2. 3N ội dung và phương pháp thực hiện các thí nghiệm
2.3.6.3 Cân bằng kali
Các nguồn kali thu nhập và mất đi ược phân chia thành 2 dạng: kali hòa tan hiện diện trong dung dịch và dạng kali được giữ trong thành phần rắn của đất. Các nguồn thu nhập và mất kali trong hệ thống t và cây trồng trong thí nghiệm này chỉ
khảo sát ở dạng hòa tan và được trình bày trong Bảng 2.7.
Bảng 2.7 Các nguồn K thu nhập và mấ đi trong hệ thống canh tác lúa Các nguồn thu nhập Các nguồn mất đi
đ đấ
t
Ký hiệu Mô tả Ký hiệu Mô tả
IN1 Phân bón hóa học OUT1 Sản phẩm hạt thu họach IN2 Nước tưới OUT2 Rơm rạ lấy đi
IN3 Nước mưa OUT3 Thấm lậu
Hàm lượng kali trong phân bón, c mưa và nước tưới được xem như ở
dạng hòa tan. Kali trong các nguồn mất đ như sản phẩm hạt thu hoạch, rơm rạ lấy nướ
đi và thấm lậu cũng được xem nh a tan. Cân bằng khoáng kali cho
đất lúa có thểước lượng
ư ở dạng kali hò như sau:
CHƯƠNG 3
Kết quả của đề tài được trình bày theo 2 phần là (i) Phần 1: Khảo sát một số
phèn nhẹ. ( một số tiến trình chuyển hóa đạm và xác định cân trên đất phèn nhẹ trồng
một số đặc t t do ản ng của biện pháp luân canh ưới tiết kiệm trên đất phè
Phần này bao gồm 2 thí nghiệm: (i) Ảnh hưởng của biện pháp luân canh và chếđộ
iai c và có hai đợt hạn là hạn đầu vụ (tháng 5, 6) và hạn “Bà Chằn” (tháng 7, 8)
t mưa cung cấp nước bổ
sung cho ruộng lúa nên mực nước trong ruộng không giảm xuống thấp hơn nữa. Vào thá
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
đặc tính đất do ảnh hưởng của biện pháp luân canh và chếđộ tưới tiết kiệm trên đất ii) Phần 2: Khảo sát
bằng NPK lúa.
Phần 1: Khảo sát ính đấ h hưở
và chếđộ t n nhẹ
tưới tiết kiệm đến một sốđặc tính đất, đến sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất phèn, (ii) Ảnh hưởng của luân canh đến sự khoáng hóa đạm trên đất phèn.
3.1 Ảnh hưởng của luân canh và tưới tiết kiệm đến một sốđặc tính đất 3.1.1 Độ sâu mực nước ruộng ở hai biện pháp quản lý nước
Kết quả ghi nhận ở Hình 3.1 cho thấy trong vụ Hè Thu 2007 giai đoạn từ 30 NSKS về sau là mưa nhiều, còn giai đoạn đầu rất ít mưa. Trong vụ Hè Thu, g
đoạn đầu thiếu nướ
. Trong vụ Hè Thu ở nghiệm thức tưới liên tục (W1) tưới nước 6 lần/vụ, còn ở nghiệm thức tưới tiết kiệm (W2) tưới nước 4 lần/vụ, giảm được 2 lần/vụ. Trung bình mực nước trên ruộng ở nghiệm thức W1 là 3,3 cm, còn ở nghiệm thức W2 là –0,3 cm. Hơn nữa, trong vụ Hè Thu có những đợ
ng 8 và 9 trời có mưa thường xuyên và mưa đều trên diện rộng nên ở
Hình 3.1. Độ sâu mực nước ruộng, vụ HT 2007
Lượng nước tiết kiệm cho cây lúa trong vụ Hè Thu ở nghiệm thức W2 so với W1 là 722 m3/vụ (giảm 34%) qua Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Lượng nước cho nghiệm thức W1 (tưới liên tục) và W2 (tưới tiết kiệm), vụ HT 2007 Chỉ tiêu W2 (1) W1 (2) Khác bi(1)-(2) ệt Nước tưới (m3/vụ) 1505 2277 –772 Nước mưa (m3/vụ) 783 783 0 Tổng lượng nước (m /v3 ụ) 2288 3060
Thực tế cho thấy trong vụ Hè Thu rất khó nghiên cứu về tưới tiết kiệm vì đây là giai đoạn đầu mùa mưa. Cụ thể là vụ Hè Thu 2007, giai đoạn trên 22 ngày sau khi sạ mưa nhiều dẫn đến nghiệm thức tưới tiết kiệm và nghiệm thức tưới liên tục c khác biệt, mặt đất ruộng đều ngập nước. Thí nghiệm ảnh hưởng chế độ
tưới tiết kiệm chỉ thực hiện qua vụ Hè Thu 2007 và chỉ lấy chỉ tiêu đến 20 NSKS,
đất. Do vậy, trong phần này, ch
không ó
nên đề tài chưa đủ cơ sở kết luận những biến đổi về hóa học
3.1.2 pH (nước)
pH là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tính chất hóa lý của đất và thông qua đó
c cho ngập nước,
0 NSKS pH tăng cao so với 10 NSKS, điều này cũng phù hợp với De Datta (1981) cho rằng khi điều kiện ruộng
ần và sự thay đổi pH lớn hay nhỏ phụ thuộc vào pH ban
đầu, ch
có thểước đoán được độ phì nhiêu của đất. Các yếu tố làm thay đổi pH trong
đất như là hoạt động của vi sinh vật, hoạt động của rễ cây, sự phân hủy chất hữu cơ, phân bón, sự ôxy hóa các khoáng (Trần Kim Tính, 1996).
Trên đất phèn, độ chua có thể phần nào được giảm khi đất đượ
nhưng độc chất sắt nhị thường tăng lên. Có thể làm giảm sự khử xảy ra trong
đất bằng biện pháp quản lý nước. Khi lớp nước mặt trong ruộng được rút cạn và đất mặt được khô trong vài ngày, sắt nhị có thể bị ôxy hóa (Donald và Sims, 2007).
Qua thí nghiệm ở vụ Hè Thu 2007, giai đoạn 2 ngập nước pH sẽ tăng d
ất hữu cơ và thời gian ngập nước kéo dài. Ở 20 NSKS, pH của nghiệm thức bắp–lúa (C2: 6,33 và 6,41) tăng cao có ý nghĩa so với nghiệm thức lúa–lúa (C1: 5,91 và 5,93) (Hình 3.2). Tuy nhiên, ở mỗi giai đoạn thì giữa 2 nghiệm thức tưới tiết kiệm và tưới liên tục không thấy sự khác biệt.
5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 10 20 NSKS pH C1W1 C1W2 C2W1 C2W2
Hình 3.2 Ảnh hưởng của luân canh và phương pháp tưới lên pH dung dịch đất, HT 2007. Các thanh dọc trên đồ thị biểu diễn độ lệch chuẩn cho các giá trị pH.
Ghi chú:C1: lúa Xuân Hè–lúa Hè Thu C2: bắp Xuân Hè–lúa Hè Thu
W1: tưới ngập liên tục W2: tư
ới tưới tiết kiệm
Vụ Hè Thu 2008, qua Hình 3.3 cho thấy ở 4 giai đoạn: 10, 20, 45 và 65 NSKS, pH trên nền C2 và C1 không khác biệt qua thống kê. pH ở các giai đoạn 10, 20, 45 và 60 NSKS biến động không lớn (4,47–4,79). 4.4 4.6 4.8 5 5.2 pH C1 C2 4 4.2 3.8 10 20 45 60 NSKS
Hình 3.3 Ảnh hưởng của luân canh lên pH đất, HT 2008
Kết quả thí nghiệm qua 2 vụ cho thấy sự luân canh với cây trồng cạn làm cho
đất thoáng khí, thuận lợi cho sự khoáng hóa các chất hữu cơ và sản sinh vật liệu hữu thụ H+ dẫn đến pH tăng lên (Muhrizal et al., 2005).
luân canh và ch
u 2008 thì pH ở nghiệm thức sau luân canh bắp
đều có xu hướng cao hơn so với nghiệm thức sau lúa.
cơ dễ phân hủy, các chất này làm gia tăng tiến trình khử của các chất vô cơ và tiêu
Bên cạnh các yếu tố làm pH thay đổi thì tính đệm của đất lại giúp pH giữ được ổn định mặc dù các yếu tố làm thay đổi pH luôn xảy ra. Do vậy, qua thí nghiệm này cho thấy giữa các nghiệm thức mặc dù có sự khác nhau về các yếu tố
ếđộ tưới nhưng không làm pH khác biệt qua thống kê.
Có sự biến động pH qua phương pháp lấy dung dịch đất ở vụ Hè Thu 2007 (5,82–6,41) so với phương pháp lấy mẫu đất ở vụ Hè Thu 2008 (4,47–4,79). Nhưng trong cả 2 vụ Hè Thu 2007 và Hè Th
3.1.3 H
Mặc dù sắt trong đất phần lớn ở dạng tinh thể không tan, nhưng thường thấy sắt hòa tan ở các loại đất. Ở đất thoáng khí tính hòa tan của sắt có thể được kiểm soát bởi tính hòa tan của hợp chất sắt nhị. Trong đất ngập nước ion Fe2+ bị thủy hóa có thể thành các phức ngậm nước (Trần Kim Tính, 1996). Hàm lượng sắt trong đất rất thay đổi, nó tùy thuộc vào điều kiện ôxy hóa và khử hóa, pH cũng là yếu tố ảnh hưởng đến hòa tan của sắt.
àm lượng Fe2+ -2 0 2 4 2+ 6 (ppm) 8 10 12 Fe 10 20 NSKS C1W1 C1W2 C2W1 C2W2 2+
Thí nghiệm so sánh các biện pháp tưới, các nghiệm thức khác nhau vềđiều kiện ôxy hóa và khử do đất để thoáng khí và ngập liên tục. Qua Hình 3.4 cho thấy ở
cả 10 và 20 NSKS, hàm lượng Fe2+ ở nghiệm thức tưới tiết kiệm giảm có ý nghĩa so với nghiệm thức tưới liên tục. Ở nghiệm thức luân canh thì cũng có kết quả tương tự, ở nghiệm thức bắp–lúa hàm lượng Fe2+ giảm rõ rệt so với lúa–lúa, đặc biệt vào giai đoạn 20 NSKS hàm lượng Fe2+ hầu như biến mất trên nghiệm thức bắp–lúa (<0,1 ppm). Như vậy, với việc tạo đất thoáng khí qua tưới tiết kiệm và luân canh cây trồng cạn đã làm giảm đáng kể hàm lượng Fe2+ trong đất.
Hình 3.4 Ảnh hưởng của luân canh và biện pháp tưới trên hàm lượng Fe (ppm) trong dung dịch đất, HT 2007
3.1.4 EC
EC phản ánh nồng độ muối tan trong dung dịch đất thông qua chất điện ly. Với nghiệm thức tưới tiết kiệm làm thời gian giữ nước trên mặt ruộng bị gián đoạn, không thuận lợi cho quá trình khử và thủy phân, Fe2+ và Mn2+ kết tủa thành Fe(OH)3 và Mn(OH)2 điều này có thể làm EC của đất giảm.
0 0. 1 1.5 2 EC ( m S /c m ) 5 10 20 NSKS C1W1 C1W2 C2W1 C2W2 i tiết kiệm (
Hình 3.5 Ảnh hưởng của luân canh và phương pháp tưới lên sự thay đổi EC dung dịch đất, HT 2007
Vụ Hè Thu 2007 (Hình 3.5) ở 10 và 20 NSKS, EC của nghiệm thức tướ
1,27–1,49 mS/cm) đều giảm thấp có ý nghĩa so với nghiệm thức ngập liên tục (1,73). Tuy nhiên, giữa các nghiệm thức luân canh không thấy khác biệt với nhau.
Trong vụ Hè Thu 2008 (Hình 3.6) cho thấy EC trên nền đất luân canh và độc canh không có khác biệt qua thống kê. EC trong vụ Hè Thu 2008 (0,43–0,60 mS/cm) thấp hơn vụ Hè Thu 2007 (1,27–1,73 mS/cm), có lẽ trong mẫu đất hàm lượng muối ít hơn trong dung dịch.
Tuy nhiên, trị số EC ở đất thí nghiệm rất thấp nên độ biến động này không
0. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 10 20 45 60 NSKS EC ( m S /c m ) 7 C1 C2
Hình 3.6 Ảnh hưởng của luân canh đến sự thay đổi EC đất lúa, vụ HT 2008
ộ hữu dụng của đạm trong đất. Tiến trình thoáng khí qua thời kỳ canh tác cây trồng cạn làm duy trì tính chất tối hảo về mặt lý, hóa và sinh học cho đất (Kundu and Ladha, 1995).
3.1.5 NH4+
Trước đây, theo quan điểm của các nhà khoa học là nên giữ đất luôn ngập nước để giảm mất đạm do tiến trình nitrate hóa và khử nitrate (Ponnamperuma, 1985), tuy nhiên quan điểm này hiện nay không phù hợp vì nhiều nghiên cứu gần
đây cho thấy sự ngập nước dài hạn sẽ làm giảm đ
0 10 20 45 5 10 15 20 25 30 35 60 NSKS NH 4 (m g /kg ) C1 C2
Hình 3.7 Ảnh hưởng của luân canh lên sự hiện diện của NH4+ trong đất, HT 2008
Qua Hình 3.7 thấy rằng hàm lượng NH4+ ở đất luân canh bắp đều có xu hướng cao hơn đất lúa, tuy nhiên chỉ có 10 NSKS là khác biệt qua thống kê. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu sự khoáng hóa đạm bằng phương pháp ủ thoáng khí (Thí nghiệm 2), trên 2 loại đất phèn sau luân canh bắp và sau vụ lúa, qua kết quả
thí nghiệm trong phòng về sự khoáng hóa NH4+ trên đất phèn cho thấy sự khoáng 4 ụ trồng bắp luôn cao hơn có ý nghĩa thống kê so với đất trồng
ủa nguồn đạm bất độ
t trong giai đoạn đất khô với những tế bào chết trở thành a sự phân hủy (van Gestel et al., 1991). Đạm gia tăng có lẽ là giải thích (Senevirat 985).
3.1.6
ác kim loại như: Fe, Al, Mn, Ca cũng như các tinh khoáng silicat và các hydroxyt của các tron t tủa, ở đất chua bị kết tủa dưới dạng phosphate sắt, nhôm (Lê Văn C
Hàm lượng lân dễ tiêu được trình bày ở Hình 3.8 cho thấy, ở các giai đoạn ên nền C2 đều có xu hướng cao hơn hóa NH + của đất sau v
lúa cho cả trường hợp Giồng Riềng và Ô Môn (Bảng 3.3 trong luận án). Gần đây kết quả nhiều nghiên cứu cho rằng giai đoạn khô và đất giảm ẩm độ
không những sinh ra nguồn đạm mà còn gia tăng tốc độ khoáng hóa c
ng trong đất (Cabrera, 1993). Sự khô ướt luân phiên làm tăng sự khoáng hóa
đạm (Shrestha and Ladha, 1998). Ruộng khô trước khi trồng lúa sẽ có vài yếu tố đóng góp tới sự khoáng hóa, đó là sự giảm ẩm độ của đất. Một dấu hiệu tương quan là vi sinh vật đất có lẽ chế
hữu dụng qu
bởi sự gia tăng độ hữu dụng của chất nền hữu cơ qua sự phân hủy ở lớp đất mặt ne and Wild, 1
Lân dễ tiêu
Lân dễ tiêu vẫn là một chỉ tiêu đánh giá độ phì của đất rất quan trọng không thể thiếu được. Nhưng lân dễ tiêu trong đất là một chỉ tiêu tương đối phức tạp nó chịu sự tác động mạnh mẽ của điều kiện môi trường, của vi sinh vật, pH và c
kim loại trên có vai trò hết sức quan trọng đối với sự hữu dụng của lân. Lân dễ tiêu g đất rất dễ bị kế
ăn, 1985). Đây là thí nghiệm trên đất phèn, có hàm lượng sắt cao và pH thấp nên ảnh hưởng không nhỏđến hàm lượng lân dễ tiêu trong đất.
trên nề
à, 2006; Henry et al., 1997).
n C1, tuy nhiên chỉ có giai đoạn 10 NSKS là khác biệt qua thống kê. Có thể
là do pH ở nghiệm thức C2 cao hơn nghiệm thức C1, dẫn đến gia tăng sự khử
FePO4.2H2O thành Fe3(PO4)2.8H2O dễ hòa tan hơn (Đỗ Thị Thanh Ren và ctv., 2004; Nguyễn Như H 0 70 10 20 45 60 NSKS C1 C2 10 20 30 40 50 60 P 2 O 5 (m g/ k g )
Hình 3.8 Ảnh hưởng của luân canh đến sự thay đổi hàm lượng lân dễ tiêu (mg P2O5/kg) trên đất trồng lúa, vụ HT 2008
Ở giai đoạn 10 NSKS (Hình 3.8), tuy hàm lượng lân dễ tiêu ở nghiệm thức lúa–lúa thấp hơn nghiệm thức bắp–lúa, nhưng sau đó tăng ở giai đoạn 20, 45 và 60 NSKS do trong đất ngập nước lượng phosphate sắt ba bị khử thành phosphate sắt
dễ hòa tan hơn (Yoshida, 1985).
3.1.7 Kali trao
Yoshida (1981) cho biết sự thiếu kali cũng xảy ra trên đất trồng lúa ngập nước liên tụ
chỉ có ở giai đoạn 10 NSKS là kali trao đổi trên nghiệm thức bắp–lúa cao hơn so với nghiệm thức lúa–lúa.
hai
đổi
c, do những độc chất được tạo ra trong đất từ quá trình khử làm chậm sự hấp thu kali và kali ít được phóng thích ởđiều kiện ngập nước liên tục.
Kết quả trình bày ở Hình 3.9 cho thấy, ở các giai đoạn 20, 45 và 65 NSKS thì kali trao đổi trên đất bắp–lúa và trên đất lúa–lúa không có khác biệt qua thống kê,
0 0.2 0.3 m eq /1 00 0.1 10 20 45 K t ra o đổ 0.4 60 NSKS i ( g) C1 C2 a, vụ HT 2008 Ngoài những yếu t àm k n ả h đệm, hà n k sé ch g o
đổ ặc ng ại kali từ trong dung d ũ ể
b u Yêm
3.2 ủa luân can đế ng ch ong t, đế à
ệm: thí nghiệm 1 và 3.2.1 S khoáng hóa đạm ở thí ư sau: 3.2.1.1 Kho
Hình 3.9 Ảnh hưởng của luân canh đến sự thay đổi kali trao đổi trên đất lú
ố làm h lượng ali trao đổi thay đổi thì kali trong đất cò nh hưởng bởi tín trong t nh phầ hoáng t có thể uyển san dạng tra i rồi đi vào dung dịch đất, ho ược l ịch đất c ng có th
ị giữ lại trong các màng lưới tinh thể của khoáng sét (Vũ Hữ , 1995).
Ảnh hưởng c h n dưỡ ất tr đấ n sinh trưởng v năng suất lúa
Nghiên cứu về ảnh hưởng của luân canh đến dưỡng chất trong đất, đến sinh trưởng và năng suất của cây lúa được thực hiện qua 2 thí nghi
thí nghiệm 2.
ự khoáng hóa đạm trên đất phèn nhẹ
Đất thí nghiệm được lấy tại ruộng thí nghiệm huyện Giồng Riềng, tỉnh Kiên Giang và Viện Lúa ĐBSCL, quận Ô Môn, thành phố Cần Thơ. Đặc tính lý–hóa học của đất được trình bày ở Bảng 2.2. Kết quả nghiên cứu về
nghiệm 2 nh
Hình 3.10 cho thấy vào giai đoạn 21 ngày sau khi ủ, đất Ô môn có lượng