luận án tiến sĩ nghiên cứu tính chất đất mặn trồng lúa một số tỉnh đồng bằng sông cửu long và đề xuất hướng sử dụng hợp lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẤT MẶN TRỒNG LÚA MỘT SỐ TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Hà Nội, 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT 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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƢỜI HƢỚNG DẪN: PGS.TS Phạm Quang Hà TS Hoàng Dƣơng Tùng Hà Nội, 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết quả, số liệu, nội dung nghiên cứu trình bày luận án trung thực Một số kết nghiên cứu Nghiên cứu sinh đồng nghiệp công bố trình thực luận án theo qui định hành (danh sách mục cơng trình cơng bố liên quan) Những kết cịn lại hồn tồn chưa tác giả công bố cơng trình nghiên cứu trước Các tài liệu, số liệu tham khảo trình nghiên cứu, hoàn thành luận án tác giả, nhà khoa học, cơng trình nghiên cứu liên quan trích dẫn rõ nguồn gốc theo quy định Bộ Giáo dục Đào tạo trình nghiên cứu hoàn thành luận án Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Luận án Nguyễn Quang Huy i LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả luận án xin trân trọng cám ơn tới PGS.TS Phạm Quang Hà; TS Hoàng Dương Tùng trực tiếp định hướng nghiên cứu, hướng dẫn nghiên cứu sinh hoàn thành luận án Tác giả quý thầy truyền cảm hứng, lòng đam mê nghiên cứu khoa học, động viên tinh thần vững tin, tự giác, để ngày hồn thiện cơng tác nghiên cứu khoa học Tác giả xin chân thành cảm ơn tới Thầy, Cô, Lãnh đạo Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, tập thể cán công tác Ban Thông tin Đào tạo, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi q trình học tập, nghiên cứu, hồn thành luận án Tác giả xin cảm ơn tới Lãnh đạo Viện Môi trường Nông nghiệp, lãnh đạo tập thể cán Bộ mơn Hố Mơi trường, Viện Mơi trường Nơng nghiệp Cục Kiểm sốt hoạt động bảo vệ môi trường; Cục Bảo vệ môi trường miền Bắc, Tổng cục Môi trường, Bộ Tài Nguyên Môi trường tạo điều kiện giúp đỡ, động viên, quan tâm, chia sẻ tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cám ơn Ban chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu diễn biến giải pháp hạn chế, phục hồi mơi trường đất trồng lúa bị suy thối vùng đồng sông Cửu Long” , đề tài “quan trắc phân tích mơi trường đất Việt Nam” tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh tham gia thực đề tài, sử dụng số kết mà nghiên cứu sinh tham gia trực tiếp đóng góp đề tài kết tham gia đào tạo Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bạn bè đồng nghiệp, tới người thân yêu gia đình tận tình giúp đỡ, động viên vật chất, tinh thần để tác giả ln n tâm nghiên cứu hồn thành luận án./ Tác giả Luận án Nguyễn Quang Huy ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài luận án Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn 4 Những đóng góp đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái niệm, nguồn gốc, phân loại đất mặn, 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguồn gốc đất mặn 1.1.3 Phân loại đất mặn 1.2 Diện tích phân bố đất mặn giới Việt Nam 1.3 Tính chất đất mặn 14 1.3.1 Tính chất hóa lý đất mặn 14 1.3.2 Đặc điểm vi hình thái đất mặn 16 1.4 Quản lý, sử dụng đất mặn số giải pháp canh tác 16 1.4.1 Kinh nghiệm giới 17 1.4.2 Kinh nghiệm Việt Nam 20 1.5 Nguy thoái hoá đất mặn số biện pháp quản lý cải tạo đất mặn 41 1.5.1 Những nguy suy thoái đất sản xuất nơng nghiệp mặn hố .41 1.5.2 Một số biện pháp quản lý cải tạo đất mặn: 43 CHƢƠNG NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Nội dung nghiên cứu 45 2.2 Vật liệu nghiên cứu 45 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu: 45 2.2.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 45 2.3 Phương pháp nghiên cứu 46 2.3.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp 46 iii 2.3.2 Phương pháp điều tra thực địa 47 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích tiêu vật lý, hóa học đất đánh giá chất lượng đất 47 2.3.4 Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng 56 2.3.5 Phương pháp xử lý thống kê 58 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 59 3.1 Hiện trạng sản xuất, phân bố đất lúa vùng ĐBSCL 60 3.1.1 Hiện trạng đất đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 60 3.1.2 Hiện trạng kỹ thuật canh tác áp dụng trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long 66 3.2 Đánh giá tính chất đất mặn vùng đồng sông Cửu Long 75 3.2.1 Hiện trạng số tiêu vật lý đất mặn vùng ĐBSCL 78 3.2.2 HiERLINK \l "_Toc56505798"ỉ tiêu vật lý đất mặn vùng ĐBSCLgvùng đồng 83 3.3 Một số yếu tố, mức độ ngun nhân gây suy thối đất mặn trồng lúa vùng đồng sông Cửu Long 94 3.3.1 Yếu tố mức độ suy thoái đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 94 3.3.2 Nhận định số ngun nhân gây suy thối mơi trường đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 102 3.4 Kết nghiên cứu giải pháp kỹ thuật hạn chế tác động mặn canh tác lúa vùng ĐBSCL 104 3.4.1 Kết thí nghiệm đất mặn 104 3.4.2 Kết thực mơ hình diện rộng 113 3.5 Đề xuất giải pháp nhằm hạn chế phục hồi môi trường đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL 119 3.5.1 Nhóm giải pháp quy hoạch 119 3.5.2 Nhóm giải pháp thuỷ lợi cơng trình 120 3.5.3 Nhóm giải pháp kỹ thuật 124 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ 141 PHỤ LỤC .142 iv STT bảng Bảng 1.1 So sánh Bảng 1.2 Diện tích đ Bảng 1.3 Đất mặn vù Bảng 1.4 Biến động Bảng 1.5 Biến động Bảng 1.6 Đánh giá đ Bảng 1.7 Bảng 1.8 Bảng 1.9 Bảng 1.10 Đánh giá tí ĐBSCL Đánh giá h ĐBSCL Đánh giá b ĐBSCL Đánh giá ĐBSCL Bảng 1.11 Đánh giá đ Bảng 1.12 Đánh giá tí Bảng 1.13 Bảng 1.14 Bảng 1.15 Bảng 1.16 Đánh giá h ĐBSCL Đánh giá h ĐBSCL Đánh giá tí vùng ĐBSC Đánh giá h vùng Đ Bảng 1.17 Diện tích đ Bảng 2.1 Một số Bảng 2.2 Phân cấp đ Bảng 2.3 Phân cấp c Bảng 2.4 Phân cấp h Bảng 2.5 Phân cấp lâ v Bảng 2.6 Phân cấp k Bảng 2.7 Phân cấp P Bảng 2.8 Phân cấp K Bảng 2.9 Phân cấp C Bảng 2.10 Phân cấp M Bảng 2.11 Phân cấp d Bảng 2.12 Phân cấp đ Bảng 2.13 Phân cấp đ Bảng 2.14 Phân cấp đ Bảng 2.15 Phân cấp đ Bảng 2.16 Phân cấp đ Bảng 2.17 Phân cấp đ Bảng 2.18 Phân cấp đ Bảng 2.19 Phân cấp đ Bảng 2.20 Phân cấp đ Bảng 2.21 Phân cấp đ Bảng 2.22 Phân mức Bảng 2.23 Bảng 2.24 Phân bón hè thu n Phân bón s 2016/2017 Bảng 2.25 Kết ph Bảng 3.1 Quy mô sử Bảng 3.2 Bảng 3.3 Diễn biến đoạn 1980 Diện tích c theo đơn v Bảng 3.4 Diện tích, Bảng 3.5 Các giống Bảng 3.6 Bảng 3.7 vi Trung bình trồng lúa v Các hoạt c xuất lúa Bảng 3.8 Tỷ lệ hoạt chất thuốc trừ cỏ người nông dân sử dụng vụ lúa hè thu năm 2015 ĐBSCL Bảng 3.9 Trung bình số lần xử lý thuốc diệt cỏ sâu bệnh vùng ĐBSCL Trung bình số lần xử lý thuốc BVTV cho lúa vùng ÐBSCL Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 theo loại đất Lượng thuốc BVTV sử dụng vụ hè thu năm 2015 ĐBSCL Diễn biến mặn cửa sông vùng Đồng sông Cửu Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Bảng 3.21 Bảng 3.22 Bảng 3.23 Bảng 3.24 Long (4/2016) Giá trị trung bình thành phần đồn lạp bền đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Một số tính chất vật lý phẫu diện đất mặn trồng lúa Tiền Giang (lưu vực sông Tiền) Một số tính chất vật lý phẫu diện đất mặn trồng lúa Long An (lưu vực sông Vàm Cỏ) Một số tính chất vật l ý phẫu diện đất mặn trồng lúa Sóc Trăng (lưu vực sơng Hậu) 81 Một số tính chất vật lý phẫu diện đất mặn trồng lúa Bạc Liêu (lưu vực sông Cái Lớn) Giá trị thống kê tiêu độ mặn vùng đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng lưu vực sông vùng ĐBSCL năm 2016 Diễn biến hàm lượng EC, TSMT, Cl đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL qua thời kỳ Diễn biến hàm lượng TSMT (%) đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng lưu vực sơng vùng ĐBSCL Giá trị Cl, TSMT, EC theo cấu lúa đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL Hàm lượng tiêu dinh dưỡng đất mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng lưu vực sông vùng ĐBSCL năm 2016 Diễn biến hàm lượng Nts, P2O5 ts, K2O ts đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL qua thời kỳ từ 1990 - 2016 Hàm lượng OC, Nts, P2O5 ts, K2O theo cấu đất mặn trồng lúa vùng ĐBSCL vii Dung tích hấp thu hàm lượng cation trao đổi đất Bảng 3.25 mặn trồng lúa chịu ảnh hưởng lưu vực sông vùng Bảng 3.26 ĐBSCL năm 2016 Dung tích hấp thu hàm lượng cation trao đổi đất mặn trồng lúa vùng Đồng sông Cửu Long Đánh giá mức độ suy thoái số tiêu đất mặn trồng lúa Bảng 3.27 chịu ảnh hưởng lưu vực sông vùng đồng sơng Cửu Long 87 ST-M2 88 ST-M3 89 ST-M4 90 ST-M5 91 ST-M6 92 ST-M7 93 ST-M8 94 ST-M9 95 ST-M10 96 ST-M11 97 ST-M12 98 ST-M13 99 ST-M14 100 ST-M15 101 BL-M1 102 BL-M2 103 BL-M3 104 BL-M4 105 BL-M5 153 TT KHM 106 BL-M6 107 BL-M7 108 BL-M8 109 BL-M9 110 BL-M10 154 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH VÀ MƠ TẢ PHẪU DIỆN ĐẤT MẶN ĐBSCL THÔNG TIN PHẪU DIỆN TG-01 Địa điểm: Ấp 7, Xã Bình Xn, Huyện Gị Cơng Đơng, Tỉnh Tiền Giang ’ ” ’ ” Tọa độ: Vĩ độ10 18 46 B; Kinh độ: 106 42 15 Đ Mẫu chất: Đất mặn; Địa hình: Vàn Hiện trạng thảm thực vật: Lúa thu hoạch Tên đất: Đất mặn nhiều trồng vụ lúa Mô tả phẫu diện: – 15 cm: Xám sẫm đen (Ẩm: 7,5YR 4/2; Khơ: 7,5 YR 7/1); thịt trung bình; khơ nứt nẻ; nhiều tàn tích rễ lúa; cuối tầng có xuất đốm nâu đen; có xác hữu phân hủy; chuyển lớp từ từ 15 – 35 cm: Xám vàng nhạt (Ẩm: 5YR 4/2; Khô: 7,5YR 7/2); thịt nặng đến sét; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; mịn; dẻo dính; xuất vệt loang lổ màu vàng nâu đen khoảng 20-30%;chuyển lớp rõ 35 – 70 cm: Xám vàng nhạt (Ẩm: 7,5YR 4/3; Khô: 7,5YR 7/2); thịt nặng đến sét; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; mịn; dẻo dính; cịn xuất đốm rỉ vàng đen, mật độ 15%; chuyển lớp từ từ 70 – 100 cm: Xám vàng nhạt (Ẩm: 7,5YR 4/3; Khô: 7,5YR 7/1); thịt nặng đến sét; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; cịn xuất đóm vàng đen mật độ khoảng 20%; chuyển lớp từ từ 100 – 120 cm: Xám nâu nhạt (Ẩm: 7,5YR 4/1; Khô: 7,5YR 7/1); ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; có xuất nước ngầm 155 Tính chất lý học Độ sâu tầng đất, cm 0–15 15–35 35–70 70 – 100 100 – 120 Độ sâu tầng đ cm 0–15 15–35 35–70 70 – 100 100 – 120 Độ sâu tầng đất, cm 0–15 15–35 35–70 70 – 100 100 – 120 Độ sâu tầng đất, cm 0–15 15–35 35–70 70 – 100 100 – 120 156 THÔNG TIN PHẪU DIỆN BT-01 Địa điểm: Xã Thạnh Phú, Huyện Thạnh Hoá, Tỉnh Long An ’ ” ’ ” Tọa độ: Vĩ độ 10 68 87 B; Kinh độ: 106 15 65 Đ Mẫu chất: Đất mặn; Địa hình: Bằng phẳng Hiện trạng thảm thực vật: Lúa thu hoạch Tên đất: Đất mặn nhiều trồng vụ lúa Mô tả phẫu diện: – 10 cm: 10 – 25 cm: 25 – 70 cm: 70 – 90 cm: 90 – 120 cm: Xám nhạt (Ẩm: 7,5YR 4/1; Khô: 7,5YR 6/2); thịt pha sét; ẩm; cấu trúc hạt; tầng đất tương đối đồng màu sắc; xuất mạch nước ngầm 157 Tính chất lý học Độ sâu tầng đất, cm 0–10 10–25 25–70 70–90 90 – 120 Độ sâu tầng đất, cm 0–10 10–25 25–70 70–90 90 – 120 Độ sâu tầng đất, cm 0–10 10–25 25–70 70–90 90 – 120 Độ sâu tầng đất, cm 0–10 10–25 25–70 70–90 90 – 120 Độ sâu tầng đất,cm 0–10 10–25 25–70 70–90 90 – 120 158 THÔNG TIN PHẪU DIỆN ST-01 Địa điểm: Ấp Đại Nôm, Xã Lưu Tú, Huyện Trần Đề, Tỉnh Sóc Trăng Tọa độ: Mẫu chất: Đất mặn; Địa hình: Bằng phẳng Hiện trạng thảm thực vật: Lúa thu hoạch Tên đất: Đất mặn nhiều trồng vụ lúa Mô tả phẫu diện: - 10 cm: Xám nhạt (Ẩm: 5YR 4/3; Khô: 7,5 YR 7/2); thịt trung bình; khơ, nứt nẻ, có nhiều tàn tích rễ lúa; cấu trúc hạt; chặt; mịn; chuyển lớp rõvề màu sắc 10 - 20 cm: Xám nâu (Ẩm: 5YR 3/3; Khơ: 10YR 6/3); thịt trung bình đến nặng; chuyển lớp rõ màu sắc 30 – 70 cm: Nâu (Ẩm: 5YR 3/3; Khơ: 7,5YR 6/3); thịt trung bình đến nặng; ẩm; cấu trúc hạt; chặt;xuất đốm kết von màu gỉ sắt kích thước 3-5mm; phân bố khắp tầng đất mật độ 30%; chuyển lớp từ từ 70 - 100 cm: Nâu (Ẩm: 5YR 5/3; Khô: 5YR 6/3); thịt trung bình đến nặng; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; xuất vết loang lổ màu vàng nhạt; chuyển lớp rõ màu sắc 100 - 120 cm: Nâu nhạt (Ẩm: 5YR 4/3; Khô: 5YR 7/2); thịt nhẹ đến trung bình; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính 159 Tính chất lý học Độ sâu tầng đất, cm 0-10 10-20 20-70 70-100 100-120 Độ sâu tầng đất, cm 0–20 20-45 45-68 68-90 90 - 120 Tính chất hóa học Độ sâu tầng đất, cm 0-10 10-20 20-70 70-100 100-120 Độ sâu tầng đất, cm 0-10 10-20 20-70 70-100 100-120 Độ sâu tầng đất,cm 0-10 10-20 20-70 70-100 100-120 160 THÔNG TIN PHẪU DIỆN BL-01 Địa điểm: Ấp 15, Xã Vĩnh Mỹ B, Huyện Hịa Bình, Tỉnh Bạc Liêu Tọa độ: Mẫu chất: Phù sa; Địa hình: Vàn Hiện trạng thảm thực vật: Lúa thu hoạch Tên đất: Đất mặn nhiều trồng vụ lúa Mô tả phẫu diện: – 15 cm: Xám đen (Ẩm: 5YR 4/1; Khô: 7,5 YR 6/4); thịt nặng; ẩm; nhiều tàn tích rễ lúa; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; chuyển lớp từ từ 15 – 30 cm: Xám nhạt (Ẩm: 7,5YR 4/3; Khô: 7,5YR 6/2); thịt nặng; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; xuất vệt loang lổ màu đen khoảng 20%; chuyển lớp rõ màu sắc 30 – 60 cm: Nâu (Ẩm: 5YR 4/3; Khô: 7,5YR 6/3); thịt pha sét; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; xuất đốm kết von tròn, ống màu nâu đen mật độ 20%; chuyển lớp rõ 60 – 90 cm: Nâu (Ẩm: 5YR 5/3; Khô: 7,5YR 5/3); sét; ẩm; cấu trúc hạt; chặt; dẻo dính; xuất vệt sét màu xám; chuyển lớp từ từ 90 – 120 cm: Nâu thẩm (Ẩm: 5YR 5/2; Khơ: YR 6/2); ẩm; dẻo dính; sét; xuất đốm kết von (mangan) màu đen khoảng 15% 161 Tính chất lý học Độ sâu tầng đất, cm 0-15 15-30 30-60 60-90 90-120 Độ sâu tầng đất, cm 0–20 20-45 45-68 68-90 90 - 120 Tính chất hóa học Độ sâu tầng đất, cm 0-15 15-30 30-60 60-90 90-120 Độ sâu tầng đất, cm 0–20 20-45 45-68 68-90 90 - 120 Độ sâu tầng đất,cm 0–20 20-45 45-68 68-90 90 - 120 162 ... cho canh tác lúa nước Đề tài: ? ?Nghiên cứu tính chất đất mặn trồng lúa số tỉnh đồng sông Cửu Long đề xuất hướng sử dụng hợp lý? ?? thực cần thiết để làm sở cho việc sử dụng đất mặn hợp lý, bền vững... VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẤT MẶN TRỒNG LÚA MỘT SỐ TỈNH ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG SỬ DỤNG HỢP LÝ... diện đất mặn trồng lúa Long An (lưu vực sơng Vàm Cỏ) Một số tính chất vật l ý phẫu diện đất mặn trồng lúa Sóc Trăng (lưu vực sơng Hậu) 81 Một số tính chất vật lý phẫu diện đất mặn trồng lúa Bạc