Nội dung nghiên cứu

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2.2.Nội dung nghiên cứu

1. Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng – không trồng lúa tại phòng phân tích thuộc Trường Đại học Thủy Lợi.

2. Bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại địa điểm nghiên cứu. 3. Nội dung nghiên cứu bao gồm:

 Nghiên cứu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Phú Xuyên.  Tính chất nền của đất trồng lúa huyện Phú Xuyên.

 Động thái Eh, pH đất liên quan đến chế độ tưới khác nhau trong điều kiện phòng thí nghiệm.

 Động thái Eh, pH đất liên quan đến chế độ tưới trong thí nghiệm đồng ruộng.  Theo dõi sự biến động hàm lượng N, P trong điều kiện phòng thí nghiệm.  Theo dõi sự biến động hàm lượng N, P trong thí nghiệm đồng ruộng. 2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp kế thừa

Trên cơ sở các nghiên cứu đã công bố trước đây sẽ kế thừa một số kết quả nghiên cứu nhằm đạt được mục tiêu đề tài.

2.3.2. Phương pháp lấy mẫu ngoài thực địa

 Đối với thí nghiệm trong phòng thí nghiệm

Đất được lấy tại địa điểm bố trí thí nghiệm đồng ruộng vào thời điểm trước khi bước vào vụ Hè Thu.

Mẫu đất được lấy ở tầng mặt (0-20 cm) theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp, 5 mẫu đơn cho 1 mẫu hỗn hợp. Mẫu đất sau khi lấy được cho vào túi và ghi phiếu mẫu gồm các nội dung sau: tên mẫu, địa điểm, thời gian lấy mẫu. Sau đó mẫu đất được đưa về phòng thí nghiệm thuộc Trường Đại học Thủy lợi để tiến hành xử lý và bố trí thí nghiệm trong phòng.

 Đối với thí nghiệm đồng ruộng

Lấy mẫu vào từng thời kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa tại địa điểm bố trí thí nghiệm với phương pháp lấy mẫu tương tự như trên.

Thời điểm lấy mẫu: Cấy – hồi xanh, đẻ nhánh, đứng cái – làm đòng, trỗ bông và ngậm sữa – chắc xanh.

2.3.3. Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Đất thí nghiệm sau khi phơi khô cho qua rây 1 mm sẽ tiến hành xác định tính chất đất nền nghiên cứu: TPCG, OM, pH, NTS, PTS, KTS, NDT, PDT, CEC.

Bố trí hai công thức thí nghiệm, mỗi công thức lặp lại ba lần. Tổng số xô thí nghiệm là 6 xô. Cân 4 kg đất đã phơi khô và cho qua rây 1 cm vào xô thí nghiệm. - Công thức 1 (CT1) – Ngập thường xuyên: Đất ngập nước thường xuyên 4 cm so với bề mặt đất, đặc trưng cho phương pháp tưới truyền thống.

- Công thức 2 (CT2) – Tưới nông lộ phơi: Tưới tiết kiệm nước.

Ở cả hai công thức tiến hành san phẳng bề mặt đất trong các xô thí nghiệm. Sau đó đổ nước cất vào ngập 4 cm so với bề mặt đất trong xô.

 Theo dõi động thái Eh, pH trong hai công thức nghiên cứu sau 24h ngập nước và 48h ngập nước. Sau đó 7 ngày đo một lần.

 Theo dõi hàm lượng N, P tổng số trong đất nền ban đầu và sau khi kết thúc thí nghiệm ở hai công thức tưới.

 Mẫu đất tươi đem phân tích được lấy trong xô thí nghiệm từ 0 – 5 cm theo chiều thẳng đứng từ trên xuống để theo dõi biến động hàm lượng N, P dễ tiêu trong hai công thức, 7 ngày xác định một lần.

Khi giá trị Eh ổn định tiến hành rút nước CT2. Khi bề mặt đất tại CT2 se và nứt chân chim tiến hành cho ngập nước trở lại. Tiếp tục theo dõi pH, Eh, N, P dễ tiêu sau 4 ngày và 9 ngày cho ngập nước trở lại CT2 và kết thúc thí nghiệm.

Hình 3: Bố trí các công thức thí nghiệm trong xô

Hình 5: Giai đoạn rút nước se mặt CT2 – NLP

2.3.4. Phương pháp nghiên cứu đồng ruộng

Thí nghiệm được bố trí và trình diễn tại xã Văn Hoàng – Phú Xuyên – Hà Nội. Chọn khu ruộng có vị trí, địa mạo, điều kiện canh tác đặc trưng có thể đại diện cho toàn vùng nghiên cứu.

Khu thí nghiệm được bố trí hai công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần (tổng cộng có 6 ô thí nghiệm), kích thước 4x5 m. Các ô được ngăn cách bởi bờ bao bằng đất, gia cố chống thấm bằng nilong.

Khu vực thí nghiệm có những đặc điểm giống nhau về địa hình, tính chất đất, giống lúa và thời gian gieo trồng cũng như chế độ bón phân. Như vậy điều kiện thí nghiệm là đồng nhất giữa các công thức, chỉ thay đổi chế độ tưới.

Chế độ bón phân ở hai công thức thí nghiệm được thể hiện trong bảng 5 bên dưới:

Bảng 5: Chế độ phân bón áp dụng cho hai công thức thí nghiệm

Loại phân ĐVT Bón lót Bón đẻ nhánh (7 – 10 ngày sau cấy) Bón đón đòng (20 – 25 ngày sau cấy) Đạm urê Kg/ha 29 48,6 19,4 Lân bột

(Phân lân nung chảy) Kg/ha 270 – 280 − −

Kali Kg/ha − 27,78 27,78

Ở ô thí nghiệm áp dụng chế độ tưới tiết kiệm nước. Quy trình tưới theo các thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây lúa cụ thể như sau:

- Giai đoạn 1 (10 ngày đầu sau cấy): duy trì lớp nước mặt ruộng từ 3 – 5 cm.

- Giai đoạn 2 (giai đoạn đẻ nhánh): tưới ngập 5 cm nước cho đến khi ruộng cạn nước 3 ngày thì tưới tiếp. Khoảng 7 – 10 ngày kết thúc giai đoạn đẻ nhánh hữu hiệu thì tưới đến độ sâu 5 cm.

- Giai đoạn 4 (đứng cái – làm đòng): tưới như giai đoạn 2. Kết thúc giai đoạn này tưới 5 cm nước. Quy trình này nhằm tránh sự hình thành các vết nứt nẻ sâu làm phá hủy màng chống thấm thẳng đứng, làm tăng sự thẩm lậu của ruộng lúa.

- Giai đoạn 5 (giai đoạn trỗ bông): giai đoạn này ruộng cạn nước thì tưới ngay. - Giai đoạn 6 (giai đoạn chắc xanh – chín): tưới như giai đoạn 2. Khoảng 15 ngày trước khi thu hoạch ngừng tưới.

Đối với ô đối chứng chế độ tưới thực hiện theo phương pháp truyền thống mà người dân địa phương đang áp dụng là tưới nông thường xuyên 3 – 5 cm.

Tiến hành đo pH, Eh và lấy mẫu đất phân tích vào từng giai đoạn phát triển của cây lúa như sau:

Bảng 6: Thời điểm lấy mẫu đồng ruộng phân tích STT Giai đoạn sinh trưởng Số ngày sau cấy

1 Cấy – hồi xanh 4

11 2 Đẻ nhánh 18 25 3 Đứng cái – làm đòng 35 47 4 Trỗ bông 68 5 Ngậm sữa – chắc xanh 84

Các chỉ tiêu phân tích được thể hiện trong bảng 7 dưới đây: Bảng 7: Chỉ tiêu và phương pháp phân tích STT Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích

1 TPCG Theo phương pháp Katrinski – Gluskop

2 pHH2O Đo bằng máy Mettler – toledo dung điện cực thủy tinh

3 Eh Đo bằng máy Mettler – toledo (MX30) với đầu đo Inlab 581.

4 Chất hữu cơ (%OM) Theo Walkley – Black

5 NTS Phương pháp Kjendahl

6 P2O5TS Phương pháp so màu trên máy so màu quang điện với bước sóng 710nm

7 K2OTS Dùng máy quang kế ngọn lửa đo kali trong dung dịch phá mẫu

8 NDT dạng NH4+ Phương pháp so màu

9 NDT dạng NO3- Phương pháp Hans Pagel

10 PDT Theo phương pháp Olsen

11 CEC Phương pháp amoniaxetat

2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu sau khi thu thập được tổng hợp và xử lý bằng phần mềm Excel để phân tích và đánh giá kết quả.

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Phú Xuyên 3.1.1. Điều kiện tự nhiên

 Vị trí địa lý

Phú Xuyên là một huyện đồng bằng nằm ở phía Nam thành phố Hà Nội, trên vĩ tuyến 20040’ Bắc và kinh tuyến 105048’ – 106001’ Đông.

- Phía Bắc giáp huyện Thanh Oai và Thường Tín - Phía Nam giáp huyện Duy Tiên – Hà Nam - Phía Đông giáp huyện Khoái Châu – Hưng Yên - Phía Tây giáp huyện Ứng Hòa

Tổng diện tích đất tự nhiên là 17.110,5, nằm trên trục đường quốc lộ 1A và tuyến đường cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ. Trung tâm huyện cách trung tâm Hà Nội khoảng 35km về phía Bắc và cách khu du lịch Chùa Hương 27 km về phía Tây Nam, huyện còn có đường tỉnh lộ 428, tỉnh lộ 429 đi qua. Khu vực nội thành Hà Nội là thị trường lớn tiêu thụ nông sản, thủ công mỹ nghệ, cũng là nơi thu hút lao động của huyện. Với vị trí như vậy Phú Xuyên có các điều kiện thuận tiện trong trao đổi, lưu thông hàng hoá với các tỉnh khác trong vùng đồng bằng Sông Hồng và cả nước.

 Địa hình

Phú Xuyên có địa hình tương đối bằng phẳng, cao hơn mực nước biển từ 1,5 – 6 m. Địa hình có hướng dốc dần từ Đông Bắc xuống Tây Nam. Theo đặc điểm địa hình thì lãnh thổ huyện có thể chia thành hai vùng sau:

Vùng phía Đông đường quốc lộ 1A gồm các xã: Thị trấn Phú Minh, Văn Nhân, Thụy Phú, Nam Phong, Nam Triều, Hồng Thái, Khai Thái, Phúc Tiến, Quang Lăng, Minh Tân, Bạch Hạ, Tri Thủy, Đại Xyên. Đây là những xã có địa hình cao hơn mực nước biển khoảng 4m.

Vùng phía Tây đường quốc lộ 1A gồm các xã: Phượng Dực, Đại Thắng, Văn Hoàng, Hồng Minh, Phú Túc, Chuyên Mỹ, Tri Trung, Hoàng Long, Quang Trung, Sơn Hà, Tân Dân, Văn Từ, TT Phú Xuyên, Phú Yên, Châu Can. Địa hình thấp

trũng, không có phù sa bồi đắp hàng năm. Cây trồng chủ yếu là lúa, ngô, ngoài ra còn có một số ít diện tích trồng lạc, đỗ tương, khoai lang, rau các loại…Một số vùng có thể nuôi trồng thủy sản.

 Đặc điểm thời tiết khí hậu

Huyện Phú Xuyên mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, mưa nhiều. Mùa đông chịu ảnh hưởng của những đợt gió mùa Đông Bắc. Khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa nóng đồng thời là mùa mưa, mùa lạnh cũng là mùa khô.

Điều kiện khí hậu tạo thuận lợi phát triển một nền nông nghiệp đa dạng với nhiều loại vật nuôi, cây trồng có nguồn gốc tự nhiên từ nhiều miền địa lý khác nhau. Yếu tố hạn chế là có mùa khô, các cây trồng thường thiếu nước, phải thực hiện chế độ canh tác phòng chống hạn, vào mùa mưa thường bị mưa, gây úng lội đồng ruộng.

3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội

 Dân số

Dân số trung bình năm 2009 là 181,59 nghìn người, trong đó dân số đô thị khoảng 14,5 nghìn người, vùng nông thôn là 167,09 nghìn người, mật độ dân số trung bình khoảng 1.003,8 người/km2 (có xu hướng tăng qua các năm).

 Cơ sở hạ tầng  Giao thông vận tải

Hệ thống giao thông rất thuận tiện cả về đường bộ, đường sắt và đường thuỷ. Các xã, thị trấn trong huyện đều có đường ô tô vào đến trung tâm. Huyện có một bến cảng Vạn Điểm có thể cho tàu trọng tải 300 tấn trở xuống cập bến an toàn, năng lực khoảng 20 nghìn tấn hàng hoá/năm, có nhà ga xe lửa phú Xuyên.

 Hệ thống cấp điện: đến nay đã có 100% xã, thị trấn bàn giao lưới điện cho nghành điện quản lý, 100% hộ dân trong huyện được sử dụng điện.  Hệ thống thuỷ lợi, thuỷ nông

Đến năm 2009, toàn huyện có tổng số 185 trạm bơm (102 trạm bơm tưới, 83 trạm bơm tiêu). Trong đó: 140 trạm bơm tưới, tiêu (70 trạm tưới, 70 trạm tiêu) do

công ty khai thác công trình thuỷ lợi Sông Nhuệ quản lý và 45 trạm bơm (32 trạm tưới, 13 trạm tiêu) do địa phương tự quản lý và vận hành tưới tiêu. Hệ thống trạm bơm đảm bảo tưới chủ động cho 9,414 ha và tiêu chủ động cho 2.055 ha.

Hệ thống kênh mương: Phú Xuyên là huyện vùng trũng, diện tích canh tác lớn, có nhiều hệ thống kênh tưới, tiêu: tổng chiều dài kênh tưới tiêu (gồm kênh chính + cấp I + cấp II + cấp III) là 1.337,4 km.

Cơ cấu kinh tế của huyện chuyển dịch theo hướng tích cực. Huyện có nhiều tiềm năng để phát triển kinh tế, có thể bắt kịp sự phát triển chung của toàn thành phố về kinh tế - xã hội. Trong thời gian tới nếu tiếp tục đầu tư xây dựng cơ bản cơ sở hạ tầng… để thu hút đầu tư vào địa bàn thì nền kinh tế sẽ có bước phát triển đột phá.

3.2. Một số tính chất lý – hóa học đất nghiên cứu

Kết quả phân tích một số chỉ tiêu trong đất nền ban đầu được thể hiện trong bảng 8 dưới đây:

Bảng 8: Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu

STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả

1 TPCG − Trung bình 2 OM % 3,13 3 pHH2O − 6,62 4 NTS % 0,19 5 P2O5TS % 0,18 6 K2OTS % 1,93 7 NH4+ mg/100g đất 2,96 8 NO3- mg/100g đất 1,53

9 P2O5DT theo Olsen Ppm 23,06

1. Thành phần cơ giới

Thành phần cơ giới đất nghiên cứu là trung bình. Với kết quả này có thể nhận định đất có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng tốt thích hợp cho canh tác lúa.

2. Phản ứng của đất (pHH2O)

pH là yếu tố quan trọng của đất, ảnh hưởng lớn tới khả năng hòa tan, khoáng hóa và hấp thu các chất hữu cơ. Giá trị pH có thể giúp đánh giá định tính hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng nhiều hay ít. Sự thay đổi của pH về phía axit hoặc kiềm sẽ kìm hãm sự phát triển của cây trồng khi không phù hợp với chúng, thậm chí gây chết cây.

Giá trị pH = 6,62 được đánh giá là trung tính. Cây lúa thích hợp sinh trưởng và phát triển trên đất ít chua hoặc trung tính có pH = 5,5 – 7,5. Như vậy với giá trị pH của đất nghiên cứu có thể khẳng định là phù hợp cho sự phát triển của cây lúa.

3. Chất hữu cơ (% OM)

Chất hữu cơ là một chỉ tiêu quan trọng của độ phì đất. Có ảnh hưởng trực tiếp đến nguồn dinh dưỡng, trạng thái dễ tiêu và các điều kiện hấp phụ trao đổi chất của cây trồng.

Theo thang đánh giá chất hữu cơ trong đất có thể thấy với hàm lượng OM = 3,13% thì ở mức trung bình nên để duy trì sản xuất lâu dài thì ngoài bổ sung các dòng phân vô cơ thì cũng cần đưa vào đất các dạng phân hữu cơ để tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất lên.

4. Dung tích hấp phụ trao đổi cation (CEC)

Dung tích hấp phụ trao đổi cation là lượng ion lớn nhất được đất hấp phụ có khả năng trao đổi và được biểu thị bằng mgđl/100g đất. Ảnh hưởng tới khả năng giữ và trao đổi ion dinh dưỡng, đặc biệt là nguyên tố hòa tan nhanh.

Qua kết quả phân tích nhận thấy CEC = 16,48 mgđl/100g đất của đất nghiên cứu ở mức trung bình. Kết quả này cũng có mối tương quan tương đối với OM vì đất càng nhiều mùn thì CEC càng lớn và ngược lại.

5. Hàm lượng N, P2O5, K2O tổng số

Hàm lượng NTS = 0,19% là ở mức khá còn hàm lượng P2O5TS = 0,18% và K2OTS = 1,93% là ở mức giàu. Lý giải cho điều này có thể là do tập quán canh tác của nông dân bón rất nhiều phân bón vô cơ và phân chuồng. Tuy nhiên đạm là thành phần rất dễ bị rửa trôi, bay hơi nên tồn dư trong tầng đất canh tác là không lớn. Riêng đối với phốt pho thì trong đất chúng có thể liên kết với một số ion kim loại hoặc hidroxit kim loại để tạo thành hợp chất khó tan. Đối với kali thì cũng có thể bị giữ lại trong tinh thể một số khoáng 2:1.

6. Hàm lượng N, P dễ tiêu

Hàm lượng NDT trong đất nghiên cứu bằng tổng hàm lượng NH4+ và NO3- phân tích được và có giá trị là 4,49 mg/100g đất. Theo thang đánh giá ở phụ lục 3 thì hàm lượng NDT này được đánh giá là ở mức trung bình. Theo thang đánh giá P – Olsen thì hàm lượng PDT = 23,06 ppm (>10 ppm) được coi là giàu P. Điều này cũng dễ dàng được giải thích vì khi môi trường đất trung tính thì lượng ion phốt phat dễ tiêu thường lớn nhất.

Đối với cây lúa nhu cầu sử dụng N, P là cao trong giai đoạn đầu sinh trưởng và phát triển vì vậy dựa vào kết quả phân tích hàm lượng N, P dễ tiêu để có thể điều chỉnh