Theo Đỗ Thị Thanh Ren (2004) số phận chất lân trong đất ngập nước khác với chất lân ở vùng đất cao. Đất ngập nước có trị số lân hữu dụng hơn đất để khô. Sự gia tăng độ hữu dụng của chất lân trong đất ngập nước là do (1) sự khử FePO4.2H2O thành Fe3(PO4)2.8H2O dễ hòa tan hơn, (2) sự phóng thích của phosphate bị hút vào do sự khử hóa của lớp bao bọc oxyt Fe (III) ngậm nước (3) sự thủy phân của FePO4 và AlPO4 trong đất chua (4) gia tăng sự khoáng hóa lân hữu cơ trong đất chua (5) H2S tích lũy trong quá trình ngập nước có khả năng hòa tan các phosphate sắt (6) anion hữu cơ trao đổi với ion PO43- trên bề mặt keo đất (7) sự khuếch tán lớn hơn của chất lân. Theo Yoshida (1981) phụ thuộc vào loại đất, ngập nước làm tăng nồng độ lân trong dung dịch đất từ 0,05 ppm đến khoảng 0,6 ppm và sau đó giảm xuống. Việc tăng lượng lân di động trong đất ngập nước có thể do sự khử phosphate sắt ba và phosphate nhôm bởi các anion hữu cơ.
CHƯƠNG II
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM
Thời gian: thí nghiệm được thực hiện trong vụ Đông – Xuân từ tháng 11 năm 2012 đến tháng 2 năm 2013.
Địa điểm: vùng đất phèn tại xã Tà Đảnh, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang (Hình 2.1).
Hình 2.1 Bản đồ hành chính huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang
2.2 PHƯƠNG TIỆN
- Vật liệu thí nghiệm
Phân lân: dạng DAP và hỗn hợp NPK
Sử dụng nông dược: áp dụng theo tập quán canh tác của nông dân.
Nước: tưới ướt khô xen kẽ, đặt ống nhựa theo dõi. Ống nhựa cứng polymer không đáy dày khoảng 4 mm, đường kính 18 cm, chiều dài ống 25 cm và 40 cm. Sau đó ống được khoan các lỗ nhỏ bên hông, mỗi lỗ có đường kính khoảng 0,5 cm, lỗ này cách lỗ kia khoảng 2 cm. Phần ống có khoan lỗ được chôn xuống đất, phần trên mặt đất là 10 cm không khoan lỗ.
Giống: giống lúa OM2517.
- Hóa chất thí nghiệm: Các loại phân Urê (46% N), KCl (60% K2O),… - Dụng cụ thí nghiệm: Máy đo EC, máy đo pH, máy SPAD – 502, máy
bơm và đồng hồ đo lượng nước,…
Địa điểm Thí nghiệm
2.3 PHƯƠNG PHÁP2.3.1 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 2 nhân tố bố trí theo kiểu lô phụ với 3 lần lặp lại với Nhân tố I: Nước (nhân tố chính).
Nhân tố II: Phân lân (nhân tố phụ).
Mỗi ô thí nghiệm (nghiệm thức) có diện tích 40 m2 (8 m x 5 m), giữa các ô có đắp bờ 0,4 m. Bờ bao quanh mỗi lần lặp lại và quanh lô chính có tấn cao su 0,7 m; chôn xuống đất 0,3 m, kéo thẳng ép không khí ra ngoài sau đó lấp đất kín lại, hạn chế tối đa lượng nước qua lại giữa các ô và bên trong với bên ngoài.
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Trong đó:
W1: quản lí mực nước ngập theo nông dân, không đặt ống. Ruộng lúa ngập liên tục, tưới khi mực nước trong ruộng 3 – 5 cm.
W2: quản lí nước ngập khô xen kẽ, đặt ống nhựa 25 cm, tưới bổ sung khi mực nước giảm xuống 15 cm từ mặt đất.
W3: quản lí nước ngập khô xen kẽ, đặt ống nhựa 40 cm, tưới bổ sung nước khi mực nước giảm xuống 30 cm từ mặt đất.
P0: Không bón phân lân.
P1: Bón ½ lượng phân lân nông dân bón.
P2: Bón lượng lân theo nông dân gồm P trong DAP và NPK với công thức 103 kg N + 68 kg P2O5 + 41 kg K2O.
2.3.2 Biện pháp canh tác
Chuẩn bị đất trồng: Trước lũ cày lật đất vùi rơm rạ, sau lũ trục trạc san bằng mặt ruộng, diệt ốc bươu vàng.
Chuẩn bị giống: sử dụng giống OM2517 cấp xác nhận, giống được xử lí với acid nitric, ngâm 24 giờ, rữa sạch ủ 24 giờ, sạ bằng dụng cụ sạ hàng, lượng giống 150kg/ha.
Bón phân: thời điểm bón phân theo nông dân gồm: Đợt 1: 7 – 10 ngày sau khi sạ
Đợt 2: 18 – 22 ngày sau khi sạ Đợt 3: 35 – 42 ngày sau khi sạ
Các kĩ thuật canh tác khác được thực hiện giống nhau cho tất cả các nghiệm thức trong thí nghiệm.
2.3.3 Các chỉ tiêu theo dõi
3.3.3.1 Các chỉ tiêu nông học
Chiều cao cây: chiều cao cây được tính từ mặt đất đến chóp lá hoặc chóp bông cao nhất của cây lúa chọn và đo ngẫu nhiên 10 cây/lô theo hướng đường chéo của từng ô ở các thời điểm 20, 40, 60 NSKS.
Đo màu lá lúa: sử dụng máy đo chỉ số SPAD ở các giai đoạn 20, 40, 60 NSKS để xác định thời điểm bón phân đạm và biết được sinh trưởng cây. Mỗi ô lấy giá trị SPAD trung bình từ 10 lần đo/lô, đo lúc 8 – 9 giờ sáng khi mặt lá ráo nước, chọn lá cao nhất trong bụi, vị trí lá kẹp vào máy khoảng 1/3 ở chóp lá.
Số chồi: đếm tất cả các chồi của cây lúa có chiều cao từ 2 cm trở lên (chồi có từ 3 lá trở lên). Số chồi lúa được đếm trong 2 khung (50 x 50 cm) ở mỗi ô vào các thời điểm 20, 40, 60 NSKS.
2.3.3.2 Chỉ tiêu nước
Đo chiều cao mực nước trong ruộng và lượng nước bơm vào mỗi ô. Ống nhựa theo dõi mực thủy cấp được lắp đặt vào thời điểm 20 ngày sau khi sạ. Mực nước trên ruộng được theo dõi 3 ngày một lần vào lúc 8 – 9 giờ sáng và cách lấy chỉ tiêu nước cụ thể như sau:
AWD1: Lấy chỉ tiêu lượng nước tưới theo nông dân, chiều cao mực nước (cm), điều tiết nước theo nông dân và đo lượng nước mỗi lần bơm vào.
AWD2: Khi mực nước trong ống rút xuống cách mặt ruộng 15 cm thì tiến hành bơm nước bổ sung và ghi nhận lượng nước thông qua đồng hồ đo nước (m3
).
AWD3: Khi mực nước trong ống rút xuống cách mặt ruộng 30 cm thì tiến hành bơm nước bổ sung và ghi nhận lượng nước thông qua đồng hồ đo nước (m3).
Ruộng được cho ngập 3 cm tính từ mặt đất liên tục trong 2 tuần khi lúa bắt đầu trổ bông.
EC và pH nước được đo 6 ngày một lần.
2.3.3.3 Chỉ tiêu năng suất
- Thành phần năng suất
Số bông/m2: thu hoạch 2 khung (50 cm x 50 cm) trên một nghiệm thức cho mỗi lần lặp lại, đếm tất cả số bông trong 2 khung rồi nhân 2. Khung được sử dụng làm bằng nhựa bo tròn ở mỗi góc để giảm ma sát tránh làm tổn thương lúa khi lấy chỉ tiêu.
Số hạt chắc/bông: thu 30 bông ngẫu nhiên trên một nghiệm thức cho mỗi lần lặp lại, tách hạt, phơi khô, phân riêng hạt chắc và hạt lép sau đó đếm tổng số hạt chắc và tổng số hạt lép bằng thủ công.
Số hạt chắc/bông = Tổng số hạt chắc của 30 bông/tổng số bông.
Tỉ lệ hạt lép = ((Tổng số hạt lép của 30 bông ở phần trên)/(tổng số hạt chắc và hạt lép của 30 bông)) x 100.
Trọng lượng 1.000 hạt: đếm ngẫu nhiên lấy 1.000 hạt chắc (trong 30 bông ở phần trên) của từng nghiệm thức đem cân và đo ẩm độ lúc cân sau đó quy về độ ẩm 14%.
- Năng suất lí thuyết: thu ở các khung lấy chỉ tiêu nông học tính trên 0,5 m2 ở giai đoạn chín sinh lí (5 ngày trước khi thu hoạch).
NSLT (tấn/ha) = số bông trên đơn vị diện tích x số hạt trên bông x tỉ lệ hạt chắc (%) x trọng lượng 1000 hạt x 10-5.
- Năng suất thực tế
Thu mẫu trong khung 5 m2 (2 m x 2,5 m) mỗi nghiệm thức ở từng lần lặp lại bằng tay, tách hạt, phơi khô, làm sạch, quy về độ ẩm 14% theo công thức:
W(14%)= W0 x (100 – H0)/86 Trong đó:
W(14%) là năng suất của 5 m2 ở 14% W0 là trọng lượng mẫu lúc cân. H0 là ẩm độ mẫu lúc cân.
Năng suất (tấn/ha) = W(14%) x 2 x 1000.
2.3.3.4 Chỉ tiêu dưỡng chất phân phân tích
Phân tích hàm lượng P dễ tiêu trong đất trước khi sạ và sau khi thu hoạch, P trong thân lá, hạt (được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Khoa Học Đất – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ).
2.3.4 Xử lí số liệu
Sử dụng Microsoft Office Excel 2007 nhập số liệu vẽ đồ thị và phần mềm thống kê SPSS 16 để phân tích phương sai và áp dụng phép thử Ducan để so sánh sự khác biệt trung bình các chỉ tiêu quan sát giữa các nghiệm thức.
Soạn thảo luận văn bằng phần mềm Microsoft Office Word 2007 và chỉnh sửa đồ thị bằng phần mềm CorelDraw X4.
CHƯƠNG III
KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1 SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG
Theo Nguyễn Xuân Đông (2010) nước là một trong những điều sinh thái cơ bản đối với đời sống cây trồng nói chung và lúa nói riêng. Tình trạng nước đồng ruộng chẳng những ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sinh lí của cây lúa, mà còn ảnh hưởng tới các yếu tố khác của độ phì đất. Cây lúa rất nhạy cảm với việc thiếu nước. Đặc biệt là trong một số thời kỳ như đẻ nhánh, trổ bông, nếu thiếu nước giai đoạn này năng suất giảm rõ rệt. Các giai đoạn khác nhau, cây lúa có thể sinh trưởng và phát triển tốt khi trên ruộng duy trì độ ẩm không nhỏ hơn 80% độ ẩm đồng ruộng. Nếu áp dụng chế độ tưới hợp lí thì sẽ không làm giảm năng suất lúa. Cây lúa là cây ưa ẩm nhưng nếu trong ruộng nước ngập sâu thì cũng hạn chế sự sinh trưởng nên năng suất giảm. Vì vậy cần phải khống chế mức nước ở trong ruộng hợp lí.
Sau khi đặt ống kiểm soát, mực nước trên ruộng được ghi nhận để theo dõi sự biến động đồng thời xác định được ngưỡng phải cung cấp nước trở lại cho cây lúa trên cả 3 chế độ quản lí nước. Kết quả theo dõi mực nước trên ruộng cho thấy: ở chế độ quản lí nước ngập theo nông dân AWD1 (không đặt ống) có mực nước biến động từ 0 đến 5 cm, trung bình là 3,1 cm; ở chế độ quản lí nước AWD2 mực nước trên ruộng biến động từ 5 đến (-4,5) cm, trung bình là 1,5 cm; ở chế độ quản lí nước AWD3 mực nước trên ruộng biến động từ 5 cm đến (-15,9) cm, trung bình là (-1,3) cm. Trong vụ Đông Xuân thời tiết khô, không có mưa hoặc có mưa rải rác nên theo dõi mực nước trên ruộng được suốt vụ. Ở chế độ quản lí nước AWD2 và AWD3, mực nước giảm thấp nhất từ (-15) cm đến (-30) cm mới bắt đầu bơm nước bổ sung vào ruộng. Tuy nhiên trong vụ này đã xuất hiện những cơn mưa trái mùa, những cơn mưa muộn ở giai đoạn lúa 32, 33, 43, 44 NSKS nên mực nước trên mặt ruộng ở hai biện pháp quản lí nước này chưa giảm đến mức cần phải bơm nước (Hình 3.1). Theo Bouman et al. (2010) AWD là kĩ thuật tưới mà nước được tưới cho ruộng sau khi nước không còn trên đồng ruộng trong một vài ngày. Điều này trái ngược với kĩ thuật tưới truyền thống là ngập liên tục (tức là không bao giờ để nước đọng biến mất). Nó có nghĩa là ruộng lúa không được giữ ngập liên tục nhưng được phép để khô gián đoạn trong suốt giai đoạn trồng lúa. Số ngày mà ruộng lúa được cho phép để khô trước khi tưới trở lại có thể biến động từ 1
ngày đến hơn 10 ngày. Zhi (2001) đã tìm hiểu tác động của AWD về sử dụng nước và thấy rằng việc sử dụng nước tưới đã giảm 7 – 25% với tưới ngập liên tục.
Hình 3.1 Diễn biến mực nước trên đồng ruộng Bảng 3.1 Tổng lượng nước bơm vào trong vụ cho 1 ha
Nhân tố Lượng nước bơm vào (m3
)
Chế độ nước (A)
AWD1 2.519,4a
AWD2 1.183,3b
AWD3 1.167,7b
Liều lượng phân lân (B)
P0 1.622,2 P1 1.655,6 P2 1.591,7 F (A) ** F (B) ns F (A x B) ns CV (%) A 11,77 CV (%) B 25,98
Ghi chú: **: khác biệt ở mức ý nghĩa 1%, ns: khác biệt không có ý nghĩa thống kê
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì không khác biệt qua phép thử Ducan
Số lần bơm nước trong suốt vụ (kể từ khi đặt ống theo dõi ở 20 NSKS) ở nghiệm thức AWD1 là 6 lần, còn ở nghiệm thức AWD2 và AWD3 cùng bằng nhau là 2 lần bơm ở giai đoạn rải phân đợt 3 (38 NSKS) và ở giai đoạn lúa trổ đều (62 NSKS). Như vậy, ở hai chế độ quản lí nước AWD2 và AWD3 đã tiết kiệm được 4 lần bơm nước trong suốt vụ so với chế độ quản lí nước AWD1.
Dựa vào kết quả thí nghiệm được trình bày trong Bảng 3.1 cho thấy tổng lượng nước được bơm vào trong ruộng ở hai chế độ quản lí nước AWD2 và AWD3 không có sự khác biệt qua thống kê nhưng giữa chế độ quản lí nước ngập liên tục (AWD1) và chế độ quản lí nước ngập – khô xen kẽ (AWD2, AWD3) có sự khác biệt qua thống kê ở mức ý nghĩa 1%. Lượng nước tưới trung bình cho lúa theo 3 chế độ quản lí nước là AWD1 = 2.519,4 m3/ha, AWD2 = 1.183,3 m3/ha, AWD3 = 1.166,7 m3/ha cho thấy rằng ở chế độ quản lí nước AWD2 có thể tiết kiệm được 53% lượng nước tưới. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu của Trần Quang Giàu (2011) cho rằng tưới tiết kiệm chỉ tiêu hao 1.505 m3/vụ so với tưới liên tục là 2.277 m3/vụ. Bên cạnh đó, các nghiên cứu của Singh et al. (1996), Cabagon et al. (2001), Moya
et al. (2004) cũng cho kết quả tương tự là kĩ thuật tưới ngập khô xen kẽ có thể giúp giảm lượng nước sử dụng khoảng 40 – 70% so với việc tưới ngập liên tục theo truyền thống, mà không làm suy giảm năng suất.
Theo Suresh (2011) các nhà khoa học ở Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) thấy rằng khi mực nước trên đồng ruộng rút đến 15 cm dưới mặt đất, áp lực nước nước trong đất ở vùng rễ luôn luôn < 10 kPa, đảm bảo sản xuất tốt. Bouman et al. (2007) những ruộng áp dụng kĩ thuật tưới ngập – khô xen kẽ có cùng năng suất với ruộng tưới ngập liên tục nhưng có thể tiết kiệm được 16 đến 24% chi phí sử dụng nước và 20 đến 25% chi phí sản xuất. Một số nghiên cứu được thực hiện để xác định tác động của AWD đến sự thất thoát nước trên ruộng lúa: bốc hơi, rò rỉ và thấm. Các nghiên cứu được thực hiện cho đến nay cho thấy rằng AWD chủ yếu làm giảm sự thất thoát nước do rò rỉ và thấm và chỉ có tác dụng nhỏ lên sự thoát nước do bốc hơi. Belder (2007) và Cabangon (2004) tính toán rằng thiệt hại do bốc hơi ở chế độ quản lí nước AWD giảm 2 – 33% so với tưới ngập liên tục. Boumanet al. (2007) một số lợi ích tiềm năng của AWD đã được đề xuất: cải thiện hệ thống rễ, định kì làm thông thoáng đất và kiểm soát tốt hơn một số tác nhân gây hại như ốc bươu vàng. Trong hệ thống thâm canh cây lúa, kỹ thuật quản lí nước ngập – khô xen kẽ còn giúp giải quyết vấn đề mất cân đối dinh dưỡng trong đất như thiếu kẽm ở ruộng ngập nước liên tục (Boumanet al., 2002). Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là không hạn chế được cỏ dại và chuột dễ dàng tấn công phá hại cây trồng trong thời kì đất khô. Và nó được cho rằng AWD làm tăng chi phí lao động cho việc nhổ cỏ hoặc sử dụng thuốc diệt cỏ để kiểm soát sự phát triển của cỏ dại. Tuy nhiên, các chi phí đó có thể được bù lại bằng việc năng suất
tăng thêm nửa tấn/ha (Christianet al., 2010). Theo Lê Sâm và ctv. (2005) khi chúng ta tiết kiệm được nguồn nước tưới là chúng ta đã đạt được hiệu quả kinh tế cao cho một đơn vị nước tưới. Do đó, giải pháp tưới tiết kiệm nước không chỉ phù hợp cho vùng khan hiếm nước mà còn cho tất cả những nơi cần thiết nâng cao hiệu quả sử dụng nước.
3.2 SỰ BIẾN ĐỘNG pH CỦA NƯỚC TRÊN ĐỒNG RUỘNG
Qua kết quả theo dõi sự biến động giá trị pH của nước trên đồng ruộng trong Hình 3.2 cho thấy pH ở cả ba chế độ quản lí nước khá ổn định, ít có sự thay đổi giữa các lần theo dõi và dao động từ 6,23 đến 7,8. Giá trị pH tập trung ổn định ở mực nước trên mặt ruộng từ 1 đến 5 cm thấp nhất ở giá trị pH 6,65 (AWD1) và cao nhất là 7,80 (AWD2). Khi mực nước trên ruộng bằng 0 đến (- 16,3) cm (AWD2 và AWD3) giá trị pH thấp nhất là 6,23 và cao nhất là 7,40. Giá trị pH này thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa.
Hình 3.2 Diễn biến của pH ở ba chế độ quản lí nước
Theo Astrom (1998) thì pH là một yếu tố quan trọng kiểm soát nồng độ