Biện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.72 MB, 288 trang )
<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">
<b>NĂM 2024</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2"><b>BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐẤTVÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT NHIỄM</b>
<b>MẶN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG</b>
<b>LUẬN ÁN TIẾN SĨ </b>
<b>CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC ĐẤTMÃ SỐ 9620103</b>
<b>NGƯỜI HƯỚNG DẪNPGS.TS. CHÂU MINH KHÔI</b>
<b>NĂM 2024</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3"><b>LỜI CẢM ƠN</b>
Để hồn thành luận án này, thời gian qua, tơi đã nhận được sự quantâm, giúp đỡ nhiệt tình của Q Thầy Cơ, Quý Lãnh đạo cơ quan, đồngnghiệp, bạn bè và gia đình. Tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến:
PGS.TS. Châu Minh Khơi, Phó Hiệu trưởng Trường Nông nghiệp, Đạihọc Cần Thơ, Thầy đã giới thiệu tơi tham gia chương trình đào tạo nghiêncứu sinh tại trường Đại học Cần Thơ. Trong thời gian học và nghiên cứu tạiTrường, Thầy đã luôn quan tâm đến tiến độ học tập của nghiên cứu sinh, tậntình giảng dạy tơi trên nhiều lĩnh vực và tận tâm hướng dẫn tơi hồn thànhluận án tốt nhất.
Chương trình nghiên cứu A-8 thuộc Dự án ODA-Nhật Bản đã hỗ trợmột phần kinh phí cho nghiên cứu này.
Thầy PGS.TS. Lê Văn Khoa, Thầy GS.TS. Ngô Ngọc Hưng, Thầy TS.Dương Minh Viễn đã giảng dạy và truyền đạt cho tôi các kiến thức chuyênngành trong các học phần thuộc chương trình đào tạo.
Cô PGS.TS. Nguyễn Mỹ Hoa đã hướng dẫn tôi hồn thành chun đề2 trong chương trình đào tạo.
Thầy TS. Trần Bá Linh đã hướng dẫn tơi hồn thành tiểu luận tổngquan và hỗ trợ tơi hồn thành việc tham gia trợ giảng trong chương trìnhnghiên cứu thực địa của học viên cao học.
Thầy PGS.TS. Trần Văn Dũng, Thầy PGS. TS. Nguyễn Khởi Nghĩavà Cô TS. Nguyễn Minh Phượng đã hỗ trợ tôi trong việc hoàn thành tiến độcác học phần và hồ sơ trong chương trình đào tạo.
Ban Lãnh đạo Khoa Khoa học đất đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôitrong thời gian học tập và nghiên cứu tại Khoa, Trường.
Quý Thầy Cô, Cán bộ công tác tại Khoa Khoa học đất đã hỗ trợ tơitrong q trình nghiên cứu tại Khoa.
TS. Đặng Duy Minh, TS. Nguyễn Thị Kim Phượng, ThS. HuỳnhMạch Trà My, ThS. Nguyễn Anh Đức đã hỗ trợ tơi thực hiện thành cơng thínghiệm đồng ruộng và thí nghiệm trong phịng.
Thầy PGS.TS. Trần Văn Dũng, ThS. Trần Huỳnh Khanh đã hỗ trợ tôikhoan mẫu đất mô tả phẩu diện.
</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">KS. Võ Thị Thu Trân cùng các cán bộ của Phòng phân tích, KhoaKhoa học đất, Trường Nơng nghiệp, Đại học Cần Thơ đã hỗ trợ, hướng dẫntôi phân tích mẫu tại phịng thí nghiệm để tơi hồn thành luận án này.
Các anh/chị học viên cao học, sinh viên đại học của Khoa Khoa họcđất đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện luận án này.
Lãnh đạo Khoa Sau Đại học, Lãnh đạo Trường Nông nghiệp, cán bộphụ trách sau đại học đã hướng dẫn tôi trong thực hiện các hồ sơ để hồnthành chương trình đào tạo theo quy định.
Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT, Ban Giám đốc Trung tâmKhuyến nông tỉnh Kiên Giang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi được tậptrung học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Cần Thơ.
Tập thể cán bộ phịng Khuyến nơng-Trồng trọt và Chăn nuôi thuộcTrung tâm Khuyến nông Kiên Giang đã hỗ trợ tôi thực hiện công việc tại đơn vịđể tơi tập trung thời gian hồn thành luận án này.
Lãnh đạo địa phương, bà con nông dân tại huyện Thạnh Phú, tỉnh BếnTre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang đã tạo điều kiện và cung cấpthông tin giúp tôi thực hiện thành công việc thu thập, điều tra, khảo sát vàthực hiện thành cơng thí nghiệm đồng ruộng.
Gia đình và người thân đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuậnlợi nhất cho tôi an tâm học tập và nghiên cứu để hồn thành luận án.
Tơi xin trân trọng biết ơn!
<b>Thị Tú Linh</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5"><b>TÓM TẮT</b>
Xâm nhập mặn diễn ra ngày càng nghiêm trọng ở các tỉnh ven biểnĐồng bằng sông Cửu Long trong những năm gần đây. Để hạn chế những ảnhhưởng bất lợi của xâm nhập mặn đến canh tác lúa tại các vùng ven biển Đồngbằng sông Cửu Long, đề tài thực hiện nghiên cứu các biện pháp giúp cải thiệnđặc tính vật lý, hóa học đất và gia tăng năng suất lúa là cần thiết. Nghiên cứuđược thực hiện trên đất trồng lúa bị nhiễm mặn theo mùa với các mục tiêucụ thể:
(i) Đánh giá hiện trạng các hệ thống cây trồng và xâm nhập mặn tại huyệnThạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang; (ii)Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar trong cải thiện tính chất vật lý vàhóa học đất nhiễm mặn; (iii) Đánh giả ảnh hưởng của phân hữu cơ, biochar,phân silic và chế phẩm vi sinh đến sự sinh trưởng và năng suất lúa trên đấtnhiễm mặn;
(iv) Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trongđất nhiễm mặn. Đề tài được thực hiện từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 10 năm2022 gồm ba nội dung nghiên cứu:
Nội dung nghiên cứu thứ nhất: Đánh giá hiện trạng sản xuất nôngnghiệp và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U MinhThượng, tỉnh Kiên Giang. Nguồn dữ liệu được thu thập từ số liệu thứ cấp vàsố liệu sơ cấp thông qua phỏng vấn nông hộ và cán bộ nông nghiệp tại địa
Nội dung nghiên cứu thứ hai: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ,biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóahọc đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Các thí nghiệm đồng ruộng đượcthực hiện tại ấp Q Thuận B, xã Hịa Lợi, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre vàấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang. Thínghiệm đồng ruộng được thực hiện qua bốn vụ trồng lúa liên tiếp. Các nghiệmthức bố trí theo khối hồn tồn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức với 4 lần lặplại, bao gồm nghiệm thức lúa 03 vụ, nghiệm thức lúa 02 vụ bỏ đất trống vụXuân Hè, nghiệm thức lúa 02 vụ bón phân hữu cơ (3 tấn/ha/vụ), nghiệm thứclúa 02 vụ bón biochar (10 tấn/ha/vụ), nghiệm thức lúa 02 vụ bón phân silic(100 kg/ha/vụ), nghiệm thức lúa 02 vụ bón chế phẩm vi sinh (80 kg/ha).
Nội dung nghiên cứu thứ ba: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ vàbiochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn, thực hiện thí nghiệm trong
</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">phịng được bố trí hồn tồn ngẫu nhiên gồm 8 nghiệm thức với 4 lần lặp lại,trong đó nghiệm thức không bổ sung chế phẩm (phân hữu cơ/biochar) làmđối chứng,
</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">các nghiệm thức còn lại được bổ sung phân hữu cơ/biochar với tỷ lệ 0,5%,1%, 2% tương ứng với liều lượng 10 tấn/ha, 20 tấn/ha, 40 tấn/ha và nghiệmthức kết hợp giữa phân hữu cơ 1% với biochar 1%.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiện trạng canh tác tại khu vực nghiêncứu bị nhiễm mặn theo mùa, độ mặn trong dung dịch đất gia tăng và thiếunước tưới vào mùa khô là các yếu tố trở ngại gây ảnh hưởng bất lợi đến sựsinh trưởng, phát triển và năng suất lúa vụ Xuân Hè trong hệ thống canh táclúa 3 vụ/năm, từ đó làm giảm hiệu quả sản xuất của hệ thống chuyên canh lúa.Việc chuyển đổi sản xuất lúa từ 3 vụ/năm sang 2 vụ/năm không bổ sung chếphẩm chưa làm thay đổi dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng đất, pH, EC,CEC, ESP, hàm lượng chất hữu cơ, lân hữu dụng trong đất và năng suất lúatrên đất nhiễm mặn. Bón biochar 10 tấn/ha qua bốn vụ canh tác có hiệu quảtrong cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0 - 15 cm, giatăng hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng K<small>+</small> trao đổi và hòa tan, lân hữu dụngtrong đất và tăng năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Tuy vậy, sự cải thiện pH,EC và CEC đất khác biệt khơng ý nghĩa khi bón 10 tấn/ha biochar cho đất quabốn vụ canh tác liên tục. Bón phân hữu cơ 3 tấn/ha có hiệu quả trong cải thiệndung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm nhưng khác biệtkhơng có ý nghĩa trong cải thiện giá trị pH, EC, ESP, CEC, hàm lượng Ca<small>2+</small>
trao đổi, chất hữu cơ, lân hữu dụng trong đất và năng suất lúa. Bổ sung phânsilic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha không cho thấy hiệu quả trongviệc hỗ trợ sinh trưởng, phát triển của cây lúa và cải thiện năng suất lúa trênđất nhiễm mặn. Bổ sung phân hữu cơ và biochar với tỷ lệ 1%, 2% và sự kếthợp giữa phân hữu cơ 1% với biochar 1% vào cột đất rửa mặn cho thấy hiệuquả trong việc tăng tốc độ thấm nước, rút ngắn thời gian rửa mặn, tăng hiệuquả rửa mặn và giảm giá trị EC trong nước, trong đất đến ngưỡng phù hợp chosự sinh trưởng và phát triển của cây lúa. Bổ sung phân hữu cơ 0,5%, 1%, 2%và biochar 0,5%, 1% và phân hữu cơ 1% kết hợp biochar 1% làm giảm khácbiệt có ý nghĩa giá trị ESP trong cột đất sau rửa mặn.
<i><b>Từ khóa: Chế phẩm cải tạo đất, đặc tính hóa học đất, đặc tính vật lý </b></i>
<i>đất, đất nhiễm mặn, năng suất lúa, xâm nhập mặn.</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">Seawater intrusion in recent years has been seriously in the coastalprovinces of the Vietnamese Mekong River Delta. For rice cultivation insaline- affected areas, effectively technical solutions in improving soil qualityand rice productivity need to be studied. Soil amendments in this studyincluded compost, biochar, silicon fertilizer and microbial fertilizer. Theobjectives of this study were to (i) evaluate the impact of seawater intrusion onsome cropping systems in Thanh Phu district, Ben Tre province and U MinhThuong district, Kien Giang province; (ii) evaluate the effectiveness ofcompost and biochar in improving saline-affected soil physical and chemicalfertility; (iii) evaluate the effectiveness of compost, biochar, silicon fertilizerand microbial product in improving rice growth and rice yield on saline-affected soil; (iv) evaluate the role of compost and biochar in enhancingsalinity leaching from saline-affected soil. The study was carried out fromOctober 2018 to October 2022 with three contents:
Research 1: Assessing the current status of cropping systems andseawater intrusion in Thanh Phu district, Ben Tre province and U MinhThuong district, Kien Giang province. Data were collected from the publisheddata and interviewing farmers and local agricultural staff.
Research 2: Evaluating the effectiveness of compost, biochar, siliconfertilizer and microbial product in improving saline-affected soil physical andchemical properties and rice yield in Qui Thuan B hamlet, Hoa Loi commune,Thanh Phu district, Ben Tre province and Xeo Ke hamlet, Thanh Yencommune, U Minh Thuong district, Kien Giang province. Field experimentswere conducted for four continuous crops. Treatments, with four replicates,consisted of (i) continuous three rice crops per year, (ii) two rice crops rotatedwith fallow in Spring-Summer crop, (iii) two rice crops amended withcompost at 3 tons ha<small>-1</small> per crop, (iv) two rice crops amended with biochar at10 tons ha<small>-1</small> per crop, (v) two rice crops amended with silicon fertilizer at 100kg ha<small>-1</small> per crop, and (vi) two rice crops amended with microbial product at 80kg ha<small>-1</small> per crop.
Research 3: Evaluating the role of compost and biochar in enhancingsalinity leaching from saline-affected soil. The laboratory experiment wasarranged in a completely randomized design, including 8 treatments with 4replicates. The treatments consisted of the untreated treatment (control), the
</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">sole treatments amended with compost or biochar at the rates of 0.5%, 1%,2%
</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10"><i><b>Keywords: Rice yield, saline-affected soil, seawater intrusion, soil chemical</b></i>
<i>properties, soil improvement product, soil physical properties.</i>
</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11"><b>LỜI CAM ĐOAN</b>
Tôi tên là Thị Tú Linh, là nghiên cứu sinh ngành Khoa học đất, khóa2018. Tôi xin cam đoan luận án này đây là công trình nghiên cứu khoa họcthực sự của bản thân tôi được sự hướng dẫn của PGS.TS. Châu Minh Khôi.
Các thông tin được sử dụng tham khảo trong đề tài luận án được thuthập từ các nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được cơng bố rộng rãi vàđược tơi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở phần Danh mục Tài liệu tham khảo.Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án này là do chính tơi thựchiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lắp với các đề tài khácđã được công bố trước đây.
Tôi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoannày.
<i>Cần Thơ, ngày 06 tháng 5 năm 2024</i>
<b>Người hướng dẫn</b>
<b>PGS.TS. Châu Minh Khôi</b>
<b>Tác giả thực hiện</b>
<b>Thị Tú Linh</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">Danh sách từ viết tắt...xvi
Một số thuật ngữ sử dụng trong luận án...xvii
<b>CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU...1</b>
1.1. Lý do chọn đề tài...1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu...3
1.2.1. Mục tiêu tổng quát...3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể...3
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...3
1.4. Nội dung nghiên cứu của luận án...4
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn...4
1.6. Tính mới của luận án...4
<b>CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...7</b>
2.1. Tác động của biến đổi khí hậu và hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằngsông Cửu Long...7
2.1.1. Tác động của biến đổi khí hậu...7
2.1.2. Hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long...8
2.2. Đặc điểm vùng nghiên cứu...12
2.2.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên huyện U Minh Thượng, tỉnh KiênGiang……….... 12
</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">2.2.2. Tổng quan về điều kiện tự nhiên huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre...14
2.3. Đất nhiễm mặn và các ảnh hưởng bất lợi của mặn đến đặc tính đất và sinhtrưởng, năng suất lúa...18
2.5.1. Vai trò của phân hữu cơ...28
2.5.2. Vai trò của phân vi sinh...30
2.5.3. Vai trò của biochar...31
2.5.4. Vai trò của silic...34
<b>CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...37</b>
3.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu...37
3.1.1. Thời gian nghiên cứu...37
3.1.2. Địa điểm nghiên cứu...37
3.2. Vật liệu thí nghiệm...39
3.2.1. Thí nghiệm ngồi đồng...39
3.2.2. Nghiên cứu trong phịng thí nghiệm...42
3.3. Phương pháp nghiên cứu...42
3.3.1. Nội dung nghiên cứu 1...42
3.3.2. Nội dung nghiên cứu 2...44
3.3.3. Nội dung nghiên cứu 3...51
3.3.4. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu...53
3.4. Phương pháp thống kê...55
<b>CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN...56</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">4.1. Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại huyện
Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang...56
4.1.1. Đặc điểm các hệ thống canh tác chủ yếu ở vùng nghiên cứu...56
4.1.2. Hiện trạng xâm nhập mặn...59
4.1.3. Thông tin nông hộ tại vùng nghiên cứu...60
4.1.4. Các trở ngại và sự thích ứng của nơng hộ với xâm nhập mặn...62
4.2. Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ và biochar, phân silic, chế phẩm visinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học và năng suất lúa trên đấtnhiễm mặn... 64
4.2.1. Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số đặc tính đất tạivùng nghiên cứu...64
4.2.2. Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đối với sự cải thiện tính chất vậtlý, hóa học và dinh dưỡng trên đất nhiễm mặn...67
4.2.3. Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar, phân silic và chế phẩm vi sinhđến sự sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn...96
4.3. Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trênđất nhiễm mặn...104
4.3.1. Tốc độ thấm của đất và EC của dung dịch rửa mặn...104
4.3.2. Hàm lượng các cation trong dung dịch rửa và trong đất sau khi kết thúcquá trình rửa mặn...110
4.3.3. Các đặc tính hóa học của đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn...112
4.4. Thảo luận chung...118
<b>CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...123</b>
5.1. Kết luận...123
5.2. Kiến nghị...124
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO...125PHỤ LỤC</b>
</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15"><b>DANH SÁCH BẢNG</b>
3.1 Đặc tính đất trước khi bố trí thí nghiệm tại huyện Thạnh Phú,tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
403.2 Thành phần hóa học phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế
phẩm NPISi
413.3 Đặc tính đất, phân hữu cơ, biochar trước khi bố trí thí nghiệm
rửa mặn
423.4 Phân bố mẫu khảo sát tại khu vực nghiên cứu 433.5 Lịch thời vụ canh tác lúa 3 vụ/năm và lịch khuyến cáo canh
tác 2 vụ/năm
453.6 Các nghiệm thức bố trí thí nghiệm ngoài đồng tại huyện Thạnh
Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang
463.7 Mùa vụ bố trí thí nghiệm ở huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên
Giang và huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
473.8 Lượng phân bón vụ Đơng Xn 2018-2019 và Đơng Xn
483.9 Lượng phân bón vụ Hè Thu 2018 và Hè Thu 2019 493.10 Các nghiệm thức bố trí thí nghiệm đánh giá vai trị của phân
hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn
523.11 Các phương pháp phân tích mẫu đất được sử dụng trong
phịngthí nghiệm
hóa học đất tại huyện U Minh Thượng
4.5 <sub>Sự thay đổi giá trị pHH2O(1:5) đất giữa các nghiệm thức qua các </sub>vụ được bón chế phẩm cải tạo đất tại hai điểm nghiên cứu
77
</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">4.8 <sub>Hàm lượng Na</sub><small>+</small> trao đổi và hịa tan trong đất giữa các nghiệmthức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại hai điểmnghiên cứu
4.9 <sub>Hàm lượng K</sub><small>+</small> trao đổi và hòa tan trong đất giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại hai điểmnghiên cứu
4.10 Hàm lượng Ca<small>2+</small> trao đổi và hòa tan trong đất giữa các nghiệmthức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại hai điểm nghiên cứu
4.15 Sự thay đổi số bông/m<small>2</small> và khối lượng 1.000 hạt giữa các
4.16 Hàm lượng các cation bị rửa trôi vào dung dịch 1104.17 Hàm lượng các cation trao đổi và hòa tan trong đất khi rửa
</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17"><b>DANH SÁCH HÌNH</b>
2.1 Muối tích lũy trong đất khi mực nước biển dâng 19
2.3 Ảnh hưởng của loại cation trong đất đến tình trạng vật lý đấtkết tụ do hiện diện của Ca<small>2+</small>, Mg<small>2+</small> và phân tán do hiện diệncủa Na<small>+</small>
3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đồng ruộng tại huyện Thạnh Phú (trái) và huyện U Minh Thượng (phải)
3.3 <sub>Sơ đồ theo dõi các chỉ tiêu đánh giá ảnh hưởng của các chế</sub>phẩm đến đến độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và sinhtrưởng năng suất lúa
4.1 Lịch thời vụ canh tác tại huyện U Minh Thượng và huyện Thạnh Phú
</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">4.15 Sự thay đổi hàm lượng chất hữu cơ trong đất giữa cácnghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tạihuyện Thạnh Phú
4.16 Sự thay đổi hàm lượng chất hữu cơ trong đất giữa cácnghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tạihuyện U Minh Thượng
4.17 Sự thay đổi hàm lượng lân hữu dụng trong đất giữa cácnghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tạihuyện Thạnh Phú
4.18 Sự thay đổi hàm lượng lân hữu dụng trong đất giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tạihuyện U Minh Thượng
4.19 <sup>Sự thay đổi năng suất lúa giữa các nghiệm thức được bón chế </sup>
phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện Thạnh Phú <sup>100</sup>4.20 <sub>Sự thay đổi năng suất lúa giữa các nghiệm thức được bón chế </sub>
phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện U Minh Thượng
101
</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">1154.30 Hàm lượng đạm hữu dụng (N-NH4<small>+</small>) đất sau khi rửa mặn 1164.31 Hàm lượng lân hữu dụng trong đất sau khi rửa mặn 117
</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20"><b>DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT</b>
<b>Chữ viết tắtGiải thích tiếng AnhGiải thích tiếng Việt</b>
ECe Electrical conductivity of the saturation paste extract
Độ dẫn điện dung dịch đất trích bão hịa
SAR Sodium Adsorption Ratio Tỷ số hấp phụ natri
</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">2 Hệ số thấm Hệ số thấm trong nội dung nghiên cứu 3 là chỉhệ số thoát nước qua cột đất trong quá trìnhrửa mặn. Hệ số thấm (a) được tính từ hàm y =ax, trong đó y biểu thị thể tích dung dịch rửatính bằng ml, x thể hiện thời gian thốt nướctính bằng phút.
3 Cột đất Cột đất là lượng đất cho vào cột mô phỏngbằng ống syringe loại 60 ml, cột đất có dạnghình trụ.
</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">Trước đây, nhiều nghiên cứu đã áp dụng biện pháp hóa học để cải tạođất nhiễm mặn thông qua cơ chế trao đổi cation: sử dụng Ca<small>2+</small> và Mg<small>2+</small> đẩy Na<small>+</small>
ra khỏi phức hệ hấp thu của khoáng sét kết hợp với biện pháp thủy lợi rửa
</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">2Na<small>+</small>
</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">khỏi dung dịch đất. Việc sử dụng phân hữu cơ kết hợp với vôi (CaCO3 hoặcCaO) hoặc thạch cao (CaSO4) đã cho thấy hiệu quả loại bỏ Na<small>+</small> khỏi dung dịch
<i>đất. Theo Lâm Văn Tân và ctv (2014), bón phân hữu cơ và vôi giảm nồng độ</i>
Na<small>+</small> trao đổi và giảm ESP trong đất nhiễm mặn, đồng thời tăng hàm lượng đạm
<i>hữu dụng, lân dễ tiêu, kali trong đất. Tương tự, theo Lê Văn Dũng và ctv</i>
(2018), sử dụng phân hữu cơ với lượng 5 tấn/ha kết hợp với CaCO<small>3 với lượng</small>0,5 tấn/ha trên đất phèn nhiễm mặn giúp gia tăng pH đất, giảm độc chất nhôm,tăng khả năng chống chịu của cây lúa trong điều kiện nhiễm mặn. Bên cạnhphân hữu cơ, biochar cũng được xem như một vật liệu cải tạo đất mặn hiệu
<i>quả (Ippolito et al., 2012). Bổ sung biochar có hiệu quả cải thiện các đặc tínhvật lý, hóa học và sinh học của đất (Novak et al., 2014) như giảm dung trọng</i>
đất (Jien and Wang, 2013), cải thiện cấu trúc đất (Sun and Lu, 2014) và tăng
<i>độ thấm của đất (Jien and Wang 2013; Laird et al., 2010). Ngoài ra, trong</i>
thành phần của biochar có chứa hàm lượng K<small>+</small> tự do cao thúc đẩy quá trìnhtrao đổi ion, đẩy Na<small>+</small> ra khỏi khoáng sét nên tăng hiệu quả rửa mặn.
Bên cạnh các biện pháp cải tạo đất, việc sử dụng các chế phẩm hỗ trợsự sinh trưởng và tăng khả năng chống chịu của cây lúa với hạn, mặn cũng
<i>đang được quan tâm. Theo Joseph et al., (2007), bổ sung vi khuẩn nhóm</i>
<i>Bacillus sp. và Burkholderia sp. giúp gia tăng năng suất cây trồng do vi khuẩn</i>
gia tăng khả năng cố định đạm trong đất và hormone kích thích sinh trưởngcây trồng như gibberellin, auxin và cytokinin. Ngồi ra, nhóm vi khuẩn
<i>Bacillus sp. và Burkholderia sp. có khả năng hịa tan lân từ các phức hợp khó</i>
<i>tiêu (Canbolat et al., 2006; Jiang et al., 2008). Sử dụng phân bón có chứa silic</i>
(Si) cũng được quan tâm vì Si giúp cây trồng gia tăng khả năng sinh trưởng vàchống chịu với hạn, mặn bởi một số cơ chế sau: (1) Si giúp cây trồng gia tănghấp thu K<small>+</small> nên tăng tỉ lệ K<small>+</small>/Na<small>+</small> ở tế bào rễ, do đó hạn chế sự hấp thu Na<small>+</small> gây
<i>ngộ độc tế bào (Saqib et al., 2008; Hashemi et al., 2010); (2) Si góp phần làm</i>
gia tăng hàm lượng các enzyme oxi hóa - khử trong tế bào thực vật như
<i>superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase,dehydroascorbate reductase và glutathione reductase ở cây trồng (Van der</i>
Vorm, 1980; Liang, 1999; Ma, 2003), giảm hàm lượng H<small>2O2 gây hư hại tế bào;</small>(3) Si cịn gia tăng độ dày của lớp biểu bì tế bào thực vật giúp hạn chế sự mất
<i>nước, mất cation, ngăn chặn hư hại tế bào cây trồng (Gossett et al., 1994;Shalata and Tal, 1998; Meneguzzo et al., 1999); và (4) Si gián tiếp gia tăng</i>
hàm lượng protein của tế bào thực vật để bù vào lượng protein hịa tan bị mấtđi, giúp ổn định q trình tăng trưởng của cây trồng (Ma, 2003).
</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">Từ những vấn đề trên, việc nghiên cứu các giải pháp cải tạo đất và giatăng sự chống chịu của cây lúa trong điều kiện bị ảnh hưởng của xâm nhập
<i><b>mặn thật sự cần thiết. Vì vậy, đề tài “Biện pháp cải thiện chất lượng đất và</b></i>
<i><b>năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sơng Cửu Long” được thực</b></i>
hiện với giả thuyết bón phân hữu cơ và biochar có thể cải thiện một số đặc tínhhóa, lý đất và hỗ trợ cho q trình rửa mặn trong đất; bón chế phẩm vi sinh vàphân silic góp phần tăng sự chống chịu của cây lúa. Từ đó, việc bổ sung cácchế phẩm sẽ hỗ trợ cho sự sinh trưởng, phát triển của cây lúa thích ứng vớibiến đổi khí hậu tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng,tỉnh Kiên Giang góp phần duy trì hệ thống canh tác lúa 02-03 vụ/năm mang lạihiệu quả kinh tế cao trong điều kiện hạn, mặn đang trở nên nghiêm trọng hơnở ĐBSCL.
<b>1.2. Mục tiêu nghiêu cứu1.2.1. Mục tiêu tổng quát</b>
Nghiên cứu biện pháp cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năngsuất lúa trên đất nhiễm mặn ở hai tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long.
<b>1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu</b>
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ảnh hưởng của các chế phẩm cảitạo đất gồm phân hữu cơ và biochar đến đặc tính vật lý, hóa học đất và năngsuất lúa và vai trị của phân silic và chế phẩm vi sinh đến sự sinh trưởng vànăng suất lúa.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài trên đất đang canh tác lúa chịu ảnhhưởng của xâm nhập mặn theo mùa tại ấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện UMinh Thượng, tỉnh Kiên Giang và ấp Q Thuận B, xã Hịa Lợi, huyện Thạnh
</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">5Phú, tỉnh Bến Tre.
</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27"><b>1.4. Nội dung nghiên cứu của luận án</b>
<b>- Nội dụng 1: Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập</b>
mặn tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh KiênGiang.
<b>- Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic,</b>
chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suấtlúa trên đất nhiễm mặn.
<b>- Nội dung 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả</b>
năng rửa mặn trên đất bị nhiễm mặn.
<b>1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn</b>
Đề tài đã cung cấp thông tin về hiện trạng xâm nhập mặn ảnh hưởngđến sự thay đổi một số đặc tính trong đất gây bất lợi cho cây trồng.
Đề tài có tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn tìm ra các giảipháp phù hợp để cải tạo đất nhiễm mặn nhằm tăng khả năng rửa mặn, giảmhàm lượng Na<small>+</small> trong đất, tăng khả năng giữ và cung cấp chất dinh dưỡng, giatăng năng suất lúa.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, bón biochar 10 tấn/ha làm tăng khác biệtcó ý nghĩa hàm lượng chất hữu cơ, lân hữu dụng, cải thiện dung trọng, độ xốp,ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm và gia tăng năng suất lúa, tuy nhiên khơngcho thấy khác biệt có ý nghĩa đến pH, EC, CEC đất sau bốn vụ canh tác.Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy tốc độ thấm nước nhanh khi đất được bónbiochar nên có thể giúp tăng hiệu quả rửa mặn.
Biện pháp bón phân hữu cơ 3 tấn/ha cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩmđộ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm. Tuy nhiên, gia tăng khơng có ý nghĩa vềnăng suất lúa và pH, EC, ESP, CEC, chất hữu cơ và lân hữu dụng trong đấtsau bốn vụ canh tác.
Bón phân silic và chế phẩm vi sinh cũng chưa mang lại hiệu quả hỗ trợsự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, từ đó năng suất lúa chưa được cảithiện qua bốn vụ canh tác.
<b>1.6. Tính mới của luận án</b>
Nghiên cứu của luận án đã xác định việc sử dụng biochar trong nghiêncứu như chất cải tạo đất có hiệu quả trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa họcđất thơng qua việc cải thiện một số đặc tính vật lý, hóa học đất và gia tăng năng
</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">suất lúa trên đất nhiễm mặn ở vùng nghiên cứu sau bốn vụ canh tác. Bên cạnhđó, bón biochar cũng cho thấy hiệu quả trong việc tăng tốc độ thấm từ đó tănghiệu quả rửa mặn trong đất.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy bón phân hữu cơ ở liều lượng thấp 3tấn/ha có hiệu quả trong cải thiện đặc tính vật lý đất sau bốn vụ canh tác nhưngchưa có hiệu quả trong cải thiện đặc tính hóa học đất và chưa làm tăng năngsuất lúa so với liều lượng bón 5 tấn/ha như các kết quả nghiên cứu trước đây.Tuy nhiên, việc bón phân hữu cơ 3 tấn/ha có khả năng ứng dụng vào thực tiễncao khi bón tích lũy qua nhiều vụ.
Bón phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha chưa có hiệuquả trong hỗ trợ sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất nhiễmmặn, do đó hiệu quả của phân silic và chế phẩm vi sinh đối với sinh trưởngcủa cây lúa trên đất nhiễm mặn cần được nghiên cứu thêm.
</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">Hình 1. Lược đồ nghiên cứu của luận án
<b>Các nội dung nghiên cứu chính của luận án</b>
Nghiên cứu 1: Đánh giáhiện trạng sản xuất nôngnghiệp và xâm nhập mặntại huyện Thạnh Phú, tỉnhBến Tre và huyện U MinhThượng, tỉnh Kiên Giang.
Nghiên cứu 2: Đánh giá hiệuquả của phân hữu cơ, biochar,phân silic, chế phẩm vi sinhtrong cải thiện độ phì nhiêu vậtlý, hóa học đất và năng suấtlúa trên đất nhiễm mặn.
Nghiên cứu 3:Đánh giá vai tròcủa phân hữu cơ vàbiochar đến khảnăng rửa mặn trênđất nhiễm mặn.
<b>Các nội dung nghiên cứu chi tiết của luận án</b>
- Khảo sát hiệu quả củaphân hữu cơ, biochar đốivới khả năng thấm vàgiảm EC của đất được rửamặn.
- Khảo sát hàm lượng cáccation trong dung dịch rửavà trong đất sau khi kếtthúc quá trình rửa mặn.- Đánh giá sự thay đổi cácđặc tính hóa học đất saukhi kết thúc q trình rửamặn.
- Ảnh hưởng của xâm nhậpmặn đến sự thay đổi một sốchỉ tiêu hóa học đất.
- Hiệu quả của bổ sung phânhữu cơ, biochar đối với sựcải thiện tính chất vật lý,hóa học và dinh dưỡng đấtnhiễm mặn.
- Ảnh hưởng của phân hữucơ, biochar, phân silic vàchế phẩm vi sinh đến sựsinh trưởng và năng suất lúatrên đất nhiễm mặn.
</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30"><b>CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU</b>
<b>2.1. Tác động của biến đổi khí hậu và hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long</b>
<b>2.1.1. Tác động của biến đổi khí hậu</b>
Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) (2007), Biếnđổi khí hậu (BĐKH) là sự biến đổi trạng thái của hệ thống khí hậu thể hiệnqua sự thay đổi giá trị trung bình và giá trị cực trị (lớn nhất và nhỏ nhất) củacác thơng số thời tiết, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình làhàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH có thể do các q trình tự nhiên bên tronghệ thống khí hậu, hoặc do những tác động từ bên ngoài, hoặc do tác độngthường xuyên của con người làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyểnhoặc sử dụng đất. Hệ quả của biến đổi khí hậu làm gia tăng mực nước biểndo khối băng trên Trái đất bị tan dần ra và khối nước ở biển và đại dương dãnnở vì nhiệt.
BĐKH đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Việt Nam cũng là mộttrong năm quốc gia trên thế giới bị tác động nặng nề nhất của BĐKH (Bộ Tàinguyên và Môi trường, 2012). BĐKH tác động đến các yếu tố chính gồm sựgia tăng nhiệt độ bầu khí quyển, sự thay đổi lượng mưa và vấn đề dâng caocủa mực nước biển. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảngtừ 0,5<small>o</small>C - 0,7<small>o</small>C trên phạm vi cả nước, lượng mưa có xu hướng giảm ở phíaBắc và tăng ở phía Nam lãnh thổ Việt Nam (Phạm Khơi Nguyên, 2009). Theokết luận của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) kịch bản phát thải trungbình (B2, A1B) ở Việt Nam vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình sẽ tăng từ2 - 3<small>o</small>C trên phần lớn diện tích cả nước; về lượng mưa vào cuối thế kỷ 21,lượng mưa hàng năm tăng trên hầu hết khắp lãnh thổ, với mức tăng phổ biếntừ 2 - 7%, xu thế chung là lượng mưa trong mùa khô giảm và lượng mưa trongmùa mưa tăng; về nước biển dâng, trung bình tồn Việt Nam nước biển dângtrong khoảng từ 57 - 73 cm và nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mau đếnKiên Giang trong khoảng từ 62 - 82 cm. Tuy nhiên, theo kịch bản phát thảicao (A1F1) vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mauđến Kiên Giang trong khoảng từ 85 - 105 cm. Nếu mực nước biển dâng cao100 cm thì ĐBSCL có khoảng 39% diện tích có nguy cơ bị ngập và 35% dânsố bị ảnh hưởng trực tiếp.
ĐBSCL là vùng có nguồn tài nguyên đa dạng, phong phú, đây là điều
</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">kiện để phát triển kinh tế tồn diện. Theo Lê Quang Trí (2012), sản xuất nôngnghiệp và thủy sản là hai trụ cột kinh tế chính của dân cư ở ĐBSCL, mỗi nămđóng góp trên 50% sản lượng lúa, 65% sản lượng cá và khoảng 75% sản lượngcây ăn trái cho cả nước. Tuy nhiên, với đặc điểm tự nhiên của ĐBSCL có bờbiển dài hơn 700 km, các cửa sơng mở thơng với biển, địa hình thấp và nằm ởtận cùng của lưu vực sông Mê Kông nên đây là vùng được dự báo sẽ chịunhiều tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng (Chaudhry and
<i>Ruysschaet, 2007; Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2008).</i>
Theo kịch bản BĐKH, nếu mực nước biển dâng lên thì diện tích bịngập ở ĐBSCL tương ứng như sau:
- Nước biển dâng 0,25 m: diện tích ngập lên đến 14% ở các tỉnh ĐBSCL- Nước biển dâng 0,5 m: diện tích ngập lên đến 32% ở các tỉnh ĐBSCL.- Nước biển dâng 1 m: diện tích ngập lên đến 67% ở các tỉnh ĐBSCL.Dưới tác động của biến đổi khí hậu, ở ĐBSCL ước tính hàng trăm ngànha đất bị ngập, hàng triệu người có thể bị mất nhà cửa nếu nước biển dângcao. Sản lượng lương thực có nguy cơ giảm sút lớn, đe dọa tới an ninh lươngthực của quốc gia. Diện tích canh tác nơng nghiệp sử dụng nguồn nước ngọtnhư lúa, màu, cây ăn trái và nuôi trồng thủy sản sẽ bị thu hẹp, năng suất vàsản lượng sẽ suy giảm. Một trong những yếu tố tác động đến sự suy giảmnăng suất và sản lượng cây trồng đó là sự suy giảm về chất lượng đất canh tác.Chất lượng đất phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện khí hậu thơng qua lượngnước mưa và nhiệt độ, nếu nhiệt độ và hạn hán tăng lên trong mùa khơ sẽ thúcđẩy q trình oxy hóa ở các vùng đất có phèn tiềm tàng gây độc cho câytrồng, thúc đẩy q trình xói mịn rửa trơi dinh dưỡng trong đất gây thối hóađất. Ngồi ra, hiện tượng thời tiết khắc nghiệt cịn ảnh hưởng đến sự đa dạngvi sinh vật trong đất. Nước biển dâng, thiên tai, bão lũ gia tăng sẽ làm tănghiện tượng nhiễm mặn, ngập úng, sạt lở bờ sông, bờ biển… Hạn hán kéo dài,đất đai bị khô cằn nhiều hơn làm suy giảm đáng kể sức sản xuất của đất vàgiảm năng suất cây trồng dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng đấtcủa vùng (Mai Hạnh Nguyên, 2012).
<b>2.1.2. Hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long2.1.2.1. Nguyên nhân dẫn đến xâm nhập mặn</b>
ĐBSCL với hệ thống sơng ngịi chằng chịt, nhiều cửa sông ăn thôngra biển nên trong các tháng mùa khơ, dịng chảy từ sơng Mê Kơng đổ về khu
</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">vực này giảm dần làm cho nước mặn có cơ hội xâm nhập sâu vào nội đồng,
</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">nhất là ở giai đoạn giữa và cuối mùa khơ hàng năm. Ngồi ra, hình dạng lịngsơng vùng cửa quyết định đến mặn xâm nhập vào sông. Nếu vùng cửa sôngnông và hẹp (do phù sa của mùa lũ năm trước bồi lắng gây nên), thì mặn nămsau khó xâm nhập vào sâu hơn. Những năm gần đây, do lũ ĐBSCL thấp,lượng phù sa ít, nên các cửa sơng bị bào mịn và xói lở sâu hơn, tạo điều kiệnthuận lợi cho mặn xâm nhập vào sâu hơn (Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam,2016).
Mặn thường xuất hiện trên vùng các cửa sông ĐBSCL từ khoảng tháng12 năm trước đến tháng 5 năm sau, với đỉnh điểm là cuối tháng 4 và đầu tháng5. Ranh giới xâm nhập mặn cao nhất trung bình trong nhiều năm ở mức 4 g/lít.Những năm khơ hạn, ranh mặn có thể lên cao hơn trung bình 3 - 5 km, nhưnăm 1993, 1998, 2004, 2010... So với ranh mặn 4 g/lít, ranh mặn 1 g/lít vàosâu thêm 5 - 10 km tùy từng sông. Kết quả của nhiều nghiên cứu xâm nhậpmặn vùng ĐBSCL từ 1980 đến nay cho thấy chiều dài xâm nhập mặn vào cửasông phụ thuộc chặt chẽ bởi 6 yếu tố là (1) Dịng chảy kiệt từ thượng nguồnsơng Mê Kơng; (2) Khả năng trữ nước cuối mùa lũ của vùng ĐBSCL; (3) Diễnbiến mực nước ven biển; (4) Tình trạng sử dụng nước ở ĐBSCL; (5) Hìnhdạng lịng sơng vùng cửa và (6) Diễn biến mưa đầu mùa mưa. Từ năm 2013 -2017, độ mặn trên các cửa sơng giáp biển có xu hướng gia tăng và xâm nhậpngày càng sâu vào nội đồng theo từng năm. Cụ thể, năm 2013 có độ mặn trungbình trên các cửa sơng 14,4 g/lít, năm 2014 có độ mặn 14,3 g/lít, năm 2015 độmặn 15,8 g/lít, năm 2016 độ mặn 20,5 g/lít, năm 2017 độ mặn 16,2 g/lít. Năm2016, mặn xâm nhập sớm hơn 2 tháng so với năm 2015. Năm 2017, mặn xâmnhập sớm hơn 1 - 1,5 tháng so với trung bình nhiều năm, muộn hơn mùa khơ2015 - 2016 (Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, 2016). TheoViện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2019), mùa mưa năm 2019 trên lưu vựcsông Mê Kông xuất hiện muộn, thời gian mùa mưa ngắn, tổng lượng dịngchảy năm ước tính chỉ ở mức trung bình thấp. Dịng chảy về đồng bằng từ đầumùa khơ đến nay giảm nhanh, đang xuống ở mức cực thấp so với trung bìnhnhiều năm từ 1980 đến nay. Hai yếu tố thượng lưu quan trọng, chi phối chủđạo đến nguồn nước, xâm nhập mặn trong mùa khô năm 2019 - 2020 ở vùngĐBSCL là lượng nước tích trữ trong Biển Hồ và dịng chảy trên dịng chínhsơng Mê Kơng đang ở mức cực thấp và tương đương hoặc ít hơn so với cùngthời kỳ năm 2015.
</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34"><b>2.1.2.2. Tình hình xâm nhập mặn ở tỉnh Bến Tre và tỉnh Kiên Giang</b>
Bến Tre nằm ở phía Đơng hạ lưu sơng Cửu Long, có diện tích 2.356km<small>2</small>, có hệ thống sơng rạch chằng chịt với trên 6.000 km và tiếp giáp với biểnĐông với 65 km bờ biển, trải dài từ Ba Tri, Bình Đại đến Thạnh Phú, ôm lấy 3dãy cù lao Minh, Bảo và An Hóa (Địa chí Bến Tre, 2001). Theo phân bố tựnhiên, Bến Tre được chia thành 3 vùng sinh thái: vùng nước ngọt chiếm 37%,vùng nước lợ chiếm 27% và vùng nước mặn chiếm 36% diện tích. Với đặc thùcủa vùng cù lao ven biển, nên hàng năm Bến Tre phải đối mặt với tình trạngnước mặn xâm nhập sâu vào đất liền, làm ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nơngnghiệp, diện tích sản xuất nơng nghiệp là 181.252 ha, trong đó 25% diện tíchđất bị nhiễm mặn (UBND tỉnh Bến Tre, 2012). Sự xâm nhập mặn tăng vàomùa khơ, ranh giới mặn 4 g/lít ở các sơng lớn vào sâu 50 km, ranh giới mặn 1g/lít vào sâu 70 km, vào mùa khơ độ mặn 1 g/lít bao phủ trên toàn địa bàn tỉnhBến Tre (Sở Tài nguyên và Môi trường Bến Tre, 2011). Theo Cục Thống kêtỉnh Bến Tre (2020), tình hình xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Bến Tre tháng02/2020 có nhiều diễn biến hết sức phức tạp. Trên các tuyến sơng, kênh, rạchcủa tồn tỉnh nước mặn xâm nhập rất sâu vào nội địa, độ mặn 4 g/lít đã xuấthiện ở những nơi cách cửa sông từ 50 km - 68 km, trực tiếp đe dọa hàng nghìnhecta lúa, rau màu, cây ăn trái của bà con nơng dân.
Kiên Giang có diện tích tự nhiên là 6.348,53 km<small>2</small>, trong đó diện tích đấttrồng lúa chiếm 395.765 ha và đất đai được phân chia nhiều tiểu vùng: 1.Vùng Tứ giác Long Xuyên đất bị nhiễm phèn nặng, bị lũ hàng năm, ven biểnbị nhiễm mặn; 2. Vùng Tây sông Hậu đất ít bị nhiễm phèn, nước ngọt quanhnăm, bị ảnh hưởng của lũ sơng Mê Kơng, rất ít nhiễm mặn vào mùa khô; 3.Vùng U Minh Thượng đất bị nhiễm phèn, mặn vào mùa khô và bị ngập úngcục bộ vào mùa mưa, canh tác chủ yếu nhờ vào nước mưa. Điều kiện tự nhiênthuận lợi giúp Kiên Giang phát triển kinh tế nông nghiệp, lâm nghiệp, kinh tếbiển, công nghiệp chế biến nông lâm thủy sản và dịch vụ; trong đó tiềm năngvề phát triển sản xuất nơng nghiệp đặc biệt là cây lúa đã góp phần trong việcổn định sản lượng lúa vùng đồng bằng sơng Cửu Long nói riêng và cả nướcnói chung. Tuy nhiên, với bờ biển dài trên 200 km, có diện tích biển khoảng63.000 km<small>2</small>, chịu tác động của cả triều biển Đông và biển Tây nên Kiên Gianglà một trong các tỉnh ven biển ĐBSCL chịu ảnh hưởng nghiêm trọng xâmnhập mặn hàng năm.
</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35"><b>2.1.2.3. Tác động xâm nhập mặn đến tình hình sản xuất lúa ở ĐBSCL</b>
ĐBSCL có diện tích khoảng 4 triệu ha, trong đó khoảng 35% diện tích
<i>(1,4 triệu ha) chịu ảnh hưởng mặn (Nguyễn Văn Sánh và ctv, 1998), bao gồm</i>
các tiểu vùng sinh thái ven biển và bán đảo Cà Mau trải rộng ở các tỉnh LongAn, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và KiênGiang. Xâm nhập mặn thường do nước biển xâm lấn khi mực nước ở các consông, kênh nội đồng thấp, lượng mưa ít và chế độ thủy triều từ Vịnh Thái Lanđã đẩy nước mặn từ Biển Đông vào. Các nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng
<i>Điệp và ctv (2017) và Nguyễn Văn Bé và ctv (2017) cho thấy ảnh hưởng tiêu</i>
cực của BĐKH là gây ra sự xâm nhập mặn từ đó tác động đến hiện trạng canhtác trên đất lúa. Đất canh tác lúa ở các vùng ven biển thường bị xâm nhập vàomùa khô trong khoảng thời gian từ tháng 12 dương lịch đến tháng 4 năm saunên nếu nông dân canh tác lúa vào thời điểm này sẽ bị ảnh hưởng đến năngsuất lúa.
Theo Sở Nông nghiệp và PTNT Bến Tre (2011), tổng diện tích lúa gieosạ vụ Đơng Xn năm 2011 của tỉnh là 20.632 ha, trong đó có 2.615 ha vàothời kỳ lúa trổ bông bị ảnh hưởng, năng suất lúa giảm từ 30 - 60% do ảnhhưởng của xâm nhập mặn. Dưới tác động của BĐKH, các đợt El Nino đã gâyra hạn hán trên phạm vi rộng, tình trạng cạn kiệt nguồn nước tại các dịng sơngtrên cả nước ngày càng phổ biến, trong đó đặc biệt nghiêm trọng là đợt hạnhán và xâm nhập mặn xảy ra trong năm 2015/2016 và 2019/2020 tại các tỉnhthuộc ĐBSCL. Theo Cục Trồng trọt (2015) vào vụ Đơng Xn năm 2015 có104.000 ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất do xâm nhập mặn (chiếm11% diện tích gieo trồng ở 8 tỉnh ven biển của ĐBSCL), vụ Xuân Hè cókhoảng 90.000 ha lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặngkhoảng 50.000 ha (các tỉnh bị thiệt hại nặng bao gồm Kiên Giang 34.000 ha,Sóc Trăng 6.300 ha, Bạc Liêu 5.800 ha) và có hơn 340.000 ha lúa vụ Hè Thuxuống giống trễ lịch mùa vụ so với kế hoạch. Trong năm 2016, tổng diện tíchtrồng lúa bị thiệt hại trực tiếp do xâm nhập mặn tăng lên tới gần 140.000 ha,tập trung ở một số tỉnh như Cà Mau với gần 50.000 ha, tiếp đó là Kiên Giangvới trên 34.000 ha, Bến Tre là trên 13.000 ha, Bạc Liêu, Trà Vinh là trên11.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016).
Theo các chuyên gia dự báo về BĐKH trên thế giới và Việt Nam, hiệntrạng xâm nhập mặn ở ĐBSCL có xu hướng tăng dần và ngày càng khắcnghiệt trong tương lai. Điều này đã được minh chứng qua đợt mặn kỷ lục vàonăm 2019 và năm 2020. Theo Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam (2020), xâm
</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">nhập mặn vào mùa khô năm 2019 - 2020 khu vực ĐBSCL ở mức nghiêmtrọng
</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">nhất trong lịch sử, ranh giới độ mặn 4 g/lít đã làm ảnh hưởng đến 42,5% diệntích tự nhiên của tồn vùng, tương đương 1.688.600 ha, cao hơn năm 2016 là50.376 ha. Xâm nhập mặn đã ảnh hưởng đến 10/13 tỉnh ĐBSCL, trong đó CàMau là tỉnh bị ảnh hưởng nặng nhất với 16.500 ha/176.700 ha diện tích gieotrồng trong vụ mùa bị ảnh hưởng, trong đó diện tích bị thiệt hại trắng từ 70%trở lên là 14.000 ha. Đối với vụ Đông Xuân 2019 - 2020, ở ĐBSCL có sáutỉnh gồm Trà Vinh, Tiền Giang, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long An và Cà Maubị ảnh hưởng của hạn, xâm nhập mặn với tổng diện tích khoảng 41.900 ha,trong đó, có 26.000 ha thiệt hại mất trắng và Trà Vinh là tỉnh có diện tích thiệthại nhiều nhất với 14.300 ha.
<b>2.2. Đặc điểm vùng nghiên cứu</b>
<b>2.2.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên huyện U Minh Thượng, tỉnhKiên Giang</b>
Huyện U Minh Thượng nằm trong vùng U Minh Thượng có địa hìnhtương đối bằng phẳng. Huyện U Minh Thượng cách xa các trung tâm kinh tếchính trị và thành phố lớn, cách trung tâm thành phố Rạch Giá về hướng ĐôngNam khoảng 55 km. Địa giới hành chính:
Phía Đơng giáp huyện Vĩnh Thuận;Phía Tây giáp huyện An Biên, An Minh;Phía Bắc giáp huyện Gị Quao
Phía Nam giáp huyện Thới Bình, tỉnh Cà Mau.
Huyện U Minh Thượng có diện tích tự nhiên 43.279,5 ha, năm 2015dân số 71.549 người. Huyện có 06 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm cácxã: Thạnh Yên, Thạnh Yên A, Vĩnh Hòa, Hòa Chánh, Minh Thuận và AnMinh Bắc (Hình 2.2) (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).
Huyện U Minh Thượng có rừng ngập nước, đồng ruộng, với hệ thốngsơng ngịi chằng chịt, thuận lợi cho giao thông đường thuỷ và phát triển nôngnghiệp, thủy hải sản (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).
Nhiệt độ trung bình hằng năm tương đối ấm áp, giao động 25 - 32<small>0</small>C(UBND huyện U Minh Thượng, 2015).
Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 mm. Mùa mưa bắt đầutừ tháng 5 và chấm dứt vào cuối tháng 11 dương lịch, mùa khô từ tháng 12 đếntháng 4 dương lịch. Trong mùa mưa thường xuất hiện những đợt nắng hạn kéodài từ 10 - 15 ngày và cũng gây ngập úng vào giữa mùa mưa (tháng 8 - tháng
</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">Huyện U Minh Thượng có 06 nhóm đất chính: đất phèn hoạt động nôngvà mặn, phèn tiềm tàng nông nhiễm mặn, phù sa nhiễm mặn nhẹ, phèn hoạtđộng sâu và mặn, phèn hoạt động nông nhiễm mặn nhẹ, đất than bùn có tầngphèn tiềm tàng sâu. Nhóm đất phèn hoạt động sâu và mặn với diện tích lớnnhất trong tồn tỉnh 17.220 ha phân bố ở các xã Hòa Chánh, Vĩnh Hòa, ThạnhYên A, An Minh Bắc và Minh Thuận và đất phù sa nhiễm mặn với diện tích13.267 ha phân bố ở Thạnh Yên, Thạnh Yên A, Hòa Chánh, Vĩnh Hòa, vàMinh Thuận. Đất phèn hoạt động nơng và mặn với diện tích ít nhất là 915 haphân bố ở các xã Thạnh Yên và Hòa Chánh. Các nhóm đất than bùn có tầngphèn tiềm tàng sâu, phèn hoạt động nông nhiễm mặn nhẹ, phèn tiềm tàng nơngnhiễm mặn với diện tích lần lượt là 9.665 ha, 2.910 ha và 1.497 ha, phân bố ởAn Minh Bắc, Minh Thuận, Thạnh Yên A, Hòa Chánh (UBND huyện U MinhThượng, 2015).
Huyện U Minh Thượng có nhiều sơng ngịi và kênh rạch chằng chịt,nhất là về thủy lợi phục vụ sản xuất cơ bản đã hoàn chỉnh; hệ thống kênh trụcphục vụ tưới tiêu, sinh hoạt kết hợp làm giao thông đường thủy cho các tiểuvùng đã đáp ứng nhu cầu sản xuất, đáng kể nhất là các con kênh dọc theochiều dài địa giới hành chính như: tuyến sông Cái Lớn, kênh làng Thứ Bảy...tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển sản xuất trên các tiểu vùng, giúp choviệc rửa phèn cải tạo đất; các bờ đê sơng với cao trình hợp lý giúp chống úng,ngăn mặn, giữ ngọt ở các tiểu vùng (vùng lúa 2 vụ, vùng đệm); ngồi ra, giaothơng thủy góp phần vận chuyển hàng hóa được thuận tiện hơn (UBND huyệnU Minh Thượng, 2015).
Nhờ hệ thống thủy lợi được nạo vét thường xuyên, nên vào mùa khônước biển theo các tuyến kênh vào nội đồng. Đây là nguồn nước mặn cung cấpcho nuôi tôm sú (vùng quy hoạch tôm - lúa). Thời gian từ khoảng cuối tháng12 dương lịch kéo dài đến đầu mùa mưa, độ mặn tăng dần từ lúc nhiễm mặnđến cao nhất khoảng tháng 3 - tháng 4 dương lịch năm sau, độ mặn cao nhấttrung bình hàng năm khoảng 15 g/lít, đến khi bắt đầu mùa mưa (tháng 5 -
</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">tháng 11) (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).
</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">Theo báo cáo của Phịng Nơng nghiệp và PTNT huyện U Minh Thượng(2019), tình hình sản xuất một số loại cây trồng chính ở huyện U MinhThượng như sau:
Diện tích sản xuất lúa 26.129 ha, tổng sản lượng lúa 146.241 tấn, trongđó lúa chất lượng cao chiếm 95%. Vụ mùa và Đông Xuân 2019 - 2020 gieocấy được 14.353 ha (diện tích cịn lại nơng dân ni tơm lưu vụ).
Cây mía: tổng diện tích 1.718 ha, năng suất bình quân 80 tấn/ha, sảnlượng 137.440 tấn.
Cây dừa: qua thống kê có khoảng 69.325 cây tương đương 277 ha (chủyếu tận dụng đất bờ vuông, đất xung quanh nhà và một số hộ nông dân trồngchuyên canh), năng suất 4,2 tấn/ha cơm dừa, sản lượng 1.165 tấn cơm dừa.
Cây khóm: tổng diện tích 902 ha, năng suất đạt 18 tấn/ha; sản lượng16.236 tấn.
Cây chuối: tổng diện tích 1.460 ha, chủ yếu trong vùng đệm, năng suấtđạt 35 tấn/ha, sản lượng 51.100 tấn.
Cây ăn trái khác: diện tích 327 ha gồm một số loại cây trồng chủ yếunhư bưởi, xoài, ổi, cây có múi, thanh long,... năng suất bình qn 15 tấn/ha,sản lượng 4.905 tấn.
Rau, màu các loại: Tổng diện tích gieo trồng các loại rau màu trong năm2.338 ha gồm một số loại như gừng, nghệ củ, các loại khoai, còn lại rau ăn lá,bầu, bí, dưa,… năng suất 22 tấn/ha, sản lượng 51.436 tấn.
<b>2.2.2. Tổng quan về điều kiện tự nhiên của huyện Thạnh Phú, tỉnhBến Tre</b>
Thạnh Phú là huyện ven biển của tỉnh Bến Tre, nằm cuối Cù Lao Minh,giữa hai sông Hàm Luông, Cổ Chiên và tiếp giáp Biển Đông. Thạnh Phú cáchTrung tâm hành chính tỉnh khoảng 34 km về hướng Nam, ranh giới huyệnđược xác định: kinh độ Đông: 106<small>0</small>24<small>’</small>41<small>’’</small> đến 106<small>0</small>41<small>’</small>47<small>’’</small>; vĩ độ Bắc: 9<small>0</small>47<small>’</small>15<small>’’</small>
đến 0<small>0</small>03<small>’</small>52<small>’’</small>. Huyện có các đơn vị hành chính:
Phía Bắc giáp huyện Ba Tri, Giồng Trôm và Mỏ CàyNam Phía Nam giáp tỉnh Trà Vinh và Biển Đơng
Phía Đơng giáp Biển Đơng
Phía Tây giáp huyện Mỏ Cày Nam và tỉnh Trà Vinh
</div>
