1,3 - 1,4 1,4 - 1,6 1,6 - 1,8
Đất giàu chất hữu cơ Đất trồng trọt điển hình Đất bị nén ít
Đất bị nén chặt
Những tầng đất bị nén chặt dƣới tầng canh tác Tầng tích tụ bị nén mạnh
Dung trọng của đất đƣợc sử dụng trong việc tính độ xốp của đất, tính khối lƣợng đất canh tác trên 1 ha để xác định trữ lƣợng các chất dinh dƣỡng, lƣợng vôi cần ón cho đất hay trữ lƣợng nƣớc có trong đất...
Dựa vào đặc tính nén của đất dung trọng còn đƣợc dùng để kiểm tra chất lƣợng các công trình thủy lợi, đê, ờ mƣơng máng... để đảm bảo độ vững của các công trình trên đòi hỏi dung trọng cần đạt đƣợc tối thiểu phải lớn hơn 1,5g/cm3
(Trần Văn Chính, 2000).
1.2.6 Tính bền cấu trúc đất
Tính bền cấu trúc đất là sự sắp xếp lại các phần tử với nhau trong đoàn lạp. Tính bền của đất đƣợc xem là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng đất đai. Tính ền của đất có thể tác động mạnh mẽ đặc tính đất cả về hóa học lẫn lý học (Lê Văn Khoa, 2003).
Chỉ số bền đoàn lạp của đất thể hiện độ bền đoàn lạp của tập hợp các phần tử đất. Trên đất cây trồng cạn, chỉ sổ bền đoàn lạp cao giúp đất ít bị rửa trôi hoặc bị đóng váng trong quá trình tƣới, khả năng thấm và thoát nƣớc tốt, có tế khổng to, thoáng khí, có khả năng giữ chất dinh dƣỡng, cấu trúc đất tốt thuận lợi cho sự phát triển của rễ và tránh sự đóng ván trên ề mặt (Võ Thị Gương, 2010).
Cấu trúc đất bị tác động mạnh mẽ bởi hoạt động vi sinh vật trong đất và sự thay đổi trong hình thức quản lí sử dụng đất (Danniel, 1982).
25
Tính bền cấu trúc phụ thuộc vào hàm lƣợng chất hữu cơ, hàm lƣợng sét và các oxit sắt (Trần Kim Tính, 2003).
Đất có thành phần cơ giới nặng và trung ình (đất thịt trung bình, thịt nặng, và đất sét) ở mức độ khá lớn phụ thuộc vào cấu trúc của chúng vì cấu trúc ảnh hƣởng đến mức độ sinh học, không khí, nƣớc nói riêng và dinh dƣỡng cho đất (Trần Kông
Tấu, 2005; Chu Thị thơm và ctv, 2006). Hàm lƣợng thịt cao trong đất thì việc canh
tác đất đƣợc dễ dàng nhƣng lại làm cho tập hợp đất dễ dàng bị phá vỡ (Trần Kim
Tính, 2003). Việc cày xới, làm đất quá nhuyễn, quá kỹ, lực tƣới nƣớc mạnh, mƣa
lớn,… là những nguyên nhân làm đất mất cấu trúc (Lê Huy Bá, 2000).
Ở những vùng trồng lúa có thể rất hữu ít khi xác định sức bền cơ học của đất đa cấu trúc và đất chƣa thuần thục vì các loại đất đó có tính chống chịu kém (Trần Kim Tính, 2003).
26
CHƢƠNG II: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
Sử dụng các dụng cụ và hóa chất trong phòng phân tích vật lý đất của Bộ môn khoa học đất.
Số liệu thí nghiệm đƣợc đƣợc xử lý bằng chƣơng trình Excel và sử dụng phần mềm SPSS 16.0 để thống kê số liệu.
2.2 THỜI GIAN THỰC HIỆN
Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 12 năm 2012 đến tháng 6 năm 2013. Thời gian phân tích từ tháng 1 năm 2013 đến tháng 5 năm 2013, tại phòng thí nghiệm vật lý đất Bộ Khoa môn học đất, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ.
2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Bố trí thí nghiệm
Bảng 2.1 Các đặc tính vật lý, hóa học ban đầu của đất thí nghiệm xã Đông Thạnh, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long. Độ sâu (cm) pHH2O EC (mS/cm) N tổng số (%) Lândễ tiêu (mg/kg) C hữu cơ (%C) Sa cấu (%) Cát Thịt Sét 0-20 5,61 0,18 0,24 7,92 3,07 0,75 55,7 43,6 20-50 5,46 0,25 0,11 3,11 1,34 0,85 52,4 46,7
Thí nghiệm đƣợc thực hiện tại xã Đông Thạnh, thị xã Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long. Bố trí theo thể thức hoàn toàn ngẫu nhiên 1 nhân tố (2 cách quản lý rơm, 2 cách tƣới khô ngập luân phiên và ngập liên tục ), 5 nghiệm thức với 4 lần lặp lại. Thí nghiệm đƣợc bố trí theo sơ đồ Hình 2.1.
CF4 AWD’3 OA4 OA3 AWD4 AWD’4 BS2 BS1 CF2 CF1
BS4 BS3 CF3 AWD3 OA2 OA1 AWD’2 AWD’1 AWD2 AWD1
27 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 2.2 Mô tả nghiệm thức thí nghiệm quản lý nƣớc và quản lý rơm
Nghiệm thức Mô tả
Tƣới ngập liên tục (CF)
Nƣớc trong ruộng đƣợc duy trì 5 – 10cm trong suốt vụ, ngoại trừ rút nƣớc 10 – 14 ngày trƣớc khi thu hoạch.
Tƣới khô – ngập luân phiên
1(AWD)
Giữ ruộng ngập trong giai đoạn 5 – 10 ngày sau sạ; ruộng lúa chỉ đƣợc tƣới trở lại khi mực nƣớc trong ruộng hạ thấp dƣới mặt đất 10 – 15cm. Cần duy trì ngập nƣớc 5 – 7 ngày trong giai đoạn trổ. Rút nƣớc 10 – 14 ngày trƣớc khi thu hoạch.
Tƣới khô – ngập luân phiên
(AWD’)
Giữ ruộng ngập trong giai đoạn 5 – 10 ngày sau sạ; ruộng lúa chỉ đƣợc tƣới trở lại khi mực nƣớc trong ruộng hạ thấp dƣới mặt đất 15 – 20cm. Cần duy trì ngập nƣớc 5 – 7 ngày trong giai đoạn trổ. Rút nƣớc 10 – 14 ngày trƣớc khi thu hoạch.
Rơm vùi (BS) Vùi rơm tƣơi vào đất với lƣợng 6 tấn/ha
Rơm ủ (OA) Bón phân hữu cơ từ rơm ủ với Trichoderma, lƣợng bón 6 tấn/ha Giống lúa sử dụng là giống OM 5451, thời gian sinh trƣởng 85 – 90 ngày, phân đƣợc bón theo khuyến cáo 100N – 60P2O5 – 30K2O ha-1 chia thành 3 lần bón các giai đoạn sinh trƣởng 10, 20, 45 ngày sau khi sạ. Diện tích mỗi lô nghiệm thức là 4m x 5m = 20m2.
Các lô quản lý nƣớc của thí nghiệm sử dụng 4 lớp màng phủ ngăn sự thấm nƣớc đến độ sâu 30cm và đƣợc bao trùm trên bề mặt ngăn cách giữa các lô nghiệm thức.
Xác định năng suất lúa thực tế vào thời điểm thu hoạch trên diện tích 5m2
. Ghi nhận các thành phần: tỷ lệ hạt chắc, lép, số chồi, trọng lƣợng hạt và tính năng suất.
2.3.2 Mẫu đất thí nghiệm
Mẫu đất đƣợc lấy theo hai dạng mẫu xáo trộn và mẫu không xáo trộn (mẫu ring).
Mẫu xáo trộn đƣợc lấy theo 3 tầng: 0 – 10cm, 10 – 20cm, 20 – 30cm. Mẫu không xáo trộn (mẫu ring) đƣợc lấy theo nhƣ mẫu xáo trộn.
Mẫu đất xáo trộn đƣợc làm khô tự nhiên, nghiền và qua rây 8mm và 2mm tùy theo yêu cầu của từng chỉ tiêu phân tích.
28
2.3.3 Các chỉ tiêu khảo sát a) Thành phần cơ giới
Theo phƣơng pháp ống hút Robinson (Klute, 1986) đƣợc sử dụng để phân tích các cấp hạt khác nhau dựa vào định luật Stoke.
t = 18η*h*[g*(ps-pw)*X2]
Trong đó: t: thời gian, (phút)
η: độ nhớt của chất lỏng (nƣớc), (kg.m-1.s-1) ps: tỷ trọng của đất, (g/cm3)
pw: tỷ trọng của chất lỏng (nƣớc), (g.cm3) X: cấp hạt đất tƣơng ứng, (mm)
h: chiều sâu rơi của hạt đất, (cm) g: gia tốc trọng trƣờng, (m.s-2).
Tỉ lệ cát, thịt, sét đƣợc xác định, tính toán và phân loại sa cấu đất theo USDA/Soil Taxonomy.
b) Độ bền đoàn lạp
Tính bền cơ học đất đƣợc xác định bằng phƣơng pháp rây khô và rây ƣớt với mẫu đất 8 mm (Verplancke, 2002). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đƣờng kính trọng lƣợng trung bình của rây khô (MWD dry) và rây ƣớt (MWD wet) đƣợc tính toán bằng công thức dƣới đây:
khối lƣợng đất * (Đƣờng kính lớn nhất + đƣờng kính nhỏ nhất)/2
Khối lƣợng ban đầu * (+/- 200gram)
Chỉ số tính bền (Stability index)
SI = 1/(MWD dry – MWD wet )
Tính bền cấu trúc hay độ bền đoàn lạp đất (Stability Quotient)
SQ = SI * % của tập hợp > 2mm. c) Lƣợng nƣớc hữu dụng
Khái niệm về độ ẩm lƣợng nƣớc hữu dụng trong đất đƣợc giới thiệu trên cơ sơ đƣờng cong pF hay còn gọi là đƣờng cong đặc tính nƣớc trong đất. Đây là đƣờng cong biểu thị mối quan hệ giữ lực giữ nƣớc của đất (pF = -log (h)) và hàm lƣợng nƣớc thể tích tƣơng ứng θv. Đại lƣợng sai biệt giữ lƣợng nƣớc thủy dung ngoài đồng (lƣợng nƣớc lớn nhất), đƣợc tính bằng % hoặc mm và điểm héo (lƣợng nƣớc còn lại
29
ít nhất trong đất) đƣợc ƣớt lƣợng là lƣợng nƣớc hữu dụng cho cây trồng, xác định qua công thức:
Sawc = Sfc – Swp
= (θvfc – θvwp)*dz
Trong đó:
Saw: lƣợng nƣớc trữ hữu dụng trong độ sâu tầng đất dz, (mm) θvfc: hàm lƣợng nƣớc thể tích thủy dung
θvwp: hàm lƣợng nƣớc thể tích điểm héo dz: độ sâu tầng đất, (mm).
d) Dung trọng đất pb (g/cm3)
Dung trọng thƣờng đƣợc tính trên cơ sơ khối lƣợng đất khô (đƣợc sấy ở 105oC) trên đơn vị thể tích của mẫu đất ở điều kiện tự nhiên và không bị xáo trộn, dung trọng khô đƣơc tính thông qua công thức
Pb = Ms/Vi
Trong đó:
pb: dung trọng khô, (g/cm3)
Ms: khối lƣợng đất đã qua sấy khô, (g) Vi: thể tích an đầu của mẫu đất, (cm3).
e) Tỷ trọng đất pp (g/cm3)
Tỷ trọng đất là tỉ số của tổng khối lƣợng các hạt đất (thành phần rắn) và thể tích của chính các hạt đất (không phải tổng thể tích khối đất). Khối lƣợng đất đƣợc xác định qua khối lƣợng đất xáo trộn, kích thƣớc hạt < 2mm cân trên cân phân tích trong khi đó thể tích của các hạt đất đƣợc tính gián tiếp qua thể tích của nƣớc thay thế mẫu đất trong bình pycnometer
Pp = Msp/Vw
Trong đó: Pp: tỷ trọng, (g/cm3)
Msp: khối lƣợng các hạt đất khô, (g)
30
f) Độ xốp đất Ep (%)
Độ xốp hay tổng các khoảng trống của đất đƣợc tính theo công thức
Ep = (1- pb/pp)*100 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đó:
Φ: độxốp, (%)
Pb: dung trọng khô, (g/cm3) Pp: tỷ trọng đất, (g/cm3)
31
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Ảnh hƣởng biện pháp tƣới và quản lý rơm đến tính chất vật lý đất 3.1.1 Thành phần cơ giới 3.1.1 Thành phần cơ giới
Thành phần cơ giới là một đặc tính cơ ản và quan trọng có liên quan đến tính chất lý học của đất nhƣ: dung trọng, độ chặt, độ xốp, khả năng giữ nƣớc,… Có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề sử dụng và quản lý đất (Trần Công Tấu, 2005).
Ngoài ra, thành phần cơ giới liên quan đến nguồn gốc hình thành đất và độ phì nhiêu đất. Đất có hàm lƣợng sét cao thì có khả năng giữ chất dinh dƣỡng cao. Nếu hàm lƣợng sét cao, hàm lƣợng chất hữu cơ thấp và thời gian canh tác lâu thì tình trạng nén dẽ của đất càng dễ xảy ra. Mặt khác, khi thành phần cơ giới của đất quá nhiều sét thì gây trở ngại cho quản lý và sử dụng đất.
Kết quả phân tích thành phần cơ giới đƣợc trình bày trong Bảng 3.1
Bảng 3.1 Thành phần cơ giới của đất canh tác lúa tại Bình Minh – Vĩnh Long
Ghi chú: OA: Rơm ủ, BS: Rơm vùi, CF: Tưới ngập liên tục, AWD: Tưới khô ngập luân phiên1, AWD’: Tưới khô ngập luân phiên.
Nghiệm thức
Độ sâu (cm)
% Cát % Thịt % Sét Phân loại USDA
BS 0 - 10 3.20 47.85 48.95 Sét pha thịt 10 - 20 0.90 48.38 50.71 Sét pha thịt 20 - 30 1.09 47.35 51.57 Sét pha thịt OA 0 - 10 2.13 43.82 54.04 Sét pha thịt 10 - 20 1.58 52.80 45.62 Sét pha thịt 20 - 30 2.94 51.26 45.80 Sét pha thịt CF 0 - 10 2.13 52.07 45.80 Sét pha thịt 10 - 20 1.83 44.25 53.92 Sét pha thịt 20 - 30 3.01 44.94 52.05 Sét pha thịt AWD 0 - 10 2.16 45.02 52.82 Sét pha thịt 10 - 20 1.99 47.62 50.39 Sét pha thịt 20 - 30 1.70 46.25 52.05 Sét pha thịt AWD' 0 - 10 1.87 40.94 57.19 Sét pha thịt 10 - 20 2.30 41.67 56.04 Sét pha thịt 20 - 30 2.71 46.45 50.85 Sét pha thịt
32 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 0 - 10cm 10 - 20cm 20 - 30cm D ung t rọ ng g /c m 3 BS OA CF AWD AWD'
Kết quả phân tích cho thấy, đất ở vùng thí nghiệm có thành phần sét cao và sa cấu là sét pha thịt (phân cấp của USDA/Taxonomy) ở cả 3 tầng. Nhƣ vậy, kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên và bón rơm không ảnh hƣởng tới sa cấu đất. Giải thích cho điều này là do thí nghiệm đƣợc bố trí trên một ruộng nên sa cấu đất canh tác giống nhau và trong quá trình phân tích sa cấu các chất hữu cơ đã ị loại bỏ hoàn toàn ở giai đoạn công phá mẫu đất nên ón vùi rơm rạ không ảnh hƣởng đến sa cấu đất. Mặt khác, biện pháp tƣới khô ngập luân phiên giảm đƣợc sự rò rỉ và trực di (Trần Quang
Giàu 2011) nên sa cấu không thay đổi khi áp dụng kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên.
3.1.2 Dung trọng
Kết quả phân tích dung trọng đƣợc trình bày ở hình 3.1
ns:mức ý nghĩa 5%
Ghi chú: OA: Rơm ủ, BS: Rơm vùi, CF: Tưới ngập liên tục, AWD: Tưới khô ngập luân phiên1, AWD’: Tưới khô ngập luân phiên.
Hình 3.1 Dung trọng của đất canh tác lúa tại Bình Minh – Vĩnh Long
Kết quả phân tích cho thấy dung trọng tầng mặt của nghiệm thức khô ngập luân phiên (AWD, AWD’) trung bình là 1,07g/cm3 khác biệt không có ý nghĩa thống kê với nghiệm thức đối chứng (CF) có dung trọng trung bình là 1,08g/cm3. Hai nghiệm thức bón rơm (BS, OA) có dung trọng trung bình là 1,05g/cm3 và 0,97g/cm3 không khác biệt thống kê 5%, dung trọng đất phụ thuộc vào thành phần cơ giới, độ chặt và kết cấu đất (Trần Văn Chính 2000). Về thành phần cơ giới nhƣ đã trình ày ở phần trên đất tại vùng thí nghiệm có cùng loại đất là đất sét pha thịt và vùng thí
33
nghiệm có truyền thống canh tác lúa nƣớc lâu dài nên độ chặt của đất tăng theo độ sâu. Về kết cấu đất do nghiệm thức ón rơm rạ (BS, OA) mới chỉ bón trong một vụ nên lƣợng hữu cơ phân hủy không hoàn toàn dẫn đến ảnh hƣởng không đáng kể đến dung trọng đất.
Còn ở độ sâu 10 – 20cm hai nghiệm thức tƣới khô ngập luân phiên có hình thức canh tác gần giống nhau so với nghiệm thức đối chứng (CF) nên dung trọng khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Các nghiệm thức bón rơm lƣợng hữu cơ tuy có nhiều hơn nghiệm thức CF nhƣng không đáng kể. Dung trọng ở nghiệm thức bón rơm là 1,35g/cm3 và 1,27g/cm3 so với 1,32g/cm3 của dung trọng đối chứng là khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Ở độ sâu 20 – 30cm các nghiệm thức thí nghiệm đều bị ngập liên tục và lƣợng hữu cơ rất thấp nên dung trọng đất khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức 5%.
Nhƣ vậy, kỹ thuật tƣới khô ngập luân phiên và bón rơm không ảnh hƣởng đến dung trọng của đất.
3.1.3 Tỷ trọng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ns:mức ý nghĩa 5%
Ghi chú: OA: Rơm ủ, BS: Rơm vùi, CF: Tưới ngập liên tục, AWD: Tưới khô ngập luân phiên 1, AWD’: Tưới khô ngập luân phiên.
Hình 3.2 Tỷ trọng của đất canh tác lúa tại Bình Minh – Vĩnh Long
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 0 - 10cm 10 - 20cm 20 - 30cm T ỷ trọ ng g /cm 3 BS OA CF AWD AWD’
34
Kết quả ở hình 3.2 cũng cho thấy trong cùng một tầng tỷ trọng đất của các nghiệm thức khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Tỷ trọng của đất phụ thuộc vào 3 yếu tố thành phần khoáng vật, thành phần cơ giới đất và hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất (Lê Thanh Bồn, 2009).
Ở tầng mặt, hai nghiệm thức bón rơm (BS, OA) có tỷ trọng trung bình lần lƣợt là 2,61g/cm3 và 2,57g/cm3 khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5% so với nghiệm thức CF (đối chứng) là 2,58g/cm3, tỷ trọng đất phụ thuộc vào hàm lƣợng chất hữu cơ trong đất. Tuy nhiên trong quá trình phân tích tỷ trọng các chất hữu cơ đã ị loại gần hết nên dẫn đến không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% của các nghiệm thức. Điều này cũng có thể giải thích cho sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở tầng 10 – 20cm của phƣơng pháp ón phân hữu cơ và nghiệm thức đối chứng.
Mặt khác, hai nghiệm thức khô ngập luân phiên (AWD, AWD’) có tỷ trọng trung bình lần lƣợt là 2,57g/cm3 và 2,62g/cm3 khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5% so với nghiệm thức CF (đối chứng) là 2,58g/cm3, tỷ trọng đất phụ thuộc vào thành phần khoáng trong đất hoặc thành phần cơ giới. Do thí nghiệm đƣợc