Luận án tiến sĩ Môi trường đất và nước: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố Nitơ và Phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.41 MB, 183 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

QUYỀN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA CHE ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC DEN HAM LUONG DE TIỂU CUA CAC NGUYEN TO

NITO VA PHOT PHO TRONG DAT TRONG LUA VUNG DONG BANG SONG HONG

LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUAT

HÀ NỘI, NĂM 2018

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

QUYEN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA CHE ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆM

NƯỚC DEN HAM LƯỢNG DE TIÊU CUA CÁC NGUYEN

NITO VA PHOT PHO TRONG DAT TRONG LUA VUNG DONG BANG SONG HONG

Chuyên ngành: Môi trường dit và nước Ma sé: 62440303

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC 1, PGS, TSKH Nguyễn Xuân Hải

2. TS. Nguyễn Việt Anh

HA NỘI, NAM 2018

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CAM ĐOAN

“ác giả xin cam doan đây là cơng trình nghiên cứu cia bản thân tác giả. Các kết quả

nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bắt ky hình thức nào Việc tham khảo các nguồn ti liệu

(nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tải liệu tham khảo đúng quy định.

“Tác giả luận án

Quyền Thị Dung

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CÁM ƠN

“Trước hết tác giả luận án xin chân thinh cảm on PGS. TSKH Nguyễn Xuân Hải; TS

Nguyễn Việt Anh về sự hướng dẫn khoa học. Những hướng dẫn này đã góp phần quan

trọng giúp tác giả hồn thành luận án này.

“Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Môi trường, trường Đại

học Thủy Lợi về những đồng góp khoa học góp phần hoàn thiện luận án nay và tạo các

điều kiện cần thiết giúp cho luận án được hoàn thành.

“Tác giả luận én xin chân thành cảm ơn cúc thầy cô, cần bộ phòng phân tich Đắt - Nước

~ Mỗi trường, phòng phân tích Hóa mơi trường trường Đại học Thủy Lợi đã tạo mọi

điều kiện thuận lợi giúp tôi tiễn hành thí nghiệm, phân tích mẫu đất, nước trong

luận án này

“Tác giá luận án xin chân thảnh cảm on BGH trường Đại học Thủy Lợi, khoa Sau đại

học của Dai học Thủy Lợi đã tạo mọi điễu kiện thuận lợi đễ tơi hồn thành luận án

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn BGH trường CD Kinh tế Kỹ thuật Thái

Nguyên, các đồng nghiệp khoa Kỹ thuật Nông lâm, bộ môn Quan lý đắt đai đã tạo moi

điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận án này.

“Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn sự động viên giúp đỡ của gia đình và bạn bè về

a vật chất và tinh thần tạo moi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này,

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

MỤC Luc

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH, DANH MỤC BANG BIẾU..

DANH MỤC CÁC TỪ VIỆT TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ MODAt

1. Tính cấp thiết của luận án. 1

‘Myc tiêu nghiên cứu của luận án 2

| Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án. Đổi tượng nghiên cứu của uận án

Phạm vi nghiên cứu của luận án.

Phương pháp nghiên cứu của luận án.

8 Clu trúc của luận án

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC VAN ĐÈ

1.1. Động thái của Ni trong đất trồng lúa 51.1.1 Qué tinh ammonium hóa 61.1.2 Qué tinh nitrate hóa 71.1.3 Q tình khử nitrate 89

12 Động thấi của Phét pho trong đắt trồng lúa

1.2.1 Sự chuyển hóa Phot pho hữu cơ trong đất 9

122. Sự chuyển hóa Phét pho vô cơ trong đắt 10

1.3 Các yêu tổ ảnh hướng đến sự thay đổi Ni va Phốt pho trong đắt " 13.1. Ảnh hưởng của chế độ nước đến sự thay đội N, Po tiêu trong đất "

132. Ảnh hưởng của các tính chất lý - hóa học đến sự thay đổi N, P dễ êu tong đất. 18

132.1 Thể ơxy hóa khử dit Eb) 191322 pH dit 2

1323 Nhiệ độ 2”

1.4 Phương pháp tưới ngập thường xuyên và tưới tết kiệm nước 31

1.41. Phương pháp tưới ngập thường xuyên. 31

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

ết kiệm - Tưới Nông lộ phơi (NLP)

15. Một số phương pháp xác định các dang Nito và Phốt pho trong đất

16. Kết luận chương 11.42. Phương pháp tưới ti

CHƯƠNG 2 JUONG PHÁP NGHIÊN CỨU...-<

2.1 Phương pháp thí nghiệm trong phịng

211. Mue dich

2.1.2 Phường pháp thí nghiệm trong phịng.

24.21 TIchiêm vi địa điểm theo dõi thi nghiệm2.1.22 Cơng thức thí nghiệm

2.1.2.3 Cúc phương pháp đo và lẫy mẫu đất

2:2. Phương pháp nghiên cứu thí nghiệm đồng mộng

2.2.1 Mục dich nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng.

2222. Địa điểm và dibu kiện tự nhiên khu thí nghiệm dng mộng

2.2.2.1 Lý do và địa điểm khu thí nghiệm đồng ruộng

2.2.5.2. Thời vụ và kỹ thuật canh tác

2.2.5.3 Chế độ phân bón và chăm sóc (Theo hướng dẫn của phịng Nơng nghiệp,

huyện Phú Xun)

2226. Phương pháp và thời điểm lấy mẫu

2.2.6.1 Phương pháp lấy mẫu đất

464646

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

226.2 Thời ấy mẫu. 47

+3. Phương pháp phân tích 4i

2.3.1 Phương php phân ích N, P dễ iu trong đất a7 2.3.11 Xác định N-NH,* mẫu đất tươi (Phương pháp so miu) 47

2.3.1.2 Xác định NO; mẫu dat tươi (Phương pháp Hans Pagel). 4g23.1.3 Xác định Phốt pho dé tiêu theo Olsen. 482.3.2 Phương pháp phân tích mẫu nước tưới. 50

2.33. Phương phip tho dõi ee yéu 6 cấu thành năng st, 50

2.33.1 Cúc chi tiêu sinh trưởng 502.332 Chiêu sinh lý so

2.3.33 Nang suit va các yéut6 cấu thành năng suất 50

24. Phương pháp xử lý số liệu si

CHUONG3 KÉT QUA NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN,

3.1. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến thé ôxy hỏa khử (Eh) và pH đắt 32

3.11 Ảnh hưởng của ch độ tưới đến Eh va pH dit ở mơ hình thi nghệm tong phing...52 3L1-L1 Ảnh hưởng của ch độ tưới đến Eh 32 3.1112 Anh hưởng của chế độ tưới đến pt đắc s4 3112. Ảnh hưởng cia chế độ tai đến Eh và pH dt thi nghệm đồng mộng 37

3.121 Anh hưởng của ch độ tưới đến Eh đất 37

3.1.22 Anh hưởng cia chế độ tưới đến ph đắt 39 3.2. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến him lượng Nito dtu trong đất 62

3.2.1 Ảnh hưởng của chế độ tưới đến hàm lượng N-NH,ˆ trong đất @

3.2.1.1 Ảnh hưởng của chế lộ tưới đến hima lượng N-NH," trong đt ở mồ hình thi

nghiệm trong phịng 6

3.2.1.2. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến him lượng N-NH," trong đất th nghiệm

đồng ruộng, 68

3/22. Ảnh hường của chế độ tưới đến hảm lượng N-NO; trong đắt 7 32.2.1 Ảnh hưởng của ch độ tưới đến lượng N-NO, trong đắt ở mơ hìn thí nghiệm

trong phịng 783.2.2.2 Ảnh hưởng eiia cl lộ tưới đến him lượng N-NO; trong đất ở thí nghiệm

đồng nưộng 82

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

3⁄23. So sánh lượng Nite dễ êu trong các ch độ tưới %3.23.1 So sánh lượng Ni để tiêu trong các chế độ tưới ở mô hình TNTP, )

3.232 So sinh lượng Ni dỄ iêu trong các chế độ tưới ở TNDR 9

33. Ảnh hưởng của chế độ tưới dn lượng Phốt pho để tiêu rong đất 99 3.3.1 Ảnh hưởng của chế độ tưới đến lượng Phot pho dé tiêu trong dat ở mơ hình thí

nghiệm trong phịng %

3.2. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến lượng Phot pho dễ tiêu trong đắt ở mô hình thí nghiệm dng mộng 104

3.4 Ảnh hưởng của chế độ tưới đến sinh trưởng và năng suất lúa mLlộ tưới ồn sin tưởng của cây Ma m1

3⁄42. Ảnh hưởng củachếđộ tưới đến năng su ia tá 3.5 Lượng nước sử dụng trong phương pháp tưới Nông lộ phơi cho lúa vùng đồng bằng sông Hồng us

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHI.. „I7 1. Những kết quả đạt được rong luộn án II?

2. Những đơng góp mới của luận án is

3.Kiến nghị nọ

DANH MỤC CÁC BÀI BAO CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CONG BO LIE

QUAN TỚI LUẬN ÁN. -120

121PHU LỰC

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 1. 1 Q trình chuyển hóa N trong dt lúa 6Hình 1.2 Động thái của Eh theo Ponnamperuma F.N, [55] 19

Hình 1, 3 Động thái của Eh ở các phương án thi nghiệm tại nhiệt độ 20°C [56] ....20 Hình 1.4 Những thay đổi tương đổi về him lượng Os, NOS của một loại đắt...21

Hình 1. 5 Động thấi của N theo thời gian ngập nước va thé oxy hóa - khở. 2Hình 1.6 Động thái của Phốt pho hỏa tan trong đắt theo thời gian ngập nước...23

Hình 1.7 Động thái của pH ở một số loại đất khi ngập nước [55] 24

Hình 1. 8 Ảnh hưởng của pH đến sự cản bằng NH," và NH 35

Hình 1, 9 Khả năng hịa tan của Phốt pho bị ảnh hướng bởi pH đất [38] 28 Hình 1. 10 Ảnh hưởng của tính chất đất và nhiệt độ đến động thái của N.NH.”...29 Mình 1.11 Ảnh hưởng của tính chất dit và nhiệt độ đến động thái của N-NO; [55] ..30 Hình 2.1 Sơ đồ lấy mẫu đắt 37

Hình 2 khu vực nghiên cứu thí nghiệm tại Phi Xuyên, Hà Nội 39

Hình 2 n đồng ruộng 43

Hình 2,4 Mơ phơng lớp nước mặt mộng của cơng thức tưới NTX “Hình 2. 5 Mơ phỏng lớp nước mặt ruộng của cơng thức tưới NLP 45

Hình 3.1 Diễn biến Eh đất và mực nước của các chế độ tưới 53 Hình 3. 2 Diễn pH đất và mực nước của các chế độ tưới TNTP. 56 Hình 3, 3 Diễn biển Eh dit cin các ch độ tưới ở thí nghiệm đồng mộng 38

Hình 3.4 Diễn biến pH đắt của cúc chế độ tưới thí nghiệm đồng ruộng. 61

Hình 3,5 Diễn biển him lượng N-NH(* đắt và mực nước 64

Hình 3,6 Diễn biến him lượng N-NH," dt theo thời gian ngập nước của 65

Hình 3, 7 Diễn biển N-NH trong đắt của các chế độ tưới s9 Hình 3, š Diễn biển N-NH trong đắt của bai ch độ tưới 13 Hình 3. 9 Diễn biến N-NH,ˆ đất của các chế độ tưới ngoài đồng ruộng. 74 Hình 3, 10 Diễn bin của N-NO, dit vi mực nước của thí nghiệm trong phịng...79

Hình 3, 11 Quan hệ giữa Eh và N-NO, trong đất của chế độ tưới NTX 80

Hình 3. 12 Quan hệ giữa Eh và N-NO; trong đất của chế độ tưới NLP 80 Hình 3, I3 Din bién N-NO, đất của các chế độ tai 83

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

14 Điễn biển N-NO; đất của các chế độ Mới ngoài đồng rộng

15 Diễn biến N-NOy đất của các công thức tưới

16 Quan hệ giữa N-NO; đất với thời gian ngập nước của. 17 Quan hệ giữa N-NO, dit với thôi gian ngập nước của

18 Diễn biển Nitơ dễ tiêu của chế độ tưới NTX (a) và NLP (b)

19 Diễn biến của tổng Ni dễ teu trong cúc chế độ tưới ở TNTP.

20 Diễn biển Ni dB tiêu của các chế độ tưới ở TNĐR trong vụ xuân

21 Diễn biến Nitơ d của các chế độ tưới ở TNDR trong vụ mùa.

22 Diễn biển của tổng Nita dễtrong các chế độ tưới ở TNDR

23 Quan hệ giữa Eh và Py trong đất ở chế độ tưới NTX

24 Quan hệ giữa Eh và Py trong dit ở chế độ tưới NLP.

25 Diễn biến lượng Py đất và mực nước của các chế độ tưới ở TNTP.26 Diễn biến Pa đất của các công thức tưới

27 Diễn biến Pa đất của các công thức tưới

28 Diễn biển Pạ của các cơng thức tưới ngồi đồng mộng. 29. Ảnh hưởng của chế độ tưới đến năng suất lúa theo mùa vụ

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

DANH MYC BANG BIEU

1 Ảnh hưởng của pH đến sự cân bằng giữa [NH, + NH," ong nước 2 pH đất và qu tình nitrate hóa

1 Thơi im lấy mẫu đồng mộng phân tích. 2 Chí tiêu và phương pháp phân tích mẫu đắt

1 Động thi Eh đất của các ché độ trới mơ hình trong phông.

2 Diễn biển pH đắt của các chế độ tưới thí nghiệm mơ hình trong phịng

3 Điễn biển Eh đất của các chế độ tưới ngoài đồng ruộng, 4 Diễn biển pH đất của các chế độ tưới ngoài đồng rộng

5 Diễn biển hàm lượng N-NH," dat của các chế độ tưới

6 Điễn biển lượng N-NH,* trong dit của các ch độ tưới

7 Diễn biển hàm lượng N-NH trong đắt của các chế độ tưới 3 Diễn biển lượng N-NO, đắt của cúc chế độ tới thí nghiệm

9 Diễn biển lượng N-NO¥ đắt tai ác chế độ tưới

10 Diễn biển him lượng N-NO, đất của cá

11 Diễn biển Nitơ dễ tiêu của các chế độ tưới ở.

công thức tưới

12 Tổng Nitơ dễ tiêu của các chế độ tưới ở thi nghiệm trong phòng 13 Diễn biển của Nite để tiêu của hai chế độ tưới.

14 Diễn biến của Nitơ dé tiêu của hai chế độ tưới.

15 Diễn biến của tổng Nito dé tiêu thông qua hai công thức tuổi

16 Động thái Pa theo thời gian ngập nước trong các chế độ tưới

17 Biến động lượng Py đất tại các công thức tưới.

18 BiẾn động hàm lượng Py đất tại các công thức tưới19 Khả năng để nhánh của cây lúa trong

20 Chiều cao cây trung bình từ mặt đt đến đình bơng 21 Khối lượng một khóm (giai đoạn trỏ bông).

22 Các yếu tổ cấu thành năng suất lúa ở các chế độ trới khác nhau

23 Năng suất lúa ở các chế độ tưới khác nhau.24 Lượng nước tưới ở cúc chế độ tưới khác nhau

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

Từ viết tắt thích thuật ngữ

BTNMT Bộ Tai nguyên và Môi trường

BNN&PTNT __ Bộ Nông nghiệp và Phát uiễn nông thơncN Các bon/Niơ

CEC Dung tích hip thu trao đổi cation

Eh Thể oxy hóa khử.pst Giai đoạn sinh trưởng

IRRI International rice research Institute (Việnnghiên cứu lúa quốc tẾ)

KLVCKTL Khối lượng vật chit khơ tích lũy

Pa Phat pho để tiêu P.Osts Phot pho tổng số

QCvN Quy chuẩn Việt Nam

SRI Kỹ thuật canh tác la cải

TCVN Tiêu chuin Việt Nam

TKN Tiết kiệm nước

TNĐR Thi nghiệm đồng rung

TNTP Thí nghiệm tong phịng

TPcG Thành phần cơ giới

VsV Vi sinh vật

TM, Tổng Nito dễ tiêu

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

1. Tính cắp thiết của luận án.

Lúa là một trong ba cây lương thực chủ yếu trên thé giới: Lúa mì, lúa và ngõ được.

trồng chủ yêu ở Châu A và Đông Nam A, Bé tạo ra Ik thốc cần 4500 ít nước vì vậy

mà din gian có câu: * Nhất nước, nhì phản, tam cần, te giếng”. Nước và phân bón là

hài1 tổ quyết định hàng đầu, là nhu cầu thiết yếu, đồng thời cịn có vai trò điều tichế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thống khí của đất... Song

thực tế hiện nay vấn để mở rộng điện tích và tang năng suất lúa gặp phải hàng loạt

thách thức trong đó phải kể đến thiếu nguồn nước cho hoạt động tưới tiêu. Trên thé

giới ngày nay, nước dành cho nông nghiệp ngày cảng khan hiểm. Ước tính đến năm

2025, có khoảng 15 - 20 triệu ha lúa được tưới sẽ chịu đựng mức độ khan hiểm nước

mức độ nào đó (Trân Viết Ôn, 2016) [1]. Nguyên nhân của tỉnh trang thiểu nước th rt

da dạng và đặc trưng theo từng ving,

Việt Nam thuộc ving khí hậu nhiệt đi âm, có hệ thống sông ngồi phong phủ nhưng vẫn khan hiểm nguồn nước ngọt để tưới, kể cả nguồn nước phục vụ sinh hoạt, đặc biệt la trong những năm gin đây. Có nhiều nguyên nhân din đến hiện tượng này như

nguồn nước bị 6 nhiễm do hoạt động sản xuất công nghiệp, làng nghề của con người.

"Đặc biệt, Việt Nam là nước chịu ảnh hưởng mạnh của biến đổi khí hậu, mực nước biễndâng, sự xâm nhập mặn vào các sông ngồi ở ving ven biển đã hiện hữu và đã được đề

cập nhiễu trong các báo cáo Khoa bọc và kế cả trên phương tiện truyền thơng. Do đó,

nguồn nước ngọt dùng trong sinh hoạt cũng như trong nông nghiệp ở những khu vực

này ngày công khan hiểm, Tiết kiêm nước trong sin xuất ở nước ta là vẫn để rắt cắp thiết, đặc biệt trong sản xuất nông nghiệp. Bởi vi, nông nghiệp là ngành sử dụng nước

nhiều nhất. Do đó, nghiên cứu các biện pháp tưới tiết kiệm nước trong nông nghiệp,

đặc biệt tưới cho cây úa li rt quan trọng

Phương pháp tưới tiết kiệm nước được xem là phương pháp giúp cây trồng thích ứng

với những điều kiện bit loi của môi trường, giúp tết kiểm nước tưới và tăng sự phát triển của bộ rễ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hấp thu chit dinh dưỡng cao hơn và tăng

hiệu qua sử dụng đắt, nước (Bouman B.A.M and Tuong T-P., 2001) [2]

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

“rong sản xuất lúa nước, Nitơ và Phốt pho là hai nguyên tổ dinh dưỡng rit cần thiết

cho cây lúa. Sự sin trường và phát triển của cây lúa phụ thuộc vio him lượng dỄ tiêu

của hai nguyên tổ và hàm lượng nảy cũng thay đổi theo các giai đoạn phát triển của

phụ thuộc vào nhiều yếu tổ như: loại

đất, pH, Eh, hàm lượng chất hữu cơ,.... và chế độ nước mặt ruộng. cây lúa. Hàm lượng đình dưỡng dễ tiêu trong,

Do thay đổi chế độ nước trong các chế độ tưới đã tác động đến điều kiện môi trường

đất dồn đến dang tổn tại của các nguyên tổ Nita và Phốt pho cũng bị thay đổi, đặc biệt

là dang dễ tiêu, Vay, chế độ tưới+ kiệm nước có thé dẫn đến việc thay đổi đặc tính

dinh đưỡng trong đất, ảnh hướng như thé nào đến sự chuyển hóa của nguyên tổ Nita và Phit pho trong dit so với chế độ tưới ngập thường xuyên của người dân? Day là

vấn đề quan trọng và phức tạp.

Tuy nhiên, những nghiên cứu chi tiết về ảnh hưởng của chế độ tưới đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tổ Ni và Phốt pho hay nổi cách khác động thấi của NHÍ, NO, và PO, trong dit ở chế độ tưới khác nhau cồn it được nghiên cầu trong cũng như

ngoài nước, đặc biệt là khi áp dụng biện pháp tướigm nước - tưới nông lộ phơi.

“Xuất phát từ những vẫn để cắp thiết trên, đ tài: "Nghiên cứu ảnh hưởng củu chế độ môi it kim nước đẫn hàm lượng dé ti củu các nguyên tổ Nito và Phốt pho trong đắt lúa vùng ding bằng sông Hồng” được đề ra

2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án

Xác định ảnh hưởng của chế độ tưới khác nhau đến sự chuyển hóa Nito và Phốt

pho dé tiêu trong đắt phủ sa trung tinh it chua không được bồi hàng năm vùng đồng

bằng sông Hồng.

3, Ý nghĩa khoa học và thực tiễn cđa luận án

- ¥ nghĩa khoa học của luận dn: các kết quả nghiên cứu của luận án đã làm rõ sự.

chuyển hỏa Nito và Phốt pho trong đất la của khu vực nghiên cửu dưới ha chế độ

tưới (tưới ngập thường xuyên và tưới tiết kiệm).

Ý nghĩa thực tiền của lưộn dn: tip tục khẳng định tính ưa việt của tưới tết kiệm đối 1 lứa nước, góp phần khuyến khích mở rộng áp dung cho lúa khu vực đồng bằng sông Hồng dé phương pháp tưới tiết kiệm nước thực sự phát huy hiệu quả

trong thực tế

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

4. Đối trợng nghiên cứu của luận ấn

"Đông thái của Nito, Phốt pho cũng như Eh, pH trong điều kiện thí nghiệm trong phịng

và thí nghiệm dong ruộng ở hai chế độ tưới khác nhau (tưới ngập thường xuyên vả.

tưới tết kiệm nước) trong đất phủ sa đồng bằng sơng Hồng khơng được bai hàng năm,

trung tính ít chua

5. Phạm vi nghiên cứu của luận án

ding bằng sông Hồng khơng được bồi hàng năm,

trung tính ít chua tại Phú Xuyên - Hà Nội.

- Phạm vi Không gian: đất phà

- Phạm vi thời gian: từ năm 2013 đến năm 2016.

6. Nội dung nghiên cứu của luận án.

1) Nghiên cứu cơ sở khoa học của sự chuyển hóa Nitơ và Phot pho trong đất lúa ngập

nước thơng qua thí nghiệm trong phòng.

2) Xác định ảnh hưởng của chế độ tưới cho lúa đến khả năng cung cấp chất dịnh

đường Ni, Phốt pho để tiêu từ đất và năng suất lúa thơng qua thí nghiệm ngồi

đồng rộng

7, Phương pháp nghiên cứu của luận án.

Kế thừa cổ chọn lọc những thông tin số gu và kết quả nghiên cứu đã có,

Nghiên cứu thí nghiệm trong phịng nhằm xác tinh chit định điện hóa đất lúa ngập nước, động ti của N, P ở các chế độ ngập nước khác nhau để giải thích cơ ch biển

biển đổi và chuyển hóa N, P trong đất ving nghiên cứu.

Nghiên cứu thí nghiệm đồng ruộng nhằm đánh giá và luận giải diễn biển him lượng Ny

P dễ tiêu trong điều kiện thực tiễn sản xuất, bên cạnh dé là đánh giá sinh trưởng phát

trvà năng suất của cây in của các chế độ tưới khác nhau

Phuong pháp xử lý số liệu và phân tích thống kê. Chỉ tiết các phương pháp được trình

bay ở chương 2.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

8. Cấu trúc của luận án Luận án bao gồm: Mỡ đầu:

“Chương 1. Tổng quan ti liệu

“Chương 2. Phương pháp nghiên cứu.

“Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết luận và kiến nghị, Danh mục các cơng trình đã cơng bổ, Tài liệu tham khảo và

Phụ lục,

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

CHƯƠNG 1 TONG QUAN CÁC VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU

1.1. Động thái của Nitơ trong dat tring lúa

Nita (N) là nguyên tổ định đưỡng quan trọng đối với cấy lúa và được coi là yếu tổ giới

han năng suit, Tuy là nguyên tổ dinh dưỡng cho cây trồng nhưng N lại chứa ít trong dat. Tỷ lệ N trong đất Việt Nam biển động từ 0,042% (đất bạc mau) đến. 0.62% (đất lầy thu, trừng bình là 0,12 (đất phủ sa sông Hồng), Tỷ lệ N trong đất ít

phụ thuộc vào đá mẹ mà chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện hình thành và quá trình sử

dung đất (Nguyễn Thể Đặng, 2011) (31

Cay lúa hắp thu 2/3 tổng lượng N từ đất và L từ phân vô cơ (Reddyn K. R, etal

1976) [4] và hấp thu mạnh nhất vào hai thời kỳ: đẻ nhánh (khoảng 70%) và làm dong (&hoảng 10-15%), vic bút thu N tong giai đoạn đ nhánh có ảnh hưởng lớn hất đến năng suất lúa (Nguyễn Như Hà 20006) [5]. Trong canh tác lúa, N ở dạng ammonium

(NHC được xem là nguồn cung cắp N chính hơn N ở dạng nitrate (NOs) (Wang Y. H

ef al, 1993) (6|. Chính vì thé việc gia ting hiệu quả sử dụng phân dam cũng đồng

nghĩa với gia ting năng suit, Lượng N cần thiết để tgo ra 1 tin thố là 17 - 25 ke N.

trung bình cin 22,2 kg N. Ở mức năng suit cao hơn thi lượng N cằn thiết để ạo ra I

tắn thóc cảng cao (Giang Thu Thảo et al, 2009) [7]. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu. chuyên sâu nhằm nâng cao hiệu quả sử dung phân bón, nhưng cho đến nay cây lúa vin

chỉ sử dụng khoảng dưới 40% lượng N bón vào và thường là thấp khoảng 20% đến

30% (Schneiders, M. & H. W. Scherer, 1998) [8]. Những tiễn trình sinh học trong da

chẳng hạn như sự khống hóa, tiến trình nitrate hóa vả khử nitrate có ảnh hưởng rit

lồn én động thải của N rong đất và chỉ phối sự hp thụ N của cây trồng.

Sự biển đổi của N trong đắt lúa diễn ra rất phúc tạp và rải qua nhiều quá trình khác

nhau, được thể hiện qua hình 1.1

Từ hình 1.1 cho thấy N bị biến đổi ắt phúc tạp trong môi trường đắt. Dưới dây là một số qua trình chuyển hóa N chính trong đất

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Hình 1. 1 Q trình chuyển hóa N trong đất lúa

(Nguằn: Brady, N.C. & R. R. Weil, 1999) |9]

LLL Q tình ammonium hóa

Sự chun hóa N hữu cơ sang N khống được gọi là quả tình ammonium hóa (sự

khống hóa N).

Khoảng hỏa là tiến trình sinh học quan trong liên quan dén tỉnh hữu dụng trên đất lúa

nước, Dưới điều kiện đất lúa ngập nước, sự khoáng hỏa tạo N-NH. được kiểm soát

bởi VSV dị dưỡng sử dung chất hữu cơ làm nguồn năng lượng (Alexander M. et al, 1977) [I0. Quin thé VSV dị dưỡng trong dất bao gồm nhiều nhóm vi khuẩn, nắm, ‘Ching sử dụng N như là nguồn nguyên liệu để đáp ứng nhu cầu năng lượng và phát

sinh khối

hợp chất humie thành nhóm amine đơn giản, sau đó nhóm này được thủy phân và N

trễ in ching. Các VSV dị dưỡng này phân hủy các hợp chất protein boặc

được phóng thích ở dang N-NH,*, ti

Khí (Stephen C. lai

trình nay xây ra ở hai điều kiện yếm khí và háo

eral, 1996) [11]. Mỗi nhóm đáp ứng một hoặc nhiều bước trong

phản ứng phan hủy chất hữu cơ. Sản phẩm cuối cùng cho sự hoạt động của một nhóm là nguồn nguyên liệu cung cấp cho phản ứng tiếp theo, cứ như vậy cho đến khi chất

hữu cơ hoàn toàn bị phân hủy (Võ Thị Gương, 2004a) [12]

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

‘Theo Cabrera M. L. ef al (2005) [13], khống hóa N là chuyển N ở dạng hữu cơ thành dang N-NH,’. Khống hóa N là tiến trình quan trọng bởi vì nó kiểm sốt nguồn cung sắp và sự quan trong của N khoảng đối với cây trồng. Dự đoán chính xác lượng N khoảng hóa li một u cầu quan trọng cho việc tối hào hiệu qui sử đụng N trong nhiều

hệ thống mia vụ (Wang G. H. ef af, 2001) [14]. Ngồi ra, dự đốn chính xác lượng N

khoảng hỏa có thé đồng vai trỏ quan trong để trình mắt lượng N đáng kể (Fan X. H. et«al, 20064) {15}, Zhang Y. M. er al, 2004) [16]. (Su C. G. etal 2005) [17]. Tuy nhiền,

sự ảnh hưởng đa dạng của các loại đất, khí hậu, tập quán canh tác (Li G. C. et al,

2001) [18], (Ean. X. H. eral, 2005) [19], dự đốn chính xác lượng N khống hồa thì

khó. Hơn nữa, việc bon phân đạm dai han cũng có những ảnh hưởng.

‘ete (Carpenter L. et al, 2000) [20]

tích cực và tiêu

'Q trình khống hóa N hữu cơ trong dit được thực hiện theo các bước bằng các phản

ứng: amin hóa, amơn hóa

Dưới tác dụng của tập đồn VSV trong đất (nắm, vi khuẩn, xạ khuẩn) các axit aminphân hay giải phóng NH;

Q trình khống hóa có thể thực hiện trong điều kiện háo khí hoặc yếm khí, môi

trường ôxy hoa hay môi trường khử (Vũ Hữu Yêm, 1995) [21]

1.1.2 Q tình nitrate hóa

Là sự Oxy hóa ammonium chuyển sang nitrate.

“Trong disau khi N-NH,* được khống hóa từ các hợp cl

sẽ được nitrate hóa tạo thành N-NO/. Bit ngập nước trong mùa mưa thi N-NO/ bị

khử thành NO,

sẽ làm mắt đạm ở dang hoi (Võ Thị Gương. 20049) [22]

O và N; làm mắt đạm trong đất và sự khử đạm ở ting đắt bên dưới

"Đây là một quá trình chuyển hóa N qua hai bước và do các VSV tự dưỡng đảm nhận.

Mộtsố `V§SV dị dưỡng cũng có thể tham gia vào quá tỉnh này nhưng với s lượng rt nhỏ,

- Bước 1: Q trình nitrite hóa do nhỏm vi khuẩn tự dưỡng gồm Nitrosomonas,

Nitrosobolus, Nitrosopira, Nitrosococus, Nitrosobibrio thực hiện. Một số VSV di

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

đường gồm các vi khuẩn, xạ khuẩn, nắm cũng có thể tham gia vào phản ứng, nhưng

hoại động của Nitrosomonas là quan trọng nhất. Phản ứng tổng quất

NH," + 3/20, — NO; + H;O + 63,8 keal ay

~ Bước 2: Quá trình nitrate bóa do vi khuẩn tự dưỡng Nitrobacter, Nitrospira thực

hiện. Phan ứng tổng quát:

NO; + 2Ó; — NO, + 17,5 keal a2

‘SV nitrate hóa tự đưỡng chỉ dùng C của CO, và các muỗi cacbonat có rất nhiễu trong dit.

1.1.3. Q tình khử nitrate

‘Q trình khử nitrate hóa là q trình ma trong đó dam NO, bị khử thành Ny hoặc các

dang Oxit nito khác. Theo Đỗ Thị Ren (1999) [23] ở đất lúa nước có sự mắt đạm do

khử nitrate có thé rit cao, Thơng thưởng 60 - 70% lượng đạm bón vào bị bay hơi dưới

đang NO, và Nụ, Q trình khử nitrate hóa được thục hiện trong phạm vi pH khá rộng

từ 55 - 10016 ~ 8/2; nhiệt độ từ 20 - 30°C và ẩm độ đất từ 60 - 70% [21],nhílà6/“Trong dit, phần lớn các trường hợp q tình khử nitrate hóa là kết quả hoạt động của

VSV yếm khí ngập nước. Các vi khuẩn phản đạm như Pseudomonas, denitrificans,

Micrococcus denitrificans, Micrococcus halodenitrificans; hoặc cô VSV tự dưỡng hỏanăng như Thiobaccillus denitrificans, Hydrogennomonas agilis sẽ bị khử thành đạm tự.

do bay đi (Dương Minh Viễn, 2006) [24]

DANO} + 5C,H,;O, + 24H" — T3N; + 30CO, + 42H,O, d3)

Ngay trong mơi trường thống khí nơi gidu chất hữu cơ dễ đồng hóa VSV cũng có thể

dùng NO; làm nguồn Oxy. Gọi là quá trình khứ dị hóa đạm nitrate

“Trong dit một số VSV có thể đồng hóa trực tiép dam NO để tạo thành sinh khối của nó làm cho nitrate được tạo thành biển mắt, gọi là q trình khử đồng hóa đạm nitrate.

“Trong các mơi trường tự nhiên ngồi q trình khử nitrate sinh học nói trên cịn có qtrình khử nitrate hố học thường xảy ra ở pH < 5,5. Các quá trình này khơng có sựtham gia của VSV (Lê Xn Phương, 2011) [25]

NHỤC|+ HNO, — N; + HCI+2H,O aay

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

R-NH; + HNO; + N; + R-OH + H;O. 4.5

R-CHỊNH;)COOH + HNO, — N; + R-CHOHCOOH + H;O. (1.6)

R-CO-NH; + HNO; —+ Ns + R-COOH +H,0 an

Đối với nông nghiệp q trình khử nitrate hố là một q trình bat lợi vì nó Lim cho. đất mắt N. Q tình này xây ra mạnh trong điều kiện ky khí. Oxy có tác dụng ức chế

cắc enzym xúc tác cho quả trinh khử nitrate, 46 là các enzym niat reductuza và niưït

reductaza, Ở cúc mộng lúa nước người ta thường làm cơ xue bin để hạn chế q trình

nảy, đồng thời bón dam amơn chứ khơng bón đạm nitrate,

1.2. Động thái của Phốt pho trong đất trằng lún

Phốt pho (P) trong đất tổn tại ở 2 dạng: P hữu cơ và P vô cơ.

~ P hữu co trong dit: chiếm từ 20 - 80% tổng lượng P trong đắt. Hàm lượng P hữu cơ trong dit cao hay thấp phụ thuộc vào nhiều yếu tổ như điều kiện khí hau, thảm thực

vật, kết cầu đất, loại sử dụng đất, chế độ phân bón. Các dang P hữu cơ chủ yếu trong.

đất bao gồm: inositol phốt phát 1,4 - 356 mg/kg (chiếm 0,3 - 62%), axit nucleic: 0.1 ~

97 (chiếm 0,1 - 65%), phốt pho lipt: 04 17 (chiếm 0,03 ~ 54%) lượng lân hữu cơtrong dit [3]

~ vô cơ tong it: chủ yếu ở đưới dang phốphat của các cation canxi (chiếm ưu thé

trên đất có phản ứng trung tính hoặc kiểm), sắt hoặc nhôm (chiém ưu thé trên đắt chua).

1.2.1 Sựcchuyên hóa Phẩt pho hữu cơ rong đắt

Sự chuyển hod các hợp chất P hữu cơ thành mu6i của H,PO, được thực hiện bởi nhóm

SV phân huỷ P hữu cơ. Những VSV này có Khả năng it ra cnzym photphataza để

xúc tie cho qué trình phân giải. Khả năng phân huỷ P hữu cơ của VSV được thể hiện

aqua sơ đồ tổng quất su

Nucleoproteit—> Nuclein > ø melsic — HPO. as)

Lonitin + Glyxerophorphat > HPO, a9

HPO, thường phản ứng với các kim loi trong đất ạo thành các muối phốt phát khổ

tan như Cas(PO,);, FePO,, AIPO,

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

SV phân giải P hữu cơ chủ yếu thuộc 2 chỉ: Bacillus vử Pseudomonas. Cc loài cổkhả năng phân giải mạnh là 8. megatherium, B, mycoides và Pseudomonas sp. Ngãi

ra, một số xạ khuẩn và vi nắm cũng cổ khả năng phân giải P hữu cơ 1.2.2. Sự chuyển hóa Phét pho vơ cơ trong đất

“Q trình phân giải P vô cơ do VSV: sự sản sinh axit trong quá trình sống của một số

nhóm VSV đã lim cho nó có khả năng chuyển các hợp chit P từ dạng khó tan sang

dạng có thé hồ tan. Đa số các VSV có Khả năng phân giải lân P vơ cơ đều sinh

CO; trong quá trình sống, CO; sẽ phản ứng với H;O có trong mơi trường tạo thành

H,CO,, H,CO; sẽ phan ứng với P khổ tan tạo thành P để an theo phương trình sau

Cas(PO,)s + 4H;CO; + HạO — Ca(H;PO,); + 2Ca(HCO,); + HO (1.10)

Dạng khó tan Dang dễ tan Dang dé tan

Đa số P trong đất ở dạng khó hịa tan và cây trồng khơng sử dụng được. Đặc biệt, dat ở vùng nhiệt đối có tinh axit tự nhiên va nghèo P, Những loại đất này có nồng độ P hỏa

tan rit thấp. P trong đất hình thành phúc hợp ion phốt phát với Ca, Al, E.... (Khan M

S. etal, 2010) [26]

- Sự chuyển hóa P vé cơ trong đất chua:

“Trong đất chua nghèo chất hữu cơ, Fe, Al và Mn thường nằm dưới dạng hòa tan phản ng với H,PO, tạo thành hop chất không tan cây trồng khơng đồng hóa được.

AI** + H;PO¿ +2H,O © 2H" + AI(OH);H,PO,

Hịa tan Khơng tan

6 các loại dit chua Al va Fe`" vượt các ion H;PO¿ nhiều làm phản ứng trên chuyển dich về bên phải, tạo thành P khơng tan khiển cho chỉ cịn một lượng rit nhỏ H;PO. 6 đất chưa, ion H,PO¿ không những phản ứng với AI" và Fe hòa tan mã edn phân

ứng với các oxit ngậm nước của các khoảng gibbsite (Al:O:.3H;O) và Geothite

6 đất chua số lượng P bị các ôxit sắt và ôxit nhôm ngậm nước cổ định cỏn vượt qua cả số lượng P bị kết tia với AI”, Fe” và Mn hòa tan,

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Siw chuyển hỏa P vô cơ trong đất kiểm:

Trong môi trường kiểm giàu Ca, ion H;PO¿ phan ứng nhanh với Ca để tạo thành các

hợp chất ít tan hơn.

1.3 Các yếu tổ ảnh hưởng đến sự thay đổi Nitơ và Phốt pho trong đắt

Sự biển đổi của hai yếu tổ dinh dưỡng Nita và Phốt pho phụ thuộc vào rất nhiều yếu tổ như: pH, Eh, nhiệt độ... trong đất. Chế độ nước khác nhau làm thay đối tính chất

mơi trường đất do vậy sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển hóa N, P.

13.1 Ảnh hưởng của chế độ nước đến sự thay đổi N, P đễ têu trong đắt

“Chế độ nước có ảnh hướng trực tiếp đến sự chuyển hóa N, P trong đất. Chế độ nước liên quan chặt chế tới chế độ khí trong đất. Khi đắt ngập nước, hệ thống mao quản của dat bị nước chiếm chỗ, làm giảm ôxy trong đất, tạo môi trường yếm khí (khử), diễn ra qui trình phân giải các chit hữu cơ thành N, P dễ teu

Sự chuyển hóa N, P ở đất lúa ngập nước cũng như ảnh hưởng của chế độ nước mặt

rung đến chuyển hóa N, P đã được nghiên cứu rộng rãi ở nhiều nước trên thể giới

Tại Trung Quốc

Nghiên cửu của Xuezhi Tan etal [27] tại tinh Hé Bae từ năm 2007 đến 2008 về ảnh hưởng của chỗ độ tưới tết kiệm nước đến sự ích lũy và rửa ri N trong rug lúa cho kết luận: tỷ lệ lũy N trong ruộng NLP giảm 15,3% năm 2007 và 8,3% năm 2008

so với NTX. Tuy nhiên, sự tíly N trong 5 ngày đầu tiên sau khi tưới ngập trở lại

trong các ruộng NLP lớn hơn đáng kể so với các ruộng NTX. Lượng N-NH,* của tưới

NLP và NTX bị rửa rồi không đáng kể trong khi lượng N-NO; bị rửa tồi do tưới

NLP tăng, Tổng lượng N-NH,", N-NO, thất thoát trong 3 ngày đầu tiên khi cho ngập

trở lại của ruộng NLP cao hơn ruộng NTX tai cùng thời điểm.

Kết quả nghiên cứu tại phía Tay Nam đằng bằng sông Dương Tủ: trong hai năm (2009 và 2010) trên ruộng cấy 2 vụ lúa của Liang X. Q. et al [28] với 3 công thức (tưới NTX,

tưới NLP và NLP + quản lý dinh đưỡng) trong hai mia vụ chỉ ra rằng: khi NLP đượcthực hiện một mình, tổng lượng N và P bị mắt qua dịng chảy bề mặt lần lượt giảm

23,3 - 304% và 26,9 - 31,7% so với NTX, Theo NLP + quản lý dinh dưỡng, khối

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

lượng mắt N và P hơng qua dịng chảy bé mặt giảm xuống mức lớn hơn (so với NLP

là 39,4 - 47,6% và 46,1 48,3% so với NTX), trong khi lượng phân bón và lượng dư N

giảm đáng kể và năng suất ting so với NT, Kết quả cho thấy ring việc kết hop NLP + quản lý dinh đưỡng có thé làm giảm nhọ tổn thất N va P thông qua dang chảy b mặt từ các cánh đồng lúa trong khi vẫn duy tri được sản lượng cao.

Nghiên cửu tại Kunshan (Trung Quée) [29] sr năm 2009 đến năm 2010, nung thí

nghiệm cấy 2 vụ lúa, khí hậu nhiệt đối gid mùa cận nhiệt đồi với nhiệt độ trung bình

năm 15,5” C và lượng mưa trung bình hing năm 1.097,1 mm. Kết cấu dit trong lớp,

cây là đất sét với chất hữu cơ 21,9 g/kg, tổng N 1,03 gikg, tổng lân 1,35 g/kg, kali tổng

số 20,9 g/kg và ph

(Oryza sativa cv.NJ46), một trong những giống phổ biến ở khu vực này. Trong ruộng,

tưới NLP lượng NH; bị mắt di giảm từ 18,5 - 20,5% và phát thải N;O tăng 1,43 - 1,9 kg Nia so với tưới NTX. Lượng NH mắt đi hàng tuẫn ngay sau khỉ bón phân chiếm 74 (đất: nước, 1: 2,5 ). Giống lúa được sử dụng là gạo Japonica

khoảng 83% lượng mit di trong cả mùa vụ ở cả bai chế độ tới, Quản lý chế độ nước tốn thất khí N ở ruộng lúa. Bon ngay sau khi bón phân là rit quan trọng để giảm t

N vào đất và cho mộng ngập nước sẽ ngăn ngừa bốc thoát NH,. Việc ting thời gian

ngập nước và độ sâu nước cho chu kì ngập nước Lin đầu sau khi bón phân là một biện pháp hiệu quả dé giảm tên thất cũng như tăng hiệu quả sử dụng N tong rhộng tưới

Nghiên cứu tại Nam Kink, Giang Tổ vào năm 2011 [30]. được tiến hành trong Viện

nghiên cứu Rau Rau, khí hậu gió mia với nhiệt độ trung bình hàng năm 15,6° C và

lượng mưa trùng bình hing năm là 1,107 mm. Dat sét pha, tổng nito, tổng phốt pho và

chất hữu cơ lẫn lượt là 1,51; 0,21 và 13,2 g/kg. Sự bay hơi ammoniae từ các ruộng lúa

với các hệ thống tưới tiêu khác nhau (thủy lợi trun thống (TI) và thủy lợi có kiểm.

sốt (CD) và nite thực hành (FF) và quản lý thải urea (CU)). Sự bay hơi ammoniac

theo mùa là 64,0; 69,5; 33,0 và 24,6 kg N/ha từ các công thức CIFF, TIFF, TICU và

CICU, chiếm 18,3; 19,9; 13,7 và 10,3% đầu vào nitơ.

Nghiên cứu của Limei Zhao et al tiến hành năm 2005 [31] cho kết luận: so với phương,

pháp tưới NTX, phương pháp canh tác lúa SRI giúp cây lúa hip thu N, P, K trong giai

đoạn sinh trường cao hon. Ở giai đoạn trường thành, cây lúa canh tắc theo SRI hấp tha

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

nhiều cl ất dinh dung hơn trong các bộ phận của cây (lá, thần, v6...) va chúng chuyên

khổi lượng chất dinh dưỡng vio hat. Tỷ lệ định đường N, P, K trong bạt lúa theo SRLlớn hơn NTX tương ứng là 4.97%; 2,00% và 3,01. Hơn nữa, hiệu quả sử dụng N, Psso với NTX. Với SRI,và K theo SRI của cây lúa ting lần lượt là 21.89; 19,34 và 16,9

tiết kiệm nước tưới 25,6%, đồng thời tạo ra năng suất hạt cao hơn 11,5% so với NTX. Kết quả nghiên cứu của Xu Zhao et al (2013) [29] vỀ cân bằng N ở miễn nam Trung

“Quốc chỉ ra rằng: cuối vụ thu hoạch đã lấy đi 48

Quá trình khử N và sự bay hơi NH; dẫn đến mắt N (22

Mặc dù tổng lượng N đầu vào dạt đến 606 kg Niha, lượng N đầu ra đạt 599 kg N/ha

tổng lượng N đầu vio của cả vụ.tổng N) trong mỗi vụ lúa

trong đó 52% đã mắt vào mơi trường (nước, khơng khí), cịn một lượng nhỏ ở lại trong. đất, Điều này cho thấy phần lớn N đầu vào đã không ở lại rong đất mà nó đã bị ph

thải ra mơi trường.

Kết quả nghiên cứu của X. Xiao et al [32] trong suốt mùa vụ năm 2009 và 2010 tir các

phương pháp tưới (tưới tiết kiệm nước và tưới ngập thường xuyên) kết hợp với quản lý

`N (90, 180 và 270 kg/ha) chỉ ra rằng: sự bốc hơi ammoniac xuất hiện trong vòng 1 ~

3 ngày sau mỗi lần sử dụng N trong tắt cả các biện pháp tưới. Bón N đã ảnh hưởng đáng ké đến sự bay hơi của NH. Tổng lượng và tỷ lệ mắt NH, thấp hơn trong tưới

TKN so với tưới NTX. Với sự gia tăng ty lệ ứng dụng N, sự bay hơi của NH, ting

đáng kể. Bốc hơi của NH; (17,59%) thấp nhất trong điều kiện tưới TKN với bón 180 kg N/ha. Như vậy, kết hợp chế độ tưới tiêu và giảm bón phân N có thé giảm sự bốc hơi NH; trong ruộng lúa.

Nghiên cứu của Vusli Ye er al 33] trong ha năm 2010 và 2011 v8 ảnh hưởng của các

sơng thức bón N ở hai chế độ tưới (NTX và NLP) đến sự tích lũy vật chất khơ, năng

lúa, nước và hiệu qui st dụng N chỉ ra rằng: so với NTX, tưới NLP giảm đáng kế

sé lần tưới (S lần năm 2010 và 3 lần năm 2011) và lượng nước tưới tiêu (41,9% năm,

2010 và 28,0% năm 2011). Tưới NLP không làm giảm mà còn làm tăng sinh khối thực.

vật, năng suất hiệu quả sử dung N. Kết hợp tưới NLP và quản lý N làm tăng sự tích

ly vật chất khô, tăng sự phân chia của rễ và hoa, nhánh hữu hiệu trên Im’, tăng số hạt

chắc va năng suất lúa

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

én hành với hai chế

Nghiên cứu tại ving Thi 16 (Trung Ouáo [34] được lộ tới và hai cách quan lý N. Kết quả cho thấy: N bị thất thốt vào mơi trường thơng qua sự bay hơi của ammoniac, rửa trôi và nước chảy trần từ mộng lúa là 37,2 kg Nia đến 102 kg Nha, với sự bốc hơi ammoniae chiếm 69.6% đến 3.5% lượng N. Tưới TKN và quản

lý N tại chỗ (CS) làm giảm đáng kể các tổn thất N thông qua sự bốc hơi ammoniac,

nước chủy trin và rửa tồi. So với bốn N và tưới NTX, lượng nước chảy trần đượckiếm soit và quân lý N tai khu vực cụ thể giảm lần lượt là 34.6% xuống 43,0% và

59,2% xuống 63,3%. Hơn nữa, việc giảm N va nước vào trong ruộng lúa CS cho phép.

cduy tri năng suất lúa cao; nó đã làm tăng đáng kể hiệu quả sử dụng N từ 15,1% lên

34.9% và làm giảm N thất thoát ra mỗi trường do sự bay hoi của ammoniae, rửa trồi

và nước chy tein từ 53,1% lên 56,1%,

“Tại Madagascar [35] thí nghiệm từ năm 2000 đến 2001 chi ra rằng: phương pháp SRI

đã làm bộ 18 lúa tang trưởng lớn hơn và ấn sâu hơn so với NTX, Cây lúa trồng bằng phương pháp SRI hút thu đỉnh dưỡng đa lượng nhiều hơn do vậy năng suất cao hon

cây lúa trồng bằng phương pháp NTX. Hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng của cây

trồng bing phương pháp SRI dat 69,2 dối với N, 347.2 đối với P và 69,7 4

trong khi đó, cây rồng bing phương pháp NTX là 74.9; 291,1 và 704 đối với 3

với Kị

nguyên tổ đỉnh dưỡng đa lượng này. So với NTX, phương pháp SRI không đem đến sit

khác biệt về sự hip th N và K của cây lúa, nhưng sự hấp tha P lớn hơn đáng kể, cho thấy SRI làm tăng hiệu quả sử dung P của cây lúa.

Nghiên cứu tai Ấn Độ của Ishwar Chandra Mahapatra (36) cho kết luận: trong ditceacbonat việc tich lãy CO; sẽ din đến pH giảm từ đây làm tăng him lượng lân để tiêu

Khi đưa nước vào ruộng, lân được giải phóng từ lân hữu cơ, đặc biệt là phytat sắt

Kết quả nghiên cứu ai Viện nghiên cứu lúa gao Iran [37] trong mùa vụ 2008 ở những

cánh đồng lúa phía Bắc của Iran được in hành dé kháo sit tác động của ch độ nước

(NTX và ngập xen luận phiên khoảng 5, 8 và 11 ngày) và mức phân đạm (0, 90, 120

và 150 kg/ha). Kết quả cho thấy: chế độ ngập nước thường xuyên, ngập xen luân phiên

3 và E ngày lim tăng năng suất lúa, tăng hiệu quả sử dụng nước so với ngập xen luân phiên 11 ngày. Ngập thường xuyên không cần thiết cho sin suất lúa và có thể áp dụng

ngập xen luân phiên 8 ngày với mức N 120 kạ/ha trong sin xuất lúa ở Iran để giảmtiêu thụ nước và cho năng suất cao.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Tại Canada, báo cáo kết quả nghiên cứu của viện Potash & Phosphate Institute [38](0 bị khử thànhcho thấy, khí đưa nước vào ruộng lân hòa tan tăng lên do FePO,2I

Fe(PO,)2 dễ hòa tan hơn.

Tại Mabitac, Laguna; Calauan, Laguna; Aguilar, Pangasinan và San Marcelino,

Zambales (Philippin) [39] trong mia khô từ năm 1985 đến 1987, Khí hậu nhiệt đới âm và ấm, Loại đất sét pha, đất set, đt st pha cát và đắt cát pha sết cổ pH lẫn lượt là 4.6; 6,0; 6,8; 5,6, tng N (g/kg) là: 2,1; 4,0; 1,3; 1,5, chất hữu cơ (g/kg) là: 31,4; 74,1; 22,3; 32,0. Trên các cánh đồng của nơng dan bón phân urea trong điều kiệ ngập nước giảm lượng N mit dưới dang NH; từ 10 - 56%. Lượng NH; bốc hơi nhỏ nhất ở Aguilar, nơi có tốc độ gió thấp va lớn nhất ở Mabitae, nơi có pH vả nhiệt độ. cao, giỏ mạnh. Sự bốc hơi NHs được giảm ở tit cả các địa điểm nghiên cứu bằng cách kết hợp bón urea vào sâu trong đất, Tuy nhiên, mức giảm khác nhau giữa các điểm nghiên cứu. Mắt N do quá trinh khử dao động rất lớn (từ 3 - 50%lượng N) kh bon urea tại 4 điểm nghiên cứu. Sự mắt N do quá trình khử thấp thì lượng NH, bị mắt cao và cao khi lượng NH; thấp.

Tai Philippin, các thí nghiệm được thực hiện trong năm 2004 và 2005 tại IRI [40]

với nhân tố chỉnh là hai chế độ nước: NTX và NLP (10, 20, 50 va 80), nhân tố phụ. là N (0 và 180 kg Noha) cho kết quả: năng suất lúa ở NLP-10 tương tự như NTX,

50, NLP-80) thấp hơn đáng kể

năng suất úa ở các chế độ nước khác (NLP-20, NL

so với NT. NLP-10 giảm lượng nước tuổi 20% và tăng ding kế năng suất nước so

với NTX.

Nghiên cửu của Nguyen Quốc Khương (2010) [41] vỀ ảnh hưởng của biện pháp quản

lý nước lên khống hóa đạm trên đất phủ sa và dit phèn trồng lúa ving đồng bằng sông Cửu Long chi raring: hàm lượng NO; trong đắt phủ sa gin như biển mắt sau 45 ngày sa trong điễu kiện NTX trong khi him lượng NO; lại ting trong điều kiện ngập

khô luân phiên và ham lượng NO; luôn ở mức thấp dù trong điều kiện khô ngập xen

kỹ thuật tưới TKN giúp làm tăng tốc độ khoáng hóa đạm ở cả hai dang NH và

NĨ¿ so với tới NTX

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

“Nguyễn Quốc Khương etal (3012) [42] đã iễn hành thi nghiệm tại viện lửa đồng bằng

giống la được sử dụng là OM4498 trong vụ đông xuân 2010, ứng với ha chế độ tdi

sông Cửu Long, đắt phủ sa (có pH = 4.9, EC = 0,4 mS/em, N tổng số 6)

là tưới NTX và tưới TKN (chu kỳ khô ngập luân phiên được áp dung ở giai đoạn từ 10

~ 5 ngày sau cấy, đất thí nghiệm được tưới khi mực nước trên ruộng giảm xuống đến độ sâu 10 - 15 em eich mặt đất thi tưới nước trở lại 5 cm). Kit quả cho thấy: trên đất

phù sa tưới TKN giúp tăng khả năng khoảng hóa đạm ở cả hai dang NH." và NĨ:

'Tốc độ khống hóa NH," cao hơn & phương pháp tưới TKN so với tưới NTX. Phương

pháp tưới TKN đã giúp gia tảlượng dam NÓ; trong dit và tốc ditt, nitrate hóa

6 tưới TKN cũng cao hơn so với tưới NTX. Tốc độ khoảng hóa NO; đạt cao nhất tại

phương pháp tưới TKN vào giai đoạn 65 ngày sau sa trong khi him lượng NOs’ biến mắt sau 15 ngày sạ ở phương pháp tưới NTX,

Nghiên cứu của Hush Van Thảo [43] trong vụ đông xuân từ tháng 12/2011 đến 03/2012 tại quận Thét Nét, thành phố Cần Thơ đưa ra một số kết luận như sau: khi mực nước bằng không NH," trên ruộng lúa NLP thấp hơn ruộng lúa NTX và

%N-NOs thi có xu hướng cao hơn ruộng NTX. Khi mye nước trên ruộng thấp hơn 15 em

so với mặt đất thì %N-NH," và %N-NOs trên ruộng lúa NLP thấp hơn ruộng NTX.

Nang suất hai ruộng NLP và NTX không khác biệt

Nghiên cứu của Huỳnh Thiện Khiêm |44] trên dat phù sa phát triển, trồng lúa 3 vụ tại thị trấn Láng Giải, Hỏa Bình, Bạc Liêu vào vụ đông xuân từ tháng 10/2011 đến thắng

02012. Kết quả nghiên cứu cho kết luận: tưới TKN giúp làm tăng tốc độ khống hóa

đạm ở cả hai dang NH,” và NO, so với tưới NTX, khơng có sự khác biệt về năng suất

hạt và hiệu quả sử dụng Nito giữa hai biện pháp tưới. Tới tiết kiệm nước giúp giảm được số lần tưới và tiết kiệm được lượng nước cung cắp từ 12,58% đến 17,48% so với

tưới NTX.

Nghiên cứu của Nguyen Minh Dong et al (2012) [45] trên cánh đồng lúa ở vùng đất phi sa đồng bing sông Cửu Long trong mia khô cho kế qui:một lượng lớn phân N bj

mắt đi thông qua sự buy bơi NHỊ (21% ở mộng tưới NEP và 13% ở mộng tưới NT),

Sự bốc hơi NH chủ yế

lâm ánh hưởng đến sự hắp thụ N của thực vật,

kiểm soát được bởi độ pH đất và nước. Chế độ nước khônginh khối và năng sắt lúa

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Nghiên cứu /Iuỳnh Quang Tin [46] về thực trang sin xuất giống và giải pháp pháttiển bên vũng các hg thing giống ở đồng bằng sơng Cứu Long cho kết luận: các mơ hình tưới NLP đều dat năng suất cao hơn mơ hình tưới NTX từ 0,8 - 1.5 tắnha, Canh tác

theo quy

cây lúa chống đỗ ngã phủ hợp với cơ giới thu hoạch.

inh tưới NLP và quản lý phân đạm hợp lý theo chương trình IP - SG đã giúp.

Nghiên cứu của Trin Quang Giàu [47] tên đắt phèn nhẹ ti huyện Giồng Riễng - Kiên Giang và tại Viện lúa đồng bằng sơng Cứu Long, quận © Mơn, thành phố Cần Thơ từ

năm 2007 đến năm 2009 chỉ ra ring: so với tưới NLP, tới NTX có lượng đạm cổ định

trong đất luôn cao hơn. Khả năng mắt dam dưới dang bốc thoát NH, trên đất phèn tắt thấp,và phụ thuộc vào mùa vụ (vụ đông xuân (11,1 kg N/ha) lớn hơn gp nhiễ

thu (1,03 kg N/ha)), Một lượng lớn P bị cổ định khi bón phân P vào đắt phèn

in so với vụ hệ

Kết quả nghiên cứu của Phạm Phước Nhẫn et al [48] trong vụ đông xuân 2011 - 2012 cho giống lúa OM5451 trên ving đất phèn tại xã Ta Dinh - Tri Tôn - An Giang với 3 yếu tố: phương pháp tưới (NTX và ngập khô xen ke), cách thức gieo trồng (lúa cấy và Múa so) và liều lượng phân lân (0; 32,5 và 75 kg/ha) cho thấy: phương pháp tưới không, lầm ảnh hưởng đến hàm lượng lân dễ tiêu trong đất trước khi tring và sau khí thu hoạch. Lúa cấy cho năng suất cao hơn lúa sa (khoáng 0,4 tn/ha) đồng thời làm gia tăng sự tích lũ lân trong cây lúa sắp 2 lầ. Ap dụng phương pháp tưới ngập khô xen kế một cách hợp lý có thể tiết kiệm được khoảng 50% lượng nước tưới. Kết hợp các xếu tổ thí nghiệm sẽ lim gia ting lợi nhuận tương đương với khoảng 1 nha so với

canh tác theo tập quán của nông dân,

Sự cổ định đạm trong đất được nghiên cứu bởi nhiễu nh khoa học và kết quả cho thấy Khi bón cúc loại phân đạm gốc amơn thì đạm sẽ bị cổ định mạnh hơn so với kh bón

lượng 60 - 120 kg Nha

lượng đạm bón vào đất bịcổ

các loại phân đạm dang nitrate; khi bón đạm cho lúa với li25.6%

trong hệ thông lun canh la lúa mi cho thấy 16;

định. Ngoài ra, độ chua của đất ảnh hướng rất lớn đến chiều hướng chuyển hóa lân

trong đất và trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng cung cấp lân cho cây của đất. pH đắt

ảnh hưởng đến tồn bộ q trình hấp phụ lân trong đất vì nó quyết định sự tồn ti của các cation Ca", Mg, AL, tại của các* tong dụng dịch đấ Trong đất chua, sự

keo đương của đất tăng lên vì vậy làm tăng khả năng hắp phụ lin trong dit (Trần Thị Thu

Hà, 2009) [49]

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Cie nghiên cứu của Aguyln Py va Trin Khái [50] đều cho một kết luận chang rằng

hi đất ngập nước, hàm lượng lin dễ iều ting mạnh. Trong điều kiện ym khí của đất

ngập nước đất giàu chất hữu cơ H;S hình thành làm tăng khả năng hỏa tan phốt phat sit do chuyển Fe trong phốt phat sắt thành FeS và giải phông lin (Nguyễn Ngọc Nông,

1999) (51), Axit nitric và axit sunfuarie do vi khuẩn dj đưỡng tạo ra và axit cacbonie

do vĩ khuẩn tự đường đem lại dư thừa trong dit cũng làm tăng độ hòa tan của phốt

phát trong dit.

‘Theo Nguyễn Ngọc Dé (2008) [52] thì khi ngập nước làm hượng lan hỏa tan gia tăngtừ 0,05 ppm đến khoảng 0,6 ppm sau đồ giảm xuống và ổn định ở khoảng 40 - 50 ngàysau khi ngập nước.

Kết quả nghiên cứu của Ngé Đăng Phong (53] về áp dung NLP và nhân rộng tại đồng bằng sông Cửu Long chỉ ra rằng: Tưới NLP có thể tiết kiệm được 10 - 20% lượng. nước tưới so với NTX. Năng suất lúa giữa các công thức tdi không cổ sự khác biệt

“Tưới NLP giảm lượng phân bón P (khoảng 40 kga) so với NTX ma không làm ảnh

hưởng đến năng suất lúa.

Tôm hạ, chế độ nước là một trong nhũng yếu tổ chính ảnh hưởng trực tiếp đến sự tồn

tại cũng như hàm lượng các dạng N, P dễ tiêu trong đất. Tuy nhiên, tại sao rút nướcgiữa vụ làm giảm N, P để tigu so với tưới ngập nước liền tục nhưng không làm giảmkhả năng cung cắp dinh dưỡng N, P dễ tiêu của đất cho cây lúa? Giải thích và làm rõ

vấn đề này trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam là nội dung chính của luận án.

1.3.2 Ảnh hướng của các tính chất lý- hóa học đến sự thay đỗi N, P dé tiêu trong đắt Eh và pH là những tính chit điện hóa của đất và hai đại lượng này có mối liên hệ mật thiết với nhau. Bởi vì. hầu hét qué trinh ơxy hóa khử đều sử dung proton (H"). Do đó

khi xác định Eh người ta thường nêu rõ mơi trường có độ pH cụ thể, Mặt khác, giá trị

Eh của dit lại cô sự liên quan chặt chế đến chế độ nước. CÌ ộ nước khác nhau lâm

thay đỗi Eh, pH của đất qua đồ sẽ ảnh hưởng đến sự biến đỗi N, P rong dt, Chính vì vậy nghiên cứu sự biển đổi của N và P trong dat ở các chế độ nước khác nhau cần phải

Khảo sắt Eh và pH,

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

13.2.1 Thể ôxy hỏa - khử đất (Eh)

“Trong đắt lúa ngập nước động thái Eh phụ thuộc vào 3 yếu 16 là thời gian ngập nước,

chế độ bón phân và sự sinh trưởng của cây lúa. Trong đồ chế độ nước có ý nghĩa hết

sức quan trọng đối với động thái Eh, Thời gian ngập nước cing đài thi Eh cảng giảm

và ngược lại Eh cảng tăng thì mơi trường cảng hiểu khí

it mơng ngập nước trong thời gian dài hình thành mỗi trường yếm khi. Trong điều

kiện này các VSV hiểu khí không thể phát miển được thay vio đồ sự hoạt động mạnh:

của VSV yếm khí. Ching phát triển bằng cách sử dụng các chất ôxy ha như: Fe”,

t này bị khử thành

Mn**, SO”.... có sẵn trong đất trong điều kiện khơng có O>. C

Fe", Mn", HS... ảnh hướng đến chất lượng đất lúa. Cùng tiễn trình khử ham lượng chất Oxy hóa giảm và hàm lượng chất khử gia tăng, Eh giảm nhanh ở giai đoạn 2 - 4 tuần sau khi ngập nước. Trên lý thuyết, Eh giảm từ +600 mV ở thời điểm bắt đầu ngập cđến -300 mV ở 4 tuần sau khi ngập (Nguyễn Bá Tuyn, 201 1) [54]

“Thế ơxy hóa - khử phụ thuộc vào thời gian ngập nước, theo Ponnamperuma E.N. [55]

thì các giá trị trên có thé gặp sau khi đắt ngập nước khoảng sau 30 ngày (hình 1.2)

Thời gian ngập nước (tần)

4/6 ait khô và đt ngập nue. bý Dộng thi ca Eh phy thuộc vào nh chất đất

Hình 1. 2 Động thái của Eh theo Ponnamperuma E.N. [55]

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Ngồi phụ thuộc vio thời gian ngập nước, Eh cịn phụ thuộc vào tinh chất cia đất

Hình 1.26 cho thấy, cùng thời gian ngập nước như nhau nhưng nếu đất giảu chất hữu.

sơ (mẫu đắt số 9) thì sau khi ngập nước, Eh giém nhanh và thấp nhất. Trường hợp này

người ta còn gọi là hiện tượng “roi” (Fall -tiéng Anh) của Eh. Hiện tượng nảy cũng

được Văn Huy Hải (1986) [S6] nghiên cứu và giải thích (hình 1.3)

Hình 1. 3 Động thái của Eh ở các phương án thí nghiệm tại nhiệt độ 20° C [S6] Hình L3 cho thiy cơng thức bón phần chuồng và bón rơm có Eh giảm mạnh nhấ. Quá

trình trên được tác giả Văn Huy Hải giải thích theo phản ứng:

(CH;O), + 0, = xCO; + xH:O 0.13)

2H;O = 0; + 4H" + 4e 13)

Sự xuất hiện của electron làm tăng qua trình khử. Khi bón rơm thì Eh giảm mạnh. Bởi

vi rơm có tỷ lệ C/N cao, cấu trúc khó phân giải, do đó dé phân giải được chất hữu cơnày VSV cần nhiều xy nên nhanh chóng tạo ra mơi trưởng yếm khí (khử),

Ngược lại, khí bón phân vơ cơ (đạm urea) đủ ở dang nào cũng bị nitrate hóa thành

N-NO; mang tính ơxy hóa nên hạn chế q tình khử. Bởi vi, NO, là chất nhận electron

fit khử, nhưng chỉ xây ra trong giai

48 khử, quả trình trên có giải phóng ra N-NO; là el

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

đoạn ngắn sau 6 bị khử tiếp và chuyển hoa thành N; theo phân ứng:

NO; +6H' +5%AN: +3H,0 iy

Những kết quả trên cho thấy, khi đt ting lúa ngập nước, ngoài yếu tổ về thời gian ngập nước thì chế độ bón phân cũng có ảnh hưởng đến động thái của Eh. Bón phân vơ

cơ như đạm hạn clmá trình giảm Eh, trong khi đó bón phân hữu cơ thúc đầy giảmEh, Đồng thời bón phân hữu cơ chính là sự cung cắp nguồn N cho đất

“Theo nghiên cứu của Văn Huy Hai [56] về động thải của Eh trên bổn công thức; CTH

6 bn thêm đạm dang NOs, CT2 mẫu đất bon rơm + dam NÓ,, CT3 mẫu dit bốn phân chuồng + đạm NOs, CT4 đối chứng không bốn thêm gì cho kết quả như sau: ~ Cả bốn cơng thức Eh đều giảm trong vịng hai tin đầu sau khi ngập nước. Trong đó

trừ CTI ra thì cả ba cơng thức nghiên cứu cịn lại Eh đều giảm, mạnh nhất là mẫu bón.

phân chuồng và rơm. Sau hai tuin đầu ngập nước thi chỉ số Eh tiếp tục giảm nhưng.

khơng đáng kể có thé coi ở mức ơn định

= Như vậy, chế độ nước có ảnh hưởng tới Eh và qua đó gián tiếp ảnh hưởng đến trang

thái thn tại các chất cổ trong đất lúa như N, P

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

sự giảm NO; bất đầu ngay trước khí ơxy biển mắt và giảm mạnh

theo thời gian ngập nước.

Chất ơxy hố khử NO; và NO, có thể được sử dụng dé minh hoa tác động của Eh lên

sự hình thành N trong nước thể hiện qua hình 1.5.

Eh(V) Thời gian ngập nước (ngày)

Hình 1. 5 Động thái của N theo thời gian ngập nước và thé oxy hóa - khử [57] Hình 1.5 cho thấy, tai mơi trường pH = 7 hàm lượng các dạng N trong dit ngập nước

số quan hệ với Eh và thời gian ngập nước. Ham lượng NO, t lệ thuận với Eh và tỷ lệnghịch với thời gian ngập nước, Còn NO; tăngkhí Eh giảm và đạt giá trị max tại

thời điểm hai ngày sau nị p nước sau đồ giảm dẫn và tiệm cận đến 0 sau 5 ngày ngập

nước. Trong khi đó thì N ở dang khí tăng mạnh theo thời gian ngập nước. Nguyên.

hân là do môi trường dit ngập nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá tình khử NO,thành NO; và sự mắt NO; do khử nitrate hố.

Ngồi ảnh hướng đến N trong đất chế độ nước cũng ảnh hưởng đến sự chuyển ha của P rong đắt được thể hign qua hình Ló đưới đây.

(Qua hình L6 cho thấy, lượng P tan rong nước và môi trường anit dbu tăng cao, sau độ

dn định ồi giảm dẫn theo thời gian ngập nước. Lượng Pha tan rong nước hấp nhất

trong đất sét có phan ứng chua giàu Fe hoạt động và cao nhất trong đất cát nghèo Fe. [Nang độ P ha tan trong một hệ đệm axetat ti pH = 2.7 bao gồm các phốt phat của

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Fe", Mn và Ca, Sự tăng lên của P hòa tan trong mỗi trường axi đạt gi tr cao nhất tai dit thit (mẫu đắt 26: pH = 746; OM) = 15; Fe(%)

pha giàu mùn va it Fe hoạt động (mẫu đắt 9, 18, 22); thấp nhất trong dat sét chua giàu

Fe hoạt động (mẫu dit 14, 21, 28) “Thời gian ngập nước (tuần)

Tình 1.6 Động thái cia Phốt pho hòa tan trong dit theo thời gian ngập nước [55]

Sự gia tăng P hỏa tan theo thời gian ngập nước có thể được giải thído các nguyên

~ Chuyển hóa FePO, 21,0 thinh Fe(PO.),8H,0;

- Thủy phân FePO, và AIPO, trong đất xi thành Pa tiêu:

= Trao đỗi anion,

132.2 pH dit

Anh hưởng của ché độ nước đến pH dt đã được rắt nhiều tc giả nghiên cứu và đưa ra

kết luận khi các loại đất ngập nước thi có xu hướng tăng hoặc giảm pH vả tiệm cận về.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

L h L L

°o a 4 D H 1T TH TT

“Thời gian ngập nước (tuân)

Hình 1.7 Dộng thái của pH ở một số loại đất khi ngập nước [S5]

Qua hình 1.7 cho thấy:

- Bat có pH ở mitein 7, trong qua trình ngập nước pH ít thay đổi và dao động quanh.

giá wi 7,

~ Khi đất có giá tr pH < 7, trong quá trinh ngập nước thì pH sẽ tăng len và tiệm cận

với giáị pH = 7. Bi vi, khí ngập nước q trình khử xảy ra, mà quá tỉnh khử là quá

trình sử dụng proton (H”). Do đó, nồng độ HỶ trong dung dich đắt giảm và độ pH tăng.

đp-ly [HY]) hoặc nông độ [H] trong dung dịch, khi nồng độ H’ thấp thi pH cao).

~ Khi đất có giá trị pH. > 7 thi trong quá trình ngập nước pH giảm din và ‘ing tiếmcận với giá trị 7. Nguyên nhân là do áp lực COs, CO; hòa tan trong nước tạo thànhHCO; làm pH giảm (Pagel H., 1981) [58]. Quá trình trung hồ hoặc pha lỗng xây ralâm cho pH của đắt giảm và tiệm cận với 7

Trong ruộng lúa, pl của nước bề mặt được coi là một trong những nhân tổ chính ảnh

hưởng đến sự bốc thốt NH; và N› làm mắt N trong dat. Mối tương quan giữa pH và N'

trong đất được thể hiện qua bảng 1.1 va hình 1.8,

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Bảng 1. 1 Ảnh hưởng của pH# giữa [NH; + NH,"] trong nước

Hình 1.8 Ảnh hưởng của pH đến sự.bằng NH! và NHy

Sự cân bằng NH; và NH4* phụ thuộc lớn vào pH, Nông độ NHs thay đổi ti lệ với

NHI. NH: sẽ ng 10 lần khi tăng 1 đơn vị pH của dung địch lên đến pH 9, cụ thể là

NH tăng lần lượt là 0,1% đến 1%, 10%, 50% khi pH tăng từ 6 đến 7, 8,9 (Ereney J.

tal, 1983) [60]. Do đó, sự hình thành khí NH và bốc thốt NH, sẽ gia tang ding kể

cùng với sự gia tăng pH.

Với sự gia tăng pH nước, NH.” được ion hóa sẽ gia ting và chuyển hoa thành NH;

Khơng ion hóa và dạng này có thể bốc thốt vào trong khơng khí (De Datta % K,

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

1987) [61]. Do đó, khi nước ruộng lúa có giá trị pH cao (pH > 7,5) một lượng lớn

NHL" sẽ bị mắt đi do bị chuyển hóa thành NH,

“Trong khi đồ ở mộng lúa canh tắc theo phương pháp tưới NLP, dạng N tn tại chủ u

là NANO; và chính vì vậy sự mắt N do bốc thốt hơi NHy là khơng đáng kể, Tuy

nhiên, điều kiện khô - ngập luân phiên của phương pháp tưới NLP có thể đấy mạnh.

tiến trình nitrate hóa - khử nitrate dẫn đến kết quả mắt N ở dạng No và NO.

Kết quả nghiên cứu Patrick W. H and Mahapatra I. C, (1968) [62] cho thấy, ngoài chế độ nước ảnh hưởng đến trang thái tồn tại của N trong đất thì thời gian ngập nước cũng nh hưởng đến him lượng của nguyên tổ dinh dưỡng này trong đất

* Ảnh hưởng của pH tới qué trình ammonium hỏa

pH đất không ảnh hưởng mạnh đến sự khoảng hóa N trong đất trừ trường hợp pH thấp

như dit phén, sự khống hóa diễn ra mạnh ở pH trung tỉnh

VỀ mặt cung cắp dưỡng chit, đắt có pH thấp thì sự khống hóa N kếm, các VSV gây

hai hoạt động tốt hơn. Các yếu tổ này đưa đến giảm khả năng chống chịu điều kiện bit

lợi của đất, cây u dễ bị sâu bệnh tấn cơng [12]

“Trong đất ít chua hoặc trung tính các muối sắt thường ở dang không hỏa tan gây độc cho cây, Bit đồng bing sơng Cứu Long thường có pH thấp, phù sa khơng phèn thường 6 pH từ 4 đến 5,5, Đắt có pH thấp nhất là đắt phn, trên đất phén nặng pH có thể nhỏ hơn 3, Ở tị số này chỉ có cây chịu phèn mới có thể sống nổi. Đắt bị nhiễm man

thường có pH từ 7 trở lên (Ngơ Ngọc Hưng, 2005) [63]. Va đã có nhiều nghiên cứu

cho rằng nhân tố ảnh hưởng mạnh nhất là pH, trong khi đó ndng độ NHỊ và nhiệt độ

tương quan thấp (Hayashi K. er al, 2006) [64]. Qua đây có thé thé

rất nhiều tác giả ở nhiều quốc gia khác nhau trên thể giới nghiên cứu về pH trong đất

ing đã có và khẳng định pH là yêu tố quan trọng nhất đến sự mắt dam.

Với sự gia tăng pHueo, NH.’ được ion hóa và được chuyển thành NI, khơng ion hóa

và dạng này có thé phát thải vào khơng khí (De Datta $. K., 1987) |61]. Do đó, khi

nước ruộng lúa có giá tị pH cao (pH > 7,5) một lượng lớn NH,* sẽ bị mắt do bị

chuyển thành NHs. Tại thời điểm pH < 7,5 cô it hơn 7% ammoni chuyển sang NHy

(Ferguson R. B. et ai, 1984) [65]. Ngồi ra, bốc thốt NH, sẽ thường xun hơn trong

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

su6t thời gian ấm áp của năm và thay đổi trong ngày (Holcomb J. and D. Homeck,

2011) [66]. Vi vậy, khí giữ pH và nhiệt độ ở mức thấp sẽ hạn chế được sự phát thiNH,

* Ảnh hưởng của pH tới q trình nitrate hóa, khử nitrate

Nghiên cứu của Charles F. Eno & William G. Blue [67] với 3 loại đất cát ở Florida

cho thấy sự nitrate héa cũa NH” từ urea thì nhanh hơn sự nitrate hôn của NHÀ từ (NHL):S0,. Sự khác nhau này là do sự tăng pH có lién quan đến sự thủy phân của

“của urea bởi urease trong đất

(Qua trình khống hóa đạm được tăng cường khi pH > 5,5. Quá trình nitrate héa xây rax5 = 10 vả tối thích là 6,2 - 8,2

tong khoảng pH =

pl ảnh hưởng đến quả tỉnh chuyển hóa N dẫn đến sự tồn tại của các dạng N khắc nhau trong đất, Méi quan hệ này được thể hiện qua bảng sau

Bảng 1. 2 pH đất và q trình nitrate hóa.

pH Hop chất dam

<540 “ích lũy NH," và xuất hiện nitrat hóa với cường độ

thấp dé chuyển hỏa NH," thành NO; và NO,541-638 NH," va NO; nhanh chéng bi xy hỏa thành NOs639-785 NHL" bị ơxy hóa thành NOs, với sự tích lũy hop chất

nảy cho q trinh ơxy hóa thành NO}

(Nguồn: Alexander M. etal, 1977) [I0]pH môi trường là yếu tổ quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của vi khuẩn nitrate

căng nh tgn tỉnh nitrate hóa. Trị số pH tối vu cho sự ntrate hóa biến thiên từ 66 = 8

Sự nitrate hóa giảm ở mức pH < 5,

thành NO, trong dt

cịn ở pH cao sẽ ức chế sự chuyển hóa NO;

(Qué trình khử nitrate khơng thể xây ra khi pH thấp vì ở điều kiện đó vi khuẩn khử

nitrate hóa khơng hoạt động. Các nghiên cứu chỉ ra rằng tốc độ khử nitrate có giá tr

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

sao nhất trong khoảng pH = 7 - 7.5. pH = 49 - 5,6 dam bị mắt chủ yếu ở dạng À pH> 7 chủ yếu mắt đạm ở dạng Ns

* Ảnh hướng của pH dn sự thay đổi Pht pho trong ait

Khả năng tin tại của P trong dit phụ thuộc rt lớn vào pl đất. pH trong khoảng 78

-80 ảnh hưởng tt sự phát tiễn của hệ VSV phản gi P

Ễ \

© meta] "—

— Diitaxit 4 — dittiin —

Hình 1. 9 Khả năng hòa tan của Phot pho bj ảnh hưởng bởi pH đắt [38]

Hình 1.9 cho thấy: trong đất P tồn ti chủ yếu ở hai dạng H,PO, và HPO,*. Ở pH = 7

tỷ lệ hai ion này trong đất là ngang nhau.

liên kết với Fe, Al làm giảm hàm lượng P dễ tiêu

“Trong đất có phản ứng axit thì P s

trong đắt tạo thành phức như (Fe(OH);H;PO,) và (AI(OH);H,PO,). Trong đó tại pH < 4 thì sẽ tạo phức Fe-P và tại pH = 5 - 5,5 thì tạo phức ALP là chủ yếu (Potash and

Phosphate Institute, 1998) 38]

Đối với đắt só phân ứng kiểm thi P sẽ lên kết với Ca. Trong điều kiện hiểu khí có cả Fe, AI và Ca thi phốt phat tan nhiễu nhất tai pH = 6 - 7. Khi mỗi trường khơng có ơxy Fe bị khử thành Fe”, làm tăng độ đễ tiêu của P,

</div>

Luận án tiến sĩ Môi trường đất và nước: Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tưới tiết kiệm nước đến hàm lượng dễ tiêu của các nguyên tố Nitơ và Phốt pho trong đất trồng lúa vùng đồng bằng sông Hồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

QUYỀN THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA CHE ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC DEN HAM LUONG DE TIỂU CUA CAC NGUYEN TO

NITO VA PHOT PHO TRONG DAT TRONG LUA VUNG DONG BANG SONG HONG

LUẬN ÁN TIEN SĨ KỸ THUAT

HÀ NỘI, NĂM 2018

NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA CHE ĐỘ TƯỚI TIẾT KIỆM

NƯỚC DEN HAM LƯỢNG DE TIÊU CUA CÁC NGUYEN

NITO VA PHOT PHO TRONG DAT TRONG LUA VUNG DONG BANG SONG HONG

Quyền Thị Dung

226.2 Thời ấy mẫu. 47

QUAN TỚI LUẬN ÁN. -120

KLVCKTL Khối lượng vật chit khơ tích lũy

QCvN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu chuin Việt Nam

TNĐR Thi nghiệm đồng rung

TPcG Thành phần cơ giới

TM, Tổng Nito dễ tiêu

phụ thuộc vào nhiều yếu tổ như: loại

pho dé tiêu trong đắt phủ sa trung tinh it chua không được bồi hàng năm vùng đồng

“Q trình phân giải P vô cơ do VSV: sự sản sinh axit trong quá trình sống của một số

pháp tưới NTX, phương pháp canh tác lúa SRI giúp cây lúa hip thu N, P, K trong giai

Quá trình khử N và sự bay hơi NH; dẫn đến mắt N (22

2H;O = 0; + 4H" + 4e 13)

phân chuồng và rơm. Sau hai tuin đầu ngập nước thi chỉ số Eh tiếp tục giảm nhưng.

Eh(V) Thời gian ngập nước (ngày)

pha giàu mùn va it Fe hoạt động (mẫu đắt 9, 18, 22); thấp nhất trong dat sét chua giàu

°o a 4 D H 1T TH TT

Qua hình 1.7 cho thấy:

(Qué trình khử nitrate khơng thể xây ra khi pH thấp vì ở điều kiện đó vi khuẩn khử

© meta] "—

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về