điều kiện đất được cho ngập mặn liên tục ở nồng độ 6‰
Giống lúa dùng trong thí nghiệm là giống OM10252. Đây là giống mới, trong hội thảo đánh giá giữa kỳ của dự án CLUES, giống lúa OM10252 là một trong 27 giống lúa được đánh giá là có khả năng thích ứng tốt đối với các vùng đất mặn.
Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên với bốn nghiệm thức và 4 lần lặp. Cách bố trí nghiệm thức trong thí nghiệm được trình bày ở Bảng 2.2. Lượng phân bón được trình bày trong Bảng 2.3.
Bảng 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nhà lưới Số lần lặp lại Nghiệm thức Lặp lại I NT 2 NT 1 NT 2 NT 4 Lặp lại II NT 4 NT 3 NT 1 NT 3 Lặp lại III NT 3 NT 1 NT 2 NT 1 Lặp lại IV NT 2 NT 4 NT 3 NT 4
Bảng 2.3 Lượng phân bón cho các nghiệm thức Nghiệm thức Phân bón
Nghiệm thức 1 Phân vô cơ (60N - 20P2O5 - 20K2O)
Nghiệm thức 2 Phân vô cơ (60N - 20P2O5 - 20K2O) + phân hữu cơ 5 tấn/ha Nghiệm thức 3 Phân vô cơ (60N - 20P2O5 - 20K2O) + phân hữu cơ 5 tấn/ha
+ vôi 0,5 tấn/ha
Nghiệm thức 4 Phân vô cơ (60N - 20P2O5 - 20K2O) + phân hữu cơ 5 tấn/ha + vôi 1 tấn/ha
16 - Thời kỳ bón phân và liều lượng phân bón cho thí nghiệm như sau:
+ Bón lót: Toàn bộ lượng phân lân (đối với tất cả các nghiệm thức), PHC (đối với NT 2, 3, 4), CaO (đối với NT 3, 4). + Bón thúc: Lần 1 (7 – 10 NSKC): 1/5 N. Lần 2 (18 – 20 NSKC): 2/5 N và 1/2 KCl. Lần 3 (35 – 40 NSKC): 2/5 N và 1/2 KCl. 2.3.1 Chuẩn bị mạ và đất
Chuẩn bị khay mạ: Hạt giống được ngâm trong nước sạch trong 2 giờ, sau đó loại bỏ hạt lửng và lép. Tiếp tục ngâm hạt giống thêm 34 giờ. Sau đó, cho hạt vào túi vải ủ trong 24 giờ. Sau khi lúa nảy mầm đều và mầm dài bằng 1/2 hạt, rễ dài bằng chiều dài hạt là đem gieo. Chăm sóc cho đến khi nhổ mạ cấy (Hình 2.3).
Hình 2.3 Chuẩn bị khay mạ
Chuẩn bịđất: Đất được băm nhỏ kích thước 2cm, sau đó được cho vào chậu (đường kính 30cm và chiều cao 30cm), trọng lượng đất ở mỗi chậu là 10 kg/chậu. Đất được cho ngập trong nước có độ mặn là 6‰ trong 2 tuần. Cách pha nước mặn: Nguồn nước tạo độ mặn dùng trong thí nghiệm được pha từ NaCl tinh khiết. Để tạo nguồn nước có độ mặn 6‰ tiến hành cân 6g NaCl tinh khiết cho vào 1 lít nước cất, sau đó sử dụng máy đo EC để kiểm tra nồng độ muối trong nước.
17
2.3.2 Bố trí thí nghiệm
Đất trước khi bố trí thí nghiệm được xử lý với nước mặn có nồng độ 6‰. Sau 2 tuần tiến hành loại bỏ nước trong chậu. Bón lót toàn bộ lượng PHC, vôi và lân, 2 ngày sau khi bón lót tiến hành cấy lúa đã được 12 ngày tuổi vào các chậu thí nghiệm (7 cây lúa/chậu). Sau khi bón thúc lần 1 được 3 ngày, tiến hành cấp nước mặn vào mỗi chậu, độ mặn của nước là 6‰, chiều cao cột nước là 3cm. Độ mặn 6‰ được giữ xuyên suốt đến thời điểm bón thúc đợt 3. Sau khi bón thúc đợt 3 được 10 ngày, cung cấp thêm 1,5 cm nước vào mỗi chậu để hạ độ mặn trong chậu còn 4‰ (chiều cao cột nước trong chậu là 4,5 cm). Độ mặn 4‰ được giữ xuyên suốt cho đến khi thu hoạch. Theo dõi thường xuyên mực nước và kiểm soát độ mặn của nước trong mỗi chậu.
Chăm sóc thí nghiệm: Sau khi bón phân cần giữ mực nước ổn định để lúa phát triển đẻ nhánh nhanh gọn tập trung. Giai đoạn lúa non theo dõi thương xuyên để sớm phát hiện sâu cuốn lá và phòng trừ. Trong suốt quá trình sinh trưởng của lúa cần chú ý kiểm tra để phòng trừ bệnh đạo ôn. Đối với rầy nâu, cần theo dõi giai đoạn làm đòng, trổ bông đến chín để kịp thời phát hiện và phun trừđểđạt hiệu quả.
2.3.3 Thu mẫu
- Đất: Được thu làm 3 đợt: trước khi bố trí thí nghiệm (tương ứng giai đoạn xả nước ra khỏi chậu để bón lót lân, PHC và vôi), sau khi bón thúc đợt 3 được 10 ngày (tương ứng 7 tuần SKC) và vào giai đoạn thu hoạch (tương ứng 12 tuần SKC). Mẫu đất được thu bằng khoan tay loại nhỏ (chiều dài 30cm và đường kính 1,0cm) và được thu 5 điểm theo hai đường chéo (4 điểm bốn góc và 1 điểm trung tâm). Mẫu được thu theo từng chậu và được sắp sếp theo từng nghiệm thức (tương ứng có 16 mẫu). Mẫu đất sau khi thu được phơi khô trong điều kiện phòng. Sau đó, nghiền mịn qua rây 0,05 mm và dùng để phân tích các chỉ tiêu hoá học như: EC bão hoà (ECe), Đạm hữu dụng (NH4+ + NO3); lân hữu dụng (POlsen); 4 cation trao đổi (natri, kali, canxi, magie). Đối với mẫu trước khi cấy chỉ phân tích EC bão hoà.
- Thu mẫu cây:
+ Chiều cao cây được đo duy nhất 1 lần vào giai đoạn trổ: Chiều cao cây lúa được tính từ mặt đất lên đến chót lá (bông) dài nhất ().
+ Số chồi được đếm 1 lần duy nhất vào giai đoạn trổ: Đếm số chồi mỗi bụi có trong chậu, lấy giá trị trung bình của mỗi chậu.
+ Tỷ lệ sống của lúa: Là phần trăm cây lúa còn sống trong mỗi chậu. Đếm số lúa còn sống trong mỗi chậu, quy ra phần trăm và lấy giá trị trung bình theo mỗi nghiệm thức.
18
2.3.4 Các phương pháp phân tích
EC trích bão hòa: Lấy trực tiếp mẫu trong tình trạng đã bão hòa. Cho mẫu vào máy trích lấy dung dịch sau đó đem đi đo EC và pH bằng EC kế và pH kế.
Đạm hữu dụng: NH4+và NO3-được trích từ dung dịch đất bởi dung dịch muối KCl 2M theo tỷ lệ 1:10 (đất: dung dịch)
- Hàm lượng amonium có trong mẫu được xác định bằng cách tạo phức indolphenol và so màu ở bước sóng 650 nm. (Baethgen và Alley, 1989)
- Hàm lượng nitrate có trong mẫu được xác định dựa trên sự tạo phức hydrazine sulphate, so màu ở bước sóng 540 nm. (Katrina và ctv., 2001)
Lân hữu dụng: được xác định bằng phương pháp Olsen (1954), sử dụng dung
dịch trích 0,5M NaHCO3 ở pH 8,5 với tỷ lệđất và thể tích dung môi trích là 1: 20 và
so màu trên máy quang phổở bước sóng 880 nm. (Houba và ctv., 1989; 1995)
Khả năng trao đổi cation của đất (CEC: Cation exchange capacity): Xác định bằng dung dịch BaCl2 0,1M không đệm. Mẫu đất được bảo hòa với dung dịch BaCl2, sau đó cho MgSO4 đã biết nồng độ vào. Tất cả Ba2+ hiện diện trong phức hệ hấp thu được trao đổi với Mg2+ và kết tủa thành dạng khó hòa tan BaSO4. Chuẩn độ Mg2+ còn thừa trong dung dịch sẽ tính toán được lượng Mg2+ hấp thụ và tính được trị số CEC.
4 Cation trao đổi: Hàm lượng natri trao đổi, kali trao đổi, canxi trao đổi, magie trao đổi được xác định bằng cách lấy dung dịch trích BaCl2 0,1M trừđi lượng natri hòa tan, kali hoà tan, canxi hoà tan, magie hoà tan trong đất được trích bằng nước khử khoáng và được đo trên máy hấp thu nguyên tử.
Phần trăm natri trao đổi (ESP: Exchange Sodium Percentage) được tính toán dựa trên cơ sở khả năng trao đổi cation của đất (CEC) và Natri trao đổi trong đất. Công thức: 100 × = + CEC Na ESP
Trong đó: Na+ trao đổi (meq/100g) CEC (meq/100g).
19
2.4 Thí nghiệm 2: Đánh giá khả năng thích ứng với điều kiện mặn của giống lúa OM10252 so với giống lúa OM6677 và MNR4 trong điều kiện đất được xử lý mặn OM10252 so với giống lúa OM6677 và MNR4 trong điều kiện đất được xử lý mặn liên tục ởđộ mặn 6‰.
Thí nghiệm được thực hiện nhằm so sánh khả năng chịu mặn và năng suất của 3 giống lúa OM10252, OM6677 và MNR4 trong điều kiện ngập mặn để chọn ra giống lúa phù hợp đểứng dụng vào thực tế. Cả 3 loại giống này đều có khả năng thích nghi với điều kiện biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, giống OM6677 và giống MNR4 là 2 giống lúa cũ chỉ chịu mặn khá và không ổn định trong điều kiện mặn lên xuống thất thường như hiện nay, năng suất được đánh giá thấp hơn giống lúa OM10252. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nghiệm thức tương ứng với 3 giống lúa và 4 lần lặp lại.
Liều lượng phân bón dùng trong thí nghiệm tương ứng với NT4 của thí nghiệm 1. Độ mặn của nước, thời gian tác động của mặn, tuổi mạ và các thời kỳ bón phân giống với thí nghiệm 1.
Các chỉ tiêu theo dõi
+ Chiều cao cây được đo duy nhất 1 lần vào giai đoạn trổ: Chiều cao cây lúa được tính từ mặt đất lên đến chót lá (bông) dài nhất ().
+ Số chồi được đếm 1 lần duy nhất vào giai đoạn trổ: Đếm số chồi mỗi bụi có trong chậu, lấy giá trị trung bình của mỗi chậu.
+ Tỷ lệ sống của lúa: Là phần trăm cây lúa còn sống trong mỗi chậu. Đếm số lúa còn sống trong mỗi chậu, quy ra phần trăm và lấy giá trị trung bình theo mỗi nghiệm thức.
+ Năng suất: Cân trọng lượng của 1000 hạt lúa ở độ ẩm 14%. Dựđoán năng suất (tấn/ha).
2.5 Phương pháp xử lý số liệu
Sử dụng phần mềm Excel để tính toán giá trị trung bình và độ lệch chuẩn giữa nghiệm thức (Stdev). Dùng phép kiểm định duncan đánh giá sự khác biệt về chiều cao số chồi giữa các nghiệm thức và sự khác biệt của các mẫu đất đầu vụ, giữa vụ và cuối vụ canh tác. Số liệu được xử lý dựa trên phần mềm thống kê SPSS 16. Số liệu được phân tích thống kê theo cách bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên.
20
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Phần 1: Một sốđặt tính đất đầu vụ trước khi xử lý mặn
Kết quả phân tích các mẫu đất thu được từ mô hình canh tác lúa – tôm trước khi tác dụng mặn (Bảng 3.1).
Bảng 3.1 Một sốđặc tính hoá học đất thí nghiệm thu thập từ mô hình canh tác lúa – tôm tại xã Giao Thạnh, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
- Kết quả phân tích cho thấy, pH đất đạt giá trị 6,5 ± 0,33 được đánh giá là chua nhẹ (Brady và Weil, 1990). Mức pH này có sự hữu dụng tối đa của chất dinh dưỡng (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Theo H.Eswaran (1985), pH tốt nhất cho cây lúa phát triển nằm trong khoảng 5,5 – 7,5. Đất có pH nhỏ hơn 5,2 hay lớn hơn 8,2 đều ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa.
- Kết quả phân tích cho thấy, giá trị EC (2,10 ± 0,12 mS/cm) được đánh giá là cao, chỉ một số loại cây trồng mới chịu được độ mặn này (Western Agricultural Laboratories (2002).
- Kết quả phân tích cho thấy, CEC trong đất (15,57 ± 0,51) được đánh giá là trung bình (Landon, 1984).
- Theo Agricultural Compendium (1989), hàm lượng natri trao đổi trong đất đầu vụ cao (1,16 ± 0,11 meq/100g) và có sự ảnh hưởng bất lợi tới sự phát triển của cây trồng.
- Hàm lượng Kali trao đổi (1,01 ± 0,09 meq/100g) được đánh giá là cao (Metson, 1961).
STT Chỉ tiêu phân tích Đơn Vị Kết quả Đánh giá
1 EC (1 : 2,5) mS/cm 2,10 ± 0,12 Cao
2 pHH2O (1 : 2,5) - 6,50 ± 0,33 Chua nhẹ 3 Đạm (NH4+ + NO3-) mg/kg 19,74 ± 0,45 Nghèo đạm
4 P Olsen mg P/kg 11,00 ± 0,42 Trung bình
5 CEC meq/100g 15,57 ± 0,51 Trung bình
6 Na+ trao đổi meq/100g 1,16 ± 0,11 Cao 7 K+ trao đổi meq/100g 1,01 ± 0,09 Cao 8 Mg2+ trao đổi meq/100g 0,36 ± 0,06 Thấp 9 Ca2+ trao đổi meq/100g 0,95 ± 0,10 Rất thấp
21 - Hàm lượng Magie trao đổi (0,36 ± 0,06 meq/100g) được đánh giá là thấp (Metson, 1961).
- Hàm lượng Canxi trao đổi (0,95 ± 0,10 meq/100g) được đánh giá là rất thấp (Metson,1961).
- Đạm hữu dụng (NH4+ + NO3-) đạt giá trị 19,74 mg/kg theo thang đánh giá của Agricultural Compendium (1989); Chiurin và Kononova cho thấy đất nghèo đạm. Do đó cần phải cung cấp thêm hàm lượng đạm cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng.
- Lân hữu dụng trong đất đạt giá trị 11 ± 0,42 mgP/kg, theo thang đánh giá của Orgeon State University Extention service (2004) thì đất có hàm lượng lân hữu dụng là trung bình.
Phần 2: Bố trí thí nghiệm trồng lúa
Giả thuyết được đạt ra là bón phân hữu cơ và bón vôi có thể cải thiện được đặc tính bất lợi trong đất bị nhiễm mặn, qua đó giúp tăng năng suất cây trồng. Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới nhằm mục đích cải thiện năng suất cây lúa trồng trên đất bị nhiễm mặn.
Kết quả: Đất thí nghiệm cho ngập mặn liên tục 6‰, nên sinh trưởng của lúa rất hạn chế, khả năng phát triển rất kém và không thu được năng suất. Kết quả chỉ đánh giá được ảnh hưởng của phân hữu cơ và vôi đến một số đặc tính hoá học đất bị xâm nhiễm mặn, trong điều kiện thí nghiệm trong nhà lưới.
3.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của phân hữu cơủ từ bã bùn mía và vôi đến sự
thay đổi một số đặt tính hoá học của đất và sự sinh trưởng, phát triển của giống lúa OM10252 trong điều kiện ngập mặn 6‰
3.1.1 Ảnh hưởng của phân hữu cơ ử từ bã bùn mía đến sự thay đổi một sốđặt tính hoá học của đất ngập mặn liên tục ởđộ mặn 6‰ tính hoá học của đất ngập mặn liên tục ởđộ mặn 6‰
pH nước (1 : 1)
Kết quả phân tích (Bảng 3.2) cho thấy thời điểm 0 tuần TKC khi đất bão hoà với độ mặn 6‰ giá trị pH dao động trong khoảng từ 6,11 - 6,35. Khoảng pH đất được xếp theo nhóm chua nhẹ (Landon,1991). Giai đoạn 7 tuần SKC giá trị pH dao động trong khoảng từ 6,25 - 6,70 tuy nhiên, không khác biệt giữa các nghiệm thức, giai đoạn 12 tuần SKC giá trị pH dao động từ 6,30 – 6,77 và không khác biệt giữa các nghiệm thức. Phân hữu cơ có chứa Ca và Mg, khi bón vào đất có thể góp phần giảm độ chua của đất, nhưng với lượng bón 5 T/ha, chưa giúp tăng pH đất trong thí nghiệm này. Tương tự, bón vôi từ 0,5 – 1 tấn/ha, chưa giúp cải thiện pH đất. Nhìn chung pH đất có khuynh hướng tăng vào giữa vụ và cuối vụ, có thể điều kiện đất ngập nước các phản ứng khử xảy ra giúp tăng pH đất đến gần 7. Tổng quát mà nói
22 thì đất có pH = 6 – 7 là tốt nhất vì ở mức pH này có sự hữu dụng tối đa của chất dinh dưỡng (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2004). Theo H.Eswaran (1985), pH tốt nhất cho cây lúa phát triển là pH = 5,5 – 7,5. Đất có pH thấp hơn 5,2 hay lớn hơn 8,2 đều ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa.
Bảng 3.2 Giá trị pH đất trong quá trình bố trí thí nghiệm
Nghiệm thức pH 0 tuần TKC 7 tuần SKC 12 tuần SKC Phân vô cơ 6,23ns 6,25ns 6,30ns PVC và PHC 5 tấn/ha 6,35ns 6,45ns 6,55ns PVC, PHC 5 tấn/ha và 0,5 tấn vôi/ha 6,11ns 6,54ns 6,60ns PVC, PHC 5 tấn/ha và 1 tấn vôi/ha 6,20ns 6,70ns 6,77ns CV (%) 4,84 5,52 3,70
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt, CV% là hệ số biến động
ECe
(1 : 1)
Kết quả phân tích (Bảng 3.3) cho thấy giá trị độ dẫn điện của đất trong dung dịch trích bảo hòa (ECe) tăng cao nhất (13,12 mS/cm) ở đầu vụ và giảm thấp (8,11 mS/cm) ở cuối vụ. Theo thang đánh giá của Lamond và Whitney (1992) giá trị ECe
> 4 mS/cm là thuộc nhóm đất mặn. Như vậy khi đất bị ngập mặn 6‰, đất đã trở thành đất mặn, với trị số ECe rất cao, trên ngưỡng đất mặn, độ mặn này gây trở ngại cho sinh trưởng của lúa. Tuỳ theo từng loại giống lúa mà có khả năng chịu mặn khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
Kết quả phân tích (Bảng 3.3) cho thấy có sự khác biệt về giá trị ECe giữa các nghiệm thức. Nghiệm thức được bón phân vô cơ có ECeđạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức bón PHC và 1 tấn vôi (NT4). Điều này cho thấy việc bón PHC và vôi đã giúp cải thiện được giá trị ECe đất theo thời gian (Ahmad và ctv., 2001).
23
Bảng 3.3 Độ dẫn điện trong đất trong quá trình bố trí thí nghiệm
Nghiệm thức ECe (mS/cm)
0 tuần TKC 7 tuần SKC 12 tuần SKC
Phân vô cơ 13,05ns 12,52a 9,68a
PVC và PHC 5 tấn/ha 12,83ns 11,93a 9,54a
PVC, PHC 5 tấn/ha và 0,5 tấn vôi/ha 13,04ns 11,01ab 8,93ab PVC, PHC 5 tấn/ha và 1 tấn vôi/ha 13,12ns 10,71b 8,11b
CV (%) 5,24 4,32 2,27
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê
(5%); ns: không khác biệt, CV% là hệ số biến động
Hàm lượng Natri trao đổi trên phức hệ hấp thu và giá trị ESP
