Ảnh hưởng của quá trình khô tái ẩm đến sự biến động sinh khối vi sinh vật các bon trong đất xám bạc màu haplic acrisols và đất phù sa không được bồi orthofluvic fluvisols

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA LÂM HỌC o0o KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH KHƠ - TÁI ẨM ĐẾN SỰ BIẾN ĐỘNG SINH KHỐI VI SINH VẬT CÁC BON TRONG ĐẤT XÁM BẠC MÀU (Haplic Acrisols) VÀ ĐẤT PHÙ SA KHÔNG ĐƯỢC BỒI (Orthofluvic Fluvisols) NGÀNH: LÂM SINH MÃ NGÀNH: 7620205 Giáo viên hướng dẫn : TS Đinh Mai Vân ThS Trần Thị Quyên Sinh viên thực : Triệu Phúc Nghĩa Mã sinh viên : 1653010823 Lớp : K61A – Lâm sinh Khóa học : 2016 – 2020 Hà Nội 2020 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình học ngành Lâm Sinh Trường Đại học Lâm Nghiệp, cho phép Trường Đại học Lâm Nghiệp, khoa Lâm học môn Khoa học đất, tơi tiến hành thực khóa luận tốt nghiệp “ Ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm đến biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu (Haplic Acrisols) đất phù sa không bồi (Orthofluvic Fluvisols)” Trong trình thực hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ quý thầy cô, bạn bè người thân Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy Cô Trường Đại học Lâm Nghiệp, khoa Lâm học, Bộ môn khoa học đất tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn với lịng biết ơn sâu sắc tới hướng dẫn tốt nghiệp TS Đinh Mai Vân, ThS Trần Thị Quyên tận tình giúp đỡ dạy cho tơi trơng suốt thời gian làm khóa luận Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến giúp đỡ nhiệt tình người đân địa phương xã thuộc huyện Sóc Sơn huyện Thường Tín q trình lấy mẫu đất ngồi thực địa Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Triệu Phúc Nghĩa MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ, HÌNH vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 2.2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2.2 Mục tiêu cụ thể 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Nghiên cứu số tính chất đất phù sa khơng bồi đất xám bạc màu 2.3.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 2.3.3.Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu, thông tin 2.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa, lựa chọn địa điểm lấy xử lý mẫu đất 2.4.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm 2.4.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm phịng 2.4.5 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm Chương ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI 10 3.1 Điều kiện tự nhiên huyện Sóc Sơn 10 3.1.1 Vị trí địa lý 10 3.1.2 Địa hình 10 3.1.3 Khí hậu 10 3.1.4 Thủy văn 11 3.2 Các nhân tố kinh tế - xã hội huyện Sóc Sơn 11 3.3 Điều kiện tự nhiên huyện Thường Tín 11 3.3.1 Vị trí địa lý 11 3.3.3 Khí hậu 12 3.3.4 Thủy văn 12 3.4 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Thường Tín 12 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 13 4.1 Nghiên cứu số tính chất đất khu vực nghiên cứu 13 4.1.1 Kết nghiên cứu số tính chất đất 13 4.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 15 4.3 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Con Đối chứng DW Khơ – tái ẩm OTC Ơ tiêu chuẩn TC Hàm lượng Cacbon tổng số BĐKH Biến đổi khí hậu CEC Khả trao đổi cation (Cation exchange capacity) OM Hàm lượng mùn DANH MỤC BẢNG Bảng Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu 13 DANH MỤC BIỂU ĐỒ, HÌNH Hình 2.1 Địa điểm lấy mẫu đất huyện Thường Tín Sóc Sơn, Hà Nội Biểu đồ Biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi Thường Tín ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 16 Biểu đồ Biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu Sóc Sơn ảnh hưởng trình khơ – tái ẩm 17 ĐẶT VẤN ĐỀ Q trình khơ hạn – tái ẩm (DW) trình thường xuyên xảy đất coi trình vơ phổ biến gây ảnh hưởng lên nhiều loại đất; đặc biệt tầng lớp mặt (Blackwell et al 2013) Quá trình dẫn đến thấm lọc qua màng tế bào, phá vỡ màng tế bào vi sinh vật phá vỡ hạt kết cấu đất (Schimel et al 1999; Kaiser et al 2015) Chu trình khơ - tái ẩm ảnh hưởng tới vi sinh vật hai lần áp lực, áp lực đất khô áp lực tái ẩm đất khô (Ouyang and Li 2013) Khi nước đất giảm, tế bào bị phá hủy chất dinh dưỡng giải phóng vào dung dịch đất màng tế bào trở thành phần chất hữu Tóm lại, độ ẩm đất nhân tố quan trọng thường xuyên ảnh hưởng đến sinh khối vi sinh vật đất, đặc biệt tình hình nắng nóng kéo dài kèm theo mưa lớn dự đốn thường xuyên xảy Trên sở đó, đề tài nghiên cứu: “Ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm đến biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xác bạc màu (Haplic Acrisols) đất phù sa không bồi (Orthofluvic Fluvisols)” Đề tài thực nhằm cung cấp sở khoa học thực tiễn góp phần quan trọng quản lý bảo vệ đất trước tình hình biến đổi khí hậu giúp cho nhà khoa học quan quản lý có biện pháp quản lý đất bền vững Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Quá trình khơ tái ẩm (D/W) q trình phi sinh học, thường xuyên xảy tầng đất mặt, chu trình dẫn đến thấm lọc qua màng tế bào, phá vỡ màng tế bào vi sinh vật phá vỡ hạt kết cấu đất (Schimel et al 1999; Kaiser et al 2015) Q trình khơ – tái ẩm ngày diễn ngày tăng cường độ tần suất ảnh hưởng khí hậu tồn cầu ngày gia tăng cường độ phạm vi Quá trình khơ tái ẩm (D/W) kết hợp hai trình, trình sinh học q trình vật lý; ví dụ áp suất thẩm thấu tiêu giảm tế bào, hồi phục, tái hoạt động vi sinh vật thay đổi cấu trúc đất sau tái ẩm (Blackwell et al 2013) Q trình khơ - tái ẩm q trình xảy thường xun có tác động lớn đến hầu hết loại đất (Blackwell et al 2013) Mức độ tác động trình D/W lên sinh khối vi sinh vật đất phụ thuộc vào 02 yếu tố: hàm lượng chất hữu đất thành phần giới đất Chất hữu nguồn thức ăn trực tiếp vi sinh vật thường tỉ lệ với sinh khối vi sinh vật đất Do đó, hàm lượng chất hữu đất sinh khối vi sinh vật đất thị quan trọng thể chuyển hóa dinh dưỡng đất Sự bền vững hợp chất hữu đất bị chi phối mạnh thành phần giới đất cách trực tiếp gián tiếp (Flante et al., 2006) Một cách trực tiếp, hạt giới đất hấp phụ giữ hợp chất hữu bề mặt khoáng nên cấp hạt khống có kích thước nhỏ sét limon có tiết diện lớn hấp phụ nhiều chất hữu (Hassink, 1997; Kiem et al., 2002; Kiem and Koăgel-Knabner, 2002) Mt cỏch giỏn tip, cấp hạt giới nhỏ cịn “khóa” chất hữu khoảng hổng nhỏ khiến cho vi sinh vật tiếp cận để phân hủy (Sorensen, 1972) Ngược lại, chất hữu đóng vai trò quan trọng việc cải thiện cấu trúc đất làm tăng khả giữ nước đất Quá trình D/W cho nguyên nhân làm tăng hàm lượng C N bị khống hóa Sự tiếp nối q trình khơ - ẩm làm phá vỡ cấu trúc đất (Blackwell et al 2013) khiến cho chất hữu vốn bị hấp phụ bề mặt khống bị đẩy ngồi trở lên dễ tiếp cận vi sinh vật phân giải (Jenkinson and Powlson, 1976; Lund and Gokssyr, 1980; Kieft et al, 1987) Mặc dù dễ tiếp cận với nguồn chất sinh khối vi sinh vật lại bị giảm q trình khơ tái ẩm theo chế sinh lý học Khi đất bị khơ, vi sinh vật phải tích lũy chất tan thể chúng để chống lại nước (Harris,1981; Schimel et al., 2007) Khi đất tái ẩm, tế bào vi sinh vật nhanh chóng bị căng lên nước dễ dàng bị phá vỡ áp suất thẩm thấu (Xiang et al, 2008) Kết trình làm cho sinh khối vi sinh vật bị giảm đi, đặc biệt chu kỳ trình khô - tái ẩm Việt Nam quốc gia bị ảnh hưởng nặng nề biến đổi khí hậu theo dự đốn Ủy ban Liên phủ Biến đổi khí hậu (IPCC, 2007) Khí hậu nắng, nóng dẫn đến mùa khơ kéo dài tượng xảy ngày tăng cường độ phạm vi nhiều vùng, miền Việt Nam (Monre 2012a, b) Trong kỷ 21, nhiệt độ trung bình của Việt Nam dự đốn tăng từ 1,6 đến 30C, đặc biệt số vùng miền nhiệt độ tăng từ 2,5 ÷ 3,70C (IPCC 2007; Monre 2012a, b) Khí hậu thay đổi có nghĩa khơ hạn đến mức cực đoan kèm theo mưa lớn ngày gia tăng Vì vậy, q trình khơ-tái ẩm diễn với mức độ thường xuyên tương lai, ảnh hưởng trực tiếp đến phân giải chất hữu đất sinh khối vi sinh vật đất Trên giới có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng trình khô-tái ẩm đến tỷ lệ nấm - vi khuẩn, phản ứng cộng đồng vi sinh vật Nhưng thí nghiệm thực điều kiện khơ từ từ tái ẩm lượng nước đạt đến 50÷60% tổng lượng nước bão hịa đất Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam, q trình khơ – tái ẩm diễn cường độ mạnh đất khô khơ đến mức cực hạn mưa xuống dồn dập độ ẩm đất thường đạt mức 100÷200 % Theo tìm hiểu nhóm nghiên cứu, chưa có nghiên cứu ảnh hưởng q trình khơ - tái ẩm đến sinh khối vi sinh vật mối tương quan với thành phần giới đất thực Việt Nam Kết nghiên cứu góp phần vào việc quản lý dinh dưỡng đất nhằm đáp ứng với biến đổi khí hậu Việt Nam Nghiên cứu ảnh hưởng trình thay đổi đột ngột độ ẩm đất trình băng tuyết tan q trình khơ-tái ẩm đến chuyển hóa cacbon (C) nitơ (N2) đất thực từ kỷ 20 (Birch, 1958; Orchard and Cook, 1983; Vogt et al, 1986) Số lượng nghiên cứu thay đổi chu trình khơ-tái ẩm ngày tăng với ghi nhận có 222 nghiên cứu tìm thấy Web of Science Google Scholar từ năm 1950 đến 2011 Các nghiên cứu thay đổi đột ngột độ ẩm đất làm tăng lượng nước dễ tiêu đất, bổ sung nước cho tế bào vi sinh vật, tăng trao đổi chất vi sinh vật hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu đất (Kim et al., 2012) Quá trình khơ-tái ẩm cho làm tăng loại khí nhà kính CO2 N2O (Joos et al, 2010; Castaldi et al, 2010; Yao et al, 2010; Ghude et al, 2010) Trước ảnh hưởng biến đổi khí hậu xuất nhiều tượng thời tiết cực đoan, q trình khơ-tái ẩm tiếp diễn ngày phổ biến tương lai gần, đặc biệt khu vực nhiệt đới Vì vậy, nghiên cứu cần thiết để làm sở cho việc quản lý dinh dưỡng đất phát thải khí nhà kính từ đất Mặc dù giới có nhiều nghiên cứu ảnh hưởng q trình khơ-tái ẩm tồn hạn chế sau: i) hầu hết q trình tái ẩm đất khơ mô mức độ ẩm đồng ruộng (60%) thực tế mức tái ẩm mưa rào nhiệt đới làm độ ẩm đất tăng đột ngột lên 100% độ ẩm bão hòa; ii) chưa có nghiên cứu ảnh hưởng q trình khơ-tái ẩm loại đất trồng trọt Việt Nam Do đó, nghiên cứu chúng tơi đề xuất nhằm giải 02 vấn đề tồn 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Những tổn thất kinh tế tác động BĐKH cộng với chi phí khắc phục thiệt hại làm giảm mức tăng trưởng kinh tế nhiều quốc gia 2.2 Mục tiêu nghiên cứu 2.2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến vi sinh vật đất làm sở đề xuất biện pháp quản lý sử dụng đất bền vững 2.2.2 Mục tiêu cụ thể Xác định biến động sinh khối vi sinh vật cacbon ảnh hưởng q trình khơ hạn-tái ẩm 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Nghiên cứu số tính chất đất phù sa không bồi đất xám bạc màu + Thành phần giới đất + Hàm lượn Cacbon tổng số (TC%) + pHKCl 2.3.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 2.3.3.Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu, thông tin Tiến hành thu thập tài liệu thông tin liên quan đến đề tài nghiên cứu từ cơng trình khoa học, báo, tạp chí, sách chun khảo ngồi nước 2.4.2 Phương pháp khảo sát thực địa, lựa chọn địa điểm lấy xử lý mẫu đất Tiến hành khảo sát thực địa, lựa chọn địa điểm lấy mẫu đất đại diện cho nhóm đất xám bạc màu địa bàn huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội Lấy mẫu đất theo TCVN 7538-2:2005 Các mẫu đất xử lý nhặt hết tạp vật, đá, sỏi Các mẫu đất rây qua rây có đường kính 2mm Các mẫu trộn đều, giữ nhiệt độ 50C để nghiên cứu tính chất lý hóa học Một phẩn nhỏ mẫu đất phơi khơ tự nhiên khơng khí, sau xử lý rây qua rây để xác định hàm lượng Nitơ tổng số, cacbon tổng số, phốt tổng số 2.4.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm Các mẫu đất gửi phân tích tính chất lý hóa phịng thí nghiệm phân tích đất, Viện Địa lý, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Chi tiết tiêu phương pháp áp dụng trình bày sau: Bảng 4.1 Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu Chỉ tiêu Phương pháp Thành phần giới đất TCVN 5979:2007 pHKCl TCVN 5979:2007 Hàm lượng cacbon tổng số TCVN 6642:2000 đất 2.4.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm phịng Thiết lập thí nghiệm: Mẫu đất đóng hộp nhựa để đảm bảo dung trọng 1,14 g/cm3 với dung trọng tầng đất mặt điều kiện thực tế Tất mẫu thí nghiệm điều chỉnh đến 60% độ ẩm bão hòa đất ủ từ tuần trước trình khô hạn bắt đầu Sau giai đoạn ủ, mẫu đất chia thành hai phương pháp xử lí : khô hạn (DW) đối chứng (Con) với lần nhắc lại Các mẫu đối chứng đậy nắp để giữ cho độ ẩm đất không thay đổi (60% độ ẩm bão hịa) tồn thời gian thí nghiệm, mẫu khơ hạn nắp hộp mở q trình khơ khơng khí bắt đầu Khi độ ẩm mẫu đất DW giảm xuống 20 % (thời điểm T0) tái ẩm cho đất nước cất tinh khiết để đạt độ ẩm bão hòa 60 % Ngay sau tái ẩm, 24 (gọi thời điểm T24) 72 (gọi thời điểm T72) tiếng sau tái ẩm, đất mẫu tái ẩm mẫu đối chứng lấy phân tích để xác định sinh khối vi sinh vật cacbon đất Thí nghiệm bố trí nêu thời điểm lấy mẫu, thí nghiệm lặp lại lần Cụ thể: loại đất x cơng thức thí nghiệm x thời điểm lấy mẫu x lần lặp lại; tổng 18 mẫu 2.4.5 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm Các tiêu xác định với lần lặp - Tổng Cacbon (TC) Các mẫu đất tầng mặt sấy nhiệt độ 105oC để phân tích tiêu tổng số Tổng cacbon xác định phương pháp Walkley Black - pHKCl: TCVN 5979:2007 - Sinh khối vi sinh vật cacbon đất (Cmic MBC) Sinh khối vi sinh vật phân giải cacbon xác định theo thời điểm theo phương pháp chiết xông Sau xông mẫu đất CHCl3, mẫu đất chiết xuất dung dịch K2SO4 0,5M với tỷ lệ 1:5 Sinh khối vi sinh vật cacbon (Cmic), xác định thông qua khác hàm lượng cacbon mẫu xông mẫu không xông hơi, sử dụng hệ số chiết tách 0,45 (Joergensen et al 1998, Vance et al 1987) 2.4.6 Phương pháp tính tốn thống kê phân tích số liệu Xử lý số liệu phân tích kết Sử dụng phần mềm Excel để xác định tiêu, phân tích đánh giá số liệu Kết phân tích tổng hợp qua bảng tính hình vẽ theo tính chất vật lý, hóa học đất khu vực nghiên cứu Chương ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI 3.1 Điều kiện tự nhiên huyện Sóc Sơn 3.1.1 Vị trí địa lý Huyện Sóc Sơn huyện ngoại thành Hà Nội Với diện tích 314 km², rộng số 14 quận huyện thành phố, chiếm 1/10 tổng diện tích tồn thành phố dân số chiếm khoảng 1/21 tổng dân số tồn thành phố Sóc Sơn có vị trí nằm phía bắc cách trung tâm khoảng 35 km Vị trí huyện Sóc Sơn vùng chuyển tiếp đồng trung du nên địa hình phức tạp, đất đai đa dạng phần lớn đất bạc màu Địa hình nằm vùng chuyển tiếp từ vùng núi Tam Đảo xuống đồng Sông Hồng, huyện trung du, đồi núi, địa hình đa dạng, phức tạp, có độ dốc thoải dần từ Tây Bắc xuống Đơng Nam - Phía Đơng giáp tỉnh Bắc Giang Bắc Ninh - Phía Tây giáp huyện Mê Linh tỉnh Vĩnh Phúc - Phía Nam giáp huyện Đơng Anh - Hà Nội - Phía Bắc giáp huyện Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên Huyện Sóc Sơn đầu mối giao thông nối liền thủ đô Hà Nội với khu công nghiệp, trung tâm, dịch vụ lớn khu vực tam giác kinh tế phía Bắc, tỉnh phía Bắc Đơng Bắc nước ta quốc lộ 2, quốc lộ 3, quốc lộ 18, tuyến đường sắt tỉnh phía bắc, đường thuỷ… 3.1.2 Địa hình Địa hình huyện bán sơn địa, thuộc vùng trung du phía Nam dãy Tam Đảo, cao trung bình từ - 20m Phía Bắc Tây Bắc khu vực đồi núi 3.1.3 Khí hậu - Sóc Sơn nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa rõ rệt:mùa mưa từ tháng đến tháng 10, mùa khô, lạnh từ tháng 11 đến tháng năm sau 10 Tổng nhiệt độ hàng năm đạt: 8.500 – 9.000ºC, nhiệt độ bình quân năm 23,5ºC Độ ẩm khơng khí trung bình / năm là: 84% - Lượng mưa trung bình / năm là: 1.670mm, năm mưa 1.000mm, năm mưa nhiều 2.630mm, song lượng mưa phân phối không năm, mùa mưa tập trung vào tháng 7,8,9 lượng mưa chiếm từ 80 – 85% lượng mưa năm, mùa thường có trận mưa kéo dài, có gió xốy bão 3.1.4 Thủy văn Sóc Sơn có mạng lưới suối, kênh, mương dày từ 1,2 – 1,5 km/km² Bao gồm: suối Cầu Chiền, suối Cầu Lai, suối Thanh Hoa, sông Lương Phú, suối Đồng Quang, ngịi Nội Bài Chảy sơng bao quanh huyện là: sơng Cơng (phía Bắc), sơng Cầu (phía Đơng) sơng Cà Lồ (phía Nam) 3.2 Các nhân tố kinh tế - xã hội huyện Sóc Sơn Năm 2011 dân số huyện có 298.125 người, đó: dân số đô thị 4.448 người, chiếm 1,49%, dân số nông thôn 293.677 người chiếm 98,51% Dân cư huyện phân bố khơng đều, có chênh lệch lớn mật độ dân cư xã, thị trấn Là huyện có tốc độ thị hố thấp so với quận huyện Hà Nội nên Sóc Sơn huyện nông nghiệp Sản xuất nông nghiệp nguồn thu nhập chủ yếu để ổn định đời sống tỉ lệ dân cư lớn Sóc Sơn 3.3 Điều kiện tự nhiên huyện Thường Tín 3.3.1 Vị trí địa lý Huyện Thường Tín nằm dọc Quốc lộ 1A, cách trung tâm thành phố Hà Nội 13km phía Nam, có ranh giới tiếp giáp sau: - Phía Bắc giáp huyện Thanh Trì - Phía Nam giáp huyện Phú Xun - Phía Đơng giáp huyện Văn Giang huyện Khoái Châu tỉnh Hưng Yên, với dải ngăn cách tự nhiên sơng Hồng - Phía Tây giáp huyện Thanh Oai 3.3.2 Địa hình 11 Thường Tín huyện đồng sơng Hồng, địa hình tương đối phẳng, độ chênh lệch cao thấp vùng không đáng kể Địa hình có hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Đơng sang Tây Địa hình có độ cao so với mực nước biển từ - 8m Sự thiếu hụt bồi tích hệ thống sơng làm cho bề mặt địa hình phần lớn diện tích đồng thấp bề mặt bãi bồi đê thường bị úng lụt vào mùa mưa Tại khu đồng thấp, tập quán giữ nước trồng lúa làm cho đất bị gley Vùng đất ngồi bãi nằm dọc theo triền sơng lớn có tượng xói lở, chia cắt làm bề mặt thay đổi hình dạng vùng diện tích khu đất 3.3.3 Khí hậu Thường Tín nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng: mùa hè nóng ẩm, mưa nhiều mùa đơng khơ lạnh, mưa Thường Tín chịu ảnh hưởng loại gió rõ rệt, gió đơng bắc xuất vào mùa đơng gió đơng nam xuất vào mùa hè Ngồi ra, vào tháng chuyển tiếp mùa xuất gió tây nam đơng nam 3.3.4 Thủy văn Địa bàn huyện có sơng lớn chảy qua sông Hồng sông Nhuệ - Sông Hồng nằm phía đơng chạy theo ranh giới huyện Thường Tín, với chiều dài khoảng 20 km, đóng vai trị quan trọng giao thơng đường thủy, nguồn cung cấp nước tưới cho sản xuất nông nghiệp cấp nước cho đời sống sinh hoạt nhân dân - Sơng Nhuệ nằm phía tây, nguồn cung cấp nước tiêu thoát nước quan trọng cho sản xuất nơng nghiệp Ngồi địa bàn huyện cịn có sơng Tơ Lịch chảy qua với chiều dài 12km, lịng sơng bị bụi, rác, thực vật che phủ nên tốc độ dòng chảy chậm 3.4 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Thường Tín Năm 2018, tổng giá trị sản xuất công nghiệp, xây dựng huyện Thường Tín đạt 14.107 tỷ đồng, tăng, giá trị thương mại dịch vụ đạt 9.002 tỷ đồng, tổng 12 giá trị sản xuất nông nghiệp đạt 1.477 tỷ đồng, tổng thu ngân sách Nhà nước ước thực 563.339 triệu đồng Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Nghiên cứu số tính chất đất khu vực nghiên cứu 4.1.1 Kết nghiên cứu số tính chất đất Kết nghiên cứu số tính chất đất phù sa khơng bồi khu vực Thường Tín đất xám bạc màu khu vực Sóc Sơn thể bảng 4.1 Bảng Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu TT Phân loại đất Thành phần giới (TPCG) TC pHKCl Sét Limon Cát (%) (%) (%) 11,57 16,74 73,84 Thịt pha cát 6,0 ± 0,30 0,56 ± 0,03 13,03 29,84 57,13 Thịt pha cát 5,0 ± 0,26 0,48 ± 0,02 Phân loại (%) Đất Phù sa (Thường Tín) Đất xám bạc màu (Sóc Sơn) * Độ chua hoạt tính (pH KCl) đất Độ pH đất thước đo độ axit tính bazơ (độ kiềm) đất Trong đất, giá trị pH thường khoảng từ đến 10, với trung tính Đất chua có giá trị pH đất kiềm có giá trị pH Độ pH đất coi biến số đất ảnh hưởng đến nhiều q trình hóa học Nó đặc biệt ảnh hưởng đến lượng dinh dưỡng thực vật cách kiểm sốt dạng hóa học chất dinh dưỡng khác ảnh hưởng đến phản ứng hóa học mà chúng trải qua Phạm vi pH tối ưu cho hầu hết 13 trồng từ 5,5 đến 7,5 (trích “Độ ph đất”); nhiên, nhiều loại trồng thích nghi để phát triển mạnh độ pH nằm phạm vi - Với kết thu từ nghiên cứu cho ta thấy đất xám bạc màu khu vực Sóc Sơn có phản ứng chua với giá trị pH KCl 5,0 ± 0,26 mơi trường đất thích hợp để hịa tan Al³⁺ Đất phù sa không bồi khu vực nghiên cứu Thường Tin có phản ứng chua trình bình với giá trị pHKCl 6,0±0,20 * Hàm lượng Cacbon tổng số (TC%) Kết hàm lượng cacbon tổng số đất biểu thị bảng 4.1 cho thấy hàm lượng mùn hai loại đất: đất xám bạc màu Sóc Sơn đất phù sa khơng bồi Thường Tín thuộc mức thấp Hàm lượng mùn đất phù sa không bồi lớn hàm lượng mùn đất xám bạc màu Kết nhận định hội Khoa học đất Việt Nam (2000) Họ chứng minh đất xám bạc màu có nhược điểm chua, nghèo dinh dưỡng * Thành phần giới Thành phần giới tính chất lý học quan trọng đất Tỷ lệ thành phần cấp hạt, % cấp hạt sét (d < 0,002 mm) có quan hệ mật thiết với khả hấp phụ trao đổi cation, độ xốp, độ thấm, khả giữ nước chất dinh dưỡng từ phân bón, v.v… Kết phân tích thành phần giới (Bảng 1) phân loại đất theo thành phần giới USDA/Soil Taxonomy cho thấy hai loại đất thuộc loại đất thịt pha cát Kết hoàn tồn trùng với kết phân tích thành phần giới đất Việt Nam thực Nguyễn Quang Hải Kazuhiko Egashira (2008) Đất xám bạc màu Sóc Sơn thường phân bố xã gò đồi vùng đồng xen giữa, hàm lượng mùn chất dinh dưỡng thấp (Tống Võ Lệ Hà, 2011) Ngược lại, đất phù sa Thường Tín bồi đắp dịng sơng sơng Hồng sông Nhuệ Sự khác thành phần giới 14 loại đất chủ yếu tỷ lệ cấp hạt cát đất phù sa cao 29% so với đất xám bạc màu 4.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng trình khơ – tái ẩm Kết phân tích biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi đất xám bạc màu khu vực nghiên cứu thể biểu đồ 4.1 biểu đồ 4.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi Thường Tín cacbon ảnh hưởng có khác (biểu đồ 4.1).Tại thời gian T0 với giá trị đối chứng (Control) 560,33 mg/kg sau q trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 76,24 mg/kg, nhỏ 0,13 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng Tại thời gian T24 với giá trị đối chứng (Control) 540,92 mg/kg sau q trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 81,28 mg/kg, nhỏ 0,15 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng.Tại thời gian T72 với giá trị đối chứng (Control) 544,71 mg/kg sau q trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 1135,46 mg/kg, lớn 2,08 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng Sinh khối vi sinh vật bon lớn thời điểm 72 sau tái ẩm Kết luận: Sinh khối vi sinh vật cacbon mẫu đất trải qua q trình khơ – tái ẩm có giá trị nhỏ giá trị mẫu đối thời điểm sau tái ẩm sau 24 sau tái ẩm Sau điều ngược lại lại xảy vảo thời điểm 72 sau tái ẩm Tuy nhiên, so sánh sinh khối vi sinh vật bon mẫu đất khô – tái ẩm thời điểm từ T0 đến T24 sinh khối vi sinh vật tăng nhẹ, từ T24 đến T72 sinh khối vi sinh vật tăng mạnh 15 Biểu đồ Biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa khơng bồi Thường Tín ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm Ghi chú: Control: đối chứng; DW: trải qua trình khô – tái ẩm; T0: thời điểm sau tái ẩm; T24, T72 24 tiếng, 72 tiếng sau bắt đầu tái ẩm 4.3 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm Sự biến động sinh khối vi sinh vật ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm đất xám bạc màu địa điểm nghiên cứu huyện Sóc Sơn có biến động sau: Tại thời gian T0 với giá trị đối chứng (Control) 57,05 mg/kg sau q trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 39,39mg/kg, nhỏ 0,6 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng Tại thời gian T24 với giá trị đối chứng (Control) 63,06mg/kg sau q trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 287,53mg/kg, lớn 4,5 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng Tại thời gian T72 với giá trị đối chứng (Control) 68,08 mg/kg sau trình khơ – tái ẩm (DW) có giá trị 1199,89 mg/kg, lớn 16 17,6 lần sinh khối vi sinh vật so với giá trị sinh khối vi sinh vật đối chứng Sinh khối vi sinh vật cacbon lớn thời điểm 72 sau tái ẩm Kết luận: Sinh khối vi sinh vật cacbon mẫu đất đối chứng khơng có thay đổi đáng kể, giá trị mẫu đất trải qua q trình khơ - tái ẩm có chiều hướng tăng lên sau q trình khơ – tái ẩm (biểu đồ 4.2) Biểu đồ Biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu Sóc Sơn ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm Ghi chú: Control: đối chứng; DW: trải qua q trình khơ – tái ẩm; T0: thời điểm sau tái ẩm; T24, T72 24 tiếng, 72 tiếng sau bắt đầu tái ẩm Nhận xét chung cho sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu đất phù sa không bồi hai khu vực nghiên cứu Trong đất phù sa không bồi, sinh khối vi sinh vật đạt giá trị cao độ ẩm thông thường (60%) độ trữ ẩm đồng ruộng sau tái ẩm 72h Kết tương tự thể đất xám bạc màu thời điểm sau tái ẩm 72h Nghiên cứu ảnh hưởng khô hạn lên sinh khối vi sinh vật thực nhóm tác giả Hueso et al (2011) khẳng định điều kiện khô hạn làm giảm sinh khối vi sinh vật từ 48 đến 63% cho dù mức khơ hạn có kéo dài đến 17 tháng khơng gây phá hủy hệ vi sinh vật đất Kết nghiên cứu nhóm tác giả cho thấy hoạt tính sinh khối vi sinh vật phục hồi mạnh mẽ sau tái ẩm Kết nghiên cứu đề tài cho thấy điều kiện khô hạn tác động lên loại đất có nguồn gốc phát sinh khác sinh khối vi sinh vật bị giảm Cụ thể là, sinh khối vi sinh vật giảm đến lần điều kiện khô hạn giảm 1,35 lần đất xám bạc màu Sự phục hồi sinh khối vi sinh vật sau 24h tái ẩm lại mạnh thời điểm sau 72h, đặc biệt đất xám bạc màu 18 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đất hai khu vực nghiên cứu (đất xám bạc màu Sóc Sơn, đất phù sa khơng bồi Thường Tín) thuộc loại đất thịt pha cát Giá trị pH đất xám bạc màu đất phù sa không bồi 5,0 6,0 Tổng Cacbon (%) hai loại đất, đất xám bạc màu đất phù sa không bồi mức thấp Q trình khơ tái ẩm ảnh hưởng đáng biến đổi sinh khối vi sinh vật đất đất xám bạc màu đất phù sa không bồi Cụ thể, khô hạn làm giảm sinh khối vi sinh vật đất trình tái ẩm giúp phục hồi sinh khối vi sinh vật phục hồi lại quần thể vi sinh vật đất Sinh khối vi sinh vật Cacbon lớn thời điểm 72 sau tái ẩm KIẾN NGHỊ Kết q trình khơ – tái ẩm tăng sinh khối vi sinh vật đất, từ cho thấy vai trị q trình Vì vậy, cần có nghiên cứu ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm đến dinh dưỡng đất, cộng đồng vi sinh vật đất 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nam Ma Thùy Nhung (2018), Sự giải phóng phốt dễ tiêu từ loại rừng khác ảnh hưởng q tình khơ hạn Khóa luận tốt nghiệp Hội Khoa học Đất Việt Nam, 1996 Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội Đinh Mai Vân, Ma Thùy Nhung, Trần Thị Quyên, Trần Thị Hằng (2019), Bước đầu nghiên cứu giải phóng phốt hòa tan đất rừng ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm điều kiện phịng thí nghiệm tạp chí Khoa học Lâm Nghiệp, số 1, năm 2019 Đinh Mai Vân, Nguyễn Minh Thanh, Trần Thị Hằng (2020), Ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm đến thay đổi hàm lượng phốt hịa tan tầng đất rừng nhiệt đới Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, số 24 năm 2019 Tài liệu tiếng nước Blackwell, M.S.A., Carswell, A.M., Bol, R., 2013 Variations in concentrations of N and P forms in leachates from dried soils rewetted at different rates Biol Fertil Soils 49:79–87 Dinh M-V, Guhr A, Spohn M, Matzner E (2017) Release of phosphorus from soil bacterial and fungal biomass following drying/rewetting Soil Biology and Biochemistry 110:1–7 Dinh M-V, Schramm T, Spohn M, Matzner E (2016) Drying–rewetting cycles release phosphorus from forest soils J Plant Nutr Soil Sci 179:670–678 d Harris R F., 1981 Effect of water potential on microbial growth and activity In Water Potential Relations in Soil Soil desiccation and microbial biomass 123 Microbiology (J F Parr, W R Gardner and L F Elliott, Eds), pp 23-95 Soil Science Society of America, Madison Hassinka, J., Whitmore, A.P., Kubát, J., 1997 Size and density fractionation of soil organic matter and the physical capacity of soils to protect organic matter European Journal of Agronomy 7, 189–199 Kieft T L., Soroker E and Firestone M K (1987) Microbial biomass response to a rapid increase in water potential when dry soil is wetted Soil Biology & Biochemistry 19, 119-126 Marschner H D (1996) Mineral nutrition of higher plants Ann Bot 78:527–528 Ouyang Y, Li X (2013) Recent research progress on soil microbial responses to drying–rewetting cycles Acta Ecol Sin 33:1–6 Pierzynski GM, McDowell RW (2005) Chemistry, cycling, and potential movement of inorganic phosphorus in soils Phosphorus Agric Environ agronomymonogra:53–86 10.Plante, A.F., Conant, R.T., Stewart, C E., Paustian, K., Six, J., 2006 Impact of Soil Texture on the Distribution of Soil Organic Matter in Physical and Chemical Fractions Soil Sci Soc Am J 70, 287–296 11.Raghothama KG, Karthikeyan AS (2005) Phosphate acquisition Plant Soil 274:37–49 12.Schachtman DP, Reid RJ, Ayling SM (1998) Phosphorus uptake by plants: from soil to cell Plant Physiol 116:447–453 13.Schmitt A, Glaser B (2011) Organic matter dynamics in a temperate forest soil following enhanced drying Soil Biol Biochem 43:478–489 14.Shen J, Yuan L, Zhang J, et al (2011) Phosphorus Dynamics: From Soil to Plant PLANT Physiol 156:997–1005 15.Sørensen, L.H 1972 Stabilization of newly formed amino-acid metabolites in soil by clay minerals Soil Sci 114:5–11 ... chất đất phù sa không bồi đất xám bạc màu 2.3.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng q trình khơ – tái ẩm 2.3.3 .Sự biến động sinh khối vi sinh. .. loại đất, đất xám bạc màu đất phù sa không bồi mức thấp Q trình khơ tái ẩm ảnh hưởng đáng biến đổi sinh khối vi sinh vật đất đất xám bạc màu đất phù sa không bồi Cụ thể, khô hạn làm giảm sinh khối. .. Cacbon tổng số (TC%) + pHKCl 2.3.2 Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất phù sa không bồi ảnh hưởng trình khơ – tái ẩm 2.3.3 .Sự biến động sinh khối vi sinh vật cacbon đất xám bạc màu ảnh