Nguyờn nhõn của sự phỏt thải Mờtan khi trồng lỳa nước cũn ớt được nghiờn cứu và giải thớch. Cõy lỳa cú tỏc động như thế nào đến quỏ trỡnh phỏt thải Mờtan vẫn là một cõu hỏi lớn. Về mặt sinh lý thực vật cõy lỳa khụng thể hấp thụ Mờtan như hấp thụ cỏc chất dinh dưỡng ở dạng cation và anion.
Cỏc kết quả nghiờn cứu cơ chế vận chuyển CH4 từ vựng rễ vào khớ quyển thụng qua cõy lỳa bằng thớ nghiệm mụ hỡnh, đó cú những phỏt hiện quan trọng: “khớ mờtan từ rễ lỳa thoỏt ra khụng phụ thuộc vào sự đúng mở của lỗ khớ”, hay núi cỏch khớ khổng khụng phải nơi thải khớ CH4 hoặc cỏc khớ khỏc từ cõy lỳa, lượng CH4
được phỏt thải nhiều nhất ở vựng gốc lỳa. Từ đú cỏc tỏc giả giải thớch khả năng chuyển CH4 qua cõy lỳa như sau: trước hết CH4 trong dung dịch đất bao quanh rễ
cõy lỳa sẽ khuếch tỏn vào lớp nước tế bào vỏch của tế bào biểu bỡ, sau đú khuếch tỏn qua nước tế bào vỏch của vỏ rễ, qua thõn cõy, CH4 được thải qua cỏc lỗ nhỏ ở cuống lỏ (mặt dưới của lỏ) và qua lỗ khớ trong phiến lỏ.
Kết luận:
+ Để cú sơ sở khoa học nghiờn cứu cỏc vấn đề của luận văn, tỏc giả luận văn đó đỏnh giỏ tổng quan tỡnh hỡnh nghiờn cứu về chế độ tưới, sự phỏt thải khớ mờtan dưới ảnh hưởng của cỏc yếu tố tưới tiờu và chế độ canh tỏc lỳa trờn thế giới và ở nước ta, từ đú rỳt ra cỏc kết luận, nhận xột những vấn đề đó làm và cũn tồn tại để tiếp tục thực hiện cho đề tài luận văn.
+ Nghiờn cứu chế độ tưới cho cỏc loại cõy trồng là cơ sở khoa học phục vụ cụng tỏc quy hoạch, xõy dựng và vận hành cỏc hệ thống tưới nhằm cung cấp một chế độ nước phự hợp với nhu cầu sinh lý của cõy trồng trong quỏ trỡnh phỏt triển, đảm bảo tiết kiệm nước và giảm phỏt thải khớ nhà kớnh mà khụng ảnh hưởng đến năng suất lỳa. Dự đó đạt được những thành cụng nhất định trong giai đoạn trước nhưng sự nghiệp nghiờn cứu chế độ tưới trong giai đoạn hiện nay và cỏc giai đoạn tiếp theo vẫn cần được thực hiện nhằm nõng cao hiệu quả sử dụng nước, xõy dựng cỏc hệ thống tưới hiện đại hơn và đặc biệt là cú thể tăng được năng suất cõy trồng trong điều kiện nguồn đất canh tỏc và nguồn nước tưới ngày càng bị suy giảm;
+ Ở Việt Nam, một đất nước với diện tớch trồng lỳa nước rất lớn, cỏc nghiờn cứu về ảnh hưởng của chế độ nước và cõy lỳa đến sự phỏt thải CH4; quan hệ giữa năng suất lỳa với giảm phỏt thải CH4 chưa được tiến hành thực nghiệm nhiều. Do đú việc nghiờn cứu về cơ chế hỡnh thành và phỏt thải CH4 từ đú đề xuất cỏc giải phỏp giảm thiểu phỏt thải trờn ruộng lỳa trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam là rất cần thiết, cú ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 2.1. Cơ sở và đối tượng nghiờn cứu
2.1.1. Cơ sở vựng nghiờn cứu 2.1.1.1. Điều kiện tự nhiờn 2.1.1.1. Điều kiện tự nhiờn
1. Vị trớ địa lý :
Khu vực nghiờn cứu: Huyện Hoài Đức là huyện đồng bằng nằm ở phớa Đụng Bắc tỉnh Hà Tõy cú vị trớ địa lý từ 20057’30” đến 21005’30’’ vĩ độ Bắc và 105038’46” đến 105044’30” kinh Đụng, tiếp giỏp thủ đụ Hà Nội và thành phố Hà Đụng tỉnh Hà Tõy, là cửa ngừ trực tiếp vào thủ đụ Hà Nội qua quốc lộ 32 và đường Lỏng Hoà Lạc.
- Phớa Bắc giỏp huyện Đan Phượng.
- Phớa Đụng giỏp huyện Từ Liờm thành phố Hà Nội.
- Phớa Nam giỏp thành phố Hà Đụng và huyện Chương Mỹ. - Phớa Tõy giỏp huyện Quốc Oai, Phỳc Thọ.
Nằm cạnh khu tam giỏc kinh tế Hà Nội - Hải Phũng - Quảng Ninh, là hạt nhõn kinh tế của miền bắc. Địa bàn huyện cú cỏc quốc lộ lớn chạy qua như quốc lộ 32, đường cao tốc Lỏng Hoà Lạc, tỉnh lộ 423 (tỉnh lộ 72 cũ), tỉnh lộ 422 (tỉnh lộ 79 cũ), tỉnh lộ 70. Đõy là những tuyến giao thụng quan trọng nối huyện với thành phố Hà Nội và thành phố Hà Đụng và cỏc vựng lõn cận.
Với vị trớ địa lý trờn đó tạo thuận lợi cho huyện phỏt triển kinh tế, mở rộng sản xuất tiểu thủ cụng nghiệp và cụng nghiệp tiờu dựng khỏc, kinh doanh dịch vụ du lịch, giải trớ nghỉ cuối tuần và thu hỳt vốn đầu tư bờn ngoài vào cỏc cụm, điểm cụng nghiệp, xõy dựng cỏc khu đụ thị mới.
Hỡnh 2.1- Vị trớ khu nghiờn cứu thớ nghiệm tại Hoài Đức, Hà Nội. 2. Đặc điểm địa hỡnh địa mạo
Địa hỡnh huyện Hoài Đức cú dạng địa hỡnh đồng bằng dốc từ Tõy Bắc sang Đụng Nam và chia thành 2 vựng là vựng bói và vựng đồng được ngăn cỏch bởi tuyến đờ Tả đỏy dài 16,5 km; Khu vực nghiờn cứu thuộc Vựng đồng của huyện: Gồm một phần diện tớch của 9 xó ven đờ và trọn vẹn diện tớch của 10 xó trong đồng. Cao độ từ +4,0 đến +8,0 nờn địa hỡnh tương đối phức tạp, vựng trũng xen kẽ vựng cao nờn mặc dự hệ thống thuỷ lợi đó được đầu tư nhiều nhưng những năm mưa lớn do tiờu khụng chủ động thường gõy ra ỳng ngập mất mựa, tập trung ở một số xó như Di Trạch, Lại Yờn, Kim Chung, Thị trấn Trạm Trụi, Đức Giang…
3. Đặc điểm đất:
Như đó nờu, địa điểm thớ nghiệm thuộc vựng đất phự sa sụng Hồng khụng được bồi hàng năm. Theo kết quả nghiờn cứu của V.M.Fridland (1973) và nhiều tỏc giả, đõy là loại đất phự sa trung tớnh, thành phần cơ giới chủ yếu là limon, cú hàm lượng Kali và phốt pho cao, màu nõu đỏ. Hiện trạng đất: đất canh tỏc 3 vụ: lỳa xuõn - lỳa mựa - cõy vụ đụng.
Để tiến hành thớ nghiệm, chỳng tụi đó tiến hành đào phẫu diện đất để khảo sỏt và phõn tớch cỏc chỉ tiờu hoỏ, lý. Kết quả phõn tớch cỏc chỉ tiờu lý, húa học được trỡnh bày ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Cỏc chỉ tiờu lý – húa học khu đất thớ nghiệm
TT Chỉ tiờu phõn tớch Đơn vị Tầng 1 (0-20cm) Tầng 2 (21-30cm) Tầng 3 (31-90cm) Tầng 4 (91-125cm) 1 Dung trọng g/cm3 1,05 1,17 1,38 1,50 2 Tỷ trọng 2,46 2,47 2,55 2,68 3 Độ rỗng 57,48 51,38 45,88 44,50 4 Mựn 2,60 1,68 1,04 0,86 5 pHKCL 6,81 6,95 6,62 6,55 6 CEC 19,80 18,20 18,50 18,50 7 Al3+ 0,30 0,20 0,62 0,74 8 Ca++ 12,50 13,40 11,80 12,20 9 Mg++ 4,20 3,80 3,60 3,40 10 H+ 0,15 0,05 0,20 0,30 11 N tổng số 0,10 0,06 0,04 0,04 12 P2O5 tổng số 0,11 0,09 0,08 0,08 13 K2O5 tổng số 1,80 1,47 1,55 1,60 14 Độ no Bazơ 84,34 94,51 83,24 84,32 15 Thành phần cơ giới: - Cỏt - Bụi - Sột % % % 20,5 62,4 17,1 12 70,5 17,5 21,2 63,7 15,1 Ghi chỳ: meq- mili đương lượng gam
Nhận xột:
+ Mg trao đổi ở cỏc tầng dao động trong khoảng 3,4 đến 4,2 meq/100g đất. Tương tự như Ca trao đổi, lượng Mg trao đổi ở cỏc tầng khụng cú sự khỏc biệt lớn. Tuy nhiờn, càng xuống sõu lượng Mg trao đổi càng giảm và lượng Mg trao đổi của đất nghiờn cứu được đỏnh giỏ ở mức cao.
+ Nitơ tổng số (%N2) ở cỏc tầng dao động trong khoảng 0,04 đến 0,10% cao nhất ở tầng mặt và thấp nhất ở tầng cuối, càng xuống sõu N tổng số càng giảm. Quy luật này phự hợp với động thỏi của mựn, càng xuống sõu hàm lượng mựn càng giảm, mà lượng mựn giảm thỡ N tổng số cũng giảm. Đỏnh giỏ chung về N tổng số của đất nghiờn cứu ở mức trung bỡnh.
+ Hàm lượng lõn tổng số (%P2O5) dao động từ 0,08 0,11%. Sự dao động khụng lớn nờn khụng cú sự khỏc biệt rừ rệt về P tổng số ở cỏc tầng. Đất nghiờn cứu được đỏnh giỏ chung cú P tổng số ở mức trung bỡnh.
+ K2O5 tổng số ở cỏc tầng dao động ở mức 1,47 đến 1,8%, cao nhất ở tầng mặt (1,8%) và càng xuống sõu cú xu hướng giảm dần và được đỏnh giỏ chung là ở mức cao.
+ Hàm lượng mựn ở cỏc tầng dao động trong khoảng từ 0,86 2,6 %, cao nhất ở tầng mặt (2,6 %), và thấp nhất là ở tầng cuối (0,86%). Đõy là hiện tượng phổ biến vỡ tầng mặt cú hoạt động sống của sinh vật, cú sự tớch luỹ của chất hữu cơ cao. Hàm lượng mựn được đỏnh giỏ ở mức trung bỡnh.
+ pHKCL dao động từ 6,55 6,81, thể hiện đất trung tớnh, càng xuống tầng sõu, giỏ trị pH càng giảm.
+ Hàm lượng Al3+ di động và H+ khụng cao, thấp hơn 1 mg/100gđ.
+ Dung tớch hấp thụ Cation (CEC) ở cỏc tõng dao động trong khoảng 18,2 đến 19,8 meq/100g đất. Sự khỏc biệt về CEC ở cỏc tầng đất khụng đỏng kể và CEC của đất nghiờn cứu được đỏnh giỏ ở mức trung bỡnh.
+ Ca trao đổi cỏc tầng dao động trong khoảng 11,8 đến 13,4 meq/100g đất. Sự khỏc biệt về Ca trao đổi ở cỏc tầng khụng lớn và cỏc giỏ trị về Ca trao đổi của mẫu đất nghiờn cứu được đỏnh giỏ ở mức cao.
+ Độ no Bazơ dao động ở mức 83,24 đến 84,34%. Sự khỏc biệt về độ no Bazơ giữa cỏc tầng khụng lớn. Độ no Bazơ được đỏnh giỏ chung là cao.
Tớnh chất vật lý của đất:
Trong số cỏc chỉ tiờu về vật lý đất đỏng chỳ ý là thành phần cơ giới cú hàm lượng bụi chiếm chủ yếu và đất được đỏnh giỏ là thịt trung bỡnh.
4. Đặc điểm khớ hậu:
Theo tài liệu đo đạc tại trạm từ năm 1992 đến 2006, Hoài Đức nằm trong vựng khớ hậu nhiệt đới giú mựa đặc trưng ở miền Bắc nước ta, cú mựa đụng lạnh và ớt mưa, mựa hạ núng và mưa nhiều. Lượng mưa trung bỡnh nhiều năm 1.479,9 mm, tập trung chủ yếu từ thỏng 5 đến thỏng 10 (1.261,8 mm), chiếm 85,2 % lượng mưa cả năm, cỏc thỏng cũn lại chỉ chiếm 14,8 %. Nhiệt độ khụng khớ và nhiệt độ mặt đất từ thỏng 5 đến thỏng 10 cao hơn cỏc thỏng cũn lại, điều này cú thể giải thớch lượng phỏt thải mờtan trong vụ mựa cao hơn vụ đụng-xuõn.
a. Tỡnh hỡnh khớ tượng
Bảng 2.2: Trị số bỡnh quõn nhiều năm cỏc yếu tố khớ tượng
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nhiệt độ (0C) 16.9 18.1 20.3 24.3 26.9 28.9 29.1 28.2 27.0 25.0 21.8 18.2 Độ ẩm (%) 77.8 81.8 84.1 84.2 83.2 81.1 81.4 84.7 83.5 79.8 77.7 75.8 Số giờ nắng (giờ) 62.4 50.1 45.6 82.1 152.4 155.7 165.7 159.3 158.4 142.2 131.4 95.0 Tốc độ giú (m/s) 5,2 5,6 4,9 5,4 5,2 4,7 5,1 4,6 4,3 4,4 5,1 4,5
Nguồn: Viện khớ tượng thủy văn, 2006
Với đặc điểm của khớ hậu nhiệt đới giú mựa ẩm, mựa hố núng, mưa nhiều và mựa đụng lạnh, mưa ớt. Khu vực quanh năm tiếp nhận lượng bức xạ mặt trời rất dồi dào và cú nền nhiệt độ cao, khu vực cú độ ẩm và lượng mưa khỏ lớn.
Đặc điểm rừ nột của khớ hậu vựng nghiờn cứu là sự thay đổi và khỏc biệt của hai mựa núng, lạnh. Mựa núng kộo dài từ thỏng V tới thỏng IX kốm theo mưa nhiều,
nhiệt độ trung bỡnh 28,020C. Mựa lạnh kộo dài từ thỏng XI tới thỏng III năm sau với nền nhiệt độ thấp, trung bỡnh 20,660C.
Nhiệt độ khụng khớ:
Chế độ nhiệt tương đối đồng nhất, nhiệt độ trung bỡnh năm dao động từ 19,3 – 27,8 0C. Nhiệt độ trung bỡnh thỏng cao nhất là 29,10C (thỏng VII), nhiệt độ trung bỡnh thỏng thấp nhất là 16,90C (thỏng I). Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối quan trắc được vào thỏng I năm 2004 là 0,90C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối quan trắc được vào thỏng VI năm 1998 là 40,70C.
Độ ẩm khụng khớ:
Độ ẩm khỏ cao, trung bỡnh nhiều năm đạt 81,3%. Hai thỏng đầu mựa đụng (thỏng XI, XII) là thỏng khụ nhất, độ ẩm vào khoảng 77%. Cỏc thỏng cú độ ẩm lớn nhất là III, thỏng IV và thỏng VIII với độ ẩm đến 84,7%. Độ ẩm trung bỡnh trờn cỏc thỏng bỡnh quõn 75- 85%. Những ngày mựa đụng khụ hanh, độ ẩm cú thể giảm dưới 25%. Trong những ngày mưa phựn độ ẩm khụng khớ cú thể tăng lờn đến trờn 90%.
Lượng bốc hơi hàng năm:
Bốc hơi hàng năm khỏ lớn, bỡnh quõn đạt 873,5mm. Cỏc thỏng V, VI, VII là cỏc thỏng cú lượng bốc hơi cao nhất, bỡnh quõn đạt 72-90mm. Cỏc thỏng II, III,IV cú lượng bốc hơi thấp nhất bỡnh quõn 58-60mm.
Giú bóo: Trờn địa hỡnh bằng phẳng của vựng đồng bằng này, tốc độ giú khỏ
lớn, trung bỡnh đạt tới 4,9 m/s. Mựa hố thường xảy ra giú mạnh, nhất là khi cú dụng và bóo tốc độ giú bóo cú thể đạt tới 30 35 m/s; khi giú mựa tràn về giú giật cú thể đạt tới 20m/s. Hướng giú vào thời kỳ mựa đụng thường là hướng đụng-bắc hay bắc và đụng hoặc đụng-nam.
b. Tỡnh hỡnh mưa và phõn bố mưa hàng năm:
Lượng mưa năm trong khoảng 1.042,9 2.145,5 mm, lượng mưa trung bỡnh nhiều năm 1.479,9 mm. Mựa mưa kộo dài 6 thỏng, từ thỏng V đến thỏng X. Trong mựa mưa tập trung tới 85% lượng mưa toàn năm. Lượng mưa tăng dần từ đầu mựa tới giữa mựa, đạt cực đại vào thỏng VII (bảng 2.3).
Bảng 2.3- Lượng mưa trung bỡnh thỏng và năm (mm)
Thỏng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Xtb 17,8 19,3 44,1 65,1 158,9 243,0 321,7 301,5 143,8 92,9 49,0 22,9 1.479,9
Nguồn: Viện khớ tượng thủy văn, 2006 Nhận xột:
Đặc điểm khớ hậu cú một số thuận lợi đối với việc sử dụng đất nụng nghiệp. Tổng tớch ụn cao trờn 80000C cho phộp làm được 3 vụ trong năm, cho phộp đa dạng hoỏ cõy trồng và vật nuụi. Mựa đụng lạnh là điều kiện thuận lợi để gieo trồng cỏc giống cõy trồng cú nguồn gốc ụn đới, đặc biệt là cỏc loại rau cao cấp. Chớnh vỡ thế vựng này đó đạt được hệ số sử dụng đất cao trong những năm qua. Tuy nhiờn, khớ hậu cũng cú ảnh hưởng khụng nhỏ tới sản xuất. Mựa đụng cú thời kỳ nhiệt độ xuống thấp đũi hỏi sản xuất rau xanh phải đặc biệt chỳ ý tới việc trỏnh rột, giữ ấm để cõy sinh trưởng tốt.
5. Tỡnh hỡnh thuỷ văn, sụng ngũi:
Khu vực nghiờn cứu được bao bọc bởi cỏc sụng: sụng Đỏy, sụng Nhuệ kộo dài từ Bắc xuống Nam và sụng La Khờ nằm ở phớa Nam khu vực.
a) Sụng Đỏy
Sụng Đỏy xưa kia nguyờn là phõn dũng tự nhiờn của sụng Hồng, dài khoảng 240 km. Đoạn sụng chạy dọc theo biờn giới phớa Tõy của khu vực nghiờn cứu dài khoảng 25 km. Theo cỏc tài liệu cũ, trước khi cú đập Đỏy nước lũ sụng Hồng phõn sang sụng Đỏy lớn nhất là trận lũ thỏng 8-1932 tớnh được 2.850m³/s, tương đương với mực nước tại Hà Nội 11,90m. Kể từ năm 1937, khi đập Đỏy được xõy dựng cho đến lỳc hũa bỡnh lập lại, đập Đỏy mới chỉ vận hành 3 lần (1940, 1945 và 1947). Như vậy, nếu đập Đỏy khụng làm việc thỡ mực nước và lưu lượng trong sụng Đỏy đoạn từ Tõn Lang trở lờn hầu như phụ thuộc vào lượng mưa và nước tiờu trong lưu vực.
Theo số liệu thống kờ, trong nhiều năm gần đõy mực nước tại cỏc cửa tiờu chớnh của hệ thống trờn sụng Đỏy đều tăng cao đỏng kể, hạn chế khả năng tiờu tự chảy.
Bảng 2.4: Mực nước trờn sụng Đỏy tại cỏc cửa tiờu chớnh của hệ thống sụng Nhuệ, P = 10% (Bỡnh quõn 3 ngày Max)
La Khờ Võn Đỡnh Phủ Lý
Thời đoạn
B. quõn P = 10% B. quõn P = 10% B. quõn P = 10%
Từ 1967 ữ 1970 5,30 4,17 2,68 3,21
Từ 1972 ữ 1986 5,27 6,24 4,31 5,62 3,33 4,21
Thực đo năm 1985 6,30 5,60 4,42
b) Sụng Nhuệ
Sụng Nhuệ dài 74 km nối liền sụng Hồng (qua cống Liờn Mạc) với sụng Đỏy (qua cống Lương Cổ), là trục chớnh tưới tiờu kết hợp. Về mựa lũ, cống Lương Cổ vẫn luụn luụn mở (chỉ đúng lại khi cú phõn lũ qua đập Đỏy). Như vậy trong quỏ trỡnh tiờu ỳng, mực nước sụng Nhuệ và cỏc sụng nhỏnh khỏc trong hệ thống sụng Nhuệ luụn chịu ảnh hưởng trực tiếp của mực nước lũ sụng Đỏy.
Bảng 2.5. Mực nước lớn nhất trờn sụng Nhuệ qua một số năm điển hỡnh