Số liệu được xử lý và tính toán trên phần mềm Microsoft Excel. Các đồ thị và biểu đồ đựợc vẽ trên phần mềm Minitab 16 đề đánh giá khả năng xâm nhập mặn trong nguồn nước kênh và sự tích lũy mặn trong đất của khu vực khảo sát.
17
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Diễn biến EC của khu vực khảo sát
3.1.1 Diễn biến EC nước của khu vực khảo sát
Kết quả phân tích cho thấy giá trị EC nước qua 7 đợt lấy mẫu tại 15 điểm có sự biến động về mặt thời gian và không gian lấy mẫu. Theo James Camberator (2001), EC nước ở vùng khảo sát được đánh giá ở mức cao, tổn hại đối với cây trồng có giới hạn chịu măn thấp.
Từ tháng 2 đến tháng 3, giá trị EC của nước có sự biến động cao ở các điểm khảo sát qua các đợt lấy mẫu. Trong thời gian này, giá trị EC của nước kênh dao động khoảng 0,175 mS/cm đến 2,340 mS/cm. Giá trị EC trong ngưỡng này được đánh giá ở mức cao, tổn hại đối với cây trồng có giới hạn. EC nước năm 2013 được ghi nhận cao hơn nhiền so với cùng kỳ năm trước. Chỉ số EC nước năm 2012 dao động trong khoảng 0,185 mS/cm và 1,901 mS/cm. 21-May 21-Apr 6-Apr 25-Mar 10-Mar 22-Feb 5-Feb 12 10 8 6 4 2 0
EC mau nuoc kenh Ec (mS/cm)
Thoi die m thu mau
18
Đường kẽ ngang trong hộp biễu diễn số trung vị của tổng mẫu quan sát, n = 15.
Vị trí thấp nhất và cao nhất của thanh dọc biểu diễn lần lượt giá trị thấp nhất và cao nhất nằm trong phân phối chuẩn.
Từ giá trị thấp nhất của thanh dọc đến đường kẽ ngang của đáy hộp biểu diễn phân bố của 25% tổng số mẫu quan sát.
Từ giá trị thấp nhất của thanh dọc đến đường kẽ ngang phía trên hộp biếu diễn phân bố của 75% tổng số mẫu quan sát.
“*” biểu diễn các giá trị nằm ngoài phân phối chuẩn (các giá trị quá thấp hoặc quá cao).
Vào tháng 4, giá trị EC của nước kênh tăng nhanh, khác biệt có ý nghĩa so với giai đoạn trước đó. Giá trị cao nhất và thấp nhất lần lượt là 11,690 mS/cm ; 0,286 mS/cm. 75% vị trí thu mẫu nước có EC tập trung từ 1,216 mS/cm đến 4,610 mS/cm, 25% có EC dao động từ 0,486 mS/cm đến 2,350 mS/cm (hình 3.1). EC cao tại thời điểm này đã có thể ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng tại khu vực khảo sát. Thời điểm này mặn đã xâm nhập vào khu vực khảo sát, không nên dẫn nước vào khu vực canh tác để hạn chế sự ảnh hưởng của mặn đến cây trồng và đất canh tác. Vào tháng 4 năm 2012, EC nước cao nhất chỉ đạt 2,200 mS/cm, EC năm 2013 tăng gấp 2 lần so với cùng kỳ năm trước.
Vào tháng 5, EC có xu hướng giảm, giá tri EC tại vùng khảo sát dao động từ 0,299 mS/cm đến 2,770 mS/cm. 75% vị trí thu mẫu có giá trị EC biến động từ 0,299 mS/cm đến 0,745 mS/cm (hình 3.1). Vào thời điểm này, tác dụng của mưa đầu mùa đã rửa trôi các ion H+, Na+, Al3+…dẫn đến EC giảm đáng kể. Tuy nhiên, EC vẫn ở ngưỡng cao ảnh hưởng đến cây trồng có giới hạn.
3.1.2. Diễn biến EC đất của khu vực khảo sát
3.1.2.1. Diễn biến độ dẫn điện (EC) trong đất của khu vực khảo sát
Độ mặn của đất được thể hiện thông qua độ dẫn điện. EC là tổng lượng muối hòa tan hoặc độ mặn có trong dung dịch nên EC có thể được coi là một tiêu chuẩn để chẩn đoán sự gia tăng nồng độ các ion trong dung dịch.
Kết quả phân tích cho thấy chỉ số EC trong dung dịch trích đất – nước biến động theo thời gian. Cuối mùa mưa (tháng 2) chỉ số EC của đất tương đối thấp. Tuy nhiên,
19
giá trị EC biến động tương đối cao giữa các vị trí lấy mẫu đất, cao nhất ở khoảng 1,632 mS/cm, giá trị thấp nhất 0,217 mS/cm (hình 3.2). So với năm 2012, cùng một thời điểm lấy mẫu, EC trong đất chỉ dao động từ 0.351 mS/cm đến cao nhất là 1,168 mS/cm (khu vực cạnh sông lớn) và 0,360 mS/cm đến 0,710 mS/cm (ở các điểm nội đồng).
Vào giữa mùa khô (tháng 4) chỉ số EC trong đất tăng và tương đối cao tại tất cả các điểm, đặc biệt là các điểm 2, 7, 8, 10, 12 (hình 3.2). Tuy nhiên, chỉ số EC vẫn trong mức không ảnh hưởng đến cây trồng trừ cây trồng quá mẫn cảm với mặn. Giá trị EC đất cao nhất ở khoảng 2,325 mS/cm và có thể ảnh hưởng đến sinh trưởng cây trồng (trích Ngô Ngọc Hưng 2009).
Bảng 3.1: Diễn biến EC đất qua các thời điểm thu mẫu Chỉ số
EC( mS/cm)
Cuối mùa mưa Giữa mùa khô Đầu mùa mưa
Cao nhất 1,632 2,325 2,065
Trung bình 0,771 1,175 0,671
Thấp nhất 0,217 0,272 0,228
- Cuối mùa mưa: mẫu đất được thu vào tháng 2. - Giữa mùa mưa: mẫu đất được thu vào tháng 4. - Đầu mùa mưa: mẫu đất được thu vào cuối tháng 5.
Vào đầu mùa mưa chỉ số EC trong đất giảm đáng kể ở các vị trí lấy mẫu (Bảng 3.1). Giá trị cao nhất và thấp nhất lần lượt là 1,260 mS/cm và 0,228 mS/cm được đánh giá là không mặn (trích Ngô Ngọc Hưng, 2009).
20
Hình 3.2: Diễn biến EC cuối mùa mưa tháng 2 (trái) và giữa mùa khô tháng 4 (phải)
Hình 3.3 : Diễn biến EC đầu mùa mưa (tháng 5).
Từ kết quả phân tích cho thấy tuy giá trị EC tại vùng khảo sát có biến động theo thời gian do xâm nhập mặn vào mùa khô. Nhưng sự xâm nhặp mặn xảy ra trong thời gian ngắn và tác dụng rửa trôi từ mưa đầu vụ nên chưa ảnh hưởng đến đất và cây trồng.
3.1.2.2 Diễn biến Na+ hòa tan trong dung dịch đất của khu vực khảo sát.
Kết quả khảo sát cho thấy diễn biến Na+ hòa tan trong dung dịch đất cho thấy hàm lượng Na+ trong dung dịch đất có sự biến động cao trong thời gian khảo sát, biến động từ 0,021 meq/100g đến 2,785 meq/100g.
21
Vào tháng 2, hàm lượng Na+ hòa tan trong dung dịch đất biến động từ 0,066 meq/100g đến 0,710 meq/100g, 75% vị trí lấy mẫu có hàm lượng Na+ hòa tan tập trung từ 0,066 meq/100g đến 0,459 meq/100g, hàm lượng Na+ hòa tan trung bình đạt 0,334 meq/100g (hình 3.4). Với hàm lượng trên theo thang đánh giá hàm lượng Na+ (Agricultural Compendium, 1989) thì hàm lượng Na+ hòa tan tại vùng khảo sát được đánh giá là ở mức trung bình.
Từ cuối mùa mưa đến giữa mùa khô, hàm lượng Na+ hòa tan trong dung dịch đất có xu hướng tăng trung bình từ 0,334 meq/100g – 1,043 meq/100g.Vào tháng 4, hàm lượng Na+ hòa tan cao nhất đạt giá trị 2,785 meq/100g. Hầu hết các điểm khảo sát điều cho giá trị cao hơn so với tháng 2 (hình 3.4)
Sau tháng 5, hàm lượng Na+ hòa tan giảm đáng kể trung bình chỉ 0,219 meq/ 100g. Hàm lượng Na+ cao nhất và thấp nhất tại các vị trí lấy mẫu lần lượt là 0,467 meq/100g và 0,021 meq/100g. (hình 3.5)
Hình 3.4: Diễn biến hàm lượng Na+ hòa tan của đất cuối mùa mưa tháng 2 (trái) giữa mùa khô (phải).
22
Hình 3.5: Diễn biến hàm lượng Na+ hòa tan của đất đầu mùa mưa (tháng 5) Theo thang đánh giá hàm lượng Na+ (Agricultural Compendium, 1989) thì hàm lượng Na+ trong dung dịch đất vào mùa khô là từ cao đến rất cao. Vào giữa mùa khô, hàm lượng Na+ trung bình trong đất đạt ngưỡng 1,043 meq/ 100g. Có một số khu vực có Na+ hòa tan trong dung dịch đất đạt giá trị cao hơn trong thời điểm này. Tuy nhiên vào đầu mùa mưa dưới tác dụng của mưa đầu mùa hàm lượng Na+ giảm một cách đáng kể trung bình chỉ 0,219 meq/100g được đánh giá là thấp.
3.1.2.3 Diễn biến Na+ trao đổi trên keo đất của khu vực khảo sát
Kết quả phân tích diễn biến Na+ trao đổi trên keo đất qua các thời điểm thu mẫu cho thấy chỉ số Na+ trao đổi được đánh giá ở mức cao có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng của cây trồng, cao nhất đạt giá trị 1,660 meq/100g. Trong mùa khô, hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất biến động khá cao qua các thời điểm thu mẫu. Hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất có xu hướng tăng từ cuối mùa mưa đến giữa mùa khô và giảm vào đầu mùa mưa năm sau. (Bảng 3.2)
23
Bảng 3.2: Diễn biến Na+ trao đổi trên keo đất qua các thời điểm thu mẫu
Chỉ số Na
+ trao đổi (meq/100g)
Cuối mùa mưa Giữa mùa khô Đầu mùa mưa
Cao nhất 0,803 4,086 2,117
Trung bình 0,5 1,660 0,917
Thấp nhất 0,089 0,289 0,237
- Cuối mùa mưa: mẫu đất được thu vào tháng 2. - Giữa mùa mưa: mẫu đất được thu vào tháng 4. - Đầu mùa mưa: mẫu đất được thu vào cuối tháng 5
Vào cuối mùa mưa (tháng 2) hàm lượng Na+ trao đổi dao động từ 0,089 meq/100g đến 0,803 meq/100g, 75% vị trí lấy mẫu đất có hàm lượng Na+ trao đổi tập trung từ 0,089 meq/100g đến 0,745 meq/100g, 25% vị trí có hàm lượng Na+ trao đổi tập trung từ 0,089 meq/100g đến 0,220 meq/100g (hình 3.6).
Đến giữa mùa khô (tháng 4) hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất tăng đáng kể với giá trị cao nhất, thấp nhất lần lượt là 4,086 meq/100g và 0,289 meq/100g. Giá trị trung bình đạt 1,660 meq/100g được đánh giá ở ngưỡng rất cao (hình 3.6). Kết quả cho thấy mặn đã xâm nhập vào khu vực khảo sát.
Tuy nhiên sự xâm nhập mặn ở vùng nghiên cứu chỉ diễn ra và một thời điểm nhất định và dưới tác dụng rửa trôi của mưa đầu mùa (tháng 5) hàm lượng Na+ giảm nhưng vẫn ở giá trị được đánh giá là rất cao với khu vực có giá trị cao nhất đạt 2,117 meq/100g và trung bình ở 0,917 meq/100g (hình 3.7). Qua đó cho thấy mặn đã tích lũy trong đất ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển của cây trồng cũng như đất canh tác. Có thể dùng nước rữa mặn hoặc bón vôi cũng như tuyển chọn và lai tạo các giống cây chống chịu mặn, xác định các loại cây trồng có khả năng chịu mặn khác nhau, phù hợp với từng giai đoạn cải tạo đất để giảm hàm lượng Na+ trong đất để canh tác đạt hiệu quả và năng suất tốt hơn.
24
Hình 3.6: Diễn biến hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đất cuối mùa mưa tháng 2 (trái) giữa mùa khô tháng 4(phải)
Hình 3.7: Diễn biến hàm lượng Na+ trao đổi trên keo đầu mùa mưa tháng 5.
2.1.2.1 3.1.2.4. Diễn biến tỷ số Na+ trao đổi trên keo đất (ESP) của khu vực khảo sát
Qua kết quả phân tích cho thấy giá trị ESP được đánh giá ở mức tương đối và có sự biến động khá cao.
Vào cuối mùa mưa (tháng 2), giá trị ESP của đất ở mức tương đối thấp với giá trị trung bình cả khu vực khảo sát đạt 4 %và cao nhất là 7,272% (hình 3.8). Đến giữa mùa khô giá trị ESP tăng đột ngột khi hiện tượng xâm nhập mặn diễn ra tại khu vực với giá trị trung bình đạt mức 13%, vị trí có ESP cao nhất đạt giá trị 31,291 % (hình 3.8)
25
Nhưng vào thời điểm đầu mùa mưa giá trị ESP giảm với giá trị cao nhất là 12,901% và trung bình là 7,279 % (hình 3.9).
Hình 3.8: Diễn biến tỷ số Na+ trao đổi trên keo đất cuối mùa mưa tháng 2 (trái), giữa mùa khô tháng 4 (phải).
26
Nhìn chung tỷ số Na+ trao đổi trên keo đất qua các thời điểm thu mẫu có xu hướng tăng từ cuối mùa mưa đến giữa mùa khô và giảm dần trong đầu mùa mưa như chỉ số EC, hàm lượng Na+ hòa tan và hàm lượng Na+ trao đổi.
Đất càng mặn thì ESP sẽ càng tăng (EC càng lớn). Dù giá trị lớn nhất của ESP vào đầu mùa mưa là 12,901 % (< 15%), chưa đủ đánh giá là đất sodic. Tuy nhiên, một vài vị trí trong địa bàn xã có giá trị ESP cao nhất trong mùa khô là 31,219 % được đánh giá là cao. Với tình trạng mặn vẫn tăng dần qua các năm, theo kịch bản biến đổi khí hậu đến năm 2050 mực nước biển dâng 30 cm. Lúc này tình hình xâm nhập mặn sẽ diễn ra nghiêm trọng và phức tạp hơn nên cần có biện pháp xử lý nhằm giảm thiếu tác động xấu do tích lũy mặn trong đất và đất bị sodic hóa.
2.2 3.2. Diễn biến pH nước và pH đất của khu vực khảo sát.
2.2.1 3.2.1. Diễn biến pH nước kênh của khu vực khảo sát.
Kết quả phân tích pH của nước vào 7 đợt và 15 điểm ta thấy pH biến động không nhiều, trung bình khoảng từ 5,73 đến 7,02. pH có xu hướng tăng dần từ cuối mùa mưa đến giữa mùa khô cụ thể là từ tháng 1 đến cuối tháng 3, pH giảm đáng kể vào giữa mùa khô (trong tháng 4) và có xu hướng tăng trở lại vào đầu mùa mưa.(hình 3.10)
27 21-May 21-Apr 6-Apr 25-Mar 10-Mar 22-Feb 5-Feb 7 6 5 4 3
pH mau nuoc kenh
pH
Thoi diem thu mau
Hình 3.10: Diễn biến pH nước kênh qua các thời điểm thu mẫu
Đường kẽ ngang trong hộp biễu diễn số trung vị của tổng mẫu quan sát, n = 15.
Vị trí thấp nhất và cao nhất của thanh dọc biểu diễn lần lượt giá trị thấp nhất và cao nhất nằm trong phân phối chuẩn.
Từ giá trị thấp nhất của thanh dọc đến đường kẽ ngang của đáy hộp biểu diễn phân bố của 25% tổng số mẫu quan sát.
Từ giá trị thấp nhất của thanh dọc đến đường kẽ ngang phía trên hộp biếu diễn phân bố của 75% tổng số mẫu quan sát.
“*” biểu diễn các giá trị nằm ngoài phân phối chuẩn (các giá trị quá thấp hoặc quá cao).
Sự biến động pH nước cao nhất giữa các vị trí cũng như các đợt lấy mẫu là vào tháng 4. pH có giá trị giảm dần so với đợt thu mẫu trước, có những vị trí có sự chênh lệch rất lớn so với lần thu mẫu trước. Giá trị pH cao nhất và thấp nhất lần lượt là 8,46 ; 3,59 ; 75 % vị trí lấy mẫu có pH nước tập trung từ 3,59 đến 6,19 và 25% tập trung từ 3,19 đến 5,7. Nguyên nhân là do vào thời điểm này mặn xâm nhập vào các kênh gạch làm gia tăng pH nước (hình 3.11).
28
Vào tháng 5, pH có xu hướng tăng trở lại dao động từ 6,1 đến 6,97. 75% giá trị pH tại các vị trí lấy mẫu tập trung từ 6,3 đến 6,6 và 25% tập trung từ 6,3 đến 6,4 (hình 3.11). Do vào đầu mùa mưa, nước mưa đã rữa trôi H+, Na+, Al3+…nên tăng pH nước kênh.
Hình 3.11: Diễn biến giá trị pH các điểm lấy mẫu vào tháng 4 (hình trái), tháng 5 (hình phải) 3.2.2 Diễn biến pH đất của khu vực khảo sát.
pH đất là một trong những yếu tố của môi trường ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đối với từng loại cây trồng. Khi môi trường pH quá cao hay quá thấp điều ảnh hưởng không tốt đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
Bảng 3.3: Diễn biến pH đất qua các thời điểm thu mẫu
Chỉ số pH
Cuối mùa mưa Giữa mùa khô Đầu mùa mưa
Cao nhất 5,66 6,05 5,87
Trung bình 4,38 4,08 4,49
Thấp nhất 2,59 2,36 2,64
- Cuối mùa mưa: mẫu đất được thu vào tháng 1. - Giữa mùa khô: mẫu đất được thu vào tháng 4. - Đầu mùa mưa: mẫu đất được thu vào cuối tháng 5.
29
Từ kết quả phân tích 3 lần thu mẫu cho thấy giá trị pH đất có xu hướng giảm từ cuối mùa mưa (tháng 1) đến giữa mùa khô (tháng 4) và có xu hướng tăng đến đầu mùa mưa (tháng 5).
Từ tháng 1 đến tháng 4 giá trị pH có xu hướng giảm dao động từ 2,36 đến 6,05. Giá trị pH trung bình vào tháng 2 và tháng 4 lần lượt là 4,38 ; 4,08. pH có xu hướng tăng thuận lợi cho cây trồng phát triển đặc biệt là cây lúa nước (hình 3.12).
Vào tháng 5, giá trị pH có xu hướng giảm giá trị thấp nhất và cao nhất tại các điểm khảo sát lần lượt là 2,64 ; 5,87. Giá trị pH trung bình đạt 4,49 nhìn chung pH có tăng nhưng không đáng kể (hình 3.13)