Nghiên cứu ảnh hưởng của tưới tiết kiệm nước đến lưu huỳnh và kẽm dễ tiêu trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông hồng tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI ĐINH THỊ LAN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC ĐẾN LƯU HUỲNH VÀ KẼM DỄ TIÊU TRONG ĐẤT LÚA PHÙ SA TRUNG TÍNH ÍT CHUA VÙNG ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước Mã số: 62 - 58 - 02 - 12 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 Công trình hồn thành tại: Trường Đại học Thủy Lợi Người HDKH 1: PGS.TS Nguyễn Thị Hằng Nga Người HDKH 2: GS.TS Trần Viết Ổn Phản biện 1: …………………………… Phản biện 2: …………………………… Phản biện 3: …………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ họp tại: …………………………………………………………………………… ………………………………………………… Vào hồi …… giờ………ngày………tháng …… năm …… Có thể tìm luận án tại: - Thư viện Quốc gia - Thư viện trường Đại học Thủy Lợi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lưu huỳnh (S) xét nhu cầu dinh dưỡng cho trồng có vai trị quan trọng thứ tư sau nguyên tố N, P, K lúa hấp thu chủ yếu dạng ion sunphat (S-SO42-) qua rễ Tuy nhiên, hàm lượng sunphat đất lúa tưới ngập thường bị thiếu nguyên nhân dinh dưỡng cho lúa, dễ bị rửa trơi khỏi bề mặt tích điện âm hạt keo đất, chuyển hóa thành lưu huỳnh dạng khử (H2S, HS-, S2-) đất lúa ngập nước Kẽm nguyên tố vi lượng thiết yếu cho tổng hợp chất diệp lục, hydratcacbon, axit nucleic, protein cho hạt tăng cường khả hấp thu đạm, lân cho lúa Việt Nam chưa nằm số nước bị thiếu kẽm lưu huỳnh trầm trọng, tưới ngập cho lúa, thiếu bổ sung phân bón vi lượng góp phần làm giảm dinh dưỡng kẽm dễ tiêu (Zndt) đất lúa Kỹ thuật tưới ngập cho lúa làm suy giảm khí oxi đất canh tác dẫn đến trình khử ion S-SO42- thành dạng sunfua (H2S, HS-, S2-) với tham gia vi sinh vật đất hoạt động yếm khí; kết làm Zndt dịch đất tạo kết tủa khó tan ZnS - dạng khó hấp thu dinh dưỡng kẽm cho lúa Cách tưới áp dụng phổ biến thâm canh lúa vùng đồng sông Hồng Việt Nam Nếu kỹ thuật tưới ngập trì hàm lượng Zndt S-SO42- đất canh tác lúa Việt Nam có nguy bị thiếu Vùng đồng sơng Hồng có tổng diện tích lúa 545.000 ha, năm 2016 có khoảng 10.000 trồng lúa áp dụng phương thức tưới cải tiến SRI Nhóm đất phù sa vùng ĐBSH nhóm đất có diện tích lớn chiếm 50,9% so với tồn diện tích tự nhiên vùng Cho đến thời điểm này, chưa có cơng bố khoa học Việt Nam chuyển hóa Zndt S-SO42- đất lúa điều kiện áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước Vì vậy, tác giả tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng tưới tiết kiệm nước đến kẽm dễ tiêu lưu huỳnh đất lúa phù sa trung tính chua vùng đồng sơng Hồng Mục tiêu nghiên cứu Làm rõ diễn biến hàm lượng Zndt S-SO42- đất canh tác lúa thuộc nhóm đất phù sa trung tính, chua vùng đồng sơng Hồng ảnh hưởng phương pháp tưới tưới tiết kiệm nước Kết nghiên cứu củng cố thêm sở khoa học cho việc khuyến cáo tưới nước tiết kiệm cho lúa, giảm thiểu áp lực tưới ngành sản xuất lúa gạo Nội dung nghiên cứu - Vai trị dinh dưỡng q trình hóa học kẽm, lưu huỳnh mối liên quan Eh pH đến hàm lượng Zndt S-SO42- đất ngập nước - Diễn biến Eh, pH, hàm lượng Zndt, S-SO42- thơng qua thí nghiệm phịng Từ làm rõ ảnh hưởng chế độ đất ngập nước liên tục 4÷5 cm q trình rút nước đến chuyển hóa Zndt S-SO42- đất lúa - Diễn biến Eh, pH hàm lượng Zndt, S-SO42- thơng qua thí nghiệm đồng ruộng hai kỹ thuật tưới: tưới ngập truyền thống tưới tiết kiệm nước (TKN) Từ làm rõ ảnh hưởng chế độ tưới đến chuyển hóa Zndt S-SO42- đất lúa - Ảnh hưởng tưới TKN trì dinh dưỡng Zndt, S-SO42- đất lúa phù sa trung tính chua vùng đồng sông Hồng Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Hàm lượng Zndt S-SO42- đất phù sa sơng Hồng trung tính chua (Fl-Fluvisol) có cấy lúa ảnh hưởng tưới TKN Phạm vi nghiên cứu: Chuyển hóa Zndt S-SO42- đất lúa phù sa trung tính chua vùng đồng sông Hồng Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Ý nghĩa khoa học: Luận án đánh giá luận giải chế chuyển hóa dinh dưỡng kẽm dễ tiêu lưu huỳnh đất lúa phù sa trung tính chua vùng ĐBSH ảnh hưởng thay đổi lớp nước mặt ruộng theo thời gian từ thiếu khí (ngập thường xun) sang thống khí (rút nước phơi ruộng) Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu luận án cung cấp sở luận chứng cho quan chức để kiểm soát chế độ nước mặt ruộng nhằm trì dinh dưỡng đất lúa phù sa trung tính chua vùng đồng sơng Hồng Đồng thời điều chỉnh tính tốn lượng phân bón hợp lí, góp phần giảm chi phí sản xuất lúa nâng cao thu nhập cho nông dân, bảo vệ môi trường tiết kiệm nước tưới Đóng góp luận án - Định lượng biến đổi hàm lượng kẽm dễ tiêu hàm lượng ion sunphat môi trường đất lúa phù sa trung tính chua vùng ĐBSH ảnh hưởng chế độ tưới - Xác định mực nước mặt ruộng phù hợp kỹ thuật tưới tiết kiệm nước nhằm trì dinh dưỡng kẽm lưu huỳnh đất lúa phù sa trung tính chua vùng ĐBSH CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát nguyên tố dinh dưỡng kẽm lưu huỳnh đất 1.2 Vai trò dinh dưỡng kẽm lưu huỳnh lúa 1.3 Thực trạng kẽm lưu huỳnh đất canh tác giới Việt Nam 1.4 Các nguyên nhân làm giảm kẽm dễ tiêu sunphat đất 1.5 Chuyển hóa Zndt S-SO42- đất ngập nước 1.6 Tổng quan phương pháp tưới tiết kiệm nước 1.7 Các nghiên cứu nước liên quan đến luận án 1.8 Khái quát đất phù sa trung tính chua vùng đồng sông Hồng 1.9 Luận giải cho vấn đề nghiên cứu luận án CHƯƠNG II MÔ TẢ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mô tả khu vực nghiên cứu Khu vực nghiên cứu thuộc xã An Viên, Tiên Lữ, Hưng Yên Địa hình tương đối phẳng, cao độ trung bình 3,5 m, khí hậu đặc trưng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ khơng khí trung bình năm 23oC Lượng mưa 1500÷1700 mm/năm 80,88 % đất canh tác An Viên thuộc nhóm phù sa trung tính, chua khơng bồi hàng năm Thành phần giới từ thịt trung bình đến sét nhẹ (tỷ lệ sét 20÷30 %), có màu nâu tươi đặc trưng, phản ứng trung tính (pHKCl: 6,5÷8), độ no bazơ cao (BS % > 70 %), hàm lượng hữu (OC %: 1,5÷2,0 %); đạm tổng số trung bình (N %: 0,12÷0,15 %); lân kali (P2O5 %: 0,11÷0,15 %); (K2O %: 1,6÷2,2 %) An Viên có trạm bơm hoạt động phục vụ sản xuất, tổng công suất 10.054 m3/h, nguồn nước tưới lấy từ sông Cửu An 85 % hệ thống kênh mương kiên cố hóa bê tơng 2.2 Đối tượng nghiên cứu Bảng 2.6 Cơng thức bón phân áp dụng cho ruộng thí nghiệm Thời điểm bón Bón lót ngày trước cấy Bón thúc lần ngày sau cấy Bón thúc lần 25 ngày sau cấy Bón thúc lần 50-55 ngày sau cấy Tổng số (kg) Tỉ lệ (%) Lượng phân /1 Đạm (kg) Lân (kg) Kali (kg) 83 167 139 278 83 278 56 83 361 722 83 31 62 Giống lúa Khang dân 18 gieo trồng phổ biến Hưng n có đặc tính sinh trưởng khỏe Mật độ cấy: tỉ lệ 4÷5 dảnh/khóm, mật độ 20×20 cm Bảng 2.7 Một số tiêu chất lượng nước tưới sông Cửu An QCVN 39:2011/BTNMT Kết TT Chỉ tiêu Đơn vị pH DO TS Tỉ số hấp phụ natri ClSO42B As tổng số Cd tổng số mg/l 10 Cr tổng số mg/l 11 Hg tổng số mg/l 12 13 14 15 Cu tổng số Pb tổng số Zn tổng số Zn2+ mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 1/2015 6/2015 1/2016 6/2016 7,63 6,8 183,1 7,3 8,0 204,7 7,13 8,1 205,7 7,24 8,00 211,5 5,5 - ≥2 2000 5,86 5,97 6,17 6,22 20,83 1,0 0,030 0,010 KPH (