Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho cây trồng vùng ven biển (TT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NƯỚC LỢ ĐỂ TƯỚI CHO CÂY
TRỒNG VÙNG VEN BIỂN

Chuyên ngành: Tưới tiêu cho cây trồng
Mã số chuyên ngành: 62 62 27 01

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2016


Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Thuỷ lợi

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Trọng Hà
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hương

Phản biện 1: GS.TS Lê Đình Thỉnh
Phản biện 2: PGS.TS Phạm Việt Hoà
Phản biện 3: PGS.TS Đoàn Doãn Tuấn

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường tại:
Trường Đại học Thuỷ lợi.
vào lúc 8h30 ngày 26 tháng 11 năm 2016

Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:

- Thư viện Quốc Gia
- Thư viện Trường Đại học Thuỷ lợi


MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài
Việt nam là quốc gia nằm bên bờ biển Đông có bờ biển dài hơn 3000
km, dọc theo bờ biển là những vùng đồng bằng châu thổ, các vùng đồng
bằng duyên hải, nơi sản xuất nông nghiệp có vai trò quan trọng đối với
nền kinh tế của cả nước. Ngày nay, sản xuất lương thực ở Việt Nam
đang và sẽ gặp nhiều rủi ro vì những tác động của hiện tượng BĐKH.
Đối phó với tình hình biến đổi khí hậu là ưu tiên hàng đầu của Chính
phủ do những tác động tiêu cực của nó đến sản xuất nông nghiệp và sinh
kế của người dân trong thời gian gần đây, điển hình là hạn hán ở Nam
Trung Bộ; xâm nhập mặn diễn ra ở hầu hết các tỉnh ven biển, đặc biệt là
các tỉnh vùng ĐBSCL,... khiến hàng chục nghìn ha đất nông nghiệp
thiếu nước tưới, v.v.
Chủ trương Tái cơ cấu Nông nghiệp đã tạo điểm nhấn cho nâng cao
năng suất nước nông nghiệp trong bối cảnh khan hiếm nước ngày càng
gia tăng, do vậy, cải thiện tính linh hoạt của nguồn cung cấp để khuyến
khích đa dạng hóa cây trồng, nhằm giảm diện tích lúa và các loại cây
trồng sử dụng nhiều nước; tăng diện tích các loại cây trồng có giá trị
kinh tế cao, tiêu thụ ít nước chính là để thực hiện chủ trương Tái cơ cấu
ngành nông nghiệp trong điều kiện BĐKH.
Đề tài “Nghiên cứu sử dụng nước lợ để tưới cho một số cây trồng cạn
ven biển” được tiến hành đáp ứng chủ trương tăng thêm nguồn cấp nước
truyền thống, làm giảm áp lực lên nguồn nước tưới truyền thống, đáp
ứng chủ trương tái cơ cấu ngành thuỷ lợi.

1

2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Về mặt khoa học, luận án góp phần làm rõ cơ sở khoa học của việc sử
dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương bằng kỹ
thuật tưới nhỏ giọt ở vùng đất phù sa sông biển huyện Kim Sơn tỉnh
Ninh Bình.
- Về mặt thực tiễn, đề tài nghiên cứu có ý nghĩa lớn khi đề xuất khả năng
sử dụng nguồn nước nhiễm mặn để tưới cho cây ngô và cây đậu tương
tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình. Đề tài là tiền đề cho những nghiên
cứu tưới nước nhiễm mặn ở vùng khí hậu ven biển khác của Việt Nam
và với các loại cây khác nhau, nơi tài nguyên nước ngọt thường rất hạn
chế.
- Luận án góp phần định hướng cho việc sử dụng nước nhiễm mặn một
cách thích hợp trong sản xuất nông nghiệp bền vững ở Việt Nam. Góp
phần làm giảm áp lực nguồn nước ngọt trong bối cảnh biến đổi khí hậu
và nước biển dâng.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định cơ sở khoa học của tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp
tưới nhỏ giọt đến sinh trưởng, năng suất của cây ngô và cây đậu tương
và tính chất lý, hóa học của đất tại huyện Kim Sơn tỉnh Ninh Bình.
- Đánh giá khả năng sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng.
4. Đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc sử dụng nước nhiễm mặn bằng
phương pháp tưới nhỏ giọt để tưới cho cây đậu tương ĐT84 và cây ngô
LVN10, đây là hai loại cây lương thực và thực phẩm đang và sẽ được
trồng khá phổ biến ở vùng đồng bằng Bắc Bộ.
2

- Đất canh tác khu thí nghiệm là đất cát pha đến thịt nhẹ thuộc vùng ven
biển của châu thổ sông Hồng. Đất thí nghiệm là loại đất canh tác khá
phổ biến ở vùng ven biển của châu thổ sông Hồng, ven biển duyên hải
miền trung Việt Nam.
- Độ mặn của nước tưới thí nghiệm gồm 3 mức: ≤ 1‰ (đạt tiêu chuẩn
nước tưới), 2 ‰ và 3‰ là độ mặn lớn gấp đôi và gấp ba tiêu chuẩn nước
tưới. Nguồn nước được lấy từ sông Vạc, độ mặn của nước tưới được xử
lý đạt yêu cầu nghiên cứu bằng nguyên lý pha loãng hay bổ sung muối.
- Kỹ thuật tưới áp dụng trong thí nghiệm là kỹ thuật tưới nhỏ giọt.
5. Phạm vi nghiên cứu
- Chọn vùng thí nghiệm là vùng ven biển Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ
thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Cụ thể, đề tài thí nghiệm tại xã
Kim Chính, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình có vị trí nằm giữa Bắc Bộ
và Bắc Trung Bộ.
- Nghiên cứu tưới nước nhiễm mặn cho cây đậu tương ĐT84 và cây ngô
LVN10 đang được trồng phổ biến trên đất phù sa trung tính vùng ven
biển.
- Nghiên cứu được tiến hành trong 6 vụ (2 vụ xuân, 2 vụ mùa và 2 vụ
đông) của năm 2012 và 2013. Tuy nhiên, do hai vụ mùa có mưa nhiều,
gần như không phải tưới nên trong vụ mùa việc tưới nước nhiễm mặn là
không xảy ra.
6. Nội dung nghiên cứu
- Xác định mối quan hệ độ mặn của nước tưới đến sinh trưởng và năng
suất cây ngô và cây đậu tương khi áp dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt.

3


- Xác định ảnh hưởng của sử dụng nước nhiễm mặn để tưới đến tính
chất lý hóa học của đất.

- Đánh giá khả năng sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng ở
những nơi nguồn nước ngọt hạn chế và nước nhiễm mặn phong phú.
7. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của luận án là phương pháp kế thừa, phương
pháp thí nghiệm đồng ruộng và phương pháp phân tích thống kê.
Các bố trí thí nghiệm, quan trắc thí nghiệm được thực hiện theo các quy
định hiện hành.
8. Những đóng góp mới của luận án
1. Có thể dùng nước nhiễm mặn với độ mặn 2‰ (ECiw = 2,8dS/m) để
tưới bằng phương pháp tưới nhỏ giọt mà không làm ảnh hưởng đáng kể
đến sinh trưởng, năng suất của cây ngô LVN10 và cây đậu tương ĐT84
ở đất phù sa sông biển huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình.
2. Tại các vùng ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và hải đảo, trong điều
kiện bất khả kháng có thể dùng nước có độ mặn 3‰ (ECiw = 4,3 dS/m)
để tưới bằng phương pháp nhỏ giọt cho cây ngô LVN10 và cây đậu
tương ĐT84. Khi đó năng suất ngô giảm < 10%, đậu tương giảm < 7%
so với tưới nước ngọt.
3. Tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ giọt ở nồng độ
3‰ (độ mặn gấp ba lần nước tưới thông thường) không ảnh hưởng rõ
rệt đến các tính chất lý hóa học cơ bản của đất. Đặc biệt, không làm thay
đổi đáng kể chỉ số về Na+ trao đổi, tỉ lệ hấp phụ Na+ (SAR) và các chỉ
tiêu liên quan đến nước tưới nhiễm mặn.

4


9. Cấu trúc luận án
Luận án bao gồm: Mở đầu;
Chương 1. Tổng quanvề nghiên cứu sử dụng nước nhiễm mặn để tưới
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Các kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết luận và kiến nghị;
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG

NƯỚC NHIỄM MẶN ĐỂ TƯỚI
1.1. Phân loại nước mặn
Khả năng thích hợp để tưới của nước mặn phụ thuộc vào các điều kiện
sử dụng như cây trồng, khí hậu, đất đai, phương pháp tưới và biện pháp
quản lý. Để xác định mức độ mặn của nước thì việc đưa ra một sơ đồ
phân loại rất có ý nghĩa thực tiễn.
Bảng 1.1 Phân loại nước mặn
Loại nước

Độ dẫn điện

Nồng độ muối

(dS/m)

(mg/l)

Không mặn

<0,7

<500

Nuớc uống và nước tưới

Hơi mặn

0,7-2

500-1500

Nước tưới

Mặn vừa

2-10

1500-7000

Nước tiêu sơ cấp và nước ngầm

Mặn nhiều

10-25

7000-15000

Nước tiêu thư cấp và nước ngầm

Rất mặn

25-45

15000-35000

Nước ngầm rất mặn

>45

>35000

Nước biển

Nước muối

Loại nước

(Nguồn: FAO Irrigation and Drainage Paper 48)
1.2. Tình hình sử dụng nước nhiễm mặn để tưới trên thế giới và Việt Nam
Các nước đã sử dụng nước mặn để tưới thành công là những nước khan
hiếm nước ngọt, nước ngầm cũng bị nhiễm mặn và có lượng mưa trong
5


năm thấp. Một số nước đã sử dụng thành công nước mặn để tưới trong
nhiều thập kỷ nay gồm:
Hoa Kì: Đã dùng thành công nước mặn để tưới ở nhiều vùng thuộc
miền Tây nam bao gồm thung lũng sông Arkansas bang Colorado, bang
Arizona, bang New Mexico và phía Tây bang Texas. Tuỳ cây trồng mà
nước tưới có độ mặn khác nhau được áp dụng, cây bông được tưới nước
có độ mặn có EC lên đến 8dS/m, cỏ làm thức ăn gia súc tưới nước có độ
dẫn điện từ 3-5dS/m mà năng suất giảm không đáng kể và cà chua cũng
vậy.
Israel: Là nước dùng nhiều nước mặn cho việc tưới, đại bộ phận nước

ngầm có độ mặn có EC từ 2-8dS/m. Nước mặn được pha loãng trước khi
dùng, cây trồng được tưới theo kiểu phun mưa và nhỏ giọt. Ở vùng
Nahal Oz người ta đã tưới cho bông bằng nước ngầm có EC = 5dS/m.
Tunisia: Đã sử dụng nước có độ mặn 3dS/m để tưới cho chà là, đại
mạch, cỏ và Artiso. Nước mưa để rửa mặn cho đất.
Ấn Độ: Gupta và Pahwa (1981) cho rằng có thể dùng nước mặn để tưới
ở vùng có mưa mà không làm độ mặn của đất tăng lên. Tại Ấn Độ đã sử
dụng nước mặn có EC 8dS/m để tưới cho 9 quận của bang Haryana.
Ai Cập: Sử dụng nước mặn có EC từ 2 – 3dS/m để tưới cho các cây
trồng gồm cỏ ba lá, lúa nước, lúa mì, lúa mạch, củ cải đường và bông ở
các quận miền bắc Châu thổ là nơi không có nước ngọt. Năng suất cây
trồng thường giảm khoảng 25 đến 30% khi tưới bằng nước mặn.
Việt Nam: Nghiên cứu về việc sử dụng nước nhiễm mặn để tưới không
nhiều. Thông thường, các nghiên cứu tập trung vào các loại giống chịu

6


mặn như: các giống lúa chịu mặn của Viện khoa học Nông nghiệp Việt
Nam, Trường Đại học Cần Thơ và các công trình thau chua, rửa mặn.
1.3. Cơ sở sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây trồng
- Trên thế giới có một số nước sử dụng nước nhiễm mặn để tưới cho cây
trồng và đã thành công với nền nông nghiệp nước mặn.
- Từ lâu, khu vực ven biển Việt Nam cũng đã sử dụng nước nhiễm mặn
để tưới (nước mặt và nước ngầm ít nhiều bị nhiễm mặn) hoặc canh tác
trên đất bị nhiễm mặn.
- Hiện nay, nước ngọt phục vụ nhu cầu phát triển nhiều ngành kinh tế
nên nước dành cho phát triển nông nghiệp ngày càng giảm.
- Do biến đổi khí hậu nên áp lực nguồn nước (chất lượng nước và lượng
nước ngọt giảm) có chất lượng phục vụ nông nghiệp giảm mạnh, đặc

biệt là các tỉnh duyên hải miền trung và các vùng hải đảo.
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
1. Nguồn nước tưới trên thế giới và ở Việt Nam ngày càng thiếu hụt do
nhu cầu tăng, ô nhiễm và biến đổi khí hậu. Nước nhiễm mặn là nguồn tài
nguyên thiên nhiên cần được quan tâm và khai thác có hiệu quả.
2. Nước nhiễm mặn thường làm giảm khả năng sinh trưởng, năng suất
của cây trồng và làm tăng độ mặn cho đất tưới. Sử dụng kỹ thuật tưới
nhỏ giọt hợp lý đã hạn chế được hiện tượng này.
3. Nước nhiễm mặn ven biển có hàm lượng ion Na+ cao, ion này có tính
hydrat hóa mạnh, lực hấp phụ yếu nên dễ bị rửa trôi, khó tích lũy hơn so
với các nguyên tố khác trong đất. Những khu vực có lượng mưa cao như
vùng nhiệt đới ẩm của Việt Nam, ion Na+ dễ bị nước mưa, lũ rửa trôi.
7


Đây là cơ sở khoa học để sử dụng nước nhiễm mặn ở những nồng độ
nhất định làm nguồn nước tưới cho cây trồng.
4. Thực tế tưới nước nhiễm mặn (6 ds/m) bằng phương pháp tưới nhỏ
giọt ở một số nơi như ở Nam Phi, năng suất Cà chua vẫn đạt 31,5 Mg/ha
(tấn/ha). Ở vùng có lượng mưa cao, thậm chí tưới nước nhiễm mặn ở
mức 9 dS/m bằng phương pháp tưới nhỏ giọt năng suất cà chua đạt tới
mức 100 tạ/ha.
5. Tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp thông thường có thể làm
thay đổi một số tính chất đất, đặc biệt là làm tăng độ dẫn điện (EC),
giảm tính thấm và thay đổi kết cấu của đất.
6. Tưới nước nhiễm mặn bằng kỹ thuật tưới nhỏ giọt cho cây trồng sẽ
đạt hiệu quả cao rõ rệt nếu kết hợp với phân bón, giống cây trồng và các
biện pháp chăm sóc hợp lý.
CHƯƠNG 2

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Điều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu
Thí nghiệm được thực hiện ở xã Kim Chính, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh
Bình. Huyện Kim Sơn nằm trong hệ khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa
đông lạnh và khô, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều.
2.2 Đặc điểm về đất và nước của khu vực nghiên cứu
2.2.1. Đặc điểm về đất
Đất khu thí nghiệm ở vùng ven biển có thành phần cơ giới ở mức cát
pha - thịt nhẹ, có độ xốp cao, phản ứng kiềm yếu, hàm lượng chất hữu
cơ và N tổng số cao. Hàm lượng các chất dinh dưỡng khác như N, K, Ca
và Mg ở mức trung bình. Đáng chú ý là hàm lượng Na+ trao đổi tương
đối cao trong tương quan với các Cation quan trọng như K, Ca và Mg.
8


Độ mặn của đất tương đối cao nhưng chưa xếp vào loại đất mặn. Những
chỉ tiêu của đất khu thí nghiệm đã phản ảnh được đặc tính cơ bản của đất
phù sa ven biển Việt Nam.
2.2.2 Đặc điểm về nước tưới
Trong nghiên cứu, công thức đối chứng (CT1) là công thức dùng nước
tưới có độ mặn nước sông ≤ 1‰ (theo tiêu chuẩn nước tưới), độ mặn
của các công thức thí nghiệm được tạo ra bằng cách trộn nước mặt lấy từ
sông lên hay bổ sung thêm muối NaCl để đạt độ mặn 2‰ (CT2) và 3‰
(CT3).
2.3 Bố trí các ô thí nghiệm
Đề tài thí nghiệm trong hai năm 2012 và 2013, với ba công thức tưới
được ký hiệu là CT1, CT2, CT3 có độ dẫn điện ECiw lần lượt là 1.4, 2.8
và 4.3 dS/m tương ứng với mức độ nặm ≤1‰ , 2‰ và 3‰ dùng tưới
cho hai cây trồng là Ngô LVN10 và Đậu tương ĐT84 với ba lần lặp lại.

Nghiên cứu bố trí 18 ô thí nghiệm có kích thước như nhau, mỗi ô có
diện tích là 2.2 m2. ngăn cách các ô là tường gạch xây với chiều sâu cách
mặt đất là 0,7m, chiều cao so với bề mặt đất là 0,2m. Quanh khu thí
nghiệm là hệ thống rãnh thoát nước, đường đi lại và bể chứa nước tưới.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở hình 2.2.

Hình 2.1: Mặt cắt ngang luống thí nghiệm ngô
9


Hình 2.2: Sơ đồ bố thí nghiệm đồng ruộng của ngô và đậu tương
2.4 Hệ thống tưới
Hệ thống tưới áp dụng trong thí nghiệm là tưới nhỏ giọt áp lực thấp, các
thiết bị tưới chính được cung cấp bởi Công ty Netafim của Israel, mỗi ô
thí nghiệm được bố trí 2 dây tưới nhỏ giọtlà ống PE 25mm, khoảng cách
giữa các lỗ nhỏ giọt trên dây tưới là 30cm, lưu lượng mỗi lỗ nhỏ giọt là
2 lít/giờ. Mỗi công thức tưới được cấp nước từ bể chứa có dung tích là
1,0m3, đặt cao so với mặt đất là 1,5m.
2.5 Hệ thống đo độ ẩm đất
Các công thức tưới thí nghiệm đều đảm bảo duy trì độ ẩm đất trong
khoảng độ ẩm tối đa đồng ruộng (áp lực ẩm tối đa từ -10 đến -25kPa) và
độ ẩm thích hợp đối với cây trồng (áp lực ẩm tối thiểu từ -25 đến 50kPa), nhờ sử dụng thiết bị đo độ ẩm đất ký hiệu 2080 Tensiometer đặc
ở độ sâu 0,25m ngay bên dưới các vòi nhỏ giọt. Trong thí nghiệm, khi
thiết bị đo 2080 Tensiometer có giá trị -25kPa thì vận hành hệ thống nhỏ
10


giọt cấp nước cho thí nghiệm. Khi thiết bị đo có giá trị -10kPa thì ngừng
tưới.

Hình 2.3. Hình ảnh thiết bị Tensiometer đặt tại luống ngô thí nghiệm
2.6 Phương pháp đo đạc, lấy mẫu và phân tích
2.6.1 Các chỉ tiêu về hình thái
- Chiều cao cây được đo từ sát mặt đất đến điểm phân nhánh bông cờ đầu tiên.
- Chiều cao đóng bắp được đo từ sát mặt đất đến đốt mang bắp trên cùng.
- Chiều cao cây và chiều cao đóng bắp được đo sau khi phun râu 2 tuần.
- Số lá/cây: Đếm tổng số lá của cây trong thời gian sinh trưởng.
- Chỉ số diện tích lá (CSDTL): Tiến hành đo ở thời kỳ chín sữa, đo chiều
dài từ gốc lá đến đỉnh lá, chiều rộng ở phần rộng nhất của phiến lá. Đo
tất cả các lá còn xanh trên cây sau đó áp dụng công thức tính diện tích
lá:
Diện tích lá (m2) = Dài x rộng x 0,75
CSDTL(m2lá/m2 đất) = DTL/Cây x số cây/m2
2.6.2 Chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển
- Ngày trỗ cờ: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô xuất hiện
nhánh cuối cùng của bông cờ.
11


- Ngày tung phấn: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô đã tung phấn.
- Ngày phun râu: được tính từ gieo đến khi có 50% số cây/ô có râu dài ra
ngoài lá bi 2- 3 cm.
- Ngày chín sinh lý: ghi số ngày từ khi gieo đến khi có 70% số bắp/ô có
chân hạt đen.
2.6.3 Chỉ tiêu về các yếu tố cấu thành năng suất
- Đếm tổng số cây, đếm tổng số bắp, cân khối lượng bắp của 2 hàng thu
hoạch (kg).
- Số hạt trên hàng: Được đếm theo hàng hạt có chiều dài trung bình trên bắp.
- Khối lượng 1000 hạt (gam) ở độ ẩm thu hoạch đếm 2 mẫu, mỗi mẫu
500 hạt, cân khối lượng của 2 mẫu được M1, M2 nếu hiệu số giữa 2 lần

cân (mẫu nặng trừ mẫu nhẹ) không chênh lệch quá 5% so với khối lượng
trung bình của 2 mẫu thì P1000 hạt = M1 + M2.
2.6.4 Quan trắc chỉ tiêu sinh trưởng, năng suất của đậu tương
- Chiều cao cây (cm): đo từ sát mặt đất đến đỉnh sinh trưởng của cây
- Trọng lượng chất khô: Toàn bộ thân cây, gồm cả bộ rễ đem sấy đến
trọng lượng khô không đổi và đem ra cân để xác định trọng lượng của
mỗi công thức thí nghiệm.
- Đếm số quả trên cây, số quả 1 hạt/cây, số quả 3 hạt/cây
- Xác định năng suất nghìn hạt (tương tự đối với ngô)
- Năng suất hạt khô thực thu (tương tự đối với ngô)
2.6.5 Phương pháp lấy mẫu và phân tích đất, nước
Mẫu đất được lấy và phân tích tại thời điểm trước khi gieo và sau khi thu
hoạch của từng vụ ở các công thức thí nghiệm. Mẫu đất lấy ở độ sâu từ

12


0-30 cm (tầng mặt) ở dưới các vòi nhỏ giọt, sau đó thực hiện qui trình
bảo quản và xử lý mẫu trước khi phân tích.
2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG II
1. Phương pháp nghiên cứu lựa chọn của luận văn là thí nghiệm thí
nghiệm đồng ruộng, đây là phương pháp áp dụng phù hợp và khá phổ
biến với đề tài nghiên cứu của luận án nhờ có độ chính xác cao và phản ánh
đúng yêu cầu thực tế của sản xuất nông nghiệp của khu vực nghiên cứu.
2. Các công thức tưới lựa chọn trong thí nghiệm dựa trên các kết quả
nghiên cứu và thực tiễn sử dụng nước nhiễm mặn để tưới trong nước
cũng như của quốc tế.
3. Kỹ thuật tưới thí nghiệm là kỹ thuật tưới nhỏ giọt, cho phép hạn chế
đến mức thấp nhất hiện tượng nhiễm mặn của đất so với các kỹ thuật
tưới thông thường.

4. Các quy trình quan trắc, lấy mẫu, phân tích đất, nước, cây trồng, khí
hậu đều dựa trên các quy định, quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành. Giống
ngô, đậu tương và các quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc cây giữa các
công thức được áp dụng như nhau.
CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Mưa trong các giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và đậu tương
Lượng mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô, cây đậu tương năm
2012 là 301,8mm và 274.9mm, có 9 trận mưa ≥ 10mm dẫn đến không phải
tưới. Tổng lượng mưa trong giai đoạn sinh trưởng chiếm 19,1% lượng
mưa của năm 2012 là 1580,2mm. Tổng lượng mưa trong năm 2013 là
2126,6mm, trong đó mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và cây
đậu tương là 766,5mm chiếm 37,92% lượng mưa năm. Trong thời giai
13


đoạn sinh trưởng (cả vụ xuân và vụ đông) có 13 trận mưa hiệu quả ≥
10mm.
Các trận mưa trong giai đoạn sinh trưởng của cây ngô và cây đậu tương
không những làm giảm lượng nước tưới (nước nhiễm mặn) mà còn giảm
nồng độ muối tích tụ trong đất do các lần tưới trước để lại. Lượng mưa
lớn trong năm tập trung vào giai đoạn giữa hai vụ gieo trồng có ý nghĩa
đặc biệt với việc rửa mặn, đây là yếu tố thuận lợi cho việc sử dụng nước
nhiễm mặn để tưới.
3.2 Lượng nước tưới của ngô và đậu tương
3.2.1 Lượng nước tưới của cây ngô
Tất cả các công thức tưới thí nghiệm đều đảm bảo duy trì độ ẩm đất trong
khoảng độ ẩm tối đa đồng ruộng, việc khống chế khoảng độ ẩm đất trong

giới hạn đồng ruộng nhờ sử dụng thiết bị đo độ ẩm đất ký hiệu 2080
Tensiometer đặc ở độ sâu 0,25m ngay bên dưới các vòi nhỏ giọt. Các công
thức thí nghiệm CT1, CT2 và CT3 CT3 không phát hiện được độ ẩm khác
nhau tại độ sâu quan trắc giữa các công thức tưới. Chế độ tưới thí nghiệm
là không khác nhau giữa các công thức tưới và được trình bày ở bảng 3.1.
Theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8641:2011 thì tổng mức tưới cả vụ đối
với cây ngô (phương pháp tưới rảnh) từ 2000 m3/ha đến 2500 m3/ha và số
lần tưới từ 8 đến 10 lần. Như vậy, lượng nước tưới thí nghiệm cho cây ngô
bằng phương pháp tưới nhỏ giọt với nước nhiễm mặn của vụ Xuân giảm
40-66% và vụ Đông giảm 62-65% so với kỹ thuật tưới rãnh.

14


Bảng 3.1: Lượng nước tưới từng vụ trong hai năm thí nghiệm ngô
Công thức

Độ mặn của

Nước tưới

Số lần

Nước tưới

Số lần

thí nghiệm

nước tưới

(m3/ha)

tưới

(m3/ha)

tưới

(‰)
CT1, CT2,
CT3

1, 2, 3

Vụ Xuân 2012
1.200

14

Vụ Xuân 2013
CT1, CT2,
CT3

1, 2, 3

1.436

13

Vụ Đông 2012
872,3

9

Vụ Đông 2013
755

5

3.2.2 Lượng nước tưới của cây đậu tương
Kỹ thuật tưới thí nghiệm cho cây đậu tương cũng tương tự như cây ngô.
Chế độ tưới của 4 vụ được trình bày ở bảng 3.2.
Bảng 3.2: Lượng nước tưới từng vụ trong hai năm thí nghiệm đậu tương
Công thức

Độ mặn

Nước

Số lần

Nước

Số lần

thí nghiệm

của nước

tưới

tưới

tưới

tưới

tưới (‰)

(m3/ha)

(m3/ha)

Vụ Xuân 2012
CT1, CT2, CT3

1, 2, 3

1.087

11

Vụ Xuân 2013
CT1, CT2, CT3

1, 2, 3

1.142

10

Vụ Đông 2012
706,4

7

Vụ Đông 2013
685

5

Cũng theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8641:2011 thì tổng mức tưới cả
vụ đối với cây ngô (phương pháp tưới rảnh) khoảng 2000 m3/ha, chu kỳ
tưới từ 15 ngày. Như vậy, lượng nước tưới thí nghiệm cho cây đậu
tương giảm từ 50-65% so với kỹ thuật tưới rãnh.

15


3.3 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến nảy mầm của cây ngô
và đậu tương
Qua bốn vụ thí nghiệm trong hai năm 2012 và 2013, không thấy ảnh
hưởng của việc tưới nước nhiễm mặn với nồng độ 2‰ và 3‰ đến sự
nảy mầm của ngô và đậu tương. Sau khi gieo, các công thức thí nghiệm
đều được tưới ngay, duy có vụ đông năm 2013 sau gieo thì có mưa.
Quan sát thấy ngô và đậu tương đều nảy mầm đạt tỉ lệ 100% ở các ngày
thứ 6 và 7 sau khi gieo.
Hiện tượng trên có thể do các công thức tưới thí nghiệm luôn duy trì độ
ẩm đất cao, sự thay đổi độ ẩm đất luôn dao động quanh giá trị nước dễ

hút với cây trồng vì thế độ ẩm đất của các công thức đều thuận lợi cho
quá trình nảy mầm của cây ngô và đậu tương.
3.4 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến cây ngô và đậu tương
Kết quả thí nghiệm tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ
giọt cho ngô và đậu tương trên đất phù sa ven biển với nồng độ 2‰ và
3‰ nhìn chung có sự suy giảm các chỉ tiêu sinh trưởng về chiều cao
cây (Hình 3.1, 3.4) và năng suất (Hình 3.2 và Hình 3.4). Nồng độ mặn
của nước tưới càng cao thì mức độ suy giảm các chỉ tiêu càng lớn.
Nguyên nhân của hiện tượng này được giải thích như sau:

16


220

Chiều cao cây Ngô (cm)

200

180

160

Vụ xuân 2012

y = -14,94x + 224,2 R² = 0,995

Vụ xuân 2013

y = -12,33x + 226,0 R² = 0,957

Vụ đông 2012

y = -15,33x + 211,7 R² = 0,999

140

120
y = -7,388x + 190,4 R² = 0,995

Vụ đông 2013

100
1.4

2.8

4.3

Độ dẫn điện của nước tưới ECiw (dS/m)

Hình 3.1 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và chiều cao ngô trong
hai năm 2012 và 2013
- Muối từ nước nhiễm mặn tích lũy trong đất ức chế quá trình đồng hóa
vật chất của cây. Khi quá trình này bị ức chế nó ảnh hưởng kìm hãm đến
sự phát triển của rễ, thân và lá cây, và qua đó lại ảnh hưởng đến sự bốc
thoát hơi nước của cây và ảnh hưởng ngược lại đến quá trình đồng hóa
vật chất trong cây. Nguyên nhân sâu xa của hiện tượng giảm khả năng
hấp phụ nước của cây là do cây hấp thụ nhiều Na + dẫn đến giảm giá trị
thẩm thấu (Gerhard D. 1964).

- Khi tưới nước nhiễm mặn, tức là cung cấp Cation Na + vào đất. Khi Na+
xuất hiện nhiều trong dung dịch đất thì nó sẽ hạn chế hấp thụ Cation K+
của rễ cây. Nói các khác, Na+ sẽ cạnh tranh với K+ trong quá trình hấp
thụ dễ làm thiếu hụt lượng K trong đất.
Mức độ suy giảm các chỉ tiêu sinh trưởng và năng suất ngô và đậu tương
giữa các vụ và giữa các năm có khác nhau. Điều đó có thể lý giải do sự
khác biệt về điều kiện thời tiết gây nên.
17


100
98

Năng suất tương đối (%)

96
94
92

Vụ xuân 2012

90

Vụ xuân 2013

y = -5,215x + 105,4 R² = 0,996
y = -4,496x + 104,6 R² = 0,997

88
Vụ đông 2012

86
84

y = -5,619x + 105,5 R² = 0,998

Vụ đông 2013
y = -3,950x + 104,0 R² = 0,998

82
80
001

003

004

ECiw (dS/m)

Hình 3.2 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và năng suất ngô trong
hai năm 2012 và 2013
100

Chiều cao cây tương đối (%)

98
96
94
92

V. xuân 2012

y = -4,394x + 104,5 R² = 0,98

V.xuân 2013

y = -4,723x + 104,5 R² = 0,97

90
88

86
84

V. đông 2012

y = -3,572x + 103,5 R² = 0,99

V.đông 2013

y = -2,779x + 102,7 R² = 0,98

82
80
1.4

2.8

4.3

Độ dẫn điện của nước tưới - ECiw (dS/m)

Hình 3.3 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và chiều cao đậu
tương trong hai năm 2012 và 2013

18


100
98

Năng suất tương đối (%)

96
Vụ Xuân 2012

94
y = -2,819x + 102,8 R² = 0,98
92

Vụ Xuân 2013
y = -3,906x + 103,9 R² = 0,99

90
Vụ đông 2012
88

y = -3,264x + 103,1 R² = 0,97
86

Vụ đông 2013

y = -3,703x + 103,7 R² = 0,98

84
82

80
1.400

2.800

4.300

ECiw (dS/m)

Hình 3.4 Quan hệ giữa độ dẫn điện của nước tưới và năng suất đậu
tương trong hai năm 2012 và 2013
Bảng tổng hợp sự khác biệt qua kiểm định, thống kê giữa công thức đối
chứng với CT2 và CT3 về các chỉ tiêu của ngô và đậu tương qua các vụ
cho thấy:
- Về chiều cao cây: Ở tất cả các vụ trong cả 2 năm (2012 và 2013), có sự
khác biệt về chiều cao cây ngô và cây đậu tương ở công thức CT2 và CT3
so với đối chứng.
- Về năng suất hạt khô: Ở tất cả các vụ trong 2 năm thí nghiệm, không có sự
khác biệt chỉ tiêu này của ngô và đậu tương ở CT2 so với đối chứng. Trong
khi đó ở CT3 có sự khác biệt về chỉ tiêu này so với đối chứng, ngoại trừ ở
vụ xuân 2012.

19

Bảng 3.3: Tổng hợp sự khác biệt qua kiểm định thống kê giữa công thức
đối chứng (CT1) với CT2 và CT3 về các chỉ tiêu của ngô và đậu tương
qua các vụ thí nghiệm
Chiều cao

Chỉ tiêu

cây

Công thức

NS hạt khô NS chất khô

CT2

CT3

CT2

CT3

CT2

CT3

2012

x

x

x

x

2013

x

x

x

x

2012

x

x

x

x

2013

x

x

x

Đậu tương

2012

x

x

Vụ Xuân

2013

x

x

x

Đậu tương

2012

x

x

x

Vụ Đông

2013

x

x

x

Ngô Vụ Xuân

Ngô Vụ Đông

Ghi chú:

x
x

x

x: có khác biệt với CT1 qua kiểm định thống kê

- Về năng suất chất khô: tương tự như năng suất hạt khô, ở tất cả các vụ
trong 2 năm thí nghiệm. không có sự khác biệt chỉ tiêu này của ngô và
đậu tương ở CT2 so với đối chứng. Trong khi đó ở CT3 có sự khác biệt
về chỉ tiêu này so với đối chứng, ngoại trừ ở vụ đông 2013 đới với cây
ngô và vụ đông 2012 đới với cây đậu tương.
Từ các kết quả tổng hợp trên có thể khẳng định:

20


(i) Tưới nước nhiễm mặn 2‰ (CT2) tuy có ảnh hưởng xấu đến sự phát
triển chiều cao cây nhưng không ảnh hưởng rõ rệt đến năng suất hạt khô
và chất khô của cây ngô và đậu tương.
(ii) Tưới nước nhiễm mặn 3‰ (CT3) kìm hãm sự phát triển chiều cao
và làm suy giảm năng suất ngô và đậu tương.
Đối với cây ngô:
Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 9,71%; Vụ đông giảm 9,57%.
Năng suất chất khô: Vụ xuân giảm 9,79%; Vụ đông giảm 9,39%.
Đối với cây đậu tương:
Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 6,73%; Vụ đông giảm 6,97%.
Năng suất chất khô: Vụ xuân giẩm 6,29%; Vụ đông giảm 5,68%.
(iii) Hiện tượng tưới nước nhiễm mặn 2‰ không có ảnh hưởng rõ rệt đến
năng suất ngô và đậu tương có thể giải thích do 2 nguyên nhân sau đây:
- Do tính ưu việt của phương pháp tưới nhỏ giọt, hạn chế lượng nước
tưới dư thừa không cần thiết và qua đó giảm thiểu sự độc hại của Na +.
- Do tác động của nước mưa ở vùng nhiệt đới ẩm như Việt Nam có
lượng mưa lớn dẫn đến sự rửa trôi ion Na+ của đất mạnh, không có sự
tích luỹ muối qua các vụ.
3.5 Ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến tính chất đất
Qua ba đợt lấy mẫu đất phân tích đất (sau vụ thứ 1, 2 và 4) ở điều kiện
trồng ngô có tưới nước nhiễm mặn 2‰ và 3‰ có thể đi đến những đánh
giá chung sau đây:
- Tưới nước nhiễm mặn 2‰ và 3‰ không ảnh hưởng rõ rệt đến các tính
chất lý học đất.
- Tưới nước nhiễm mặn không làm thay đổi rõ rệt đến các tính chất hóa
học cơ bản của đất, ngoại trừ một số chỉ tiêu có liên quan trực tiếp đến

21


tác động của NaCl, đáng chú ý là lượng Na + trao đổi, chỉ số SAR, độ
dẫn điện, tổng số muối tan và hàm lượng Cl-. Khi độ mặn của nước tưới
tăng thì các chỉ số này có xu thế gia tăng. Tuy nhiên, bằng phương pháp
kiểm định thống kê từ số liệu của ba đợt phân tích đất đã cho những kết
quả như sau.
Tưới nước nhiễm mặn không ảnh hưởng rõ rệt đến hàm lượng Na+ trao đổi
của đất. Nguyên nhân của hiện tượng trên có thể giải thích là: Na+ trong
nước nhiễm mặn đã bị rửa trôi do nước mưa. Như đã đề cập ở phần tổng
quan, cation Na+ có mức độ hydrat hóa mạnh làm tăng kích thước ion
Na+ do đó làm giảm lực hấp phụ với phức hệ hấp phụ mang điện tích âm
của đất. Chính vì vậy ion Na+ khó cạnh tranh hấp phụ với các cation
khác và phần lớn tồn tại trong dung dịch đất và dễ dàng rửa trôi bởi
nước mưa, đặc biệt là ở vùng khí hậu nhiệt đới ẩm. Ngay cả khi ion Na +
được hấp phụ vào phức hệ hấp phụ của đất, thì ion này cũng dễ dàng bị
trao đổi ra dung dịch ngoài của đất vì kích thước kềnh càng của Na+ khi
bị hydrat hóa.
- Tưới nước nhiễm mặn không làm khác biệt về chỉ số SAR với p <0,05.
Kiểm định thống kê từng cặp các công thức thí nghiệm cho thấy:
+ Chỉ số SAR giữa CT1 và CT2 không có sự khác biệt với p < 0,05.
+ Chỉ số SAR giữa CT1 và CT3 không có sự khác biệt với p < 0,05
+ Chỉ số SAR giữa CT2 và CT3 cũng không có sự khác biệt với p < 0,05.
Như vậy có thể khẳng định: bằng kiểm định thống kê sinh học, không
phát hiện ảnh hưởng của tưới nước nhiễm mặn đến chỉ số SAR của đất.
Khẳng định này cũng phù hợp với đánh giá về Na+ trao đổi ở trên. Bởi vì
chỉ

số

SAR

được

tính

bằng

[Na+]/{([Ca2++Mg2+])/2}1/2.

22

công

thức:

SAR

=


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
1. Tưới nước nhiễm mặn 2‰ bằng phương pháp tưới nước nhỏ giọt cho
ngô và đậu tương trên đất phù sa ven biển tại Kim Sơn, Ninh Bình tuy
có kìm hãm phát triển chiều cao cây nhưng không ảnh hưởng rõ rệt đến
năng suất hạt khô và sinh khối cây trồng.
2. Tuới nước nhiễm mặn 3‰ cũng bằng phương pháp trên làm giảm rõ
rệt chiều cao và năng suất hạt khô và chất khô ngô và đậu tương.

Đối với cây ngô:
Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 9,71%, Vụ đông giảm 9,57%
Năng suất chất khô: Vụ xuân giảm 9,79%, Vụ đông giảm 9,39%
Đối với đậu tương:
Năng suất hạt khô: Vụ xuân giảm 6.73%, Vụ đông giảm 6,97%
Năng suất chất khô: Vụ xuân giảm 6,29%, Vụ đông giảm 5,68%
3. Tưới nước nhiễm mặn bằng phương pháp tưới nhỏ giọt ở nồng độ
3‰ không ảnh hưởng rõ rệt đến các tính chất lý hóa học cơ bản của đất.
Đặc biệt, các chỉ số về Na+ trao đổi và tỉ lệ hấp phụ Na+ (SAR).
4. Phương pháp tưới nhỏ giọt có thể tưới nước nhiễm mặn ở nồng độ
2‰, cao hơn 2 lần nồng độ của tiêu chuẩn nước tưới cho cây đậu tương
và ngô trên vùng đất phù sa trung tính ít chua vùng ven biển Bắc Bộ,
Bắc Trung Bộ có ảnh hưởng không đáng kể đến sinh trưởng và năng
suất của cây trồng.
5. Áp dụng kỹ thuật tưới nhỏ giọt và bằng việc cung cấp thường xuyên
áp lực ẩm của đất quanh giá trị độ ẩm đồng ruộng (Ψm = - 25 KPa đến -

23