Nước ta có khoảng 1 triệu ha đất nhiễm mặn (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên và R.H.Howeler, 2003) trong đó có hai vùng nhiễm mặn tập trung chủ yếu là châu thổ lớn là ĐBSH và ĐBSCL. Ảnh hưởng của nước biển ở vùng cửa sông vào đất liền ở ĐBSH chỉ khoảng 15 km, nhưng ở vùng ĐBSCL lại có thể xâm nhập tới 40 - 50 km (FAO, 2000).
Các tỉnh vùng ĐBSCL như: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đều bị nhiễm mặn. Chủ yếu là đất phèn mặn chiếm diện tích khoảng 1.600.000ha, ước tính 40,7% diện tích toàn vùng và đất mặn có diện tích là 744.000 ha, chiếm 18,9% gây hạn chế cho việc tăng vụ và tăng năng suất của vùng.
Các vùng lúa nhiễm mặn ở ĐBSH thuộc các tỉnh như: Thái Bình, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình, Thanh Hóa,…Vùng ven biển thuộc Hải Phòng bị nhiễm mặn khoảng 20.000 ha ở cả hai dạng nhiễm mặn tiềm tàng và nhiễm mặn xâm nhiễm từ 0,3 - 0,5%. Tỉnh Thái Bình có khoảng 18.000 ha nhiễm mặn. Tỉnh Nam Định có khoảng 10.000 ha. Tỉnh Thanh Hóa có khoảng 22.000 ha đất nhiễm mặn. Các giống lúa mùa địa phương trước đây thường được gieo trồng là: Cườm, Nhộng, Tẻ Tép, Tẻ Đỏ, Chiêm Bầu, Cút Hương,… năng suất thấp, chỉđạt 18 - 20 tạ/ha. Gần đây một số giống chịu mặn trung bình như: Mộc Tuyền, X21, Xỉ, X19, VD97, VD920…cho năng suất khá cao nhưng có dạng hình yếu rạ, ít chịu phân, cao cây, lá lướt (Nguyễn Tấn Hinh và ctv., 2005).
Dọc theo ven biển các tỉnh miền Trung đất cũng bị nhiễm mặn như Hà Tĩnh có khoảng 17.919 ha, Quảng Bình có có hơn 9.300 ha bị nhiễm mặn và Ninh Thuận có gần
2.300 ha đất bị nhiễm mặn. Các giống lúa địa phương thường được canh tác tại các vùng này là: Thuận Yến, nếp Bờ Giếng, Trắng Điệp,…
Nói chung một trong những trở ngại chính cho nghành Nông nghiệp ở VN là đất nhiễm mặn. Những năm gần đây, phong trào chuyển đổi từ mô hình trồng lúa sang một tôm - một lúa ở các tỉnh ven biển đã làm cho một số vùng lúa lân cận trở nên bị nhiễm mặn, gây ảnh hưởng xấu đến sản lượng lúa.
2.8 Thực trạng vùng lúa nhiễm mặn ở vùng ĐBSCL
Với diện tích tự nhiên là 3,96 triệu ha, chiếm 12% diện tích cả nước; trong đó đất sản xuất nông nghiệp khoảng 2,9 triệu ha, đất sản xuất lâm nghiệp là 430.770 ha, đất khác chiếm 277.000 ha và đất chuyên dùng khoảng 262.682 ha (Nguyễn Ngọc Anh, 2005).
Nhiệt độ khí hậu ĐBSCL trung bình hằng năm trên 27 – 280C, tháng có nhiệt độ
trung bình thấp nhất là tháng 12 và tháng 1, nằm trong khoảng 25 - 260C, tháng có nhiệt
độ trung bình cao nhất là tháng 4 và tháng 5, nhiệt độ trung bình: 28 - 290C. Lượng mưa trung bình hàng năm toàn vùng là 1.520 - 1.800 mm, phân bố không đều theo thời gian và không gian. Suốt mùa mưa từ tháng 05 đến tháng 10 lượng mưa chiếm khoảng 90% lượng mưa cả năm, và lượng mưa rất ít trong mùa khô (tháng 11 đến tháng 4).
Về đất nông nghiệp, theo Trần Thanh Cảnh (1998), vùng ĐBSCL có các nhóm
đất chính sau: (1) Đất phù sa có diện tích khoảng 1.180.000 ha, chiếm 30,1% diện tích toàn vùng; (2) Đất phèn mặn chiếm diện tích khoảng 1.600.000 ha, ước tính 40,7% diện tích toàn vùng; (3) Đất mặn có diện tích là 744.000 ha, chiếm 18,9 %, có độ phì tự nhiên cao, nhưng bị nhiễm mặn, nên việc tăng vụ, tăng năng suất trong sản xuất bị hạn chế; (4)
Đất xám có diện tích khoảng 134.656 ha, chiếm 3,4%, bao gồm đất xám trên phù sa cổ,
đất xám đọng mùn gley trên phù sa cổ.
ĐBSCL có hệ thống sông ngòi chằng chịt tạo thành hệ thống thủy lợi cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, tháo chua, rửa mặn và cũng là hệ thống vận chuyển bằng đường thủy, rất thuận lợi cho vận chuyển hàng hoá, nông sản. Mùa lũ thường kéo dài 5 tháng với lượng nước chiếm khoảng 3/4 tổng lượng nước cả năm, và 7 tháng mùa khô cạn, lượng nước còn lại rất ít. Do đó, thủy triều có ảnh hưởng rất lớn đến phần lớn vùng hạ lưu sông Mekong, toàn bộĐBSCL của VN. Do ảnh hưởng của thủy triều, nước
ĐBSCL thuộc các tỉnh: Sóc Trăng, Bến Tre, Tiền Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đều bị nhiễm mặn, nhiều hay ít tùy thuộc vào ảnh hưởng của thủy triều và hệ
thống kênh ngòi, đê ngăn mặn của từng vùng. Độ mặn lớn nhất trên sông theo quy luật, thường xuất hiện trùng với kỳ triều cường trong tháng, nước biển càng mặn, càng vào sâu trong đất liền ở các vùng triều mạnh và ít có nước thượng nguồn đổ về.
Mức độ xâm nhập mặn tùy thuộc vào sự xâm nhập của nước biển, và tùy vào mùa trong năm, cao điểm vào các tháng có lượng mưa thấp, khoảng tháng 3 - 4 dương lịch.
ĐBSCL có khoảng 1,8 - 2,1 triệu ha đất tự nhiên chịu ảnh hưởng của mặn tập trung ở
các tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng và Kiên Giang, phần lớn là đất bị nhiễm mặn kết hợp với phèn, ngập nước thể hiện qua bảng 2.12 (Lê Sâm, 2003) Bảng 2.12. Diện tích bị nhiễm mặn ởĐBSCL trung bình tháng 4 (1991-2000) STT Khu vực Độ mặn (g/l) Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) 1 2 3 4 5 6 Không ảnh hưởng mặn Xâm nhập mặn Xâm nhập mặn Xâm nhập mặn Xâm nhập mặn Xâm nhập mặn 0,0 - 0,4 0,4 - 2,0 2,0 - 4,0 4,0 -16,0 >16,0 1.773.365 107.025 232.816 148.244 1.378.550 260.000 45,5 2,8 6,0 3,8 35,3 6,6 Tổng cộng (làm tròn) 3.900.000 100
Nguồn: Lê Sâm, 2003.
Bộ Nông Nghiệp và PTNT (2001) chia vùng ĐBSCL ra làm 06 vùng: vùng ven và giữa sông Tiền và sông Hậu, vùng Đồng Tháp Mười, vùng Tây sông Hậu, vùng Tứ
giác Long Xuyên, vùng Bán đảo Cà Mau, vùng ven biển Đông. Trong đó các vùng bị ảnh hưởng mặn chính là:
- Vùng Bán đảo Cà Mau: diện tích tự nhiên: 946.000 ha. Diện tích hiện đang sử
dụng: 676.000 ha, gồm các loại đất: đất mặn và đất phèn mặn. Yếu tố chính ảnh hưởng
đến sản xuất của vùng là thiếu nước ngọt và ảnh hưởng mặn. Hiện nay đang sản xuất theo một số mô hình sau: 1 đến 2 vụ lúa trong năm; nuôi thủy sản; rừng ngập mặn; 1 vụ
- Vùng ven biển Đông: diện tích tự nhiên: 1.073.000 ha. Diện tích hiện đang sử
dụng: 844.000 ha, gồm các loại đất: đất phù sa, đất mặn và đất cát giồng. Yếu tố chính
ảnh hưởng đến sản xuất của vùng là không ngập lũ, thiếu nước ngọt và ảnh hưởng mặn. Hiện nay đang có những mô hình sản xuất như: 1 đến 2 vụ lúa trong năm; nuôi thủy sản; dừa; cây ăn trái; 1 vụ lúa + 1 vụ tôm; rừng - tôm.
- Diện tích nuôi thủy sản nước mặn, lợ chỉ tập trung ở 8 tỉnh ven biển vùng
ĐBSCL: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang. Năm 2005, diện tích có thể đạt: 564.650 ha, tăng 142.458 ha so với năm 2001 (diện tích năm 2001: 422.192 ha) và dự kiến năm 2010 sẽ đạt: 649.430 ha, tăng 84.780 ha so với năm 2005 (Nguyễn Ngọc Anh, 2005).
Chương 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Vật liệu nghiên cứu
Gồm các giống lúa mùa, lúa cao sản địa phương và các giống lúa của Viện Nghiên cứu Lúa Quốc Tế (IRRI).
Bảng 3.1: Danh sách 15 giống lúa thí nghiệm
STT Tên giống Nguồn gốc 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 Pokkali (chuẩn kháng) IR 29 (chuẩn nhiễm) A69-1 OM 5166-S2 OM 5199 ĐB OM 5451 OM 5453 OM 5464 OM 5490 A69-1 NCM OM 6976 OM 9584-2 OM 9585 OM 9916 OM 9605 Lúa chịu mặn của Ấn Độ Viện Lúa Quốc Tế (IRRI) Cao sản chịu mặn IR75494/Jasmine85 OM 5199 ĐB Jas 85/ OM 2490 Jas 85/ OM 2718 OM 3242/ OM 2490 OMCS2000/ OM 2490 Nuôi cấy mô của A69-1 IR 68144/997-6//2718 OM6976/OM5451 OM5453/OM5494 OM5930/Pottkali OM6976/OM6072
3.2. Phương pháp thí nghiệm Điều kiện thí nghiệm Điều kiện thí nghiệm
Thời gian và địa điểm thí nghiệm
- Thời gian thực hiện thí nghiệm bắt đầu từ tháng 01/2011 đến tháng 04/2011. - Địa điểm khảo nghiệm tại Viện lúa Đông bằng sông Cửu Long Ô Môn - Cần Thơ.
Đặc điểm và tính chất lý hóa tính khu thí nghiệm
Bảng 3.2: Đặc điểm và tính chất lý hóa tính khu thí nghiệm
Thành phần Đơn vị tính Giá trị Sét % 62,00 Thịt % 33,00 Cát % 5,00 pH (KCl) 4,90 EC mS/cm 0,37 N tổng số % 0,17 N dễ tiêu ppm 70,00 P tổng số % 0,06 P dễ tiêu ppm 4,64 K tổng số % 1,12 K+ meq/100g 0,08 Fe tổng số ppm 2,67 Cu dễ tiêu ppm 33,67 Zn dễ tiêu ppm 23,23 Ca tổng số % 0,0024 Ca2+ meq/100g 1,581 Mg tổng số % 0,112 Mg2+ meq/100g 3,76 Mn tổng số % 0,022 CEC meq/100g 25,00
Nhận xét: Đất có thành phần cơ giới sét nặng (62%), hơi chua, không nhiễm mặn, khả năng trao đổi cation cao (25 meq/100g), %N trong đất khá cao (0,17%), Cu và Zn tổng số tương đối khá, Ptổng số thấp (0,06%), K trao đổi thấp, Ca trao đổi và Mg trao đổi tương đối khá.
3.2.1.3. Đặc điểm khí hậu thời tiết trong thời gian thí nghiệm
Số liệu khí tượng được thu thập từ tháng 01/2011 đến tháng 05/2011
Bảng 3.3: Tình hình thời tiết, khí hậu nơi thí nghiệm Nhiệt độ không khí (0C) Tháng/năm Trung bình Ẩm độ không khí (%) Lượng mưa (mm) 01/2011 29,4 87,4 29 02/2011 30,2 82,3 49,6 03/2011 29,5 85,5 89,7 04/2011 30,1 89,3 49,5 05/2011 30,7 90,7 185,2 Nguồn: Trạm khí tượng Trà Nóc - Cần Thơ Nhận xét: Qua bảng 3.3 ta thấy:
- Thời tiết không có biến động và phù hợp trong suốt thời gian làm thí nghiệm - Tháng 1 nhiệt độ trung bình 29,40C và ẩm độ không khí 87,4% nên thích hợp cho lúa bén rễ hồi xanh sớm, lượng mưa tuy thấp nhưng ruộng chủ động được nước nên cũng không ảnh hưởng lớn đến đời sống cây lúa.
- Tháng 2 lúa đẻ nhánh, phát triển thân lá rễ, gặp điều kiện thời tiết thuận lợi nên khả năng phát triển tốt.
- Thời kỳ trỗ và chín vào tháng 3, 4 nhiệt độ và ẩm độ không khí thuận lợi (29,5 - 30,1 và 85,5 - 89,3%), thời gian này ít có mưa, không gây khó khăn cho quá trình phơi màu của lúa.
- Tháng 5 trời bắt đầu mưa nhưng không ảnh hưởng vì thí nghiệm chuyển sang thực hiện trong phòng.
3.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.3.1. Thí nghiệm : Thanh lọc mặn nhân tạo giai đoạn mạ trong phòng 3.3.1.1. Thí nghiệm 1a: Trồng cây trong dung dịch Yoshida (IRRI, 1997) 3.3.1.1. Thí nghiệm 1a: Trồng cây trong dung dịch Yoshida (IRRI, 1997)
- Nghiệm thức xử lý muối: ba nghiệm thức là 0, 4 và 6‰ muối NaCl - Số lần lặp lại: 2 lần/nghiệm thức
- Số lượng giống lúa thử nghiệm: 15 giống - Kiểu bố trí: hoàn toàn ngẫu nhiên
- Vật liệu chính gồm: + Khay nhựa hình chữ nhật kích thước 14 x 30 x 35 cm (hình 3.1) + Lưới chống muỗi + Tấm xốp mỏng dầy khoảng 1,2 - 2,5 cm (hình 3.1) + Muối NaCl (hình 3.2) + Dung dịch Yoshida + Máy đo nồng độ muối (hình 3.2) + Cây gắp hạt lúa.
* Chuẩn bị dung dịch Yoshida
- Chuẩn bị dung dịch mẹ (phụ lục 2, bảng 1)
- Chuẩn bị dung dịch Yoshida thanh lọc mặn (phụ lục 2, bảng 2)
* Tiến hành thanh lọc
- Tấm xốp nổi được cắt kích thước sao cho lọt vừa khít vào bên trong của khay nhựa. Cắt những rãnh thẳng sao cho chứa được 15 hạt lúa nẩy mầm/giống lúa thanh lọc mặn. Mặt dưới của tấm xốp phủ bằng lưới muỗi sao cho hạt lúa không bị lọt xuống đáy thau nhựa. (hình 3.1)
- Các giống lúa thanh lọc đã được vô trùng, ủở nhiệt độ 370C trong 48 giờđể lúa nẩy mầm.
- Khi các hạt lúa đã nảy mầm, đặt hạt vào trong rãnh của các tấm xốp. Trong ba ngày đầu thanh lọc, thau nhựa chứa ít nước để hạt lúa phát triển bình thường. Khi rễ lúa
đã phát triển (sau 3 ngày) thay thế nước bằng dung dịch Yoshida có nồng độ muối là 4‰ và 6 ‰. Riêng đối chứng dung dịch dinh dưỡng sẽ được thay sau 1 tuần và luôn
- Sau khoảng 2 tuần thanh lọc sẽ tiến hành ghi nhận tính chống chịu mặn của các giống lúa (khi IR 29 chết hoàn toàn).
3.3.1.2. Thí nghiệm 1b: Trồng cây trong đất
- Nghiệm thức xử lý muối, số lần lặp lại, số giống lúa thử nghiệm, kiểu bố trí cũng tương tự như thí nghiệm thanh lọc mặn trong dung dịch Yoshida nêu trên, chỉ khác là hạt lúa được gieo trong đất, trong khay thiếc có kích thước là 15 x 50 x 100 cm.
* Tiến hành thanh lọc
- Đất không bị nhiễm mặn - phèn được phơi khô, băm nhuyễn cho vào khay dày khoảng 10cm (10 x 50 x 100cm, tương đương thể tích đất khoảng 0,05 m3/khay).
- Hạt lúa cho nẩy mầm và gieo thành luống trong khay, tưới nước ẩm đất cho hạt tiếp tục phát triển trong 3 ngày đầu.
- Tính toán nước muối cần cho 1 khay: để tính toán lượng nước muối cần cho 1 khay, chúng tôi dựa vào 1 giả thuyết là trong đất bảo hòa, lượng nước chiếm khoảng 50% thể tích của đất. Như thế lượng nước cần cho 0,05 m3 đất là 25 lít (50lít x 50/100).
Đểđất trong khay bị ngập nước là 2 cm, thì cần cung cấp thêm một lượng nước là 10 lít (0,02 x0,5 x 1m= 0,01 m3). Do đó cho mỗi khay, cần khoảng 35 lít nước muối đã chuẩn
độ mặn 4‰ hoặc 6‰, được chia tưới làm vài lần vào mỗi khay sao cho đất bị ngập khoảng 2 cm. Khi thể tích nước muối trên dùng hết, thì các lần tưới sau chỉ sử dụng nước tưới không bị nhiễm mặn.
3.3.2. Thí nghiệm : Thanh lọc mặn sau giai đoạn mạ
- Nghiệm thức xử lý muối, số giống lúa thử nghiệm, kiểu bố trí cũng tương tự
như thí nghiệm thanh lọc mặn trong dung dịch Yoshida nêu trên, chỉ khác là hạt lúa
được gieo trong đất, trong các bể có kích thước là 2,5m x 2,5m với ba lần lặp lại. - Đất không bị nhiễm mặn - phèn được phơi khô, băm nhuyễn cho vào các bể. - Lượng nước muối cần cho vào một bểđược tính giống như thí nghiệm thanh lọc mặn trong dung dịch Yoshida nêu trên .
- Mạ được gieo khoảng 2 tuần rồi cấy vào bể. Sau khi cấy được 1 tuần cho muối vào. Sau 10 ngày đếm chỉ tiêu.
3.4 Các chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
3.4.1. Thí nghiệm : Thanh lọc mặn nhân tạo giai đoạn mạ
- Chiều cao cây: đo 10 ngày một lần, đo cây cao nhất (và chăm sóc cho đến khi giống IR29 chết gần như hoàn toàn), đo từ đáy khay đến chóp lá cao nhất theo từng lần lập lại. Riêng thí nghiệm trồng cây trong đất thì đo từ mặt đất đến chóp lá cao nhất, tính trung bình cho 2 lần lập lại, đơn vị tính cm.
- Khả năng chịu mặn: Khoảng 3 tuần sau khi thanh lọc mặn (khi giống IR29 chết gần như hoàn toàn) thì ghi nhận tính chống chịu mặn của các giống thanh lọc theo tiêu chuẩn của IRRI (bảng 3.4)
- Tỷ lệ sống sót: chỉ ghi nhận một lần ở thí nghiệm trồng cây trong đất sau khi giống IR 29 chết hoàn toàn ( cây mạ hoàn toàn vàng, không có mô xanh)
* Cấp chống chịu mặn được tính như sau:
Cấp chịu mặn = Tổng (Cấp n x số cây cấp n) / Tổng số cá thể thanh lọc mặn (với n là cấp thiệt hại từ: 1, 3, 5, 7, 9).
Bảng 3.4. Tiểu chuẩn đánh giá (SES) ở giai đoạn tăng trưởng và phát triển (IRRI, 1997) Cấp Mô tả triệu chứng Đánh giá
1 3
5
7
9
Tăng trưởng bình thường không có vết cháy lá Gần như bình thường, nhưng đầu lá hoặc vài lá có vết trắng, lá hơi cuốn lại.
Tăng trưởng chậm lại; hết lá bị khô; một vài chồi bị
chết
Tăng trưởng bị ngưng lại hoàn toàn; hầu hết lá bị
khô; một vài chồi bị chết. Tất cả cây bị chết hoặc khô Chống chịu tốt Chống chịu Chống chịu trung bình Nhiễm Rất nhiễm Nguồn Gregorio và cs, 1997 * Xếp nhóm các giống lúa chống chịu mặn