4.1a Một số chỉ tiêu khí hậu tại huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai
3.3. Cột đất với các điều kiện biên và chu trình vận hành
Nguồn: Antonopoulos (2010)
3.5.2.2. Xác định lượng NH4+ giải phóng và di chuyển sau bón các loại phân viên nhả chậm (PVNC) trong đất đỏ vàng Lào Cai
a. Cơng thức thí nghiệm: Thí nghiệm có 4 cơng thức
C1: PVNC bọc keo và dịch chiết; L1: PVNC bọc dịch chiết;
LS: PVNC dạng nén; SL1: PVNC bọc keo;
Các công thức phân viên nhả chậm (PVNC) đều cho 1 viên phân có khối lượng 4,2g, có hàm lượng N: 23%, P2O5:5%, K2O:12% ở độ sâu 10cm.
b. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện bằng ống trụ (đường kính 5cm, cao 70cm), mỗi ống trụ chứa 1kg đất đỏ vàng của Lào Cai đã khơ và nghiền nhỏ.
Thí nghiệm được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2013 tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
c. Cách tiến hành
Hình 3.4. Mơ hình thí nghiệm xác định lƣợng NH4+
giải phóng và di chuyển sau bón của các dạng phân viên nhả chậm
- Mỗi công thức cho 1 viên phân vào ống trụ có chứa đất đỏ vàng Lào Cai ở độ sâu 10 cm;
- Cho 1 lượng nước cố định 100ml nước cất vào tất cả các cốc (các cốc đựng nước được để trên cao) các cốc được nối với ống trụ chứa đất bằng ống dẫn có van để giữ nước chảy ra với tốc độ nước chảy ra là 2cm3/phút;
- Hàng ngày vào một giờ cố định (15h hàng ngày) lấy dung dich chảy ra để đo EC và tiến hành phân tích hàm lượng NH4+
;
- Xây dựng phương trình biểu thị mối quan hệ giữa EC đo được và hàm lượng NH4+
xác định được hàng ngày cho đến ngày thứ 90;
100ml H2O Mức nước Đất đỏ vàng Lào Cai Phân viên nhả chậm Đất đỏ vàng Lào Cai 2 cm3/phút
- Tiến hành làm như vậy cho đến khi lượng chất dinh dưỡng đạm giải phóng ra khỏi viên phân đạt 75% lượng dinh dưỡng đạm chứa trong viên phân.
d. Các chỉ tiêu theo dõi: EC và NH4+
3.5.3. Phƣơng pháp thí nghiệm đồng ruộng
3.5.3.1. Ảnh hưởng của các loại phân viên nhả chậm (PVNC) đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngơ NK66
Thí nghiệm gồm 5 cơng thức: P1: khơng bón phân; P2: PVNC dạng nén; P3: PVNC bọc keo; P4: PVNC bọc dịch chiết; P5: PVNC bọc keo và dịch chiết;
Các công thức phân viên nhả chậm đều được bón lượng phân 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 3 lần nhắc lại. Diện tích của 1 ơ thí nghiệm 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha (hàng cách hàng 70cm, cây cách cây 25cm).
Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2013 (ngày gieo 04/3/2013, ngày thu hoạch 18/6/2013) và vụ xuân năm 2014 (ngày gieo 7/3/2014, ngày thu hoạch 22/6/2014) tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM Dải bảo vệ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Nhắc lại 1 P3 P1 P5 P2 P4 Nhắc lại 2 P3 P2 P4 P5 P1 Nhắc lại 3 P4 P3 P1 P2 P5 Dải bảo vệ
3.5.3.2. Ảnh hưởng của độ sâu bón và khoảng cách bón phân viên nhả chậm đến sinh trưởng, phát triển và năng suất ngơ NK66
K5D5. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 5cm; K5D10. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 10cm; K5D15. Cách điểm gieo hạt 5cm, bón sâu 15cm; K10D5. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 5cm; K10D10. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 10cm; K10D15. Cách điểm gieo hạt 10cm, bón sâu 15cm; K15D5. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 5cm; K15D10. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 10cm; K15D15. Cách điểm gieo hạt 15cm, bón sâu 15cm.
Các cơng thức đều được bón trên nền phân viên nhả chậm: 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Thí nghiệm gồm 2 nhân tố được bố trí theo kiểu (split-plot) với 3 lần nhắc lại, ơ nhỏ là nhân tố độ sâu bón được tính so với bề mặt luống ngơ sau khi san phẳng là 5cm, 10cm và 15cm, kí hiệu là D5, D10, D15, ơ lớn là nhân tố khoảng cách bón cách điểm gieo hạt là 5cm; 10cm và 15cm, kí hiệu là K5, K10, K15. Diện tích của 1 ơ là 14 m2, mật độ trồng 5,7 vạn cây/ha, hàng cách hàng 70 cm, cây cách cây 25 cm.
Thí nghiệm được tiến hành ở vụ xuân năm 2014 (ngày gieo 9/03/2014, ngày thu hoạch 24/6/2014) và vụ xuân năm 2015 (ngày gieo 3/3/2015, ngày thu hoạch 18/6/2015) tại xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM Dải bảo vệ Dải bảo vệ Dải bảo vệ Nhắc lại 1 K2 K3 K1 D1 D3 D2 D2 D3 D1 D3 D2 D1 Nhắc lại 2 K1 K3 K2 D1 D3 D2 D1 D3 D2 D1 D3 D2 Nhắc lại 3 K3 K1 K2 D1 D2 D3 D3 D2 D1 D2 D1 D3 Dải bảo vệ
3.5.3.3. Kỹ thuật trồng ngơ và chăm sóc
Thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành theo QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT, cụ thể như sau:
- Làm đất: Đất được làm sạch cỏ dại, sau đó lên luống theo khoảng cách hàng phù hợp cho mỗi cơng thức;
- Bón phân viên nhả chậm: bón 1 lần khi gieo hạt cách điểm gieo hạt 10cm và ở độ sâu 10cm được tính so với bề mặt luống ngơ, khối lượng 1 viên phân là 4,2 g (N: 23%, P2O5: 5%, K2O:12%) được bón một lần khi gieo hạt với lượng 2 viên phân cho 1 gốc ngô, tương ứng 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha và bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân)
- Chăm sóc: Giai đoạn cây con, tiến hành xới xáo. Khi ngô được 4 - 5 lá thật, xới vun nhẹ quanh gốc, tiến hành tỉa dặm định cây đảm bảo mật độ trồng mỗi hốc 1 cây. Khi ngô được 8 - 9 lá thật, xới xáo diệt cỏ dại, vun cao gốc;
- Tưới nước: Cây ngô sử dụng nước trời;
- Thu hoạch: Tiến hành thu hoạch khi ngơ chín sinh lý (khi chân hạt có vết đen hoặc 75% số cây có lá bi khơ).
3.5.4. Xây dựng mơ hình bón phân viên nhả chậm cho ngơ
Triển khai xây dựng mơ hình: Thực hiện 2 mơ hình. Mơ hình 1 (3 hộ có
diện tích 5.040 m2) thực hiện theo quy trình thơng thường làm đối chứng với lượng phân bón 160 N+ 60 P2O5 + 60 K2O/ha. Mơ hình 2 (7 hộ có diện tích 10.080 m2) theo quy trình sử dụng phân viên nhả chậm được bọc keo và dịch chiết với lượng phân bón là 110 N+ 24 P2O5 + 57 K2O/ha, đồng thời bón lót bổ sung 36 P2O5/ha (phân thương phẩm là supe lân).
Quy mô và địa điểm
Quy mô 15.120 m, gồm 10 hộ trồng trồng ngơ cho 2 mơ hình;
Thời gian thưc hiện: vụ Xuân năm 2016. Gieo ngày 02/4/2016, thu hoạch ngày 20/7/2016.
Địa điểm thực hiện: xã Quang Kim, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai;
Thí nghiệm được chăm sóc và theo dõi theo QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
3.6. CHỈ TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP THEO DÕI
Các chỉ tiêu theo dõi được áp dụng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khảo nghiệm giá trị canh tác và sử dụng của giống ngô (QCVN 01-56: 2011/BNNPTNT) của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
* Chỉ tiêu thời gian sinh trưởng: Ngày mọc, ngày tung phấn, ngày phun
râu. Tính từ khi gieo đến khi có 50% số cây/ơ mọc, tung phấn, phun râu. Ngày chín sinh lý: Ghi số ngày từ gieo đến khi có 50% số bắp có chấm đen ở chân hạt hoặc khẳng 75% số cây có lá bi khơ.
* Chỉ tiêu hình thái
- Chiều cao cây (cm): Chọn 10 cây (trừ cây đầu hàng) đo từ sát mặt đất đến điểm phân nhánh đầu tiên của bông cờ.
- Chiều cao đóng bắp (cm): Trên 10 cây đã đo chiều cao cây, xác định chiều cao đóng bắp bằng cách đo từ sát mặt đất đến đốt đóng bắp trên cùng.
- Số lá thật trên cây (lá): tổng số lá trong thời gian sinh trưởng (đánh dấu lá thứ 5- lá thứ 10 để đếm).
- Diện tích lá/cây: Đo chiều dài và chiều rộng của tất cả lá trên cây, sau đó tính diện tích lá theo Montgomery (1960).
Diện tích lá (m2) = Chiều dài x chiều rộng x 0,75 x số lá/cây.
Chỉ số diện tích lá (LAI) tính theo phương pháp của Yoshida (1985). LAI (m2 lá/ m2 đất) = m2 lá/cây x số cây/ m2 đất.
* Chỉ tiêu về chống chịu
- Khả năng chống đổ: Theo dõi tất cả các lần nhắc lại sau các đợt gió to và trước khi thu hoạch.
+ Tỷ lệ đổ gốc (%): Được tính bằng số cây bị nghiêng trên 30 độ so với chiều thẳng đứng của cây/tổng số cây trong ô.
+ Tỷ lệ gãy thân (%): Được tính bằng số cây bị gãy ở đoạn thân phía dưới bắp/tổng số cây trong ơ.
- Sâu, bệnh hại
+ Sâu đục thân: Tỷ lệ sâu đục thân (%) = (Số cây bị sâu hại/tổng số cây trong ô).
+ Bệnh hại: Tỷ lệ cây bị bệnh (%) = (Số cây bị bệnh/tổng số cây điều tra) x 100 (Mức độ bệnh hại theo Cục Bảo vệ thực vật, 1997).
* Các yếu tố cấu thành năng suất
- Chiều dài bắp (cm): Đo từ đáy bắp đến đầu mút đóng hạt của 10 bắp rồi lấy giá trị trung bình.
- Đường kính bắp (cm): Đo phần giữa bắp của 10 bắp rồi lấy giá trị trung bình. - Số hàng hạt/bắp (hàng): Một hàng được tính khi có >50% số hạt so với hàng dài nhất.
- Số hạt/hàng (hạt): đếm hàng hạt có chiều dài trung bình trên bắp. Đếm số hàng của 10 bắp rồi lấy giá trị trung bình.
(Các chỉ tiêu: chiều dài bắp, đường kính bắp, sơ hàng hạt/bắp, số hạt/hàng chỉ đo đếm trên các bắp thứ nhất của các cây theo dõi, không đo đếm trên bắp thứ hai).
- Khối lượng 1000 hạt (g): Ở độ ẩm 14%, đếm 2 mẫu, mỗi mẫu 500 hạt, câm khối lượng của 2 mẫu được P1 và P2. Nếu hiệu số 2 lần cân (mẫu nặng – mẫu nhẹ) không chênh lệch nhau quá 5% so với khối lượng trung bình của 2 mẫu thì P = P1 + P2. Nếu sự chênh lệch giữa 2 mẫu >5% so với khối lượng trung bình của 2 mẫu thì phải cân lại. (Nếu khối lượng 2 lần cân chênh lệch nhau khơng q 2 g thì chấp nhận được).
- Tỷ lệ hạt/bắp (%): Sau khi thu hoạch, cân khối lượng bắp của 30 cây mẫu (P1), tách hạt, cân khối lượng hạt của các bắp (P2). Khi đó tỷ lệ hạt/bắp tính theo công thức:
Tỷ lệ hạt/bắp (%) = (P2/P1) x 100
- Đo độ ẩm hạt lúc thu hoạch (%): Lấy mẫu như lúc tính tỷ lệ hạt/bắp rồi đo bằng máy KETT-GRAINERII - 400.
- NSLT (tạ/ha) = Số cây/ha x BHH x Số h/h x Số h/b x P1000/ 100.000.000
Trong đó: + h/h: hạt/hàng; + h/b: hàng hạt/bắp; + BHH: Bắp hữu hiệu.
Khối lượng bắp/ô x Tỷ lệ hạt/bắp x (100 - A0) NSTT (tạ/ha) = -----------------------------------------------------------
Diện tích ơ x (100 - 14) Trong đó: ẩm độ hạt (A0) đo lúc thu hoạch.
* Hiệu quả kinh tế của phân viên nhả chậm bón cho ngơ
- Hiệu suất sử dụng phân bón: H= (A-B):C
Trong đó: H là hiệu suất phân bón (kg sản phẩm/kg chất dinh dưỡng); A là sản lượng ngơ khi được bón phân (kg);
B là sản lượng ngơ khi khơng bón phân (kg); C là số lượng đơn vị chất dinh dưỡng (kg).
- Lãi (thu nhập thuần) = Tổng thu nhập/ha - chi phí vật chất (giống, phân bón, thuốc BVTV, xăng dầu) - chi phí cơng lao động (tổng số cơng lao động x giá 1 công lao động tại địa phương).
Trong đó: Tổng thu nhập/ha = Năng suất ngơ (kg/ha) x giá (đồng/kg).
3.7. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Phương pháp phân tích theo sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nơng hố (1998), Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nông thôn. Tuyển tập tiêu chuẩn Nông nghiệp Việt Nam (2001). Tập III. NXB Hà Nội.
- Xác định pHKCl: Đo bằng pH meter trong huyền phù theo tỷ lệ đất: dung dịch KCl, 1M là 1: 2,5 (TCVN 5979-2007).
- Xác định các bon hữu cơ (OC) theo phương pháp Walkley- Black (TCVN 8941-2011). Tác động chất hữu cơ với hỗn hợp kali bicromat (K2Cr2O7) N/3 trong axit sunfuric (H2SO4) 25N và chuẩn độ bicromat đo bằng muối Mohr với chỉ thị màu barium diphenylamine sulphonate.
- Xác định hàm lượng N tổng số: Phương pháp Kjeldahl, công phá mẫu đất bằng H2SO4 có hỗn hợp K2SO4, CuSO4, Se xúc tác (TCVN 6498-1999).
- Xác định P tổng số: Theo phương pháp so màu trên máy phổ quang kế (Spectrophotometer), công phá bằng H2SO4 + HClO4, xác định lân trong dung dịch bằng ―màu xanh molypden‖ (TCVN 8940-2011).
- Xác định P dễ tiêu trong đất theo phương pháp Oniani, hòa tan các hợp chất P bằng H2SO4 0,1N. Đo lân trong dung dịch bằng ―màu xanh molypden‖.
- Xác định K tổng số: Công phá mẫu bằng H2SO4 + HClO4, xác định K trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa (Flamphotometer) (10TCN 454-2001).
- Xác định K dễ tiêu (phương pháp Maslopva): Chiết K trong đất bằng dung dịch Acetatamon 1M, đo bằng quang kế ngọn lửa (Flamphotometer).
- Xác định dung tích hấp thu (CEC): Theo phương pháp Acetat amon. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng (1998) của Viện Thổ nhưỡng Nơng hố.
- Xác định Ca, Mg trao đổi: chiết bằng KCl, chuẩn độ bằng Trilon B; - Xác định thành phần cơ giới: theo phương pháp ống hút Robinson; - Xác định dung trọng đất: theo phương pháp dùng ống trụ kim loại; - Xác định tỷ trọng đất: theo phương pháp Picnomet.
- Tính độ xốp đất từ dung trọng và tỷ trọng, theo công thức: P (%) = (1 - D/d).100. Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nơng hố (1998).
- Ammonium được phân tích bằng sắc ký ion (mẫu IC3500, Thermofisher USA) sử dụng cột CS16, với 40 mM axit metan sulfonic như chất tẩy rửa và nitrat.
- Xác định nồng độ đạm-nitrat NO3-N trong đất: Dùng máy đo LAQUAtwin Nitrate.
3.8. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 3.8.1. Các cơng thức tính tốn số liệu
a. Mô phỏng sự di chuyển của nước và chất tan đồng thời bằng HYDRUS - 2D
Để mô phỏng sự di chuyển của nước và chất tan trong các cột đất, mơ hình tốn học được sử dụng để tính tốn sự di chuyển của nước và đạm trong điều kiện ẩm luân phiên với điều kiện và độ ẩm đất khác nhau. Sự di chuyển theo chiều thẳng đứng của nước trong điều kiện ẩm ln phiên có thể được mơ tả bằng phương trình Richard như sau (Hanson et al., 2006).
Trong đó C(h)= là độ ẩm cụ thể (1/L); h là thế năng áp suất (L); K là độ dẫn nước khơng bão hịa (L/T); t là thời gian (T); z là trục tung (L) dương đi xuống.
Để giải phương trình Richard yêu cầu giải quyết các mối quan hệ cơ bản. Các mối quan hệ này được biểu diễn trong phương trình Van Genuchten (1980), cụ thể trong các phương trình (2) đến (4):
(2)
(3)
(4)
Trong đó: θw là hàm lượng nước (L3/L3); Se là độ bão hòa hữu hiệu; θs là hàm lượng nước bão hòa; θr là hàm lượng nước thấp nhất cho phép; Ks là độ dẫn nước bão hòa (L/T); , là các hệ số điều chỉnh. Các số liệu thí nghiệm được sử dụng để cung cấp thơng số cho việc giải các phương trình trên.
Sự di chuyển khối lượng theo chiều thẳng đứng và chuyển hóa đạm amon và đạm nitrat trong điều kiện dòng chảy tạm thời và đất bão hòa biến thiên được mơ tả trong phương trình (5) và (6):
(5)
(6) Trong đó NH4-N là nồng độ đạm amon; NO3-N là nồng độ đạm nitrat; D=Dm*τ+q*αL, D là hệ số khuếch tán; Dm là hệ số phân tán phân tử; τ là độ khuếch tán trong đất; q là vận tốc Darcy; αL hệ số phân tán theo chiều dọc; là tỷ trọng của đất; S (S=Kd*N(NH4/NO3)) là hàm lượng NH4 hoặc NO3 ở pha hấp thụ trên một đơn vị khối lượng đất; Kd là hệ số phân chia tuyến tính của đạm amon;
là tốc độ chuyển hóa đạm amon trên một đơn vị thể tích đất; là tốc độ