Biện pháp cải thiện chất lượng đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long

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

<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ </b>

<b> </b>

<b>NĂM 2024 </b>

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

<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ </b>

<b>THỊ TÚ LINH MÃ SỐ NCS: P0118001 </b>

<b>BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ 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 ĐẤT MÃ SỐ 9620103</b>

<b> </b>

<b>NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS. CHÂU MINH KHƠI </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, tôi đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình của Quý Thầy Cô, Quý Lãnh đạo cơ quan, đồng nghiệp, 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, Đại học Cần Thơ, Thầy đã giới thiệu tơi tham gia chương trình đào tạo nghiên cứu sinh tại trường Đại học Cần Thơ. Trong thời gian học và nghiên cứu tại Trường, Thầy đã luôn quan tâm đến tiến độ học tập của nghiên cứu sinh, tận tình giảng dạy tơi trên nhiều lĩnh vực và tận tâm hướng dẫn tơi hồn thành luận án tốt nhất.

Chương trình nghiên cứu A-8 thuộc Dự án ODA-Nhật Bản đã hỗ trợ một 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 chuyên ngành trong các học phần thuộc chương trình đào tạo.

Cơ PGS.TS. Nguyễn Mỹ Hoa đã hướng dẫn tơi hồn thành chuyên đề 2 trong chương trình đào tạo.

Thầy TS. Trần Bá Linh đã hướng dẫn tơi hồn thành tiểu luận tổng quan và hỗ trợ tơi hồn thành việc tham gia trợ giảng trong chương trình nghiên cứu thực địa của học viên cao học.

Thầy PGS.TS. Trần Văn Dũng, Thầy PGS. TS. Nguyễn Khởi Nghĩa và Cô TS. Nguyễn Minh Phượng đã hỗ trợ tôi trong việc hoàn thành tiến độ các học phần và hồ sơ trong chương trình đào tạo.

Ban Lãnh đạo Khoa Khoa học đất đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong 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 tơi trong q trình nghiên cứu tại Khoa.

TS. Đặng Duy Minh, TS. Nguyễn Thị Kim Phượng, ThS. Huỳnh Mạch Trà My, ThS. Nguyễn Anh Đức đã hỗ trợ tôi thực hiện thành công thí nghiệm đồng ruộng và thí nghiệm trong phịng.

Thầy PGS.TS. Trần Văn Dũng, ThS. Trần Huỳnh Khanh đã hỗ trợ tôi khoan 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 Phịng phân tích, Khoa Khoa học đất, Trường Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ đã hỗ trợ, hướng dẫn tơi 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 học đất đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện luận án này.

Lãnh đạo Khoa Sau Đại học, Lãnh đạo Trường Nông nghiệp, cán bộ phụ trách sau đại học đã hướng dẫn tôi trong thực hiện các hồ sơ để hoàn thành chương trình đào tạo theo quy định.

Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và PTNT, Ban Giám đốc Trung tâm Khuyến nông tỉnh Kiên Giang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi được tập trung học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Cần Thơ.

Tập thể cán bộ phịng Khuyến nơng-Trồng trọt và Chăn ni thuộc Trung tâm Khuyến nông Kiên Giang đã hỗ trợ tôi thực hiện công việc tại đơn vị để tôi tập trung thời gian hoàn thành luận án này.

Lãnh đạo địa phương, bà con nông dân tại huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang đã tạo điều kiện và cung cấp thông tin giúp tôi thực hiện thành công việc thu thập, điều tra, khảo sát và thực hiện thành cơng thí nghiệm đồng ruộng.

Gia đình và người thân đã ln động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi an tâm học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận án.

Tôi 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 biển Đồng bằng sông Cửu Long trong những năm gần đây. Để hạn chế những ảnh hưởng bất lợi của xâm nhập mặn đến canh tác lúa tại các vùng ven biển Đồng bằng sông Cửu Long, đề tài thực hiện nghiên cứu các biện pháp giúp cải thiện đặc tính vật lý, hóa học đất và gia tăng năng suất lúa là cần thiết. Nghiên cứu được thực hiện trên đất trồng lúa bị nhiễm mặn theo mùa với các mục tiêu cụ thể: (i) Đánh giá hiện trạng các hệ thống cây trồng và xâm nhập mặn tại huyện Thạnh 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 và hóa 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 đất nhiễm mặn; (iv) Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trong đất nhiễm mặn. Đề tài được thực hiện từ tháng 10 năm 2018 đến tháng 10 năm 2022 gồm ba nội dung nghiên cứu:

Nội dung nghiên cứu thứ nhất: 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. Nguồn dữ liệu được thu thập từ số liệu thứ cấp và số liệu sơ

<i>cấp thông qua phỏng vấn nông hộ và cán bộ nông nghiệp tại địa phương. </i>

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, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Các thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện tại ấp Quí Thuận B, xã Hòa Lợi, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre và ấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang. Thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện qua bốn vụ trồng lúa liên tiếp. Các nghiệm thức bố trí theo khối hồn tồn ngẫu nhiên gồm 6 nghiệm thức với 4 lần lặp lại, bao gồm nghiệm thức lúa 03 vụ, nghiệm thức lúa 02 vụ bỏ đất trống vụ Xuân Hè, nghiệm thức lúa 02 vụ bón phân hữu cơ (3 tấn/ha/vụ), nghiệm thức lúa 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 và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn, thực hiện thí nghiệm trong phịng được bố trí hồn tồn ngẫu nhiên gồm 8 nghiệm thức với 4 lần lặp lại, trong đó nghiệm thức khơng bổ sung chế phẩm (phân hữu cơ/biochar) làm đối chứng,

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

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 nghiệm thức kết hợp giữa phân hữu cơ 1% với biochar 1%.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiện trạng canh tác tại khu vực nghiên cứu bị nhiễm mặn theo mùa, độ mặn trong dung dịch đất gia tăng và thiếu nước tưới vào mùa khô là các yếu tố trở ngại gây ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa vụ Xuân Hè trong hệ thống canh tác lúa 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 chế phẩm 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 lúa trên đất nhiễm mặn. Bón biochar 10 tấn/ha qua bốn vụ canh tác có hiệu quả trong cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0 - 15 cm, gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng K<small>+</small> trao đổi và hòa tan, lân hữu dụng trong 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 qua bốn vụ canh tác liên tục. Bón phân hữu cơ 3 tấn/ha có hiệu quả trong cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm nhưng khác biệt khơng 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 phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha không cho thấy hiệu quả trong việc hỗ trợ sinh trưởng, phát triển của cây lúa và cải thiện năng suất lúa trên đất nhiễm mặn. Bổ sung phân hữu cơ và biochar với tỷ lệ 1%, 2% và sự kết hợp giữa phân hữu cơ 1% với biochar 1% vào cột đất rửa mặn cho thấy hiệu quả trong việc tăng tốc độ thấm nước, rút ngắn thời gian rửa mặn, tăng hiệu quả rửa mặn và giảm giá trị EC trong nước, trong đất đến ngưỡng phù hợp cho sự 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 khác biệt 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 đất, </b></i>

<i>đất nhiễm mặn, năng suất lúa, xâm nhập mặn. </i>

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

<b>ABSTRACT </b>

Seawater intrusion in recent years has been seriously in the coastal provinces of the Vietnamese Mekong River Delta. For rice cultivation in saline-affected areas, effectively technical solutions in improving soil quality and rice productivity need to be studied. Soil amendments in this study included compost, biochar, silicon fertilizer and microbial fertilizer. The objectives of this study were to (i) evaluate the impact of seawater intrusion on some cropping systems in Thanh Phu district, Ben Tre province and U Minh Thuong district, Kien Giang province; (ii) evaluate the effectiveness of compost and biochar in improving saline-affected soil physical and chemical fertility; (iii) evaluate the effectiveness of compost, biochar, silicon fertilizer and microbial product in improving rice growth and rice yield on saline-affected soil; (iv) evaluate the role of compost and biochar in enhancing salinity leaching from saline-affected soil. The study was carried out from October 2018 to October 2022 with three contents:

Research 1: Assessing the current status of cropping systems and seawater intrusion in Thanh Phu district, Ben Tre province and U Minh Thuong district, Kien Giang province. Data were collected from the published data and interviewing farmers and local agricultural staff.

Research 2: Evaluating the effectiveness of compost, biochar, silicon fertilizer and microbial product in improving saline-affected soil physical and chemical properties and rice yield in Qui Thuan B hamlet, Hoa Loi commune, Thanh Phu district, Ben Tre province and Xeo Ke hamlet, Thanh Yen commune, U Minh Thuong district, Kien Giang province. Field experiments were conducted for four continuous crops. Treatments, with four replicates, consisted of (i) continuous three rice crops per year, (ii) two rice crops rotated with fallow in Spring-Summer crop, (iii) two rice crops amended with compost at 3 tons ha<small>-1</small> per crop, (iv) two rice crops amended with biochar at 10 tons ha<small>-1</small> per crop, (v) two rice crops amended with silicon fertilizer at 100 kg ha<small>-1</small> per crop, and (vi) two rice crops amended with microbial product at 80 kg ha<small>-1 </small>per crop.

Research 3: Evaluating the role of compost and biochar in enhancing salinity leaching from saline-affected soil. The laboratory experiment was arranged in a completely randomized design, including 8 treatments with 4 replicates. The treatments consisted of the untreated treatment (control), the sole treatments amended with compost or biochar at the rates of 0.5%, 1%, 2%

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

corresponding to the dosages of 10 tons ha<small>-1</small>, 20 tons ha<small>-1</small>, 40 tons ha<small>-1</small>, and the combined treatment of 1% compost and 1% biochar.

Research results showed that the existing farming systems in the study area was affected by seasonal salinity. The increased salinity in the soil solution and limitation of irrigation water in the dry season were obstacle factors that adversely affect the rice growth and rice yield of the Spring-Summer rice crop, thereby reducing the production of the triple rice cropping system in the area. A conversion of three rice crops per year to two rice crops per year without soil amendments has not significantly changed soil bulk density, soil porosity, soil moisture, soil pH, EC, CEC, ESP, organic matter content, soil available P and rice yield on saline-affected soil. Applying biochar at a rate of 10 tons ha<small>-1</small> has been effectively in improving soil bulk density, porosity, and moisture in the top soil layer (0-15 cm), increasing the content of organic matter, exchangeable and soluble K<small>+</small> content and soil available P and increasing rice yield on saline-affected soil. However, soil pH, EC and CEC values have not been significantly improved. Applying compost at a rate of 3 tons ha^-1 has been effectively in improving soil bulk density, porosity, and soil moisture in the top soil layer (0-15 cm). Nevertheless, soil pH, EC, ESP, CEC, exchangeable Ca²⁺ content, organic matter, soil available P and rice yield have not been significantly improved when compost was amended. Adding 100 kg ha<small>-1</small> of silicon fertilizer and 80 kg ha<small>-1</small> of microbial product has not been effectively in supporting the rice growth as well as rice yield on saline-affected soil. Adding 0.5%, 1%, 2% compost or 0.5%, 1% biochar or 1% compost combined with 1% biochar reduced soil ESP value after finishing the leaching process.

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

<b>LỜI CAM ĐOAN </b>

Tôi tên là Thị Tú Linh, là nghiên cứu sinh ngành Khoa học đất, khóa 2018. Tôi xin cam đoan luận án này đây là cơng trình nghiên cứu khoa học thực 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 thu thập từ các nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được công bố rộng rãi và được 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 thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lắp với các đề tài khác đã được công bố trước đây.

Tơi xin lấy danh dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này.

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

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 bằng sông 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 Kiên Giang ... 12

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

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 sinh trưởng, 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 12</span><div class="page_container" data-page="12">

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 vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn ... 64

4.2.1. Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số đặc tính đất tại vùng nghiên cứu ... 64

4.2.2. Ảnh hưởng của phân hữu cơ và biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, 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 sinh đến 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 trên đất 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 thúc quá 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... 125 PHỤ LỤC </b>

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

<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

40 3.2 Thành phần hóa học phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế

phẩm NPISi

41 3.3 Đặc tính đất, phân hữu cơ, biochar trước khi bố trí thí nghiệm

rửa mặn

42 3.4 Phân bố mẫu khảo sát tại khu vực nghiên cứu 43 3.5 Lịch thời vụ canh tác lúa 3 vụ/năm và lịch khuyến cáo canh

tác 2 vụ/năm

45 3.6 Các nghiệm thức bố trí thí nghiệm ngồi đồng tại huyện Thạnh

Phú, tỉnh Bến Tre và huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang

46 3.7 Mùa vụ bố trí thí nghiệm ở huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên

Giang và huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre

47 3.8 Lượng phân bón vụ Đông Xuân 2018-2019 và Đông Xuân

2019-2020

48 3.9 Lượng phân bón vụ Hè Thu 2018 và Hè Thu 2019 49 3.10 Các nghiệm thức bố trí thí nghiệm đánh giá vai trò của phân

hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn

52 3.11 Các phương pháp phân tích mẫu đất được sử dụng trong phịng

thí nghiệm

54 4.1 Trình độ học vấn của chủ hộ tại khu vực nghiên cứu 61 4.2 Khảo sát nông hộ về nhu cầu thay đổi hệ thống canh tác tại khu

vực nghiên cứu

64 4.3 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số tính chất vật lý và

hóa học đất tại huyện Thạnh Phú

66 4.4 Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số tính chất vật lý và

hóa học đất tại huyện U Minh Thượng

66

4.5 Sự thay đổi giá trị pHH2O(1:5) đất giữa các nghiệm thức qua các vụ được bón chế phẩm cải tạo đất tại hai điểm nghiên cứu

77

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

2019-78

4.8 Hàm lượng Na<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 điểm nghiên cứu

80

4.9 Hàm lượng K<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 điểm nghiên cứu

81

4.10 Hàm lượng Ca<small>2+</small> trao đổi và hòa tan trong đất giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại hai điểm nghiên cứu

97

4.15 Sự thay đổi số bông/m<small>2</small> và khối lượng 1.000 hạt giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm qua các vụ

99 4.16 Hàm lượng các cation bị rửa trôi vào dung dịch 110 4.17 Hàm lượng các cation trao đổi và hòa tan trong đất khi rửa mặn 111

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

<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 đất kết tụ do hiện diện của Ca<small>2+</small>, Mg<small>2+</small> và phân tán do hiện diện của Na<small>+ </small>

50

4.1 Lịch thời vụ canh tác tại huyện U Minh Thượng và huyện Thạnh Phú

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

91

4.16 Sự thay đổi hàm lượng chất hữu cơ trong đất giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện U Minh Thượng

92

4.17 Sự thay đổi hàm lượng lân hữu dụng trong đất giữa các nghiệm thức được bón chế phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện Thạnh Phú

94

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 tại huyện U Minh Thượng

95

4.19 ^{Sự thay đổi năng suất lúa giữa các nghiệm thức được bón chế}phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện Thạnh Phú

100 4.20 _{Sự thay đổi năng suất lúa giữa các nghiệm thức được bón chế}

phẩm cải tạo đất qua các vụ tại huyện U Minh Thượng

101

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

<b>DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT </b>

<b>Chữ viết tắt Giải thích tiếng Anh Giải thích tiếng Việt </b>

SAR Sodium Adsorption Ratio Tỷ số hấp phụ natri

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

<b>MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN TT THUẬT NGỮ GIẢI THÍCH </b>

1 Đất nhiễm mặn Đất nhiễm mặn trong nghiên cứu này là bị ảnh hưởng của xâm nhiễm mặn theo mùa (mùa khơ) và kết quả phân tích một số đặc tính vật lý, hóa học đất vẫn phù hợp cho canh tác lúa 02 vụ/năm, chưa đạt tới ngưỡng đất mặn theo phân loại đất nhiễm mặn của Lamond and Whitney (1992).

2 Hệ số thấm Hệ số thấm trong nội dung nghiên cứu 3 là chỉ hệ số thoát nước qua cột đất trong quá trình rửa mặn. Hệ số thấm (a) được tính từ hàm y = ax, trong đó y biểu thị thể tích dung dịch rửa tính bằng ml, x thể hiện thời gian thốt nước tính bằng phút.

3 Cột đất Cột đất là lượng đất cho vào cột mô phỏng bằng ống syringe loại 60 ml, cột đất có dạng hình trụ.

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

<b>CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1. Lý do chọn đề tài </b>

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở hạ lưu của sông Mê Kông, là trung tâm sản xuất nông nghiệp lớn nhất của cả nước. Những năm qua, ngành Nông nghiệp vùng ĐBSCL liên tục tăng trưởng, thực hiện nhiệm vụ bảo đảm an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu nơng sản, đóng góp 31,4% GDP ngành nông nghiệp của cả nước, trong đó có 50% sản lượng lúa và 95% lượng gạo xuất khẩu (Phan Thị Cẩm Giang, 2022). Trong những năm gần đây xâm nhập mặn đã và đang diễn ra theo chiều hướng ngày càng nghiêm trọng ở các tỉnh ven biển ĐBSCL làm cho hệ thống canh tác lúa ngày càng giảm về diện tích, năng suất và sản lượng. Số liệu thống kê ghi nhận trong năm 2016 tổng diện tích trồng lúa bị thiệt hại trực tiếp do xâm nhập mặn gần 140.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016); năm 2020 thiệt hại 41.900 ha (Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2020). Các tỉnh có diện tích bị ảnh hưởng nhiều nhất do hạn hán và xâm nhập mặn gồm Cà Mau với gần 50.000 ha, Kiên Giang với trên 34.000 ha, Bến Tre trên 13.000 ha, Bạc Liêu và Trà Vinh trên 11.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016). Nước mặn xâm nhập vào đất thời gian dài dẫn đến sự thay đổi một số đặc tính hóa, lý, sinh học đất, có tác động xấu đến các tiến trình chuyển hóa chất dinh dưỡng trong đất. Theo Brady and Weil (1996), đất nhiễm mặn chứa hàm lượng Na<small>+</small> cao có những bất lợi về mặt cấu trúc đất, dẫn đến tác hại trực tiếp đến cây trồng. Hiện nay, tình trạng khan hiếm nước ngọt do tác động của biến đổi khí hậu và khai thác sử dụng nước ở đầu nguồn sông Mê Kông đã không rửa mặn trong đất triệt để, về lâu dài sẽ làm cho đất bị mặn hóa và có thể trở nên mặn-sodic. Tại các địa phương bị nhiễm mặn theo mùa, việc rửa mặn trong đất được thực hiện vào mùa mưa để loại bỏ muối trong đất trước khi gieo sạ vụ lúa Hè Thu nhằm giảm bất lợi đến sự phát triển của cây lúa. Tuy nhiên, trong điều kiện thiếu nước ngọt và đặc tính đất canh tác lúa ở ĐBSCL có hàm lượng sét cao nên việc rửa mặn sẽ trở nên khó khăn hơn nếu khơng có biện pháp hỗ trợ thích hợp. Với những khó khăn trên, việc nghiên cứu giải pháp cải tạo đất hiệu quả để duy trì hiệu quả sản xuất lúa trên đất bị xâm nhiễm mặn trên cả hai phương diện: chất lượng đất và năng suất lúa là cần thiết.

Trước đây, nhiều nghiên cứu đã áp dụng biện pháp hóa học để cải tạo đất 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 Na<small>+</small>

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

khỏi dung dịch đất. Việc sử dụng phân hữu cơ kết hợp với vôi (CaCO3 hoặc CaO) 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⁺ 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 (2018), </i>

sử dụng phân hữu cơ với lượng 5 tấn/ha kết hợp với CaCO3 với lượng 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 cạnh phân hữu cơ,

<i>biochar cũng được xem như một vật liệu cải tạo đất mặn hiệu quả (Ippolito et al., 2012). Bổ sung biochar có hiệu quả cải thiện các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của đất (Novak et al., 2014) như giảm dung trọng đất (Jien and Wang, </i>

2013), cải thiện cấu trúc đất (Sun and Lu, 2014) và tăng độ thấm của đất (Jien

<i>and Wang 2013; Laird et al., 2010). Ngoài ra, trong thành phần của biochar có </i>

chứa hàm lượng K<small>+</small> tự do cao thúc đẩy q trình trao đổi ion, đẩy Na<small>+</small> ra khỏi khống sét nên tăng hiệu quả rửa mặn.

Bên cạnh các biện pháp cải tạo đất, việc sử dụng các chế phẩm hỗ trợ sự sinh trưởng và tăng khả năng chống chịu của cây lúa với hạn, mặn cũng đang

<i>được quan tâm. Theo Joseph et al., (2007), bổ sung vi khuẩn nhóm Bacillus sp. và Burkholderia sp. giúp gia tăng năng suất cây trồng do vi khuẩn gia tăng khả </i>

năng cố định đạm trong đất và hormone kích thích sinh trưởng cây trồng như

<i>gibberellin, auxin và cytokinin. Ngồi ra, nhóm vi khuẩn Bacillus sp. và Burkholderia sp. có khả năng hịa tan lân từ các phức hợp khó tiêu (Canbolat et al., 2006; Jiang et al., 2008). Sử dụng phân bón có chứa silic (Si) cũng được </i>

quan tâm vì Si giúp cây trồng gia tăng khả năng sinh trưởng và chống chịu với hạn, mặn bởi một số cơ chế sau: (1) Si giúp cây trồng gia tăng hấp 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 ngộ độc tế bào

<i>(Saqib et al., 2008; Hashemi et al., 2010); (2) Si góp phần làm gia tăng hàm lượng các enzyme oxi hóa - khử trong tế bào thực vật như superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, dehydroascorbate reductase và glutathione reductase ở cây trồng (Van der Vorm, 1980; Liang, 1999; Ma, </i>

2003), giảm hàm lượng H2O2 gây hư hại tế bào; (3) Si còn gia tăng độ dày của lớp biểu bì tế bào thực vật giúp hạn chế sự mất nước, mất cation, ngăn chặn hư

<i>hại tế bào cây trồng (Gossett et al., 1994; Shalata and Tal, 1998; Meneguzzo et al., 1999); và (4) Si gián tiếp gia tăng hàm lượng protein của tế bào thực vật để </i>

bù vào lượng protein hòa tan bị mất đi, giúp ổn định quá trình tăng trưởng của cây trồng (Ma, 2003).

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

Từ những vấn đề trên, việc nghiên cứu các giải pháp cải tạo đất và gia tăng sự chống chịu của cây lúa trong điều kiện bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn

<i><b>thật sự cần thiết. Vì vậy, đề tài “Biện pháp cải thiện chất lượng đất và năng </b></i>

<i><b>suất lúa trên đất nhiễm mặn ở Đồng bằng sơng Cửu Long”</b></i> được thực hiện với giả thuyết bón phân hữu cơ và biochar có thể cải thiện một số đặc tính hóa, lý đất và hỗ trợ cho q trình rửa mặn trong đất; bón chế phẩm vi sinh và phân silic góp phần tăng sự chống chịu của cây lúa. Từ đó, việc bổ sung các chế phẩm sẽ hỗ trợ cho sự sinh trưởng, phát triển của cây lúa thích ứng với biến 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 lại hiệu quả kinh tế cao trong điều kiện hạn, mặn đang trở nên nghiêm trọng hơn ở ĐBSCL.

<b> 1.2. Mục tiêu nghiêu cứu 1.2.1. Mục tiêu tổng quát </b>

Nghiên cứu biện pháp cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất 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 cải tạo đất gồm phân hữu cơ và biochar đến đặc tính vật lý, hóa học đất và năng suất lúa và vai trị của phân silic và chế phẩm vi sinh đến sự sinh trưởng và năng suất lúa.

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài trên đất đang canh tác lúa chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn theo mùa tại ấp Xẻo Kè, xã Thạnh Yên, huyện U Minh Thượng, tỉnh Kiên Giang và ấp Q Thuận B, xã Hịa Lợi, huyện Thạnh Phú,

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

<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 Kiên Giang.

<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 suất lúa trên đất nhiễm mặn.

<b>- Nội dung 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất bị nhiễm mặn. </b>

<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 hưởng đến 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 giải pháp phù hợp để cải tạo đất nhiễm mặn nhằm tăng khả năng rửa mặn, giảm hàm lượng Na<small>+</small> trong đất, tăng khả năng giữ và cung cấp chất dinh dưỡng, gia tăng năng suất lúa.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, bón biochar 10 tấn/ha làm tăng khác biệt có 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 khơng cho 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 bón biochar nên có thể giúp tăng hiệu quả rửa mặn.

Biện pháp bón phân hữu cơ 3 tấn/ha cải thiện dung trọng, độ xốp, ẩm độ hữu dụng ở tầng đất 0-15 cm. Tuy nhiên, gia tăng khơng có ý nghĩa về năng suất lúa và pH, EC, ESP, CEC, chất hữu cơ và lân hữu dụng trong đất sau bốn vụ canh tác.

Bón phân silic và chế phẩm vi sinh cũng chưa mang lại hiệu quả hỗ trợ sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, từ đó năng suất lúa chưa được cải thiện 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 nghiên cứu như chất cải tạo đất có hiệu quả trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất thông qua việc cải thiện một số đặc tính vật lý, hóa học đất và gia tăng năng

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

suất lúa trên đất nhiễm mặn ở vùng nghiên cứu sau bốn vụ canh tác. Bên cạnh đó, bón biochar cũng cho thấy hiệu quả trong việc tăng tốc độ thấm từ đó tăng hiệu quả rửa mặn trong đất.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy bón phân hữu cơ ở liều lượng thấp 3 tấn/ha có hiệu quả trong cải thiện đặc tính vật lý đất sau bốn vụ canh tác nhưng chưa có hiệu quả trong cải thiện đặc tính hóa học đất và chưa làm tăng năng suất 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 tiễn cao khi bón tích lũy qua nhiều vụ.

Bón phân silic 100 kg/ha và chế phẩm vi sinh 80 kg/ha chưa có hiệu quả trong hỗ trợ sự sinh trưởng, phát triển và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn, do đó hiệu quả của phân silic và chế phẩm vi sinh đối với sinh trưởng của cây lúa trên đất nhiễm mặn cần được nghiên cứu thêm.

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

Hình 1. Lược đồ nghiên cứu của luận án

- Ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến sự thay đổi một số chỉ tiêu hóa học đất.

- Hiệu quả của bổ sung phân hữu cơ, biochar đối với sự cải thiện tính chất vật lý, hóa học và dinh dưỡng đất nhiễm mặn.

- Ảnh hưởng của phân hữu cơ, biochar, phân silic và chế phẩm vi sinh đến sự sinh trưởng và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.

- Điều tra thông tin nông hộ và các hệ thống canh tác chủ yếu tại vùng nghiên cứu. - Khảo sát hiện trạng xâm nhập mặn, các trở ngại và sự thích ứng của nơng hộ với xâm nhập mặn.

- Khảo sát hiệu quả của phân hữu cơ, biochar đối với khả năng thấm và giảm EC của đất được rửa mặn. - Khảo sát hàm lượng các cation trong dung dịch rửa và trong đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn. - Đánh giá sự thay đổi các đặc tính hóa học đất sau khi kết thúc quá trình rửa mặn.

Nghiên cứu 3: Đánh giá vai trò của phân hữu cơ và biochar đến khả năng rửa mặn trên đất nhiễm mặn.Nghiên cứu 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.

Nghiên cứu 2: Đánh giá hiệu quả của phân hữu cơ, biochar, phân silic, chế phẩm vi sinh trong cải thiện độ phì nhiêu vật lý, hóa học đất và năng suất lúa trên đất nhiễm mặn.

<b>BIỆN PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN ĐẤT NHIỄM MẶN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG </b>

<b>Các nội dung nghiên cứu chính của luận án </b>

<b>Các nội dung nghiên cứu chi tiết của luận án </b>

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

<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>

<b>Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) (2007), Biến </b>

đổi khí hậu (BĐKH) là sự biến đổi trạng thái của hệ thống khí hậu thể hiện qua sự thay đổi giá trị trung bình và giá trị cực trị (lớn nhất và nhỏ nhất) của các thông số thời tiết, được duy trì trong một thời gian đủ dài, điển hình là hàng thập kỷ hoặc dài hơn. BĐKH có thể do các q trình tự nhiên bên trong hệ thống khí hậu, hoặc do những tác động từ bên ngoài, hoặc do tác động thường xuyên của con người làm thay đổi thành phần cấu tạo của khí quyển hoặc sử dụng đất. Hệ quả của biến đổi khí hậu làm gia tăng mực nước biển do khối băng trên Trái đất bị tan dần ra và khối nước ở biển và đại dương dãn nở vì nhiệt.

BĐKH đã và đang diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Việt Nam cũng là một trong năm quốc gia trên thế giới bị tác động nặng nề nhất của BĐKH (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2012). BĐKH tác động đến các yếu tố chính gồm sự gia tăng nhiệt độ bầu khí quyển, sự thay đổi lượng mưa và vấn đề dâng cao của mực nước biển. Trong 50 năm qua, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng từ 0,5<small>o</small>C - 0,7<small>o</small>C trên phạm vi cả nước, lượng mưa có xu hướng giảm ở phía Bắc và tăng ở phía Nam lãnh thổ Việt Nam (Phạm Khơi Nguyên, 2009). Theo kết luận của Bộ Tài nguyên và Mơi trường (2012) kịch bản phát thải trung bình (B2, A1B) ở Việt Nam vào cuối thế kỷ 21, nhiệt độ trung bình sẽ tăng từ 2 - 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 biến từ 2 - 7%, xu thế chung là lượng mưa trong mùa khô giảm và lượng mưa trong mùa mưa tăng; về nước biển dâng, trung bình tồn Việt Nam nước biển dâng trong khoảng từ 57 - 73 cm và nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 62 - 82 cm. Tuy nhiên, theo kịch bản phát thải cao (A1F1) vào cuối thế kỷ 21, nước biển dâng cao nhất ở vùng từ Cà Mau đến Kiên Giang trong khoảng từ 85 - 105 cm. Nếu mực nước biển dâng cao 100 cm thì ĐBSCL có khoảng 39% diện tích có nguy cơ bị ngập và 35% dân số 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 27</span><div class="page_container" data-page="27">

kiện để phát triển kinh tế toàn diện. Theo Lê Quang Trí (2012), sản xuất nơng nghiệp và thủy sản là hai trụ cột kinh tế chính của dân cư ở ĐBSCL, mỗi năm đóng góp trên 50% sản lượng lúa, 65% sản lượng cá và khoảng 75% sản lượng cây ăn trái cho cả nước. Tuy nhiên, với đặc điểm tự nhiên của ĐBSCL có bờ biển dài hơn 700 km, các cửa sông mở thông với biển, địa hình thấp và nằm ở tận cùng của lưu vực sông Mê Kông nên đây là vùng được dự báo sẽ chịu nhiều

<i>tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng (Chaudhry and Ruysschaet, </i>

2007; Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2008).

Theo kịch bản BĐKH, nếu mực nước biển dâng lên thì diện tích bị ngập 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 ngàn ha đất bị ngập, hàng triệu người có thể bị mất nhà cửa nếu nước biển dâng cao. Sản lượng lương thực có nguy cơ giảm sút lớn, đe dọa tới an ninh lương thực của quốc gia. Diện tích canh tác nơng nghiệp sử dụng nguồn nước ngọt như lúa, màu, cây ăn trái và nuôi trồng thủy sản sẽ bị thu hẹp, năng suất và sản lượng sẽ suy giảm. Một trong những yếu tố tác động đến sự suy giảm năng 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 lượng nước mưa và nhiệt độ, nếu nhiệt độ và hạn hán tăng lên trong mùa khơ sẽ thúc đẩy q trình oxy hóa ở các vùng đất có phèn tiềm tàng gây độc cho cây trồng, thúc đẩy q trình xói mịn rửa trơi dinh dưỡng trong đất gây thối hóa đất. Ngồi ra, hiện tượng thời tiết khắc nghiệt còn ảnh hưởng đến sự đa dạng vi sinh vật trong đất. Nước biển dâng, thiên tai, bão lũ gia tăng sẽ làm tăng hiện 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 và giảm năng suất cây trồng dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng đất của vùng (Mai Hạnh Nguyên, 2012).

<b>2.1.2. Hiện trạng xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long 2.1.2.1. Nguyên nhân dẫn đến xâm nhập mặn </b>

ĐBSCL với hệ thống sơng ngịi chằng chịt, nhiều cửa sông ăn thông ra biển nên trong các tháng mùa khơ, dịng chảy từ sông Mê Kông đổ về khu vực này giảm dần làm cho nước mặn có cơ hội xâm nhập sâu vào nội đồng,

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

nhất là ở giai đoạn giữa và cuối mùa khô hàng năm. Ngồi ra, hình dạng lịng sơng vùng cửa quyết định đến mặn xâm nhập vào sông. Nếu vùng cửa sông nông và hẹp (do phù sa của mùa lũ năm trước bồi lắng gây nên), thì mặn năm sau 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 kiện thuận 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 tháng 12 năm trước đến tháng 5 năm sau, với đỉnh điểm là cuối tháng 4 và đầu tháng 5. 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, như năm 1993, 1998, 2004, 2010... So với ranh mặn 4 g/lít, ranh mặn 1 g/lít vào sâu thêm 5 - 10 km tùy từng sông. Kết quả của nhiều nghiên cứu xâm nhập mặn vùng ĐBSCL từ 1980 đến nay cho thấy chiều dài xâm nhập mặn vào cửa sông phụ thuộc chặt chẽ bởi 6 yếu tố là (1) Dòng chảy kiệt từ thượng nguồn sông Mê Kông; (2) Khả năng trữ nước cuối mùa lũ của vùng ĐBSCL; (3) Diễn biến mực nước ven biển; (4) Tình trạng sử dụng nước ở ĐBSCL; (5) Hình dạng 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 nhập ngày càng sâu vào nội đồng theo từng năm. Cụ thể, năm 2013 có độ mặn trung bình trên các cửa sơng 14,4 g/lít, năm 2014 có độ mặn 14,3 g/lít, năm 2015 độ mặn 15,8 g/lít, năm 2016 độ mặn 20,5 g/lít, năm 2017 độ mặn 16,2 g/lít. Năm 2016, mặn xâm nhập sớm hơn 2 tháng so với năm 2015. Năm 2017, mặn xâm nhập sớm hơn 1 - 1,5 tháng so với trung bình nhiều năm, muộn hơn mùa khơ 2015 - 2016 (Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, 2016). Theo Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam (2019), mùa mưa năm 2019 trên lưu vực sông Mê Kông xuất hiện muộn, thời gian mùa mưa ngắn, tổng lượng dịng chảy năm ước tính chỉ ở mức trung bình thấp. Dịng chảy về đồng bằng từ đầu mùa khô đến nay giảm nhanh, đang xuống ở mức cực thấp so với trung bình nhiều năm từ 1980 đến nay. Hai yếu tố thượng lưu quan trọng, chi phối chủ đạo đến nguồn nước, xâm nhập mặn trong mùa khô năm 2019 - 2020 ở vùng ĐBSCL là lượng nước tích trữ trong Biển Hồ và dịng chảy trên dịng chính sơng Mê Kơng đang ở mức cực thấp và tương đương hoặc ít hơn so với cùng thời kỳ năm 2015.

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

<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 2.356 km<small>2</small>, có hệ thống sông rạch chằng chịt với trên 6.000 km và tiếp giáp với biển Đông với 65 km bờ biển, trải dài từ Ba Tri, Bình Đại đến Thạnh Phú, ôm lấy 3 dãy cù lao Minh, Bảo và An Hóa (Địa chí Bến Tre, 2001). Theo phân bố tự nhiên, 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 thù của vùng cù lao ven biển, nên hàng năm Bến Tre phải đối mặt với tình trạng nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền, làm ảnh hưởng rất lớn đến sản xuất nơng nghiệp, diện tích sản xuất nông nghiệp là 181.252 ha, trong đó 25% diện tích đất bị nhiễm mặn (UBND tỉnh Bến Tre, 2012). Sự xâm nhập mặn tăng vào mùa khơ, ranh giới mặn 4 g/lít ở các sông lớn vào sâu 50 km, ranh giới mặn 1 g/lít vào sâu 70 km, vào mùa khơ độ mặn 1 g/lít bao phủ trên tồn địa bàn tỉnh Bến Tre (Sở Tài nguyên và Môi trường Bến Tre, 2011). Theo Cục Thống kê tỉnh Bến Tre (2020), tình hình xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Bến Tre tháng 02/2020 có nhiều diễn biến hết sức phức tạp. Trên các tuyến sơng, kênh, rạch của tồn tỉnh nước mặn xâm nhập rất sâu vào nội địa, độ mặn 4 g/lít đã xuất hiện ở những nơi cách cửa sơng từ 50 km - 68 km, trực tiếp đe dọa hàng nghìn hecta 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 đất trồng 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 biển bị nhiễm mặn; 2. Vùng Tây sơng Hậu đất ít bị nhiễm phèn, nước ngọt quanh năm, 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 úng cục bộ vào mùa mưa, canh tác chủ yếu nhờ vào nước mưa. Điều kiện tự nhiên thuận lợi giúp Kiên Giang phát triển kinh tế nông nghiệp, lâm nghiệp, kinh tế biển, công nghiệp chế biến nông lâm thủy sản và dịch vụ; trong đó tiềm năng về phát triển sản xuất nông nghiệp đặc biệt là cây lúa đã góp phần trong việc ổn định sản lượng lúa vùng đồng bằng sơng Cửu Long nói riêng và cả nước nói chung. Tuy nhiên, với bờ biển dài trên 200 km, có diện tích biển khoảng 63.000 km<small>2</small>, chịu tác động của cả triều biển Đông và biển Tây nên Kiên Giang là một trong các tỉnh ven biển ĐBSCL chịu ảnh hưởng nghiêm trọng xâm nhập mặn hàng năm.

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

<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 các </i>

tiểu vùng sinh thái ven biển và bán đảo Cà Mau trải rộng ở các tỉnh Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và Kiên Giang. Xâm nhập mặn thường do nước biển xâm lấn khi mực nước ở các con sơng, kênh nội đồng thấp, lượng mưa ít và chế độ thủy triều từ Vịnh Thái Lan đã đẩy

<i>nước mặn từ Biển Đông vào. Các nghiên cứu của Nguyễn Thị Hồng Điệp và ctv (2017) và Nguyễn Văn Bé và ctv (2017) cho thấy ảnh hưởng tiêu cực của BĐKH </i>

là gây ra sự xâm nhập mặn từ đó tác động đến hiện trạng canh tác trên đất lúa. Đất canh tác lúa ở các vùng ven biển thường bị xâm nhập vào mùa khô trong khoảng thời gian từ tháng 12 dương lịch đến tháng 4 năm sau nên nếu nông dân canh tác lúa vào thời điểm này sẽ bị ảnh hưởng đến năng suất lúa.

Theo Sở Nông nghiệp và PTNT Bến Tre (2011), tổng diện tích lúa gieo sạ vụ Đơng Xn năm 2011 của tỉnh là 20.632 ha, trong đó có 2.615 ha vào thời kỳ lúa trổ bông bị ảnh hưởng, năng suất lúa giảm từ 30 - 60% do ảnh hưởng của xâm nhập mặn. Dưới tác động của BĐKH, các đợt El Nino đã gây ra hạn hán trên phạm vi rộng, tình trạng cạn kiệt nguồn nước tại các dịng sơng trên cả nước ngày càng phổ biến, trong đó đặc biệt nghiêm trọng là đợt hạn hán và xâm nhập mặn xảy ra trong năm 2015/2016 và 2019/2020 tại các tỉnh thuộc ĐBSCL. Theo Cục Trồng trọt (2015) vào vụ Đơng Xn năm 2015 có 104.000 ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất do xâm nhập mặn (chiếm 11% diện tích gieo trồng ở 8 tỉnh ven biển của ĐBSCL), vụ Xuân Hè có khoảng 90.000 ha lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặng khoảng 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 Thu xuống giống trễ lịch mùa vụ so với kế hoạch. Trong năm 2016, tổng diện tích trồng 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 Giang với trên 34.000 ha, Bến Tre là trên 13.000 ha, Bạc Liêu, Trà Vinh là trên 11.000 ha (Cục Trồng trọt, 2016).

Theo các chuyên gia dự báo về BĐKH trên thế giới và Việt Nam, hiện trạng xâm nhập mặn ở ĐBSCL có xu hướng tăng dần và ngày càng khắc nghiệt trong tương lai. Điều này đã được minh chứng qua đợt mặn kỷ lục vào năm 2019 và năm 2020. Theo Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam (2020), xâm nhập mặn vào mùa khô năm 2019 - 2020 khu vực ĐBSCL ở mức nghiêm trọng

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

nhất trong lịch sử, ranh giới độ mặn 4 g/lít đã làm ảnh hưởng đến 42,5% diện tích tự nhiên của tồn vùng, tương đương 1.688.600 ha, cao hơn năm 2016 là 50.376 ha. Xâm nhập mặn đã ảnh hưởng đến 10/13 tỉnh ĐBSCL, trong đó Cà Mau là tỉnh bị ảnh hưởng nặng nhất với 16.500 ha/176.700 ha diện tích gieo trồng 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 Đơng Xn 2019 - 2020, ở ĐBSCL có sáu tỉnh gồm Trà Vinh, Tiền Giang, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long An và Cà Mau bị 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 thiệt hại 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, tỉnh Kiên Giang </b>

Huyện U Minh Thượng nằm trong vùng U Minh Thượng có địa hình tương đối bằng phẳng. Huyện U Minh Thượng cách xa các trung tâm kinh tế chính trị và thành phố lớn, cách trung tâm thành phố Rạch Giá về hướng Đơng Nam 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 2015 dân số 71.549 người. Huyện có 06 đơn vị hành chính trực thuộc, bao gồm các xã: Thạnh Yên, Thạnh Yên A, Vĩnh Hòa, Hòa Chánh, Minh Thuận và An Minh Bắc (Hình 2.2) (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).

Huyện U Minh Thượng có rừng ngập nước, đồng ruộng, với hệ thống sơng ngịi chằng chịt, thuận lợi cho giao thông đường thuỷ và phát triển nông nghiệp, 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 đầu từ tháng 5 và chấm dứt vào cuối tháng 11 dương lịch, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 dương lịch. Trong mùa mưa thường xuất hiện những đợt nắng hạn kéo dài từ 10 - 15 ngày và cũng gây ngập úng vào giữa mùa mưa (tháng 8 - tháng

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

10 dương lịch) và chịu ảnh hưởng hạn trong thời gian mùa khô (tháng 2 - tháng 4 dương lịch) (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).

Địa bàn huyện tuy nằm cách xa biển nhưng không bị ảnh hưởng lũ, nhưng bị tác động do ngập úng cụt bộ trong giữa mùa mưa, mặt khác hàng năm khu vực vùng ven sông Cái Lớn thường bị ảnh hưởng thủy triều dâng cao và xâm nhập mặn (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).

Huyện U Minh Thượng có 06 nhóm đất chính: đất phèn hoạt động nông và mặn, phèn tiềm tàng nông nhiễm mặn, phù sa nhiễm mặn nhẹ, phèn hoạt động sâu và mặn, phèn hoạt động nơng nhiễm mặn nhẹ, đất than bùn có tầng phèn tiềm tàng sâu. Nhóm đất phèn hoạt động sâu và mặn với diện tích lớn nhất trong tồn tỉnh 17.220 ha phân bố ở các xã Hòa Chánh, Vĩnh Hòa, Thạnh Yên A, An Minh Bắc và Minh Thuận và đất phù sa nhiễm mặn với diện tích 13.267 ha phân bố ở Thạnh Yên, Thạnh Yên A, Hòa Chánh, Vĩnh Hòa, và Minh Thuận. Đất phèn hoạt động nơng và mặn với diện tích ít nhất là 915 ha phân bố ở các xã Thạnh Yên và Hòa Chánh. Các nhóm đất than bùn có tầng phèn tiềm tàng sâu, phèn hoạt động nông nhiễm mặn nhẹ, phèn tiềm tàng nơng nhiễm mặn với diện tích lần lượt là 9.665 ha, 2.910 ha và 1.497 ha, phân bố ở An Minh Bắc, Minh Thuận, Thạnh Yên A, Hòa Chánh (UBND huyện U Minh Thượng, 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 trục phục vụ tưới tiêu, sinh hoạt kết hợp làm giao thông đường thủy cho các tiểu vùng đã đáp ứng nhu cầu sản xuất, đáng kể nhất là các con kênh dọc theo chiều dài địa giới hành chính như: tuyến sơng Cái Lớn, kênh làng Thứ Bảy... tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển sản xuất trên các tiểu vùng, giúp cho việc 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, giao thơng thủy góp phần vận chuyển hàng hóa được thuận tiện hơn (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).

<i>Nhờ hệ thống thủy lợi được nạo vét thường xuyên, nên vào mùa khô </i>

nước biển theo các tuyến kênh vào nội đồng. Đây là nguồn nước mặn cung cấp cho nuôi tôm sú (vùng quy hoạch tôm - lúa). Thời gian từ khoảng cuối tháng 12 dương lịch kéo dài đến đầu mùa mưa, độ mặn tăng dần từ lúc nhiễm mặn đến cao nhất khoảng tháng 3 - tháng 4 dương lịch năm sau, độ mặn cao nhất trung bình hàng năm khoảng 15 g/lít, đến khi bắt đầu mùa mưa (tháng 5 - tháng 11) (UBND huyện U Minh Thượng, 2015).

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

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 Minh Thượng như sau:

Diện tích sản xuất lúa 26.129 ha, tổng sản lượng lúa 146.241 tấn, trong đó lúa chất lượng cao chiếm 95%. Vụ mùa và Đông Xuân 2019 - 2020 gieo cấy 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, sản lượng 137.440 tấn.

Cây dừa: qua thống kê có khoảng 69.325 cây tương đương 277 ha (chủ yếu tận dụng đất bờ vuông, đất xung quanh nhà và một số hộ nông dân trồng chuyên 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 lượng 16.236 tấn.

Cây chuối: tổng diện tích 1.460 ha, chủ yếu trong vùng đệm, năng suất đạt 35 tấn/ha, sản lượng 51.100 tấn.

Cây ăn trái khác: diện tích 327 ha gồm một số loại cây trồng chủ yếu như bưởi, xoài, ổi, cây có múi, thanh long,... năng suất bình quân 15 tấn/ha, sản lượng 4.905 tấn.

Rau, màu các loại: Tổng diện tích gieo trồng các loại rau màu trong năm 2.338 hagồm một số loại như gừng, nghệ củ, các loại khoai, cịn 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, tỉnh Bến 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 Đơng. Thạnh Phú cách Trung tâm hành chính tỉnh khoảng 34 km về hướng Nam, ranh giới huyện được xác định: kinh độ Đông: 106<small>0</small>24^’41^’’ đến 106⁰41^’47^’’; vĩ độ Bắc: 9<small>0</small>47^’15^’’ đến 0⁰03^’52^’’<b>. Huyện có các đơn vị hành chính: </b>

<b>Phía Bắc giáp huyện Ba Tri, Giồng Trơm và Mỏ Cày Nam </b>

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

Huyện Thạnh Phú có tuyến Quốc lộ 57 (37,1 km), 56 km đường thủy (sông Hàm Luông và sông Cổ Chiên) và 25 km đường bờ biển, đây là một trong những lợi thế lớn trong quá trình phát triển kinh tế xã hội của huyện. Năm 2013, dân số tồn huyện có 127.662 người (chiếm 10,2% tổng dân số của tỉnh), diện tích tự nhiên 42.566 ha (chiếm 18,0% tổng diện tích tự nhiên tồn tỉnh) với 18 đơn vị hành chính (1 thị trấn và 17 xã) (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Trừ các giồng cát có cao trình khá lớn, địa hình huyện Thạnh Phú tương đối bằng phẳng, chênh lệch cao trình giữa vùng thấp nhất với vùng cao nhất chỉ vào khoảng 50 - 60 cm.

Do quá trình bồi lắng phù sa biển và phù sa sông - biển yếu dần từ ngồi biển vào, địa hình có khuynh hướng cao dần từ Tân Phong đến Thạnh Hải và thấp dần hướng ra bờ biển, xen kẽ với các giồng cát cao và một số vùng thấp trũng cục bộ.

Từ ranh giới huyện Mỏ Cày Nam đến xã Mỹ Hưng - Bình Thạnh, huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre cao trình mặt đất phổ biến vào khoảng 1,2 - 1,5 m và có khuynh hướng cao dần về phía Đơng và phía Nam. Trên địa bàn có một số khu vực trũng thấp cục bộ tại Thới Thạnh, Quới Điền, Đại Điền, Hịa Lợi, thị trấn Thạnh Phú. Ngồi ra cịn có 3 giồng cát tại Đại Điền - Phú Khánh, Hịa Lợi, thị trấn Thạnh Phú - Bình Thạnh; cao trình của giồng cát trong khoảng 2,0 - 2,2 m và có khuynh hướng cao dần từ hướng Đơng sang hướng Tây.

Từ Mỹ Hưng - Bình Thạnh đến Thạnh Phong - Thạnh Hải, cao trình cao dần đến độ cao 1,7 - 1,8 m với độ chia cắt lớn do hệ thống sông và lệch triều chằng chịt do quá trình bồi lắng khá mạnh vùng ven bờ và trong rừng ngập mặn. Chênh lệch cao trình khá rõ với vùng ven sông lệch triều với vùng xa sông (1,7 - 1,8 m so với 1,2 - 1,3 m). Trên địa bàn có 16 giồng cát lớn nhỏ theo hình cánh cung, tập trung thành 6 dãy chính và có cao trình lớn (2 - 5 m).

Từ Thạnh Phong - Thạnh Hải đến Biển Đơng: cao trình giảm dần từ 1,4 - 1,5 m và thoải dần hướng ra Biển Đơng. Ngồi bờ biển là một bãi triều cao rộng trên 1.500 ha thoải dần ra biển với 5 cồn cát lớn đang được hình thành: Các cồn cát có độ dốc khá cao do được bồi lắng mạnh) (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Thạnh Phú chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa và phân hóa làm 2 mùa rõ rệt, với một số đặc trưng của vùng cận duyên hải biển Đông) (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

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

Nền nhiệt cao và ổn định quanh năm, nhiệt độ trung bình hằng năm 26,6<small>0</small>C, cao nhất vào tháng 4 với 28,4<small>0</small>C, thấp nhất là 24,3<small>0</small>C vào tháng 12. Tổng tích nhiệt hàng năm vào khoảng 9.900 - 10.000<small>0</small>C và khơng có sự khác nhiều giữa các tháng, thuận tiện cho việc nuôi trồng quanh năm ) (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Với vị trí vùng cận duyên hải biển Đông, Thạnh Phú là khu vực có lượng mưa thấp nhất ĐBSCL, lượng mưa bình quân hàng năm là 1.279 mm và tương phản rõ rệt giữa hai mùa; lượng mưa mùa khô là 61 mm chiếm 5% lượng mưa cả năm, trong khi đó lượng mưa vào mùa mưa là 1.218 mm chiếm 95% lượng mưa cả năm (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Các sông rạch trên địa bàn huyện chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông. Biên độ triều lớn nhất 4,1 m (từ tháng 11 đến tháng 01 năm sau), yếu nhất 2,6 m (tháng 6 đến tháng 7). Cao trình triều bình quân 2,6 m.

Vào mùa nước kiệt khi lượng nước sông đổ ra giảm xuống, quá trình xâm nhập mặn tăng lên (sông Hàm Luông xâm nhập mặn mạnh hơn các sông khác trong huyện). Địa bàn có vị trí xa biển nhất như Phú Khánh, Thới Thạnh cũng có thời gian mặn kéo dài 2 - 3 tháng/năm.

Theo số liệu quan trắc hàng năm, chất lượng nước trong mùa khô sạch hơn trong mùa mưa và sông Cổ Chiên sạch hơn sông Hàm Luông.

Chế độ thủy văn nước mặt, do ở hạ lưu hai con sông lớn, sông Hàm Luông và sông Cổ Chiên thông ra biển Đông nên chịu tác động của bán nhật triều không đều của biển Đông, thuận lợi cho việc cấp thốt nước ni trồng thủy sản tự chảy nhờ thủy triều) (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Theo qui hoạch sử dụng đất huyện Thạnh Phú (2012) trên địa bàn huyện Thạnh Phú được xác định có 5 nhóm đất có yếu tố thổ nhưỡng khác nhau với diện tích và sự phân bố như sau:

Nhóm đất cát có diện tích 4.029,4 ha, chiếm 9,45% diện tích tự nhiên tồn huyện. Đây là loại đất thốt nước tốt, nhưng độ phì tự nhiên và khả năng giữ nước kém do đất có sa cấu thơ và hàm lượng hữu cơ thấp.

Nhóm đất mặn có diện tích 23.960,2 ha, chiếm 56,2% diện tích tự nhiên. Loại đất mặn phân bố đều khắp trên địa bàn huyện, tập trung nhiều ở các xã ven biển. Các loại đất mặn nhiều thường bị nhiễm mặn toàn bộ các tháng trong mùa khô, nồng độ muối trong đất cao, phân bố ở các địa hình thấp gần cửa sơng hoặc

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

ven các sông lớn, nơi dễ bị ảnh hưởng bởi thủy triều.

Nhóm đất phèn có diện tích 2.169,7 ha, chiếm 5,09% diện tích tự nhiên. Hầu hết là đất phèn hoạt động có tầng phèn xuất hiện sâu trên 50 cm. Đất phèn tiềm tàng là đặc trưng của quy luật bồi tích phù sa trong vùng này suốt thời kỳ hình thành đất, lớp trầm tích chứa Pyrite (FeS2) của các vùng biển cổ hay các trũng giữa giồng bị bồi đắp nhanh chóng và khá dày bởi lớp phù sa sông biển hỗn tạp của vùng cửa sơng giàu hữu cơ và khống Fe, S.

Nhóm đất phù sa có diện tích 482,8 ha, chiếm 1,13% diện tích tự nhiên. Loại đất này phân bố ở phía Tây Bắc huyện, thuộc các xã Phú Khánh, Đại Điền, Quới Điền,... Đất phù sa phân hóa yếu, ít chua; bao gồm đất phù sa có tầng loang lổ, chua, gley nơng; đất phù sa có tầng loang lổ trên nền cát.

Đất nhân tác (đất liếp) có diện tích 3.584 ha, chiếm 8,4% diện tích tự nhiên. Phân bố tập trung ở các xã phía Tây Bắc của huyện, dọc theo các kênh rạch. Đất liếp được phân thành các loại đất phụ căn cứ vào nguồn gốc nhóm đất được lên liếp, bao gồm 3 loại như sau: đất phèn lên liếp; đất phù sa lên liếp; đất mặn. Các loại đất nhân tác đã chịu ảnh hưởng và tác động của con người trong một thời gian dài chi phối, thay đổi gần như tồn bộ các tính chất lý hóa của lớp phủ thổ nhưỡng dày hơn 150 cm đã được lên liếp (UBND huyện Thạnh Phú, 2013).

Theo báo cáo của UBND huyện Thạnh Phú (2013) một số loại cây trồng chính ở huyện Thạnh Phú như sau:

Tồn huyện có tổng diện tích gieo trồng lúa 13.895 ha, năng suất bình quân 4,2 tấn/ha. Diện tích lúa tập trung nhiều ở các xã vùng ngọt và một phần vùng lợ. Tuy nhiên năng suất lúa bấp bênh do bị xâm nhập mặn. Trong năm 2012, nước mặn xâm nhập sâu và kéo dài dẫn đến thiệt hại 625 ha diện tích lúa Đơng Xn, chiếm 90% tổng diện tích canh tác lúa Đơng Xn trên tồn địa

<b>bàn huyện (UBND huyện Thạnh Phú, 2013). </b>

Bên cạnh lúa, diện tích dừa tồn huyện khoảng 4.202 ha, sản lượng đạt khoảng 32.000 tấn. Diện tích vườn dừa tăng nhưng hiệu quả khai thác vườn dừa

<b>chưa được quan tâm, chưa phát huy hiệu quả trên diện tích đất canh tác. </b>

Cây mía có 1.120 ha, sản lượng 80 tấn/ha. Theo báo cáo Phòng Nơng nghiệp và PTNT huyện Thạnh Phú (2013) diện tích mía giảm, do vùng đất trồng mía bị nhiễm mặn và một phần diện tích trồng xen trong vườn dừa, khi dừa lớn

<b>thì diện tích mía phải thu hẹp. </b>

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

Cây màu có 1.307 ha, sản lượng 27 tấn/ha, cây màu phát triển nhiều trên đất giồng cát, chưa được thử nghiệm trên đất ruộng lúa nên chưa khai thác hiệu quả trên diện tích đất, trong thời gian gần đây, các khu vực đất giồng cát nước ngầm bị cạn kiệt, do khô hạn và xâm nhiễm mặn gây thiếu nước phục vụ tưới trong mùa khô nên hiệu quả chưa cao.

<b>2.3. Đất nhiễm mặn và các ảnh hưởng bất lợi của mặn đến đặc tính đất và sinh trưởng, năng suất lúa canh tác trên đất bị ảnh hưởng mặn </b>

<b>2.3.1. Tổng quan về đất nhiễm mặn </b>

Đất nhiễm mặn có độ dẫn điện (EC) ở trạng thái bão hòa (ECe) lớn hơn 4 mS/cm, ở 25<small>o</small>C (U.S Salinity Laboratory, 1954). EC đất là độ dẫn điện của dung dịch đất, dung dịch càng có nồng độ muối tan cao sẽ có độ dẫn điện cao.

<i>Theo Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2012), khi đất có giá trị EC (1:2,5) lớn hơn 1,8 </i>

mS/cm (hoặc ECe > 4 mS/cm) được đánh giá đất bị nhiễm mặn và phần lớn

<i>năng suất cây trồng bị giới hạn. Ngoài ra, theo Wong et al. (2010), đất bị nhiễm </i>

mặn là đất có nồng độ muối hòa tan cao ảnh hưởng bất lợi đến sản xuất cây trồng (Rengasamy, 2006). Các muối trong đất bị nhiễm mặn chủ yếu bao gồm canxi (Ca²⁺), magie (Mg²⁺), natri (Na⁺), kali (K⁺), chloride (Cl^-), bicarbonate (HCO3^-) hoặc sulfate (SO4^2-<i>) (Qadir et al., 2000; Manchanda and Garg, 2008). </i>

Muối trong đất nhiễm mặn có thể có nguồn gốc từ mưa, phong hóa đá, bón các chất cải tạo đất, phân bón hồ tan, tưới nước mặn và sự mao dẫn của mạch nước ngầm bị nhiễm mặn và xâm nhập của nước biển gây ra sự tích tụ muối trong đất (Rengasamy, 2010). Theo Metternicht and Zink (2003) đất bị nhiễm mặn có thể do quá trình nhiễm mặn nguyên sinh và thứ sinh. Đất nhiễm mặn nguyên sinh là đất có độ mặn tự nhiên cao, lượng muối trong đất bắt nguồn từ quá trình phong hóa đá (Rengasamy, 2006). Ngược lại, đất nhiễm mặn thứ sinh là hệ quả từ các hoạt động của con người sử dụng nước mặn để tưới làm

<i>tăng nồng độ muối ở vùng rễ (Ghasemi et al., 1995). Mặn thứ sinh cũng xảy ra </i>

do mực nước ngầm cùng với hệ thống thoát nước kém và tỷ lệ bốc hơi cao (Smedema and Shiati, 2002; Brinck and Frost, 2009).

ĐBSCL là vùng trũng và là khu vực hạ lưu của sông Mê Kơng, có hệ thống sơng ngịi chằng chịt, chung quanh vùng tiếp giáp với biển, do đó nước biển có khả năng xâm nhập sâu vào đất liền một cách tự nhiên hoặc theo

<i>các hệ thống thủy nông (Võ Thị Gương và ctv, 2016; Lê Huy Bá, 2017). Đất </i>

mặn ở ĐBSCL chiếm hơn 740.000 ha, đứng sau đất phù sa và đất phèn

<i>(Nguyễn Bảo Vệ và ctv, 2005). ĐBSCL do điều kiện kiến tạo, khí hậu, thủy </i>

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

văn, ảnh hưởng của các dòng triều nên thủy triều bán nhật triều ở biển Đông với biên độ từ 3 - 3,5 m không đồng đều với biên độ nhật triều biển Tây với

<i>biên độ từ 0,8 - 1,2 m (MCR, 2005; Tuan et al., 2007). Theo Lê Huy Bá </i>

(2017), xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với nồng độ mặn bằng 4 g/lít xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển dâng hoặc cạn kiệt nguồn nước ngọt từ thượng nguồn hay cạn kiệt nước mặt tại chỗ. Xâm nhập mặn vào mùa khô ở ĐBSCL qua hệ thống sơng ngịi chằng chịt đang là

<i>một vấn đề nan giải (Tuan et al., 2007), khi đó lượng nước từ các sông nội </i>

đồng đổ ra biển thấp, làm cho chênh lệch biên độ triều giữa nước biển và các sông trong nội đồng càng cao nên thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn xâm nhập sâu vào nội đồng, nồng độ mặn sẽ giảm dần khi đi sâu vào nội đồng (Lê Huy Bá, 2017).

<i>Theo Brouwer et al. (1985) khi mực nước biển dâng cao, nước mặn ngầm </i>

có thể di chuyển lên các lớp đất phía trên, do đó mang muối tới vùng rễ cây trồng (Hình 2.1). Đất mặn tích lũy nhiều loại muối khác nhau, trong đó các muối Clorua chiếm ưu thế. Đất mặn cũng được hình thành do sản phẩm bồi tụ của sơng ngịi và biển chịu ảnh hưởng của quá trình nhiễm mặn do thủy triều (Nguyễn Vy và Đỗ Đình Thuận, 1977). Ngồi ra, các yếu tố khác góp phần vào độ mặn của đất như sử dụng quá nhiều phân bón hóa học, chăn thả quá mức, và

<i>nạn chặt phá rừng (Brenstein, 1975; Lakhdar et al., 2009). </i>

Hình 2.1. Muối tích lũy trong đất khi mực nước biển dâng

<i><small> (Nguồn: Brouwer et al., 1985) </small></i>

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

<i>Theo Brouwer et al. (1985), sự tích tụ của muối trong đất bắt đầu xuất </i>

hiện khi lượng nước bốc hơi vượt quá lượng nước cung cấp vào đất do hầu hết nước tưới có chứa một lượng muối hịa tan. Sau khi tưới, nước bổ sung vào đất được cây trồng sử dụng hoặc bay hơi trực tiếp nhưng muối được giữ lại trong đất. Nếu không được lấy đi, muối tích tụ trong đất. Q trình này được gọi là sự mặn hóa (Hình 2.2).

Hình 2.2. Sự tích lũy muối trong đất

<i><small>(Nguồn: Brouwer et al., 1985) </small></i>

Đất nhiễm mặn được phân loại dựa trên độ dẫn điện của dung dịch trích bão hịa (ECe), tỷ số hấp phụ natri (SAR) và phần trăm natri trao đổi (ESP), và

<i>pH (Bohn et al., 2001; Rengasamy, 2010). Dựa trên các đặc tính này, đất nhiễm </i>

mặn được phân loại là đất mặn, đất sodic, đất mặn - sodic với các đặc trưng theo Bảng 2.1.

Bảng 2.1. Phân loại đất nhiễm mặn

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

Đất mặn có nồng độ muối cao đưa đến các đặc tính bất lợi về mặt vật lý, hóa

<i>học và sinh học đất (Abrol et al., 1988). Đất mặn có chứa hàm lượng ion Na</i><small>+</small>cao trên phức hệ hấp thu của đất, gây xáo trộn và mất cân đối về sự hấp thu nước và dưỡng chất cho cây trồng và bất lợi về tính chất vật lý đất (Agar, 2011).

<b>* Đất sodic </b>

Trái ngược với đất mặn, đất sodic có EC thấp nhưng hàm lượng Na<small>+</small> trên hệ hấp phụ của đất cao do Na<small>+ </small>thay thế các cation bazơ hấp phụ trên keo sét (ESP > 15 và SAR > 13). Đất sodic có EC tương đối thấp, nhưng một lượng lớn Na<small>+</small> hiện diện trên bề mặt keo đất, thường làm cho đất có pH bằng hoặc trên 8,5. Lượng ion Na<small>+</small> hấp phụ cao làm cho các keo đất phân tán. Sự phân tán của keo đất gây tắc nghẽn tế khổng của đất, làm giảm khả năng vận chuyển nước và khơng khí trong đất. Kết quả là đất có độ thấm nước thấp và giảm tốc độ thấm của nước vào đất (Ann McCauley, 2005). Các điều kiện này có xu hướng ức chế cây con mọc mầm và cản trở sự sinh trưởng của cây trồng. Đất bị sodic cũng dễ trương nở và co rút trong suốt giai đoạn khô và ướt gây phá vỡ cấu trúc đất. Lớp đất bên dưới của đất sodic thường rất rắn chắc, ẩm ướt và dính do sự kết hợp của đất có cấu trúc cột lại với nhau. Đất có cấp hạt mịn với hàm lượng sét cao dễ bị phân tán hơn so với đất thô bởi tốc độ trực di và thấm nước chậm. Các đặc tính khác của đất sodic bao gồm: lượng nước hữu dụng cho cây ít, lớp đất trồng trọt mỏng và độ thống khí kém.

<b>* Đất mặn - sodic </b>

Đất mặn - sodic là loại đất kết hợp cả hai đặc tính trên (EC > 4 mS/cm,

<i>pH < 8,5 và ESP > 15) (Burrow et al., 2002). Vì vậy, tăng trưởng của cây trong </i>

đất mặn - sodic bị ảnh hưởng bởi cả muối và Na<small>+</small> vượt mức. Những đặc tính vật lý của đất mặn - sodic là trung tâm giữa đất mặn và đất sodic. Đất có chứa nhiều muối Ca<small>2+</small> và Mg<small>2+</small> giúp làm giảm hoạt động phân tán của Na<small>+</small> và cấu trúc đất không kém như ở đất sodic. Độ pH của đất mặn - sodic thường thấp hơn 8,5.

Sự hiện diện của các loại cation trong đất có ảnh hưởng đến tình trạng vật lý đất. Sự hiện hiện của Ca²⁺ và Mg²⁺ giúp cho đất kết tụ và sự hiện diện của Na<small>+</small> gây ra sự phân tán các hạt đất. Sự giảm khả năng thấm hút nước trên đất mặn có thể được ước tính bằng việc xác định tỉ số hấp phụ của Na (Sodium adsorption ratio - SAR) và độ dẫn điện của nước. SAR liên quan đến nồng độ của Na với nồng độ của Ca và Mg trong dung dịch của đất theo công thức sau:

</div>