3.3.1 Bố trí thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm đƣợc chia thành 20 lô nhỏ (50 m2) trên tổng diện tích 1000 m2
đƣợc bố trí thành 5 nghiệm thức với 4 lần lặp lại theo kiểu khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) (Hình 3.1). Xung quanh mô hình đƣợc đắp bờ mẫu có đƣờng kính 40 cm để cách ly với các tác động bên ngoài của hộ dân (chủ yếu là phân và nƣớc do trồng lúa xung quanh), giữa các lô thí nghiệm cũng đƣợc cách ly với nhau bằng các đƣờng bờ nhỏ với đƣờng kính 20 cm, giữa mô hình có đào một kênh nƣớc nhỏ nhằm tạo nguồn nƣớc cho lúa sinh trƣởng và phát triển trong suốt quá trình thí nghiệm.
22
Hình 3.1 Mô hình bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc thực hiện với 5 nghiệm thức (NT):
+ NT1: Sử dụng công thức phân bón của ngƣời dân trong nhiều năm
+ NT2: Bón phân theo công thức khuyến cáo (RD) + bón lót 4200 kg/ha phân xỉ thép
+ NT3: RD + bón lót 8400 kg/ha phân xỉ thép + NT4: RD
+ NT5: RD + bón lót 500 kg/ha CaCO3
Ghi chú:
+ Quy trình canh tác lúa thì được chăm sóc chủ yếu theo kinh nghiệm của người dân (cách gieo giống, cách lấy nước, phun thuốc trừ sâu, diệt ốc…).
+ RD: là quy trình bón phân theo khuyến cáo của Cục Trồng Trọt (Nguồn: Sở nông nghiệp An Giang).
Bảng 3.1 Tổng lƣợng phân bón của các nghiệm thức bố trí thí nghiệm
Nghiệm thức
Lƣợng bón (kg/ha)
N P2O5 K2O Steel slag CaCO3
NT1 95 32 33 NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT4 NT5 NT2 NT1 NT3 Mƣơng dẫn nƣớc NT3 NT1 NT2 NT5 NT4 NT5 NT3 NT1 NT4 NT2 Bờ mẫu cách ly Lần lặp lại 1, 2, 3, 4
23 NT2 80 40 30 4200 NT3 80 40 30 8400 NT4 80 40 30 NT5 80 40 30 500 3.3.2 Tiến trình thí nghiệm
Sau khi mô hình đƣợc bố trí, nghiệm thức 2, 3 đƣợc bón lót phân xỉ thép và nghiệm thức 5 đƣợc bón lót CaCO3. Sau đó, lúa đƣợc gieo giống OM 6976 với mật độ 250 kg/ha theo thời gian canh tác trên toàn khu vực đất ruộng tại xã Vĩnh Thạnh Trung. Phân sẽ đƣợc bón theo cây lúa dựa vào số ngày sau sạ (NSS) theo Bảng 3.2, với các khoảng thời gian bón phân dao động tùy thuộc vào đặc điểm cây lúa, thời tiết và thủy lợi tại mô hình mà chủ hộ sẽ bón một cách hợp lý.
Bảng 3.2 Liều lƣợng bón thúc cho 5 nghiệm thức
LẦN BÓN NSS LƢỢNG BÓN (kg/ha) NT1 LẦN 1 7 ~ 8 29,25 urê LẦN 2 12 ~ 13 42 urê + 42 DAP LẦN 3 22 ~ 23 140 Quý 2 LẦN 4 30 ~ 25 Quý 3 LẦN 5 44 ~ 45 140 Quý 3 NT2, 3, 4, 5 LẦN 1 8 ~ 10 50 urê + 45 DAP + 25 KCl LẦN 2 16 ~ 20 50 urê + 40 DAP LẦN 3 38~42 40 urê + 25 KCl
DAP: Diammonium phosphate (18% N + 46% P2O5); Urê (46% N); KCl (60% K2O); Quý 2: 18-9-5+ trung vi lượng
(N 18%, P2O5 9%, K2O 5%, and CaO, S…); và Quý 3: 37,5% Urê, 3,6% SA, KCl 26,7% và thành phần phụ trợ
24
3.4 Phƣơng pháp thu và phân tích mẫu 3.4.1 Thu mẫu và chuẩn bị mẫu 3.4.1 Thu mẫu và chuẩn bị mẫu
Mẫu đất đƣợc thu 3 lần (trƣớc khi bón phân và sau khi thu hoạch 2 vụ lúa Đông - Xuân và Hè - Thu) bằng bộ dụng cụ thu mẫu đất để phân tích một số đặc tính lý - hóa đất tại phòng thí nghiệm bộ môn Khoa học Môi trƣờng, khoa Môi trƣờng và Tài nguyên Thiên nhiên, trƣờng Đại học Cần Thơ. Lần 1 đƣợc thu ngẫu nhiên trên nền đất chƣa bố trí thí nghiệm; Lần 2 và 3 đƣợc thu 40 mẫu/lần (lý 20 mẫu, hóa 20 mẫu) trên 20 lô thí nghiệm để so sánh, đối chiếu giữa các nghiệm thức. Vì đặc tính lý, hóa của đất có thể ảnh hƣởng lớn bởi tình trạng ngập nƣớc, để tiện cho việc so sánh nên mẫu đƣợc thu đồng nhất khi bề mặt mô hình có mực nƣớc thấp hơn 5 cm.
Bảng 3.3 Thu mẫu cho tiến trình thí nghiệm
Chỉ tiêu Số mẫu lần 1 Số mẫu lần 2, 3 Lý đất
Dung trọng, tỷ trọng và độ xốp 1 mẫu 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
Hóa đất
pH
1 mẫu
1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
EC 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
CHC 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
Tổng N 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
Tổng P 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
Tổng sắt 1 chỉ tiêu * 20 lô = 20 mẫu
a. Mẫu lý đất
Dùng ống lấy mẫu (ring) có thể tích 98,125 cm3. Lấy mẫu đất ngẫu nhiên ở độ sâu khoảng 0 – 20 cm.
Đậy và đóng kính mẫu lại để bảo đảm đất vẫn giữ đƣợc trạng thái ẩm độ ngoài đồng. Sấy mẫu trong tủ sấy ở 105oC ít nhất trong 24h.
Riêng đối với tỷ trọng đất thì sàn qua rây 2 mm, và đƣợc sấy cho khô kiệt trƣớc khi phân tích (Ngô Ngọc Hƣng, 2004).
25
b. Mẫu hóa đất
Dùng xẻng để lấy mẫu ngẫu nhiên (khoảng 8 – 10 vị trí trên mặt ruộng cho mỗi lô thí nghiệm) ở độ sâu từ 0 – 20 cm.
Dùng thao lớn để trộn đều mẫu và lƣợt bớt theo nguyên tắc “chia đôi” để đƣợc khối lƣợng khoảng 1,5 kg đất tƣơi. Sau đó, bỏ vào bọc nilon, buộc kín.
Phơi mẫu ngay sau đó trong điều kiện thoáng khí, tránh nắng trực tiếp… đến khi không thấy đƣợc ẩm độ của đất.
Đất đƣợc sàn qua rây 0,5 mm (Trần Sỹ Nam, 2011).
3.4.2 Phân tích mẫu
Bảng 3.4 Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu hóa đất STT Chỉ tiêu Đơn vị Phƣơng pháp
1 Dung trọng g/cm3 Phƣơng pháp sấy khô cân trọng lƣợng 2 Tỷ trọng g/cm3 Phƣơng pháp pycnometer
3 Độ xốp % Tính theo: Pr = (1- dung trọng/tỷ trọng)*100
4 pHH2O Trích bằng nƣớc cất, tỉ lệ 1:5 (đất/nƣớc),đo bằng máy pH cầm tay Hanna 8424 (Ngô Ngọc Hƣng, 2004)
5 EC mS/cm Trích bằng nƣớc cất, tỉ lệ 1:2 (đất/nƣớc), đo bằng máy EC Hanna HI 99300 (Ngô Ngọc Hƣng, 2004)
6 Chất hữu cơ %CHC Phƣơng pháp Walkley-Black 7 N tổng số %N Phƣơng pháp Kjeldahl 8 P tổng số %P2O5 Phƣơng pháp Ascorbic axit 9 Fe tổng số %Fe2O3 Phƣơng pháp Thiocianate
Ghi chú: Các chỉ tiêu pH, EC, giai đoạn công phá N tổng số, P tổng số, Fe tổng số được biên soạn bởi Ngô Ngọc
Hưng - Phương pháp phân tích đất, nước, thực vật trong phòng thí nghiệm, 2004.
3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu
26
Phân tích phƣơng sai một nhân tố (One - way ANOVA) để tìm sự khác biệt giữa các nghiệm thức, so sánh trung bình bằng phƣơng pháp kiểm định Turkey HSD ở mức ý nghĩa 5% bằng phần mềm Statgraphic.
27
CHƢƠNG IV
KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1 Tính chất vật lý và hóa học đất khu vực thực hiện nghiên cứu
Trƣớc khi bố trí thí nghiệm, mẫu đất đƣợc thu về để phân tích và đánh giá sơ bộ một số tính chất lý và hóa đƣợc trình bày tƣơng ứng trong Bảng 4.1 và Bảng 4.2.
Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu lý đất tại Châu Phú, An Giang trƣớc bố trí thí nghiệm Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Đánh giá
Dung trọng g/cm3
0,81 ± 0,02 Đất quá khô hay giàu chất hữu cơ Tỷ trọng g/cm3 2,47 Đất có lƣợng mùn cao
Độ xốp % 66,5 ± 0,8 Đất rất xốp
Trung bình ± SE, n=3
Ghi chú: Nguồn đánh giá theo Karchinski (1965)
Dung trọng của đất tại khu vực nghiên cứu có giá trị ở mức thấp (0,81 < 1 g/cm3, theo đánh giá của Karchinski (1965); trích bởi Ngô Ngọc Hƣng (2004)). Kết quả này có xu hƣớng giống với nghiên cứu của Phạm Ngọc Xuân (2004) trong khu vực bao đê triệt để xã Kiến An, huyện Chợ Mới có dung trọng đất trung bình là 0,89 g/cm3
. Có thể đánh giá phần nào đất ở đây giàu chất hữu cơ, hàm lƣợng mùn cao. Theo Trần Thành Lập (1999); trích bởi Nguyễn Văn Nhựt (2010), đối với đất lúa dung trọng ở tầng đế cày < 1,4 g/cm3 là tốt nhất cho cây lúa. Do đó, đất tại điểm nghiên cứu có chế độ nƣớc, nhiệt độ, không khí và dinh dƣỡng phù hợp cho cây trồng sinh trƣởng và phát triển (Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng, 1999).
Về tỷ trọng, đất tại điểm nghiên cứu đƣợc đánh giá có hàm lƣợng mùn cao, đất chƣa bị nén dẽ (tỷ trọng thấp 2,47 < 2,5 g/cm3 theo thang đánh giá của Karchinski, 1965; trích bởi Ngô Ngọc Hƣng, 2004) có thể do mẫu đƣợc thu tại lớp đất mặt đƣợc cày xới hợp lý sau mỗi vụ nên đất chƣa bị chai hóa, phần khác rơm rạ tồn tại và phân hủy bên trong đất cũng làm cho đất có cấu trúc rỗng hơn, nhiều hữu cơ nên tỷ trọng thấp. Theo Trần Kông Tấu (2005), nếu tỷ trọng thể rắn của đất có trị số cao hơn 2,65 g/cm3 thì chứng tỏ đất chứa nhiều khoáng vật nặng, thể hiện sự thoái hóa đất. Về sản xuất nông nghiệp, về phƣơng diện môi trƣờng, tài nguyên đất nhƣ vậy là không tốt, phải có biện pháp cải tạo để sử dụng tài nguyên này có hiệu quả. Qua đó, có thể đánh giá mẫu đất đầu vụ khá tốt cho việc canh tác lúa.
28
Độ xốp đất tại đây có giá trị rất cao (66,5% thuộc khoảng 60 – 70% theo thang đánh giá của Karchinski, 1965 trích bởi Đỗ Thị Thanh Ren, 1999). Độ xốp đất trong khu vực đê bao 3 vụ tại xã Vĩnh Thạnh Trung khá phù hợp với nhận định của Trần Bá Linh (2007); đƣợc trích bởi Trần Hồng Điệp (2012) rằng đất phù sa thƣờng có độ xốp trong khoảng 40 – 69%. Có thể đánh giá đất tại đây rất tơi xốp, độ phì nhiêu cao, khả năng thấm nƣớc và không khí hết sức thuận lợi và nhanh chóng (Lê Thanh Bồn, 2009).
Nhìn chung, về phƣơng diện cơ lý, tầng đất canh tác tại khu vực thí nghiệm có kết cấu tốt, khá tơi xốp và có hàm lƣợng mùn khá cao có thể do đƣợc cày xới hợp lý sau mỗi vụ nên lớp đất mặt vẫn chƣa bị nén dẽ. Thông qua kết quả phân tích sa cấu của mẫu đất đầu vụ thì mẫu đất này có thành phần sa cấu sét nặng (71,7% sét, 27,6% thịt và 0,67% cát) (kết quả của dự án Sumitomo, chƣa công bố).
Bảng 4.2 Một số chỉ tiêu hóa đất tại Châu Phú, An Giang trƣớc bố trí thí nghiệm Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Đánh giá Nguồn Đánh giá
pH 5,9 ± 0,03 Chua ít Lê Thanh Bồn, 2009
EC mS/cm 0,74 ± 0,03 Không ảnh hƣởng đến cây trồng Western Agricultural Laboratories, 2002
CHC % 4,24 ± 0,14 Trung bình Chiurin, 1972
Tổng N %N 0,2 ± 0,002 Thấp đến trung bình Metson, 1961 Tổng P %P2O5 0,069 ± 0,009 Trung bình Lê Văn Căn, 1978 Tổng Fe %Fe2O3 2,9 ± 0,38 Rất cao Ngô Ngọc Hƣng, 2004
Trung bình ± SE, n=3
pH đất tại đây có giá trị đƣợc đánh giá theo Lê Thanh Bồn (2009) là chua ít chủ yếu do việc canh tác lâu năm, sử dụng phân vô cơ khiến đất dần trở nên axit hóa, chai hóa ở mức thấp. Theo Phạm Quang Hà (2003); trích bởi Phạm Ngọc Xuân (2004), đất đai chịu nhiều áp lực của thâm canh trong nông nghiệp, nông dân sử dụng phân khoáng với lƣợng khá cao trong thời gian dài đặc biệt là phân đạm, quá trình phân hủy đạm hữu cơ đều tạo nên những sản phẩm làm chua đất. Kết quả phân tích pH đất đầu vụ có xu hƣớng phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thị Gái (2012), đất tại khu đê bao khép kín 9 - 10 năm tại ấp Bình An xã Vĩnh Thạnh Trung có pH là 5,92. Tuy pH ở mức chua ít nhƣng đất ở đây vẫn nằm trong khoảng thích hợp, chƣa ảnh hƣởng tới việc canh tác lúa bởi theo Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng (1999) thì pH từ 5,5 - 7,0 cho năng suất cao và ổn định và theo Đỗ Ánh (2003) thì pH thích hợp cho cây lúa ở khoảng 5,5 - 6,5.
29
EC của đất tại điểm nghiên cứu đƣợc đánh giá theo Western Agricultural Laboratory (2002) là không ảnh hƣởng tới cây trồng (Bảng 4.2). Chủ yếu do đây là khu vực đất phù sa, không bị nhiễm mặn, hàm lƣợng muối tan thấp.
Chất hữu cơ tại đây có giá trị ở mức trung bình (Bảng 4.2) theo thang đánh giá của Chiurin (1972); trích bởi Ngô Ngọc Hƣng (2004). Mặc dù chế độ canh tác lúa 3 vụ tại điểm nghiên cứu không có bón phân hữu cơ để cải thiện nhƣng rơm rạ còn lại sau mỗi vụ đƣợc chôn vùi trong đất bị phân hủy dần nên đất có mức CHC trung bình. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thị Gái (2012), đê bao khép kín 9 - 10 năm tại xã Vĩnh Thạnh Trung có hàm lƣợng CHC là 4,3%. Theo Nguyễn Bảo Vệ và ctv. (2010); trích bởi Nguyễn Đại Tài (2012) hàm lƣợng CHC trên tầng mặt phải đạt tối thiểu từ 3,5% trở lên mới thích hợp cho cây trồng. Qua đó hàm lƣợng chất hữu cơ tại điểm nghiên cứu vẫn khá tốt cho việc thâm canh lúa 3 vụ, tuy nhiên hàm lƣợng CHC không ảnh hƣởng trực tiếp đến cây.
Tổng đạm trong đất của điểm thí nghiệm có giá trị từ thấp đến trung bình (Bảng 4.2) theo thang đánh giá của Metson (1961); trích bởi Ngô Ngọc Hƣng (2004). Kết quả này có xu hƣớng phù hợp với nghiên cứu của Trần Quang Tuyến (1997); trích bởi Trần Ngọc Thái (2007), đất canh tác 3 vụ lúa/năm tại huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang có hàm lƣợng đạm trung bình là 0,19%. Đất tại điểm nghiên cứu có độ phì nhiêu của N tiềm tàng từ trung bình đến thấp, do bị ảnh hƣởng bởi chế độ canh tác lúa 3 vụ, hàm lƣợng đạm trong đất (chủ yếu là đạm hữu cơ) cũng một phần bị lấy đi hằng năm. Hàm lƣợng TN cũng phù hợp với hàm lƣợng chất hữu cơ ở phần trên bởi vì CHC và hàm lƣợng đạm tổng số trong đất có sự tƣơng quan chặt chẽ với nhau, đất càng giàu CHC hàm lƣợng đạm tổng số càng cao (Trần Sỹ Nam, 2011). Theo Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng (1999), %N tổng trong đất lớn hơn 0,12% là đất trồng lúa cho năng suất cao và ổn định. Qua đó, có thể đánh giá thành phần đạm tổng tại điểm thí nghiệm rất tốt cho đất lúa.
Theo Lê Văn Căn (1978) tổng lân trong đất tại điểm nghiên cứu đƣợc đánh giá ở mức trung bình (Bảng 4.2). Giá trị lân tổng số có xu hƣớng khá phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Thị Gái (2012), tại khu vực đê bao khép kín 9 - 10 năm ở xã Vĩnh Thạnh Trung có TP trung bình là 0,06 %P2O5. Bên cạnh, giá trị lân của mẫu đất đầu vụ cũng khá tƣơng quan với CHC trong đất ở phần trên. P cũng có trong thành phần của CHC nên khi đất giàu mùn, nhiều CHC thì tỷ lệ lân cũng cao và ngƣợc lại (Vũ Hữu Yêm, 1995). Qua kết quả trên, lƣợng lân tổng trong đất tại điểm nghiên cứu chƣa đảm bảo tốt đối với cây lúa mặc dù chƣa dự đoán đƣợc hàm lƣợng lân dễ tiêu trong đất nhƣng theo nhận định của Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng (1999), đất có hàm lƣợng %P2O5 > 0,1 sẽ cho năng suất cao và ổn định.
30
Tổng sắt có giá trị rất cao (Bảng 4.2), đây là một yếu tố có thể gây cản trở đáng kể trong việc canh tác lúa vì nếu sắt di động trong hàm lƣợng sắt tổng cao sẽ làm cho cây trồng phát triển kém do sắt giữ chặt một số anion nhƣ photphat hoặc tạo ra FeS gây khó khăn cho hô hấp bộ rễ.
Tóm lại, các chỉ tiêu hóa đất có giá trị ở mức trung bình, độ chua thấp, đất chƣa bị suy thoái, phù hợp cho việc canh tác lúa 3 vụ. Tuy nhiên, nếu hàm lƣợng sắt tự do trong sắt tổng cao thì nó có thể là yếu tố hạn chế chính cho cây lúa tại khu vực nghiên cứu. Ngoài ra, cũng cần quan tâm đến việc cải thiện hàm lƣợng lân trong đất.
4.2 Tính chất vật lý và hóa học của đất tại điểm nghiên cứu sau 2 vụ lúa 4.2.1 Lý đất 4.2.1 Lý đất
a. Dung trọng
Dung trọng là chỉ tiêu quan trọng đánh giá sự nén dẽ của đất, khả năng giữ ẩm và sự phát triển của vùng rễ cây trồng. Khi dung trọng của đất cao, tế khổng trong đất giảm sẽ hạn chế sự phát triển của rễ cây trồng, giới hạn khả năng hấp thu dinh dƣỡng (Võ Thị Gƣơng, 2010).
Sau 6 tháng bón phân xỉ thép, dung trọng của đất ở cả 2 vụ có xu hƣớng tăng hơn so với đầu vụ (Hình 4.1). Có thể do hiện trạng thu mẫu khác nhau (ở vụ ĐX và HT chỉ ở trạng thái ẩm ƣớt chiều sâu mực nƣớc thấp (< 5 cm), nhƣng khi thu mẫu đầu vụ thì hiện