PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.5.2. Phương pháp thí nghiệm trong phòng
3.5.2.1. Nghiên cứu mô phỏng rửa trôi đạm hòa tan theo chiều sâu của đất có độ ẩm khác nhau bằng mô hình Hydrus-2D
a. Đối tượng và vật liệu thí nghiệm: Đất đỏ vàng tại xã Quang Kim, Huyện Bát Xát, Lào Cai. Phân đạm ure (46%N).
b. Cách tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Sử dụng ống cột đất có chiều cao 70cm, đường kính trong 5cm. Đất được lấy xung quanh bộ rễ ngô ở độ sâu 30 cm.
Bước 2: Đất được trộn đều với vi sinh vật nitrat hóa và phản nitrat hóa rồi cho đất vào cột đến độ cao 50 cm.
Bước 3: Hòa tan urê vào nước theo tỷ lệ 184 mg ure/L nước, hỗn hợp dung dịch trên được bơm đều lên bề mặt cột đất. Có 2 loại cột đất được sử dụng:
- Cột 1 (kí hiệu C1) là cột bão hòa, nước được tưới từ từ cho đến khi nước dư thừa thoát ra từ đáy cột, theo tính toán và thực nghiệm thì lưu lượng tưới 7 cm/ngày, tưới liên tục trong 20 ngày thì lượng nước sẽ chảy ra khỏi cột đất, nghĩa là độ ẩm đất đã đạt đến độ ẩm bão hòa và là khoảng thời gian cần thiết để nghiên cứu sự di động của đạm trong điều kiện đất bão hòa nước.
- Cột 2 (kí hiệu C2) là hệ thống bão hòa và ẩm luân phiên. Trong hệ thống này có một van chữ U nối với đáy cột đất để duy trì một lớp đất bão hòa 5 cm ở đáy cột. Theo tính toán và thực nghiệm thì lưu lượng nước bơm vào cột đất 22 cm/ ngày và chia thành nhiều lần tưới trong 10 ngày luôn đảm bảo cho cột đất ở trạng thái bão hòa và ẩm luân phiên nhau và là khoảng thời gian cần thiết để nghiên cứu sự di động của đạm trong điều kiện trên.
- Có hai vị trí để chèn đầu dò đo độ ẩm đất (Soil sensor, USA) một phía trên (vị trí 15 cm) và một ở phía dưới (vị trí 30 cm) để đo độ ẩm trong các nghiên cứu.
- Mẫu nước thoát ra được thu vào bình chứa acid sulfulric loãng 5% và được nối với bơm hút để lấy mẫu tiến hành phân tích hàm lượng amon, nitrat.
Hàm lượng nước được đo ngay sau lấy mẫu.
- Thí nghiệm lặp lại 3 lần. Số lượng mẫu lấy cho mỗi lần đều đủ cả 3 lần lặp lại.
c. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên
Sơ đồ phạm vi đất với điều kiện ban đầu và điều kiện biên được thể hiện
trong hình 3.2. Hàm lượng nước ban đầu ở lớp đất trên cùng là 0,201 cm3/cm3. Điều kiện biên trên với đường biên dòng chảy hằng số cho cột đất C1 và điều kiện biên biến thiên theo thời gian với dòng chảy hằng số cho cột đất C2. Đường biên cận dưới là tiêu nước tự do cho cột đất C1 và điều kiện biên thế năng áp suất hằng số thể hiện ở vị trí trong lớp nước ngầm (Antonopoulos, 2010) đối với cột đất C2 (việc chọn loại đường biên và cách xác định đường biên được trình bày cụ thể tại phụ lục số 6). Tưới nước trong thời gian 8h/ngày. Điều kiện này mô phỏng chu kỳ khô và ướt của phương pháp tưới ngập ẩm luân phiên (AWD). Đối với nghiên cứu tưới liên tục (C1), nước được cung cấp liên tục trong thời gian 24h.
Chất tan được xếp vào điều kiện loại 3.
Hình 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. Công thức thí nghiệm: Thí nghiệm có 4 công 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 khô 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. Mô 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+