với đối chứng CT1 cơng thức khơng bón CaO mức có ý nghĩa thống kê (95%) Như sử dụng chất cải tạo đất có tác động đáng kể việc làm tăng hàm lượng Ca2+ đất thí nghiệm, bên cạnh sử dụng CaO có tác dụng đẩy ion Na+ khỏi hệ keo đất Đánh giá kết cho thấy công thức CT4 CT5 (giảm 10 20% phân bón, kết hợp bón phân hữu từ phụ phẩm đồng ruộng chất cải tạo đất) không làm giảm suất lúa khơng có tác động đến yếu tố cấu thành suất lúa Bên cạnh việc tái sử dụng rơm rạ làm cải thiện hàm lượng hữu cơ, trì hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết (N, P, K, Ca2+) đất sau vụ thí nghiệm, việc bón chất cải tạo đất làm cho yếu tố hạn chế đất mặn (Na+, TSMT) có dấu hiệu ổn định giảm so với đối chứng vụ thí nghiệm đất mặn nhiều đề tài triển khai Long Phú, tỉnh Sóc Trăng năm 2016 3.4.2 Kết thực mơ hình diện rộng Bảng 3.35 Yếu tố cấu thành suất suất mô hình lúa diện rộng Long Phú, Sóc Trăng Cơng thức Bơng/m2 Nơng Dân Mơ Hình P (> 0,05) 477 481 0,192 Nơng Dân Mơ Hình P(>0,05) 471 475 0,023 Vụ Đông Xuân 2017 Lép P 1000 NS thực thu HChắc/bông (%) (g) (tấn/ha) 72 19,6 25,3 5,94 75 17,6 25,3 6,32 0,374 0,085 0,633 0,110 Vụ Hè Thu 2017 63,3 25,7 25,9 5,22 63,9 25,6 26,0 5,88 0,535 0,225 0,625 0,022 NS LT (tấn/ha) 8,67 9,14 0,261 7,72 7,90 0,044 21 Kết nghiên cứu mơ hình diện rộng, giảm 20% (N, P, K) so với ĐC, kết hợp bón thêm phân hữu sinh học CaO không ảnh hưởng tới số bông/m2, số hạt chắc/bông suất lúa vùng đất bị nhiễm mặn Long Phú, Sóc Trăng thuộc ĐBSCL Việc bón thêm phân hữu sinh học bổ sung thêm CaO có tác động cải tạo thành phần hóa học đất tốt, cụ thể hàm lượng OC tăng từ 5,4 - 13,1%; Ca2+ tăng từ 4,8 - 5,5%; Na+ giảm từ 5,4 - 8,1% tổng muối hòa tan giảm từ 3,6 - 16,1% so với đối chứng nơng dân canh tác Trong cơng thức đối chứng bón phân vơ hàm lượng OC giảm 4,5 - 5,0% so với trước thực mơ hình, nhiều khả từ nguyên nhân nông dân đốt hết rơm rạ ruộng 3.5 Đề xuất giải pháp nhằm hạn chế phục hồi môi trƣờng đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 3.5.1 Nhóm giải pháp quy hoạch Xây dựng đồ đất bị nhiễm mặn vùng đồng sông Cửu Long, toàn vùng cho tỉnh Quy hoạch lại hệ thống thủy lợi, hồ chứa nước ngọt, vùng sản xuất nông nghiệp vùng ĐBSCL cách khoa học nhằm hạn chế tối đa tác động mặn đến sản xuất lúa 3.5.2 Nhóm giải pháp thuỷ lợi cơng trình Sử dụng kỹ thuật tưới nước tiết kiệm giảm thiểu nguy phát thải khí nhà kính canh tác lúa Xây dựng cơng trình thủy lợi, phục hồi bảo vệ mơi trường đất trồng lúa vùng Đồng sông Cửu Long 3.5.3 Nhóm giải pháp kỹ thuật Thực giải pháp kỹ thuật làm đất để hạn chế tác động mặn, sử dụng loại phân bón cải tạo đất mặn, bón vơ, tăng cường bón phân hữu cơ, sử dụng phụ phẩm nông nghiệp Đối với vùng có tác động mặn nhiều xem xét chuyển đổi cấu trồng, chuyển đổi sản xuất lúa sang nuôi trồng thủy sản Thực canh tác giống lúa có khả chịu mặn cao, chuyển đổi thời vụ hợp lý để né mặn KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN Ở vùng đồng sông Cửu Long trừ đất mặn sú vẹt đước, loại đất mặn nhiều, đất mặn trung bình sử dụng để canh tác trồng trọt nói chung trồng lúa nước nói riêng: đất mặn nhiều (Mn) tập trung tỉnh Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Hậu Giang, Bạc Liêu, Cà Mau; Đất mặn trung bình (M) tập trung chủ yếu Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Hậu Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang Mỗi tỉnh vạn Về đặc điểm đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long: Nếu đất mặn sú, vẹt, đước (khơng trồng lúa) có phản ứng trung tính đến kiềm, hàm lượng chất hữu đất 22 cao, N K2O tổng số từ đến giàu, P2O5 tổng số trung bình, cation trao đổi từ trung bình đến Ở đất mặn nhiều trồng lúa , có hàm lượng TSMT > %, lượng Cl- > 0,15 %, độ dẫn điện (EC 1:5) thường lớn mS/cm 25 oC Đất mặn trung bình (trồng lúa ) có hàm lượng Cl< 0,15 % EC 1:5 < mS/cm; đất có phản ứng trung tính chua, pHKCl: - 8, xuống sâu pH có xu hướng tăng nồng độ muối cao hơn, t lệ Ca2+/Mg2+ < Nghiên cứu đất mặn trồng lúa theo lưu vực hệ thống vùng ĐBSCL (sông Vàm Cỏ, sông Tiền, sông Hậu) cho thấy: nhóm mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng sơng Tiền (Bến Tre, Trà Vinh), có tiêu đặc thù đất mặn (Cl-, TSMT, SO42-) có xu hướng cao so với nhóm đất mặn trồng lúa hệ thống sông khác Thông qua số Cl-/SO42- thấy, đất mặn trồng lúa vùng đồng sơng Cửu Long có nồng độ SO42nhỏ nồng độ Cl-, số Cl-/SO42- > (chủ yếu ảnh hưởng xâm nhập mặn, khơng có yếu tố phèn); có đặc trưng mặn biển với tính lưu động Na+ Cl- Về diễn biến môi trường đất mặn thấy giai đoạn 1998 - 2016, tiêu độ mặn (Cl-, TSMT, EC) đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long có xu hướng tăng, trung bình hàm lượng Cl- đất tăng 0,11%, TSMT tăng 0,41%, EC tăng 0,79 mS/cm so với giai đoạn 1998-2002 Diễn biến tiêu dinh dưỡng đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long giai đoạn 1998 - 2016, tiêu dinh dưỡng đạm tổng số lân tổng số đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long biến động không nhiều thời kỳ mức trung bình đến giàu Kali tổng số có xu hướng giảm 0,62% so với 1990 2005, vấn đề đáng lo ngại kali tiếp tục giảm xuống 0,9% ảnh hưởng đến suất lúa vùng đồng sông Cửu Long Diễn biến dung tích hấp thu cation trao đổi đất mặn trồng lúa cho thấy đến năm 2016 hàm lượng Ca2+, K+, Na+ giảm so với đất mặn trồng lúa năm 2005 Bên cạnh tác động yếu tố tự nhiên, nguyên nhân gây suy thối chất lượng mơi trường đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long vấn đề sử dụng phân bón hóa học q mức gây lãng phí, suy thối đất lúa tăng phát thải khí nhà kính (tổng lượng N, P, K sử dụng năm 2016 lên đến 1.132 kg/ha/năm, tăng gấp 404% so với năm 1991 (280 kg/ha/năm) tăng 142% so với năm 2011 (795 kg/ha/năm) Kết nghiên cứu thí nghiệm mơ hình thực nghiệm, cho thấy kỹ thuật sử dụng phân bón chậm tan (giảm 20% lượng phân hóa học so với lượng bón khuyến cáo), kết hợp với biện pháp cải tạo đất (sử dụng CaO đất chua mặn, CaSO4 cho đất mặn kiềm cho lúa có khả tăng tích lũy nồng độ proline cao để điều chỉnh thẩm thấu, gia tăng khả hút nước cây, hạn chế việc hấp thu vận chuyển Na +, Cl- từ rễ vào thân cây, gia tăng khả chống chịu mặn Trong canh tác lúa đất mặn nay, chủ yếu sử dụng hóa học, bón phân hữu cơ, canh tác vụ khiến đất mặn trồng lúa vùng đồng sơng Cửu Long có dấu hiệu suy giảm kali hữu dẫn đến thối hóa đất lúa Vì cần có chiến lược sử dụng phụ phẩm nông nghiệp lúa, ngô tái sử dụng sản xuất nơng nghiệp nhằm trì hữu 23 đất, giảm suy thoái đất đặc biệt sản xuất lúa số vùng trọng điểm, sản xuất lúa vụ vùng đồng sông Cửu Long KIẾN NGHỊ - Thơng qua kết nghiên cứu thí nghiệm mơ hình thực nghiệm, đề tài đề xuất giải pháp kỹ thuật sử dụng phân bón chậm tan (giảm 20% lượng phân hóa học so với lượng bón khuyến cáo), kết hợp với biện pháp cải tạo đất (sử dụng CaO đất chua mặn, CaSO4 cho đất mặn kiềm cho lúa có khả tăng tích lũy nồng độ proline cao để điều chỉnh thẩm thấu, gia tăng khả hút nước cây, hạn chế việc hấp thu vận chuyển Na +, Cltừ rễ vào thân cây, gia tăng khả chống chịu mặn - Với tập qn bón phân hóa, bón phân hữu cơ, canh tác vụ khiến đất lúa vùng ĐBSCL bị suy giảm kali OC dẫn đến thối hóa đất lúa Vì cần có chiến lược sử dụng phụ phâm nông nghiệp lúa, ngô tái sử dụng sản xuất nông nghiệp nhằm trì hữu đất, giảm suy thối đất đặc biệt sản xuất lúa số vùng trọng điểm, sản xuất lúa vụ vùng ĐBSCL 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TIỄN SĨ Nguyễn Quang Huy, Hà Mạnh Thắng, Nguyễn Thanh Hịa, Hồn Thị Ngân (2016), “Đánh giá trạng chất lượng môi trường đất mặn trồng lúa vùng đồng sơng Cửu Long”, Tạp chí Mơi trường, chun đề III 2016 (ISSN 1859-042X); tr (107) Hoàng Thị Ngân, Nguyễn Quang Huy, Hà Mạnh Thắng, Phạm Quang Hà (2018), “Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật tổng hợp để hạn chế, phục hồi môi trường đất lúa bị suy thối mặn hóa vùng Đồng sơng Cửu Long”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nơng nghiệp Việt Nam số 6: 2018; tr (68) Phạm Quang Hà, Nguyễn Quang Huy, Hoàng Thị Ngân, Hà Mạnh Thắng (2019), “Đánh giá hiệu mơ hình phục hồi mơi trường đất lúa bị suy thoái tác động mặn hóa vùng Đồng sơng Cửu Long”, Tạp chí Khoa học Công nghệ nông nghiệp Việt Nam số 9: 2019 tr (73) 25 ... dụng đất lúa khác số tỉnh Đồng Sông Cửu Long theo lưu vực sông - Xác định nguyên nhân yếu tố tác động đến thay đổi tính chất đất mặn trồng lúa đia bàn nghiên cứu - Đề xuất hướng sử dụng hợp lý. .. Đồng Bằng Sông Cửu Long Ở Đồng Sông Cửu Long, lúa trồng nhiều đất phù sa, đất phèn đất mặn Thực tế cho thấy năm gần nghiên cứu đất lúa chủ yếu thực nhóm đất phù sa, cịn nghiên cứu đối tượng đất mặn. .. liệu nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu: - Đối tượng đất nghiên cứu: Đất mặn trồng lúa (chủ yếu đất mặn trung bình ít) theo lưu vực sơng thuộc hệ thống sông Đồng Bằng Sông Cửu Long ( Sông Vàm