3.5.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.5.1.1 Thí nghiệm trong phòng
Tiến hành thí nghiệm theo dõi sự biến động chỉ tiêu Na+ trong đất khi bón
phân 16PB01 với các mức khác nhau vào 50g đất.
- Đất thí nghiệm là đất được lấy tại điểm thực hiện thí nghiệm đồng ruộng ở Thái Bình tại thời điểm trước khi cấy lúa vụ xuân. Để đất khô tự nhiên trong không khí.
- Công thức thí nghiệm: 4 công thức (tính cho 50g đất) CT1: không bón phân
CT3: bón 0,167g phân 16PB01 (mức 2) (tương đương 800kg 16PB01 trong 1 ha)
CT4: bón 0,250g phân 16PB01 (mức 3) (tương đương 1.200kg 16PB01 trong 1 ha)
- Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một nhân tố gồm 4 công thức với 3 lần lặp lại, mỗi lặp lại là một cốc.
- Ngâm một lượng nước như nhau với tất cả các công thức (250ml). Để
ngâm sau 168 giờ (sau 7 ngày đêm) rồi đem lọc lấy đất riêng.
- Phân tích chỉ tiêu Na+ trong các mẫu đất sau ngâm.
3.5.1.2Thí nghiệm ngoài đồng ruộng
Tiến hành thí nghiệm trong vụ xuân và vụ mùa năm 2019.
- Công thức thí nghiệm
+ Vụ Xuân:
CT1: bón 120 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O.
CT2: bón 120 kg N + 400 kg phân 16PB01 + 40 kg P2O5 + 60 kg K2O CT3: bón 120 kg N + 800 kg phân 16PB01 + 20 kg P2O5 + 60 kg K2O CT4: bón 120 kg N + 1.200 kg phân 16PB01 + 60 kg K2O
+ Vụ Mùa:
CT1: bón 100 kg N + 60 kg P2O5 + 60 kg K2O.
CT3: bón 100 kg N + 800 kg phân 16PB01 + 20 kg P2O5 + 60 kg K2O CT4: bón 100 kg N + 1.200 kg phân 16PB01 + 60 kg K2O
- Bố trí thí nghiệm
+ Các thí nghiệm bố trí khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD). Ô thí nghiệm: 30
m2; nhắc lại 3 lần. Sơ đồ bố trí thí nghiệm CT4 CT3 CT1 CT3 CT2 CT4 CT2 CT1 CT3 CT1 CT4 CT2 Mương tưới - Phương pháp bón phân:
Phân bón gốc đối với cây lúa
Phân bón Bón lót (%), trước cấy 1 ngày
Thúc lần 1 (%), sau cấy 10 ngày
Thúc lần 2 (%), sau bón thúc 1: 20 - 25 ngày
Phân 16PB01 100 0 0
Phân đạm urê 25 40 35
Phân lân supe 100 0 0
Phân Kaliclorua 20 30 50
+ Các biện pháp kĩ thuật khác áp dụng theo quy trình canh tác tại địa phương.
3.5.2. Các chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi
3.4.2.1. Thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng
- Tuổi mạ: được tính từ khi gieo đến cấy.
- Thời gian cấy đến bén rễ hồi xanh:tính từ khi cấy đến khi xuất hiện các rễ
trắng mới, số lá tăng.
- Thời gian bắt đầu đẻ nhánh: 10% số cây đẻ nhánh dài 1cm nhô khỏi bẹ lá.
- Thời gian kết thúc đẻ nhánh:ngày có số nhánh không đổi.
M ư ơ n g t ư ớ i
- Thời gian trỗ của quần thể: được xác định từ khi có 10% số cây có bông đến khi có 80% số cây trỗ bông
- Thời gian sinh trưởng: Tính số ngày từ khi gieo đến khi 85% số hạt trên bông chín.
3.5.2.2. Đặc điểm nông sinh học
• Động thái sinh trưởng:
- Động thái đẻ nhánh (theo dõi 7 ngày/lần từ khi cấy): Đếm tất cả nhánh của 10 khóm.
- Động thái tăng chiều cao (theo dõi 7 ngày/lần từ khi cấy): Đo chiều cao 10 khóm, đo từ mặt đất đến đỉnh lá cao nhất.
• Các đặc điểm nông sinh học khác
Mỗi ô đo 10 khóm.
- Số nhánh tối đa (nhánh): Đếm tổng số nhánh hiện có ở trên cây.
- Số nhánh hữu hiệu (nhánh): Đếm những nhánh thành bông cho năng suất (bông có trên 10 hạt chắc).
- Tỷ lệ nhánh hữu hiệu (%) = (Số nhánh hữu hiệu/số nhánh tối đa) x 100.
3.5.2.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
- Mật độ cấy 40 khóm/m2.
- Số bông/m2 = số bông/khóm * mật độ cấy
- Số hạt chắc/ bông
- Khối lượng 1000 hạt (gram): Cân 3 lần mẫu 200 hạt đã khô 13% (lấy 2 chữ số sau dấu phẩy).
- Năng suất lý thuyết (tạ/ha).
NSLT = số bông/m2*số hạt chắc/bông *P1000 (gr)*10-4
- Năng suất thực thu (tạ/ha): thu hoạch riêng từng ô thí nghiệm, tuốt hạt phơi khô đưa về độ ẩm 13%, cân tính năng suất thực thu.
3.5.2.4. Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh và biện pháp phòng trừ
* Đánh giá mức độ nhiễm sâu bệnh
Hàng tuần đi quan sát, thấy công thức nào xuất hiện sâu bệnh gây hại, ghi tên sâu, bệnh: mô tả mức độ sau 3 ngày quan sát lại nếu thấy mức độ tăng lên thì
phun thuốc phòng trừ; ghi loại thuốc, nồng độ, thời gian ngừng gây hại sau phun; chỉ tiêu nào cho điểm thì ghi điểm.
+ Khả năng chống chịu sâu
• Sâu đục thân Điểm Tỷ lệ bị hại (%) 0 Không bị hại 1 1-10 3 11-20 5 21-30 7 31-60 9 >60 • Sâu cuốn lá Điểm Tỷ lệ bị hại (%) 0 Không bị hại 1 1-10 3 11-20 5 21-35 7 36-50 9 >51 • Rầy nâu Điểm Tỷ lệ bị hại (%) 0 Không bị hại 1 Bị hại rất nhẹ 3 Lá thứ nhất và lá thứ 2 bị hại
5 Tất cả các lá bị biến vàng, cây lùn rõ rệt hoặc cả hai
7 Hơn nửa số cây bị chết, số còn lại bị héo vàng và lùn nặng
9 Tất cả các cây bị chết + Khả năng chịu bệnh • Bệnh đạo ôn Điểm Tỷ lệ bị hại (%) 0 Không bị bệnh 1 <5 3 5-10 5 11-25 7 26-50 9 >51
• Bệnh khô vằn
Điểm Tỷ lệ bị hại (%)
0 Không có triệu chứng
1 Vết bệnh nằm thấp hơn 20% chiều cao cây
3 20-30
5 31-45
7 46-65
9 >65
* Biện pháp phòng trừ: Có sử dụng thuốc bảo vệ thực vật cho phòng trừ sâu bệnh, ghi loại thuốc, nồng độ; thời gian phun.
3.5.2.5. Các chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế
- Lợi nhuận (đ/ha) = tổng thu - tổng chi
+ Tổng thu (đ/ha) = năng suất thực thu x giá bán sản phẩm (đ/kg).
+ Tổng chi (đ/ha) = giống + phân bón + thuốc bảo vệ thực vật + công lao động
3.5.2.6. Phân tích các chỉ tiêu hóa tính của đất
Mẫu đất được lấy trên 5 điểm theo đường chéo trước và sau khi thực hiện thí nghiệm ở tầng 0 - 20 cm, sau đó trộn đều và phơi khô trong không khí và tiến hành rây qua rây 2 mm. Phương pháp phân tích đất dựa theo Sổ tay Phân tích đất, nước và phân bón của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa (1989) bao gồm các chỉ tiêu như sau:
pHKCl (TCVN 5979:2007): Đo bằng pH met.
EC (TCVN 6650-2000): Theo phương pháp đo độ dẫn điện bằng điện cực.
Na+ trao đổi (TCVN 6498:1999): Theo phương pháp quang phổ hấp phụ.
Cl- (TCVN 8558-2010): Theo phương pháp sắc kí ion.
3.5.3. Phương pháp xử lý số liệu
- Phương pháp xử lý số liệu theo chương trình IRRISTAT 5.0, Microsoft Excel 2010.
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT, KHÍ HẬU, TÍNH CHẤT ĐẤT VÙNG NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU
4.1.1. Điều kiện thời tiết, khí hậu vùng nghiên cứu
Điều kiện thời tiết, khí hậu là một trong những yếu tố tác động rất lớn tới
sản xuất nông nghiệp. Đặc biệt trong những năm gần đây khi biến đổi khí hậu diễn biến ngày càng phức tạp.
Bảng 4.1. Nhiệt độ, lượng mưa tại Thái Bình từ năm 2010-2018
Năm Nhiệt độ trung bình năm (oC)
Lượng mưa trung bình năm (mm) 2010 24,6 1.461,4 2011 22,9 1767,2 2012 24 1772,8 2013 23,8 1757,3 2014 24,2 1721,4 2015 25,0 1349,7 2016 24,6 1612,3 2017 24,4 2318,3 2018 24,5 1800,1
Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Thái Bình (2019) Nhiệt độ trung bình năm tại Thái Bình có xu thế tăng dần, trong đó có sự gia tăng nhanh trong 10 năm trở lại đây. Trong đó nhiệt độ trung bình năm 2015 là cao nhất. Sự chênh lệch nhiệt độ trung bình các năm cho thấy mức độ nghiêm trọng của biến đổi khí hậu.
Lượng mưa trung bình năm khoảng 1500 mm, thuộc loại trung bình trên toàn quốc và được phân hóa ra hai mùa khác nhau. Mùa mưa khu vực Thái Bình trùng với mùa hoạt động của gió mùa mùa hè và thịnh hành là gió Đông Nam. Số ngày mưa năm ở đây dao động trong khoảng 117-153 ngày và phân bố tương đối đều trong năm. Vào mùa mưa, lượng mưa đạt trung bình trong khoảng 176 mm/tháng, tập trung từ tháng 5 đến tháng 10 (mưa lớn tập trung tháng 9-10), chiếm 84-92% tổng lượng mưa toàn năm. Mùa khô lượng mưa chỉ đạt 15,8-43,3 mm, tập trung vào các tháng còn lại trong năm (tháng 11 – tháng 4 năm sau), kết hợp với lượng nước ở thượng nguồn bị chặn lại do giữ nước trên các đập chứa
phục vụ thủy lợi, làm cho lưu lượng nước đổ xuống thượng nguồn bị giảm mạnh. Dẫn đến sự xâm thực của nước lợ từ ngoài biển vào sâu trong đất liền qua các hệ thống sông từ 10-20 km.
Những năm gần đây, tình trạng hạn hán xảy ra thưởng xuyên cùng hiện tượng nước biển dâng khiến cho xâm nhập mặn ngày càng trở nên khắc nghiệt. Độ mặn cao nhất đo được tại các trạm vùng cửa sông dao động từ 21-27 ‰ trong
các năm từ 2003-2012. Độ mặn thay đổi mạnh từ tháng 12 năm trước đến hết
tháng 5 năm sau, tăng từ đầu mùa đến giữa mùa rồi lại giảm dần tới cuối mùa (tháng 5). Xâm nhập mặn đã ảnh hưởng rất lớn tới sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là vụ xuân ở hai huyện Thái Thụy và Tiền Hải.
Theo kịch bản thấp nhất của Viện Nước tưới tiêu và Môi trường đưa ra, vào
năm 2020 vùng Đồng bằng Bắc Bộ nhiệt độ sẽ tăng 0,6oC; mực nước biển dâng
cao hơn 0,11m; lượng mưa về mùa khô giảm ở hầu hết các vùng khí hậu nước ta và lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm từ 3-6%. Theo kịch bản này, nếu không có biện pháp kịp thời thì diện tích nhiễm mặn sẽ mở rộng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp và đời sống nhân dân vùng ven biển Đồng bằng Bắc Bộ (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2019) .
Bảng 4.2. Nhiệt độ, lượng mưa tại Thái Bình năm 2019
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nhiệt độ
(oC) 17,2 20,9 21,4 25,6 26,6 29,5 29,5 28,0 27,8 25,4 Lượng
mưa (mm) 19 19 22 155 106 205 205 375 71 98 Nguồn: Trung tâm Khí tượng Thủy văn Thái Bình (2019) Vụ xuân năm 2019 nền nhiệt cao, ít nắng, rét muộn, mưa tập trung ở đầu và cuối vụ đã ảnh hưởng tới khả năng đẻ nhánh, phân hóa làm đòng, cây tiêu hao dinh dưỡng mạnh; Cuối vụ nhiệt độ, ánh sáng tăng nhanh, lúa trỗ nhanh, chín
nhanh và thuận lợi cho thu hoạch tuy nhiên nắng nóng xen kẽ mưa rào làm 1 số
diện tích lúa bị đổ ngã, rầy nâu bùng phát gây cháy cục bộ.
Vụ mùa năm 2019 thời tiết liên tục có mưa giông trên diện rộng là điều kiện thuận lợi cho bệnh bạc lá, đốm sọc vi khuẩn phát sinh và gây hại trên các giống nhiễm như BT7, T10, BC15,… gây ảnh hưởng tới năng suất lúa mùa.
4.1.2. Tính chất đất vùng nghiên cứu
Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng hàng
đầu của môi trường sống. Trong sản xuất nông nghiệp đất vừa là đối tượng lao
động, vừa là tư liệu sản xuất không thể thay thế được. Các đặc tính lý, hóa học có trong đất là những nhân tố có ảnh hưởng lớn đến năng suất cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng.
Đất đai của Thái Bình chủ yếu là đất phù sa của hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình nên chất lượng đất nhìn chung tốt, thuận lợi để phát triển nông nghiệp, với cơ cấu cây trồng vật nuôi phong phú, đa dạng.
Bảng 4.3. Tính chất đất thí nghiệm tại vùng nghiên cứu
Chỉ tiêu Kết quả Chỉ tiêu Kết quả
pHKCl 5,43 Nts (%) 0,21 Na+ (meq/100g) 4,08 P2O5ts (%) 0,12 Cl- (%) 0,12 K2Ots (%) 1,74 SO42- (%) 0,09 P2O5dt (mg /100g) 4,27 TSMT (%) 0,70 K2Odt (mg /100g) 17,32 EC 1:5 (mS/cm) 0,85 Thành phần cơ giới, % Sét <0,002 mm 19,60
CEC (meq/100g) 17,29 Limon 0,02-0,002 mm 56,85
OM (%) 4,86 Cát mịn 0,2-0,02 mm 22,58
Cát thô 2,0-0,2 mm 0,97 Theo phân loại đất của Hội Khoa học đất Việt Nam, đất thí nghiệm tại huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình có phản ứng ít chua, hàm lượng hữu cơ khá, hàm lượng đạm trung bình, lân tổng số khá, kali tổng số trung bình, lân dễ tiêu trung bình, kali dễ tiêu trung bình. Thành phần cơ giới sét trung bình, dung tích hấp thu trung bình,
có độ mặn trung bình, hàm lượng Cl- thấp, hàm lượng SO42- trung bình.
Như vậy, đất tại Thái Bình cơ bản thích hợp cho việc canh tác lúa nhưng đất bị nhiễm mặn nên cần có các biện pháp cải tạo đất mặn để sản xuất nông nghiệp.
4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN BÓN 16PB01 ĐẾN KHẢ NĂNG CẢI TẠO MẶN TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN TẠI HUYỆN TIỀN HẢI, TỈNH THÁI MẶN TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN TẠI HUYỆN TIỀN HẢI, TỈNH THÁI BÌNH
4.2.1. Ảnh hưởng của phân bón 16PB01 đến nồng độ Na+ trao đổi trên đất nhiễm mặn trong phòng thí nghiệm nhiễm mặn trong phòng thí nghiệm
Mặn gây ức chế sinh trưởng, phát triển và giảm năng suất lúa. Hoạt động sinh lý và trao đổi chất của cây lúa bị ức chế trong điều kiện mặn là do sự mất cân bằng nước, ngộ độc ion hoặc do mất cân bằng trong trao đổi ion. Độ mặn cao
làm giảm hoạt động quang hợp, kìm hãm sự ra lá và làm biến đổi cấu trúc tế bào.
Trong môi trường mặn cây tích lũy nhiều Na+. Các nghiên cứu trước đây cho
rằng ảnh hưởng của mặn đối với cây lúa là do sự mất cân bằng thẩm thấu và sự
tích lũy ion Cl-. Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây đã cho thấy nguyên nhân
gây hại của mặn là do sự dư thừa Na+ (độc tố) và Cl- trở thành 1 anion trung tính,
có thể được tích lũy ở các nồng độ khác nhau. Bằng chứng sinh hóa cho thấy
rằng tác động phá hoại của Na+ trong cấu tạo của cấu trúc đại phân tử và sự liên
quan của nó với vai trò của K+ trong tế bào chất sẽ ngăn chặn độc tính của Cl-.
Hơn nữa sự mất cân bằng giữa Na-K sẽ ảnh hưởng bất lợi tới năng suất hạt. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng cải tạo đất mặn bằng cách bổ sung thạch cao hoặc với hàm lượng của các muối canxi dễ hòa tan sẽ dẫn đến hiệu ứng thoát
kiềm, có nghĩa là dẫn đến sự thay thế Na+ trong phức hệ hấp thụ đất bằng Ca2+ và
Mg2+ . Điều này bắt nguồn từ phương trình trao đổi ion:
[KĐ]Na2+ + Ca2+ => [KĐ]Ca2+ + 2Na+ (K.K.Gedroits)
Sản phẩm của phản ứng là các muối Natri dễ hòa tan, có khả năng ngưng tụ các keo đất và dễ dàng bị rửa sau đó.
Bảng 4.4. Nồng độ Na+ trao đổi trong đất ở thí nghiệm trong phòng
Trước thí nghiệm Sau thí nghiệm CT1 CT2 CT3 CT4 Na+ trao đổi (meq/100g đất) 4,08 1,91 a 1,69b 1,43c 1,29d CV: 1,55 P: 0,0000
Ghi chú: Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự sai khác có ý nghĩa ở mức 0,05. Tương tự đối với các bảng tiếp theo trong luận văn.
Từ số liệu bảng 4.4 cho thấy, ảnh hưởng của lượng phân bón 16PB01 đến
nồng độ Na+ trao đổi trong đất sau 7 ngày ngâm nước sai khác có ý nghĩa
(P<0,01). Trước khi thí nghiệm nồng độ Na+ trao đổi là 4,08 meq/100g, sau ngâm
7 ngày nồng độ Na+ trao đổi trong đất ở tất cả các công thức đều giảm từ 2,17 -
2,79 meq/100g đất. Nồng độ Na+ trao đổi có khuynh hướng giảm dần khi tăng
lượng bón 16PB01. Nồng độ Na+ trao đổi trong các công thức dao động từ 1,29-
1,91 meq/100g, giá trị cao nhất ở công thức đối chứng (CT1) đạt 1,91 meq/100g, các công thức bón phân 16PB01 đều có giá trị thấp hơn đối chứng từ 0,22 – 0,62 meq/100g, tương ứng với mức giảm 11,5 – 32,5%. Công thức bón 1.200kg
Hình 4.1. Mối tương quan giữa lượng bón 16PB01 và nồng độ Na+ trong đất sau ngâm 7 ngày
Qua kết quả đồ thị ở hình 4.1 cho thấy, nồng độ Na+ trong đất giảm sau 7
ngày ngâm có tương quan chặt với lượng phân bón 16PB01 sử dụng
(R2=0,9641), tuân theo hàm số sau: Y = 1,9106* e-3E-04x.
Ca2+ có trong phân bón 16PB01 giúp tăng trao đổi với Na+ trên phức hệ
hấp thu nên nồng độ Na+ trao đổi giảm thấp so với công thức không bón. Như