Ảnh hưởng của độc tố sắt đối với lúa trên đất phèn đồng bằng sông cửu long và một số biện pháp khắc phục thiệt hại do độc tố sắt gây ra – trường hợp nghiên cứu tại đồng tháp mười TT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (992.2 KB, 26 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
TRƢƠNG MINH NGỌC
ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘC TỐ SẮT ĐỐI VỚI LÚA TRÊN ĐẤT PHÈN
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG VÀ MỘT SỐ BIỆN PHÁP KHẮC
PHỤC THIỆT HẠI DO ĐỘC TỐ SẮT GÂY RA – TRƢỜNG HỢP
NGHIÊN CỨU TẠI ĐỒNG THÁP MƢỜI
Chuyên ngành: Khoa học đất
Mã số: 9620103
TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ NƠNG NGHIỆP
Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2021
Cơng trình được hồn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Võ Đình Quang
2. TS. Nguyễn Quang Chơn
Phản biện 1: ............................................................
Phản biện 2: ............................................................
Phản biện 3: ............................................................
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại Viện Khoa học
Kỹ thuật Nông nghiệp Miền nam ngày ... tháng ... năm 2021
Có thể tìm hiểu luận án tại:
1. Thưviện Quốc gia
2. Thưviện Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam
3. Thưviện Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Đồng bằng sơng Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích trên 1,6 triệu ha và đất phèn giữ một vị trí quan trọng
trong ngành trồng lúa. Quá trình khử do ngập nước trong đất phèn có thể làm tăng pH đến mức trung tính giúp
làm giảm nguy cơ độc nhơm đối với cây lúa nhưng lại gây nên nguy cơ ngộ độc Fe2+ [131], [133]. Ngộ độc sắt
có thể gây thiệt hại năng suất lúa từ 13 - 30% và trong nhiều trường hợp năng suất lúa giảm 100% tùy vào nồng
độ Fe2+ trong dung dịch đất [38], [44], [146].
Trong khi vấn đề ngộ độc sắt trên đất phèn được cho là rất phổ biến và được tập trung nghiên cứu ở
nhiều nước trên thế giới thì ở Việt Nam có rất ít nghiên cứu liên quan đến bản chất của vấn đề ngộ độc sắt. Do
vậy, nghiên cứu để hiểu rõ ngộ độc sắt đối với cây lúa trồng trên đất phèn vùng ĐBSCL và tìm hiểu các biện
pháp khắc phục thiệt hại do ngộ độc sắt gây ra nhằm ổn định và tăng năng suất lúa là rất cần thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
-
Mục tiêu chung: Đánh giá được thực trạng ngộ độc sắt đối với cây lúa; động thái và bản chất của quá trình
khử sắt và đề xuất được một số giải pháp làm giảm thiệt hại do ngộ độc sắt gây ra trên cây lúa vùng
ĐBSCL.
-
Mục tiêu cụ thể: (i) Đánh giá được hiện trạng ngộ độc sắt và tác động của ngộ độc sắt đối với năng suất lúa
trên đất phèn vùng ĐBSCL; (ii) So sánh được khả năng chịu độc sắt của hai giống lúa đang được trồng phổ
biến tại ĐBSCL; (iii) Đánh giá được động thái của q trình khử sắt, từ đó xác định được thời điểm và mức
độ ngộ độc Fe2+ cao trong đất phèn ngập nước; (iv) Thiết lập được các phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+
tại một số thời điểm ngập nước; (v) Đề xuất được một số biện pháp nhằm giảm tác hại của hiện tượng ngộ
độc sắt trên cây lúa.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
-
Đối tượng nghiên cứu: (i) Cây lúa: Nghiên cứu trên 2 giống lúa chịu phèn phổ biến ở ĐBSCL (IR 50404 và
OM 5451); (ii) Đất: Nghiên cứu trên 20 mẫu đất phèn trồng lúa ở tỉnh Long An và Tiền Giang.
-
Phạm vi nghiên cứu: (i) Đề tài được nghiên cứu trên đất phèn trồng lúa tại 2 tỉnh Long An và Tiền Giang;
(ii) Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu độc sắt như một độc tố chính gây ảnh hưởng lúa trên đất phèn.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
-
Ý nghĩa khoa học: (i) Đề tài đã thiết lập được mối quan hệ giữa nồng độ Fe tích lũy trong lá – mức độ
bronzing – năng suất lúa. (ii) Xác định được mối tương quan giữa hàm lượng Fe tích lũy trong lá và năng
suất. (iii) Xác định ngưỡng Fe2+ trong dung dịch gây ảnh hưởng mạnh đến khả năng hút dinh dưỡng và sinh
trưởng của 2 giống lúa IR 50404 và OM 5451. (iv) Đã làm sáng tỏ được các thành phần sắt trong đất tham
gia vào quá trình khử Fe2+ trong phèn ngập nước, trong đó đã chỉ ra được các oxyhydroxides sắt dạng vơ
định hình và sắt cấu trúc tinh thể kém (Feo) tham gia vào quá trình khử sắt từ giai đoạn sau 7 ngày ngập
nước; các oxyhydroxides sắt tinh thể (Fett) chỉ bắt đầu có ý nghĩa từ thời điểm 42 ngày ngập nước; pH là
yếu tố tác động lên quá trình khử sắt từ ngày thứ 7 cho đến cuối kỳ ngập nước, hữu cơ chỉ đóng góp có ý
nghĩa trong q trình khử sắt chủ yếu trong giai đoạn 7 ngày đầu ngập nước. (v) Đã chứng minh được vai
trò của 2 nguyên tố dinh dưỡng P và Zn trong việc nâng cao khả năng oxy hoá vùng rễ, giúp giảm ngộ độc
sắt đối với cây lúa.
2
-
Ý nghĩa thực tiễn: (i) Xác định được giống lúa IR 50404 có khả năng chịu ngộ độc sắt cao hơn giống lúa
OM 5451 làm cơ sở cho việc khuyến cáo sử dụng giống IR 50404 cho các vùng đất phèn có nguy cơ ngộ
độc sắt cao. (ii) Xây dựng được các phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+ tại một số thời điểm ngập nước
thơng qua tính chất đất ban đầu. (iii) Đề xuất ứng dụng P và Zn như một biện pháp giảm thiệt hại do ngộ
độc sắt gây ra và cải thiện năng suất lúa vụ Hè Thu. (iv) Đề xuất thay và điều chỉnh nước ruộng lúa như một
biện pháp kỹ thuật bổ sung giúp hạn chế ngộ độc sắt đối với cây lúa trồng trên đất phèn trong vụ Hè Thu.
5. Đóng góp mới của luận án
-
Luận án đã chứng minh được các thành phần sắt trong đất và một số tính chất đất tham gia vào động thái
khử sắt của đất phèn trồng lúa vùng ĐBSCL ngập nước. Trong đó, chứng minh được các dạng
oxyhydroxide sắt vơ định hình và tinh thể yếu (Feo) đóng vai trị chính trong q trình khử Fe2+; các dạng
oxyhydroxide sắt có cấu trúc tinh (Fett) thể đóng vai trị thứ yếu trong q trình khử Fe2+; pH là yếu tố quan
trọng tác động lên quá trình khử sắt từ ngày thứ 7 cho đến cuối kỳ ngập nước trong khi đó hữu cơ chỉ đóng
góp có ý nghĩa trong quá trình khử sắt chủ yếu trong giai đoạn 7 ngày đầu ngập nước.
-
Luận án đã chứng minh được vai trò P và Zn trong việc tăng khả năng oxy hố vùng rễ lúa góp phần hạn
chế ngộ độc sắt của cây lúa trồng trên đất phèn vùng ĐBSCL.
6. Bố cục luận án
Luận án được trình bày trên khổ giấy A4 gồm 172 trang trong đó nội dung luận án có 106 trang được
chia làm 5 phần: (i) mở đầu từ trang số 1 đến trang 5; (ii) phần tổng quan tài liệu từ trang 6 đến trang 30; (iii)
phần nội dung và phương pháp nghiên cứu từ trang 33 đến trang 47; (iv) phần kết quả và thảo luận từ trang 48
đến 101; (v) phần kết luận đề nghị từ trang 104 đến 106. Từ trang 107 đến trang 172 được trình bày danh mục
các cơng trình đã công bố liên quan đến luận án, tài liệu tham khảo, phụ lục luận án.
Nội dung luận án được trình bày với 34 bảng số liệu và 16 hình ảnh với 176 tài liệu tham khảo trong và
ngoài nước được trích dẫn. Phụ lục gồm mẫu phiếu điều tra, các bảng số liệu thơ và một số hình ảnh minh hoạ
trong quá trình thực hiện luận án.
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.
Vị trí địa lý và sản xuất lúa gạo vùng Đồng bằng sông Cửu Long
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm ở hạ nguồn sông Mekong và là châu thổ lớn với địa hình
bằng phẳng, thuận lợi cho canh tác nông nghiệp[14].
Đồng bằng sông Cửu Long được xem là vùng sản xuất lúa lớn nhất nước với sản lượng lúa gạo ở
ĐBSCL chiếm trên 50% sản lượng của cả nước và chiếm 90% sản lượng gạo xuất khẩu, đóng góp vào kim
ngạch xuất khẩu của Việt Nam trên 2 tỷ USD/năm [25].
Kết quả điều tra của Trần Xuân Định và ctv (2015) [6] cho thấy giống IR 50404 và OM 5451 có diện
tích gieo sạ lớn nhất vùng ĐBSCL theo thứ tự là 1,33 và 0,63 triệu ha.
1.2.
Đặc điểm phát sinh học và lý hóa trên đất phèn
Đất phèn (acid sulphate soil) là nhóm đất có chứa vật liệu sinh phèn mà kết quả của các tiến trình sinh
hóa xảy ra là acid sulfuric được tạo thành có ảnh hưởng lâu dài đến những đặc tính chủ yếu của đất, đất thường
3
có màu đen hoặc nâu ở tầng mặt, bị gley hóa ở tầng C và có mùi đặc trưng của lưu huỳnh và H2S. Tầng chứa vật
liệu sinh phèn là tầng sét hữu cơ ngập nước, thường ở trạng thái yếm khí có SO3 trên 1,7% (tương đương
0,75%S) trước khi oxy hoá cho pH ≤ 3,5 [74].
Đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long phân bố chủ yếu ở 4 vùng sinh thái: Đồng Tháp Mười, Tứ giác
Long Xuyên, Bán đảo Cà Mau và Tây sông Hậu [4], [27]. Theo Võ Thị Gương và ctv (2016) [8], đất phèn
ĐBSCL được xác định bởi hai loại tầng chẩn đốn chính là tầng phèn và tầng sinh phèn, đất chỉ có tầng sinh
phèn gọi là đất phèn tiềm tàng, đất có tầng phèn và tầng sinh phèn gọi là đất phèn hoạt động. Đất phèn ĐBSCL
có chứa độc Fe2+ và Al3+, độc lưu huỳnh, độc acid hữu cơ và tình trạng dinh dưỡng thấp.
Sắt trong đất và quá trình khử sắt trong đất ngập nƣớc
1.3.
Sắt trong đất có thể phân làm hai nhóm: Nhóm thứ nhất là các dạng sắt liên kết chặt trong các lưới
silicate [167]. Nhóm thứ hai bao gồm các dạng oxide sắt bên ngồi lưới silicate hay cịn gọi là oxide sắt tự do
(free iron oxides) [152]. Xét về cấu trúc tinh thể, nhóm oxide sắt tự do (free iron oxides) được chia làm 2 dạng
chính gồm:
-
Các oxide sắt có cấu trúc tinh thể hồn chỉnh [127].
-
Các oxide sắt khơng có cấu trúc tinh thể (noncrytalline) và các oxide sắt có cấu trúc tinh thể yếu (poorly
crystaline) [49], [57].
Trong điều kiện ngập nước các vi sinh vật kỵ khí sử dụng các chất oxy hóa trong đó có Fe3+ để tạo ra
phản ứng khử mà sản phẩm là Fe2+ được hình thành.
1.4.
Ngộ độc sắt và một số giải pháp giảm ngộ độc sắt với lúa
Triệu chứng điển hình của ngộ độc sắt là hiện tượng lá có màu vàng đồng (bronzing), bắt đầu là những
đốm nhỏ màu nâu xuất hiện ở các lá non bắt đầu từ chóp lá [106], [114]. Ngộ độc sắt có thể xảy ra ở mọi thời kỳ
sinh trưởng của lúa, tuy nhiên giai đoạn cây con và lúa đẻ nhánh cây dễ mẫn cảm nhất.
Nghiên cứu của Nugraha và ctv (2016) [115], Tanaka và ctv (1966) [159] cho rằng, cây lúa bị ngộ độc
sắt khi nồng độ Fe2+ trong dung dịch nuôi cấy từ 10 mg/L đến 500 mg/L. Ngộ độc sắt xảy ra khi cây lúa tích tụ
hàm lượng sắt trong lá trên 300 ppm [118], [160], [171].
Nghiên cứu của Trần Thị Tường Linh (2014) [21], Nguyễn Đức Thuận (2002) [30], Audebert và
Sahrawat (2000) [37] cho thấy cho thấy P có vai trị quan trọng trong việc giảm tình trạng ngộ độc sắt và làm
tăng năng suất lúa. Bón K giúp giảm tình trạng ngộ độc sắt trên lúa, giúp tăng khả năng chống chịu của cây lúa,
giúp cây sinh trưởng tốt và tăng năng suất lúa [95], [105], [106], [147], [148], [170]. Nghiên cứu của Nguyễn
Thị Kiều (2017) [18], Bùi Thị Trúc Linh và ctv (2015) [20], Farhana và ctv (2017) [75], Rosilawati và ctv
(2014) [143] cho thấy bón vơi làm tăng pH đất, giảm độc chất Al3+; Fe2+ giúp cải tạo sinh trưởng và năng suất
lúa trên đất phèn. Nghiên cứu của Becker và Asch (2005) [44] và Dobermann và Fairhurst (2000) [68] cũng đã
chứng minh rằng, cây lúa ngộ độc sắt liên quan đến hiện tượng thiếu kẽm trong đất ngập nước. Nghiên cứu của
Mai Thành Phụng (1993) [28] cho thấy giống lúa IR 50404 có khả năng kháng phèn cao và được khuyến cáo sử
dụng cho vùng phèn nặng. Nghiên cứu của Nguyễn Thành Hối và Nguyễn Bảo Vệ (2010) [13], Nguyễn Quốc
Khương và ctv (2012) [16], Phạm Phước Nhẫn và ctv (2013) [23] cho thấy, áp dụng biện pháp ngập khô xen kẽ
trong canh tác lúa làm gia giảm độc chất trong đất lúa ngập nước, tăng năng suất lúa
4
CHƢƠNG 2.
2.1.
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu đề ra, nghiên cứu bao gồm các nội dung như sau:
- Nội dung 1: Điều tra, đánh giá thực trạng ngộ độc sắt đối với lúa vụ Hè Thu trên đất phèn ĐBSCL.
- Nội dung 2: Ảnh hưởng của nồng độ sắt đến khả năng hút dinh dưỡng và sinh trưởng của hai giống lúa
IR 50404 và OM 5451 phổ biến tại ĐBSCL.
- Nội dung 3: Động thái Fe2+ của đất phèn ĐBSCL ngập nước trong mối quan hệ với tính chất đất.
- Nội dung 4: Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đối với khả năng oxy hóa
vùng rễ, sự sinh trưởng của cây lúa trên đất phèn ĐBSCL.
- Nội dung 5: Ảnh hưởng của biện pháp điều tiết nước đến tình trạng ngộ độc sắt của cây lúa vụ Hè Thu
trên đất phèn ĐBSCL.
2.2.
Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1.
Điều tra, đánh giá thực trạng ngộ độc sắt đối với lúa vụ Hè Thu trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long
Công tác điều tra, đánh giá được thực hiện trong 2 vụ Hè Thu năm 2017 và 2018.
Vụ Hè Thu - 2017: tiến hành điều tra, khảo sát tại 100 địa điểm đất phèn trồng giống lúa IR 50404 tại
tỉnh Tiền Giang và Long An bằng cách theo dõi triệu chứng ngộ độc sắt (bronzing) trên lá lúa ở 40 ngày sau sạ
(Bảng 2.1) và phỏng vấn nông dân năng suất cuối vụ bằng phiếu điều tra in sẵn.
Vụ Hè Thu - 2018: trên cơ sở kết quả điều tra 100 địa điểm ở vụ Hè Thu - 2017, chọn 20 địa điểm có
mức độ biểu hiện ngộ độc sắt khác nhau để tiếp tục theo dõi triệu chứng bronzing trên lá lúa, thu thập mẫu lá lúa
ở giai đoạn 40 ngày sau sạ để phân tích hàm lượng Fe tổng số (Fets) và thu thập năng suất cuối vụ (2000
m2/điểm).
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn đánh giá ngộ độc sắt
Cấp độ độc
Triệu chứng
(bronzing)
0
Sinh trưởng và đẻ nhánh bình thường
1
Sinh trưởng và đẻ nhánh bình thường, xuất hiện những đốm nâu đỏ hoặc vàng cam ở đầu lá
già
3
Sinh trưởng và đẻ nhánh bình thường, lá già có màu đỏ nâu, tím, hay vàng cam
5
Sinh trưởng và đẻ nhánh chậm lại, nhiều lá bị đổi màu
7
Sinh trưởng và đẻ nhánh ngưng hẳn, hầu hết các lá đều bị đổi màu hoặc chết
9
Tất cả cây chết khô
Nguồn: Viện Nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI, 2013) [86].
2.2.2.
Ảnh hưởng của nồng độ sắt đến khả năng hút dinh dưỡng và sinh trưởng của 2 giống lúa IR 50404 và
OM 5451 phổ biến tại Đồng bằng sơng Cửu Long
Nghiệm thức thí nghiệm và phương thức thực hiện: Nghiên cứu được tiến hành trên 2 giống lúa IR
50404 và OM 5451 trong môi trường dinh dưỡng Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar, pH 5,0. Sắt (Fe2+) được bổ
sung dưới dạng FeSO4.7H2O.
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên theo khối (RCBD), gồm 6 nghiệm thức (NT) với
5 lần lặp lại, mỗi ô thí nghiệm có 1 chậu, mỗi chậu có 9 cây lúa.
5
NT1 (Fe0) :
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 0 ppm Fe2+ (Đối chứng)
NT2 (Fe50) :
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 50 ppm Fe2+
NT3 (Fe100):
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 100 ppm Fe2+
NT4 (Fe200):
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 200 ppm Fe2+
NT5 (Fe300):
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 300 ppm Fe2+
NT6 (Fe400):
Yoshida và ctv (1976) + 0,2% agar + 400 ppm Fe2+
Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi:
- Đánh giá triệu chứng bronzing trên lá lúa ở giai đoạn 40 ngày sau gieo theo hệ thống tiêu chuẩn đánh
giá ngộ độc sắt (IRRI, 2013) ở Bảng 2.1.
- Hàm lượng N, P, K, Ca, Zn và Fets trong thân lá lúa giai đoạn 40 ngày sau gieo.
- Chiều cao cây, chiều dài rễ, khối lượng thân lá giai đoạn 40 ngày sau khi gieo.
Địa điểm và thời gian thực hiện:
Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới có mái che trong điều kiện tự nhiên từ tháng 10 - 12/2017 tại
Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại TP. HCM.
2.2.3.
Động thái Fe2+ của đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long ngập nước trong mối quan hệ với tính chất đất
Thu thập mẫu đất: Tại 20 điểm trồng lúa vụ Hè Thu – 2018 (Nội dung 1 – Mục 2.2.1), tiến hành thu thập
mẫu đất tầng mặt (0 - 15 cm) để nghiên cứu động thái Fe2+ trong quá trình ngập nước. Mẫu đất được lấy
vào tháng 10/2017.
Phương thức thực hiện: Mẫu đất sau khi phơi khơ khơng khí ở nhiệt độ phịng, loại bỏ xác bã thực vật,
nghiền qua rây 2 mm được ủ trong điều kiện ngập nước trong các bình thủy tinh chuyên dùng tối màu có trang bị
hệ thống van trích mẫu dung dịch ở đáy.
Mỗi mẫu đất ủ trong 5 bình tương ứng với 5 lần lặp lại, tỷ lệ đất/nước là 300g đất/600 ml nước cất, đất ủ
được ngập nước 5 cm. Định kỳ 1, 7, 14, 21, 28, 35, 42 và 49 ngày tiến hành trích mẫu dung dịch để phân tích Eh,
Fe2+ và pH.
Thời gian và địa điểm nghiên cứu:
Thí nghiệm được thực hiện trong phòng ở điều kiện nhiệt độ 28oC ± 2 oC từ tháng 02 - 12/2018 tại Chi
nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại TP. HCM.
2.2.4.
Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đối với khả năng oxy hóa vùng rễ, sự sinh
trưởng của cây lúa trên đất phèn Đồng bằng sơng Cửu Long
2.2.4.1. Thí nghiệm trong chậu
Thu thập mẫu đất và phương thức thực hiện:
Thí nghiệm được tiến hành trên 01 mẫu đất phèn hoạt động nông, đất tầng mặt 0-15 cm thu thập tại ấp
Hòa Thuận, xã Thạnh Hòa, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang.
Sử dụng chậu (60 kg đất/chậu) để trồng lúa; giống lúa IR 50404 với mật độ cấy 10 bụi/chậu; nước trong
chậu được duy trì ngập 5 cm cho tất cả các nghiệm thức. Một chậu đại diện cho một nghiệm thức.
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hồn tồn theo khối (RCBD) với 7 nghiệm thức và 5 lần lặp lại. Các
nghiệm thức (NT) thí nghiệm gồm:
NT1: N + P2O5 + K2O
NT2: N + K2O
6
NT3: N + P2O5
NT4: N + P2O5 + K2O + Ca
NT5: N + P2O5 + K2O + Zn
NT6: N + P2O5 + K2O + Phun Zn - EDTA
NT7: N + P2O5 + K2O + Ca + Zn
Chỉ tiêu theo dõi:
- Điện thế oxy hóa khử (Eh) vùng rễ ở giai đoạn 40 ngày sau gieo.
- Hàm lượng Fe tổng số trong mẫu lá ở giai đoạn 40 ngày sau gieo.
- Chiều cao cây, số nhánh/cây và khối lượng thân lá ở giai đoạn 40 ngày sau gieo.
Thời gian và địa điểm nghiên cứu:
Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới có mái che trong điều kiện tự nhiên từ tháng 3 - 5/2018 tại Chi nhánh
Viện Ứng dụng Công nghệ tại TP. HCM
2.2.4.2. Thí nghiệm ngồi đồng ruộng
Đất thí nghiệm và phương thức thực hiện:
Thí nghiệm được thực hiện đối với giống lúa IR 50404 trên 2 địa điểm đất phèn hoạt động, bao gồm:
-
Điểm 1: thực hiện tại vị trí đã lấy mẫu đất để thực hiện thí nghiệm trong chậu nêu trên (Mục 2.2.4.1).
-
Điểm 2: thực hiện tại ấp Tân Hưng Tây, xã Tân Hòa Tây, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang.
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hoàn toàn theo khối (RCBD) với 7 nghiệm thức và 5 lần lặp lại. Diện
tích ơ thí nghiệm: 20 m2, mật độ sạ: 150 kg giống/ha. Các nghiệm thức (NT) thí nghiệm giống như thí nghiệm
trong chậu (Mục 2.2.4.1).
Chỉ tiêu theo dõi:
- Hàm lượng Fe tổng số trong mẫu lá ở giai đoạn 40 ngày sau sạ.
- Năng suất lúa tươi cuối vụ.
Thời gian và địa điểm nghiên cứu:
Thí nghiệm được thực hiện trong vụ Hè Thu năm 2018 tại ấp Hòa Thuận, xã Thạnh Hòa và ấp Tân Hưng
Tây, xã Tân Hòa Tây, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang.
2.2.5.
Ảnh hưởng của biện pháp điều tiết nước đến tình trạng ngộ độc sắt trên cây lúa vụ Hè Thu trên đất phèn
Đồng bằng sơng Cửu Long
Đất thí nghiệm và phương thức thực hiện:
Thí nghiệm được thực hiện đối với giống lúa IR 50404 trên 2 địa điểm đất phèn hoạt động nơng với vị
trí và tính chất đất giống như Mục 2.2.4.
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên hồn tồn theo khối (RCBD) với 4 nghiệm thức và 5 lần lặp lại. Diện
tích ơ thí nghiệm: 20 m2, mật độ sạ: 150 kg giống/ha. Các nghiệm thức (NT) thí nghiệm gồm:
NT1: Ngập nước liên tục.
NT2: Rút nước ở 25 – 35 ngày sau sạ.
NT3: Thay nước trước 1 ngày ở 3 thời kỳ bón phân.
NT4: Thay nước trước 1 ngày ở thời kỳ bón phân đợt 1 và đợt 2 + Rút nước ở 25 – 35 ngày sau sạ.
7
Chỉ tiêu theo dõi:
- Phân tích hàm lượng Fe tổng số trong mẫu lá ở giai đoạn 40 ngày sau sạ.
- Năng suất lúa tươi cuối vụ.
Thời gian và địa điểm nghiên cứu:
-
Thí nghiệm được thực hiện trong vụ Hè Thu năm 2018 trên 2 điểm đất phèn trồng lúa được trình bày ở
Mục 2.2.4.
2.3.
Phƣơng pháp phân tích mẫu đất, mẫu thực vật và xử lý số liệu
2.3.1.
Phương pháp phân tích mẫu đất
Tính chất của 20 mẫu đất phèn nghiên cứu được phân tích theo các phương pháp sau:
-
Fe tổng số (Fets): Chiết mẫu bằng hỗn hợp acid HF + HClO4, trình tự theo Sparks và ctv (1996) [155], trang
643-644.
-
Sắt tự do (FeDCB): Chiết mẫu bằng hỗn hợp dithionite-citrate-bicarbonate (DCB) theo phương pháp của
Mehra và Jackson (1960) [104], trình tự theo Sparks và ctv (1996) [155], trang 647-648.
-
Oxide sắt vô định hình và oxide sắt có cấu trúc tinh thể yếu (Feo): Chiết mẫu bằng NH4-oxalate-oxalic acid
tại pH 3 trong bóng tối theo phương pháp Schwertmann (1964) [151], trình tự theo Sparks và ctv (1996)
[155], trang 648-650.
-
Oxide sắt tinh thể (Fett): (FeDCB – Feo).
-
Sắt nằm trong các khoáng sét (Feks): (Fets - FeDCB).
-
Chất hữu cơ: Oxy hóa mẫu bằng K2Cr2O7 1N + H2SO4 đậm đặc, chuẩn độ K2Cr2O7 thừa bằng FeSO4 0,5N,
trình tự theo Sparks và ctv (1996) [155], trang 995-996 và 1001.
-
pH đất: Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5979 – 1995 [29]. Đối với pHH2O, được trích bằng nước cất với tỷ
lệ đất: nước 1:5 (w/v); pHKCl được trích bằng KCl 1M với tỷ lệ đất: dung dịch KCl 1:5 (w/v).
-
N
tổng số:
Chiết mẫu bằng hỗn hợp H2SO4 đậm đặc + acid salicylic + H2O2, chưng Kjeldahl, trình tự theo
Sparks và ctv (1996) [155]; trang 1112-1116.
-
P dễ tiêu (Bray II): Chiết mẫu bằng hỗn hợp 0,1N HCl + 0,03N NH4F, tỉ lệ đất/nước: 1:7, sau đó đo bằng máy
so màu trình tự theo Sparks và ctv (1996) [155]; trang 894-895, 907.
-
K+trao đổi: Chiết mẫu bằng BaCl2, đo trên máy quang phổ hấp thu nguyên tử, trình tự theo Gillman và
Sumpter (1986) [79]; trang 173-192.
-
Ca2+trao đổi: Chiết mẫu bằng BaCl2, đo trên máy quang phổ hấp thu nguyên tử, trình tự theo Gillman và
Sumpter (1986) [79]; trang 173-192.
-
Zn2+dễ tiêu: Chiết mẫu bằng hỗn hợp acid (0,05N HCl + 0,025 N H2SO4), trình tự theo Sparks và ctv (1996)
[155]; trang 711-713.
2.3.2.
-
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu Fe2+, pH và Eh trong dung dịch chiết từ 20 mẫu đất ngập nước
Nồng độ Fe2+ được xác định bằng quang phổ kế với thuốc thử O-phenanthroline tại bước sóng 510 nm
(Mehra và Jackson, 1960) [104].
-
pH và Eh được đo bằng máy đo pH/ORP Hanna HI 991002. Giá trị Eh sau khi đo được cộng thêm 200 mV
hiệu chỉnh [29], [156].
8
2.3.3.
Phương pháp phân tích mẫu thực vật và tính lượng dinh dưỡng cây hút
Mẫu thân lá lúa được vô cơ hóa bằng hỗn hợp axit H2SO4 + Salicylic và H2O2, trình tự các bước thực
hiện theo Ryan và ctv (2013) [145] trang 156-157, sau đó xác định các chỉ tiêu:
- N (%) được xác định bằng phương pháp chưng cất Kjeldahl.
- P (%) được xác định bằng phương pháp so màu trên máy quang phổ.
- K, Ca, Zn và Fe (%) được đo bằng máy quang phổ hấp thu nguyên tử AAS.
Phương pháp tính lượng dinh dưỡng N, P, K, Ca và Zn cây hút được tính như sau:
- N cây hút (mg/chậu 9 cây) = [Hàm lượng N tích luỹ trong thân lá (%) x Khối lượng thân lá 9 cây/chậu].
- P cây hút (mg/chậu 9 cây) = [Hàm lượng P tích luỹ trong thân lá (%) x Khối lượng thân lá 9 cây/chậu].
- K cây hút (mg/chậu 9 cây) = [Hàm lượng K tích luỹ trong thân lá (%) x Khối lượng thân lá 9 cây/chậu].
- Ca cây hút (mg/chậu 9 cây) = [Hàm lượng Ca tích luỹ trong thân lá (%) x Khối lượng thân lá 9
cây/chậu].
- Zn cây hút (mg/chậu 9 cây) = [Hàm lượng Zn tích luỹ trong thân lá (%) x Khối lượng thân lá 9
cây/chậu].
Phương pháp đo chiều cao cây, chiều dài rễ, đếm số nhánh và khối lượng thân lá ở giai đoạn 40 ngày
sau gieo:
- Chiều cao cây (cm): dùng thước đo từ cổ rễ đến chóp lá cao nhất.
- Chiều dài rễ (cm): dùng thước đo từ cổ rễ đến chóp rễ dài nhất.
- Số nhánh/cây (nhánh): đếm tất cả các nhánh trên cây lúa.
- Khối lượng thân lá (g): cân khối lượng thân lá và quy về khô kiệt.
2.3.4.
Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu được tính tốn, xử lý thống kê bằng phân tích phương sai ANOVA, so sánh các giá trị trung bình
và phân hạng theo phương pháp trắc nghiệm Duncan ở mức P < 0,05, và được phân tích tương quan hồi quy
tuyến tính bằng các phần mềm Microsoft Excel 2010, Statgraphics và SPSS.
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1.
Kết quả điều tra, đánh giá thực trạng ngộ độc sắt đối với lúa trên đất phèn vụ Hè Thu Đồng bằng
sông Cửu Long
3.1.1.
Thực trạng ngộ độc sắt đối với lúa vụ Hè Thu năm 2017
Kết quả theo dõi triệu chứng bronzing trên lá và điều tra năng suất thực thu tại 100 điểm trồng lúa trên
đất phèn vụ Hè Thu năm 2017 trình bày tại Bảng 3.1 cho thấy có 79/100 số điểm biểu hiện ngộ độc sắt ở các
mức khác nhau; trong đó 3/100 số điểm có biểu hiện ngộ độc sắt ở cấp 7 và cho năng suất lúa tươi trung bình đạt
3,15 tấn/ha; có 17/100 hộ điều tra xuất hiện triệu chứng ngộ độc cấp 5 và cho năng suất lúa tươi trung bình đạt
5,16 tấn/ha; có 44/100 điểm có biểu hiện bronzing cấp độ 3 và cho năng suất 6,12 tấn/ha; có 15/100 điểm có biểu
hiện cấp độ 1 và cho năng suất 7,04 tấn/ha và có 21/100 điểm điều tra không ghi nhận được triệu chứng bronzing
ở lá lúa và cho năng suất trung bình 7,61 tấn/ha.
9
ảng 3.1. Cấp độ bronzing và năng suất lúa canh tác trên đất phèn vụ Hè Thu năm 2017
Năng suất lúa tươi trung
Cấp bronzing
Số điểm xuất hiện
Tỷ lệ
(Cấp)
(điểm)
(%)
0
21/100
21
7,61 ± 0,84
1
15/100
15
7,04 ± 0,87
3
44/100
44
6,12 ± 0,96
5
17/100
17
5,16 ± 1,15
7
03/100
3
3,15 ± 1,17
bình (tấn/ha)
(TB ± SD)
Ghi chú: Chỉ tiêu năng suất lúa tươi thể hiện giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (SD)
3.1.2.
Kết quả theo dõi thực trạng ngộ độc sắt đối với lúa vụ Hè Thu năm 2018
3.1.2.1 . Triệu chứng bronzing lá, hàm lượng Fets trong lá và năng suất lúa vụ Hè Thu 2018
Kết quả theo dõi biểu hiện ngộ độc sắt đối với lúa thông qua triệu chứng bronzing trên lá kết hợp phân
tích hàm lượng Fets trong lá ở 40 ngày sau sạ và năng suất lúa tươi cuối vụ được trình bày tại Bảng 3.2 sau:
ảng 3.2. Cấp độ độc bronzing, hàm lượng Fets trong lá và năng suất lúa tại 20 điểm đất phèn trồng lúa vụ Hè
Thu năm 2018
Cấp bronzing
Năng suất
STT
Điểm nghiên cứu
1
Điểm 01
5
536
5,40
2
Điểm 02
1
265
6,50
3
Điểm 03
3
348
6,50
4
Điểm 04
5
545
5,20
5
Điểm 05
1
116
6,00
6
Điểm 06
3
188
5,70
7
Điểm 07
1
231
6,50
8
Điểm 08
3
299
6,70
9
Điểm 09
3
312
6,20
10
Điểm 10
3
174
6,00
11
Điểm 11
3
561
5,80
12
Điểm 12
5
480
5,40
13
Điểm 13
3
206
6,00
14
Điểm 14
5
582
5,20
15
Điểm 15
1
177
6,80
16
Điểm 16
3
183
6,00
17
Điểm 17
3
480
6,00
18
Điểm 18
1
258
6,60
19
Điểm 19
3
294
6,50
20
Điểm 20
3
226
6,20
323 ± 151
6,06 ± 0,49
Giá trị trung bình ± Độ lệch chuẩn (SD)
(cấp)
Fets trong lá (ppm)
(tấn/ha)
10
Kết quả cho thấy, độ ngộ độc sắt thông qua triệu chứng bronzing trên lá lúa ở 20 điểm nghiên cứu dao
động từ cấp độ 1 đến cấp độ 5, trong đó: cấp độ 1 là 5/20 điểm, cấp độ 3 là 11/20 điểm và cấp độ 5 là 4/20 điểm.
Hàm lượng Fets trong lá tại 20 điểm theo dõi dao động từ 116 mg/kg đến 561 mg/kg và năng suất cuối vụ dao
động từ 5,2 tấn/ha đến 6,8 tấn/ha
3.1.2.2 . Quan hệ giữa hàm lượng Fets trong lá và năng suất lúa vụ Hè Thu năm 2018
Kết quả phân tích tương quan tuyến tính ở Hình 3.2 cho thấy quan hệ giữa năng suất lúa và hàm lượng
Fets trong lá tuân thủ khá chặt chẽ theo quy luật hàm bậc 2 parabol (r=0,63, p<0,01). Phần lớn các điểm có năng
suất lúa cao nằm trong vùng Fe trong lá từ 200 mg/kg đến 350 mg/kg. Năng suất có xu hướng giảm khi Fe đạt
trên 350 mg/kg và giảm mạnh khi Fe trong lá trên 450 mg/kg.
Tƣơng quan giữa Fets trong lá và năng suất
Năng suất (tấn/ha)
7,00
y = -2.10-5x2 + 0,0091x + 5,0553
r = 0,63**
6,50
6,00
5,50
5,00
100
200
300
400
Fets trong lá (mg/kg)
500
600
H nh 3.2. Tương quan giữa hàm lượng Fets trong lá với năng suất lúa vụ Hè Thu 2018
Ảnh hƣởng của nồng độ sắt đến khả năng hút dinh dƣỡng và sinh trƣởng của 2 giống lúa IR 50404
3.2.
và OM 5451 phổ biến tại Đồng bằng sông Cửu Long
3.2.1.
Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ trong dung dịch đến sự tích lũy Fets trong thân lá lúa
Kết quả phân tích hàm lượng Fe tổng số (Fets) trong thân lá ở giai đoạn 40 ngày sau gieo trình bày trong
Bảng 3.3 sau:
ảng 3.3. Ảnh hưởng của các nồng độ sắt trong dung dịch đến sự tích lũy Fets trong thân lá trên 02 giống lúa
IR50404 và OM 5451
Fets trong thân lá (mg/kg)
Nghiệm thức
Giống IR 50404
Giống OM 5451
Fe0
64 f
88 d
Fe50
496 e
559 c
Fe100
1.536 d
910 b
Fe200
3.076 c
964 b
Fe300
4.180 b
1.229 b
Fe400
7.714 a
1.855 a
CV (%)
23
16
F tính
*
*
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan.
11
Kết quả cho thấy có một sự khác biệt khá rõ nét về hàm lượng sắt tích lũy trong thân lá lúa giữa các
nghiệm thức thí nghiệm cũng như giữa 2 giống lúa thí nghiệm. Tăng nồng độ Fe trong dung dịch đã làm tăng
mạnh sự tích lũy Fets trong thân lá lúa ở cả 2 giống thí nghiệm. Giống OM 5451 có hàm lượng Fets dao động
trong khoảng 88 – 1.855 mg/kg là khoảng tích lũy thường thấy đối với lúa trong mơi trường có độc sắt [44], [68]
thấp hơn nhiều so với hàm lượng Fets trong giống IR 50404 với khoảng dao động 496 – 7.714 mg/kg. Nếu chấp
nhận ngưỡng 300 - 500 ppm Fets trong thân lá là ngưỡng gây độc đối với lúa [68] thì giống OM 5451 bị ngộ độc
ngay từ nồng độ Fe 50 ppm trong dung dịch và giống IR 50404 mới chỉ có hàm lượng Fe tiềm năng gây độc ở
nồng độ Fe trên 50 ppm trong dung dịch.
3.2.2.
Ảnh hưởng của các nồng độ Fe2+ đến sự tích lũy dinh dưỡng trong thân lá
Kết quả tính tốn lượng dinh dưỡng tích lũy trong thân lá trình bày trong Bảng 3.4 cho thấy việc gia tăng
nồng độ Fe2+ trong dung dịch đã gây ảnh hưởng mạnh đến khả năng hút dinh dưỡng của cây lúa. Tăng nồng độ
Fe2+ trong dung dịch làm giảm khả năng hút dinh dưỡng của cây lúa.
ảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ trong dung dịch đến tích lũy dinh dưỡng trong thân lá của 02 giống lúa
IR 50404 và OM 5451
Lượng N
Giống
Nghiệm
cây hút
lúa
thức
(mg/chậu 9
cây)
Lượng P cây
hút (mg/chậu 9
cây)
Lượng K cây
Lượng Ca cây
hút
hút
(mg/chậu 9
(mg/chậu 9
cây)
cây)
Lượng Zn cây
hút
(mg/chậu 9 cây)
Fe0
224,71 a
34,63 a
148,28 a
10,98
0,34 a
Fe50
194,94 a
30,13 ab
141,45 a
10,63
0,31 a
Fe100
183,36 a
28,57 abc
133,53 a
9,78
0,33 a
Fe200
103,18 b
21,23 bc
79,86 b
8,69
0,23 ab
Fe300
84,24 bc
17,53 cd
66,74 b
7,90
0,19 bc
Fe400
50,05 c
11,14 d
36,24 c
5,77
0,10 c
14,43
17,39
14,00
28,63
6,52
*
*
*
ns
*
Fe0
144,48 a
35,91 a
103,23 a
9,48 a
0,33 a
Fe50
122,23 a
34,07 a
90,41 a
7,83 ab
0,27 b
OM
Fe100
89,04 ab
24,09 ab
64,10 ab
6,95 ab
0,20 c
5451
Fe200
67,78 b
20,47 bc
52,44 bc
5,30 bc
0,17 c
Fe300
53,79 b
13,75 c
36,56 c
4,44 cd
0,12 c
Fe400
38,54 c
8,87 d
24,75 d
2,85 d
0,08 d
13,77
20,34
15,39
13,90
6,01
*
*
*
*
*
IR 50404
CV (%)
F tính
CV (%)
F tính
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan.
12
Đối với các nguyên tố đa lượng, kết quả cho thấy lượng N, P, K giảm có ý nghĩa thống kê bắt đầu từ
nồng độ Fe2+ trong dung dịch dinh dưỡng 200 ppm. Đối với nguyên tố Ca, kết quả cho thấy có xu hướng giảm
lượng Ca tích lũy trong thân lá tuy nhiên ở giống IR 50404 sự sụt giảm khơng đạt mức có ý nghĩa thống kê (p <
0,05) trong khi đó kết quả đối với giống OM 5451 cho thấy có sự suy giảm rõ nét về lượng Ca tích lũy trong
thân lá bắt đầu từ nồng độ Fe2+ trong dung dịch dinh dưỡng 200 ppm. Đối với yếu tố Zn, kết quả cho thấy sự sụt
giảm về tích lũy Zn trong thân lá ở giống OM 5451 do tăng nồng độ Fe2+ trong dung dịch mạnh hơn so với giống
IR 50404.
3.2.3.
Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ trong dung dịch đến cấp độ độc sắt (bronzing) trên cây lúa
Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ trong dung dịch đến cấp độ độc sắt (bronzing) trên cây lúa được trình bày
tại Bảng 3.5 sau:
ảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ sắt trong dung dịch đến cấp độ độc sắt (bronzing) trên 02 giống lúa IR50404
và OM 5451
Cấp độ độc sắt bronzing
(cấp)
Nghiệm thức
IR 50404
OM 5451
Fe0
0
0
Fe50
3
3
Fe100
3
5
Fe200
5
5
Fe300
5
7
Fe400
7
7
CV (%)
25
26
F tính
*
*
Kết quả cho thấy ở hầu hết các nồng độ Fe nghiên cứu, cấp độ bronzing ở giống OM 5451 đều cao hơn
so với giống IR 50404. Trong khi giống IR 50404 vẫn có biểu hiện tăng trưởng chậm ở nồng độ Fe trong dung
dịch 200 ppm ở thời kỳ 40 ngày thì giống OM 5451 hầu như giảm mạnh sinh trưởng ở nồng độ 100 ppm Fe2+ và
gần như chết khô từ nồng độ 300 ppm.
3.2.4.
Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ trong dung dịch đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của 2 giống lúa IR 50404
và OM 5451
Ảnh hưởng của các nồng độ sắt trong dung dịch đến khả năng sinh trưởng của 2 giống lúa IR 50404 và
OM 5451 được trình bày tại Bảng 3.6 cho thấy độc sắt ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của 2 giống lúa thí nghiệm
ở các mức độ khác nhau, ở nồng độ sắt càng cao thì ngộ độc sắt gây hại cho lúa càng trầm trọng, cụ thể: Giống
IR 50404 ở nồng độ 50 ppm Fe làm giảm các chỉ tiêu sinh trưởng của cây lúa so với đối chứng, tuy nhiên chưa
đạt ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 5%. Ngược lại ở nồng độ 50 ppm Fe các chỉ tiêu sinh trưởng của giống OM
5451 giảm khác biệt rất có ý nghĩa thống kê so với đối chứng. Kết quả này cũng phản ánh rằng giống IR 50404
có khả năng chống chịu ngộ độc sắt tốt hơn giống OM 5451.
13
ảng 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ sắt trong dung dịch đến khả năng sinh trưởng của 02 giống lúa IR50404 và
OM 5451
IR 50404
Nghiệm
thức
Chiều cao
cây (cm)
Chiều dài
rễ (cm)
67,8 a
64,7 ab
61,6 b
51,6 c
41,4 d
33,5 e
6,7
*
17,6 a
16,2 a
16,0 a
13,1 b
11,9 b
10,0 c
8,7
*
Fe0
Fe50
Fe100
Fe200
Fe300
Fe400
CV (%)
F tính
OM 5451
Khối lượng
khơ thân, lá
(g/chậu 9 cây)
10,80 a
8,76 ab
7,36 b
3,93 c
2,96 c
1,53 d
19,32
*
Chiều cao cây
(cm)
Chiều dài
rễ (cm)
57,4 a
49,6 b
47,6 b
46,8 b
37,8 c
31,9 d
5,6
*
14,7 a
14,4 a
12,4 b
11,6 b
9,1 c
7,9 d
10,2
*
Khối lượng khô
thân, lá (g/chậu
9 cây)
6,88 a
5,39 b
3,70 c
2,71 d
1,74 e
0,92 f
18,93
*
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt không có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan.
3.3.
Động thái Fe2+ của đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long ngập nƣớc trong mối quan hệ với tính
chất đất
3.3.1.
Diễn biến nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất trong q trình ngập nước đất phèn Đồng bằng sơng Cửu
Long
3.3.2.1 Diễn biến thế năng oxy hóa khử Eh và pH của 20 mẫu đất phèn
Kết quả đo Eh và pH trong 20 mẫu đất trong Hình 3.6 và Hình 3.7 cho thấy quá trình ngập nước đã làm
600
600
400
400
200
Eh (mV)
Eh (mV)
thay đổi mạnh tính chất lý hóa của đất nghiên cứu.
0
0
7
14
21
28
35
42
49
56
0
0
-200
7
14
21
28
35
42
49
56
-200
-400
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 01
MĐ 04
-400
MĐ 02
MĐ 05
MĐ 06
600
600
400
400
200
0
0
7
14
21
28
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 03
Eh (mV)
Eh (mV)
200
35
42
49
-200
56
MĐ 07
MĐ 08
200
0
0
7
14
21
28
35
42
49
56
-200
-400
-400
Ngày sau ngập nƣớc (ngày)
MĐ 11
MĐ 12
MĐ 13
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 16
MĐ 17
MĐ 18
H nh 3.6. Diễn biến thế năng oxy hóa khử (Eh) của 20 mẫu đất phèn theo thời gian ngập nước.
14
Tại thời điểm 1 ngày sau khi ngập nước Eh đất dao động trong khoảng 311- 513 mV, thì tại thời điểm
này có 19/20 mẫu đất nghiên cứu có Eh nằm trong vùng oxy hóa, q trình khử sắt xảy ra hầu như không đáng
kể. Eh giảm mạnh trong giai đoạn 7-28 ngày ngập nước ở hầu hết các mẫu đất. Trong đó, tại thời điểm 7 ngày
ngập nước Eh dao động trong khoảng -206 đến - 390 mV. Có 17/20 mẫu đất có Eh chuyển sang vùng khử (Eh <
350 mV). Tại thời điểm 14 ngày sau ngập nước, có 14/20 mẫu đất có Eh nằm trong vùng khử mạnh và Eh ở
phần lớn các mẫu đất giữ ở mức thấp cho đến cuối kỳ ngập nước 49 ngày. Song song với sự suy giảm mạnh Eh,
kết quả cũng cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ pH trong tất cả các mẫu đất theo thời gian ngập nước, trong đó có
4/20 mẫu đất đạt pH > 6 từ ngày thứ 7 ngập nước, 9/20 mẫu có pH > 6 từ ngày 14 ngày ngập nuớc và 100% mẫu
đạt pH > 6 từ 35 ngày ngập nước. Thậm chí có mẫu pH đạt 8,2. Sự gia tăng pH trong quá trình ngập nước được
giải thích là do q trình khử các oxides mangan và đặt biệt là oxyhydroxide sắt đã tiêu thụ các ion H+ [10],
pH
[126]
9
9
8
8
7
7
6
6
pH
5
5
4
4
3
3
2
2
0
7
14
21
28
35
42
49
56
0
7
14
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 01
MĐ 02
21
28
35
42
49
56
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 06
MĐ 03
MĐ 07
MĐ 08
9
8
8
7
6
5
pH
pH
6
4
4
3
2
2
0
7
MĐ 11
14
21
28
35
42
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 12
49
56
MĐ 13
0
7
14
21
28
35
42
Ngày sau ngập nước (ngày)
49
MĐ 17
MĐ 18
MĐ 16
56
H nh 3.7. Diễn biến pH của 20 mẫu đất phèn theo thời gian ngập nước.
3.3.2.2
Diễn biến nồng độ ion Fe2+ hòa tan của 20 mẫu đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long
Kết quả nghiên cứu động thái khử sắt trong 20 mẫu đất phèn ĐBSCL trình bày trong Hình 3.8 cho thấy
mức độ khử sắt khi ngập nước rất khác nhau về cường độ giữa các loại đất.
Tại thời điểm 1 ngày sau khi ngập nước nồng độ Fe2+ hòa tan trong dung dịch đất dao động trong
khoảng 12- 353 ppm với giá trị trung bình 92 ppm, chỉ có duy nhất 1 mẫu số 10 có nồng độ Fe2+ đạt ngưỡng
được cho là gây độc 300 ppm [117], [118]. Hầu hết các mẫu còn lại đạt có nồng độ dưới 200 ppm. Với ngưỡng
này được cho là chưa có khả năng gây ngộ độc đối với lúa.
Từ ngày thứ 7 ngập nước, song song với sự tụt giảm Eh, nồng độ Fe2+ có xu hướng tăng mạnh. Nồng độ
Fe2+ tại thời điểm này dao động trong khoảng 161-1.053 ppm. Có 13/20 mẫu đất nghiên cứu có nồng độ Fe2+ hịa
tan đạt trên ngưỡng 300 ppm, thậm chí có một số mẫu có nồng độ Fe2+ đạt trên 1.000 ppm vượt xa ngưỡng có
thể gây độc sắt cho lúa và ảnh hưởng đến năng suất.
3500
3500
2500
2500
Fe2+ (ppm)
Fe2+ (ppm)
15
1500
500
1500
500
-500 0
7
14
21
28
35
42
49
56
-500 0
7
14
Ngày sau ngập nước (ngày)
28
35
42
49
56
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 02
MĐ 06
MĐ 03
3500
3500
3000
3000
2500
2500
Fe2+ (ppm)
Fe2+ (ppm)
MĐ 01
21
2000
1500
MĐ 07
MĐ 08
2000
1500
1000
1000
500
500
0
0
0
MĐ 11
MĐ 14
7
14
21
28
35
42
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 12
MĐ 15
49
0
56
7
14
MĐ 16
MĐ 19
MĐ 13
21
28
35
42
Ngày sau ngập nước (ngày)
MĐ 17
MĐ 20
49
56
MĐ 18
H nh 3.8. Diễn biến nồng độ Fe2+ của 20 mẫu đất phèn theo thời gian ngập nước.
3.3.2.
Quan hệ giữa nồng độ Fe2+ và tính chất đất qua kết quả tính tương quan tuyến tính đơn
Kết quả phân tích tương quan tuyến tính đơn giữa nồng độ Fe2+ tại các thời điểm lấy mẫu, Fe2+ max và
một số tính chất được trình bày ở Bảng 3.11 cho thấy: Tại thời điểm 1 ngày sau ngập nước, hầu như không phát
hiện mối tương quan nào giữa các chỉ tiêu tính chất đất ban đầu và nồng độ Fe2+ hòa tan trong dung dịch đất.
Tại thời điểm 7 ngày sau ngập nước đã phát hiện thấy mối tương quan rất chặt giữa nồng độ Fe2+ hòa tan
và hàm lượng hữu cơ tổng số trong đất (r=0,68, p<0,001), tiếp theo đó là pH (r=- 0,60, p<0,01) và Fe chiết bằng
oxalat Feo (r=0,57, p<0,01), FeDCB (r=0,47, p<0,05). Các mối tương quan giữa nồng độ Fe2+ hòa tan và các thành
phần Fe còn lại như Fets, Fett, Feks khơng đạt mức có ý nghĩa thống kê.
ảng 3.11. Hệ số tương quan (r) giữa nồng độ Fe2+ tại các thời điểm và một số tính chất đất trước thí nghiệm
Hữu cơ
2+
ns
pHH2O
Fe (1 SNN)
0,34
- 0,14
Fe2+ (7 SNN)
0,68***
Fe2+ (14 SNN)
ns
Fets
FeDCB
ns
ns
Feo
Feks
ns
Fett
ns
0,30ns
0,34
0,24
0,17
0,39
- 0,60**
0,32ns
0,47*
0,57**
0,13ns
0,23ns
0,64**
- 0,68***
0,45*
0,62**
0,69***
0,23ns
0,41ns
Fe2+ (21 SNN)
0,56*
- 0,71***
0,53*
0,70***
0,75***
0,30ns
0,48*
Fe2+ (28 SNN)
0,49*
- 0,69***
0,58**
0,73***
0,79***
0,37ns
0,49*
Fe2+ (35 SNN)
0,42ns
- 0,69***
0,70***
0,81***
0,87***
0,52*
0,57**
Fe2+ (42 SNN)
0,40ns
- 0,62**
0,77***
0,85***
0,88***
0,60**
0,64**
Fe2+ (49 SNN)
0,36ns
- 0,61**
0,73***
0,80***
0,85***
0,57**
0,58**
Fe2+ max
0,54*
- 0,65**
0,71***
0,81***
0,86***
0,52*
0,58**
Ghi chú: SNN: sau ngập nước; ns - non significant: không đạt ý nghĩa thống kê ở mức xác suất p < 0,05; *, **, ***:
có ý nghĩa thống kê ở mức xác suất lần lượt là p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001.
Bắt đầu từ thời điểm 14 ngày sau ngập nước, tất cả các chỉ tiêu hữu cơ, pH, Fets, FeDCB, Feo đều có tương
quan có ý nghĩa thống kê với nồng độ Fe2+ hòa tan. Tại thời điểm 21 ngày thêm chỉ tiêu Fett tinh thể có tương
16
quan với nồng độ Fe2+ hòa tan và từ thời điểm 35 ngày cho đến cuối kỳ lấy mẫu 49 ngày thêm chỉ tiêu Feks
khống sét có tương quan với nồng độ Fe2+ hòa tan.
Khác với nồng độ Fe2+ tại các thời điểm lấy mẫu, Fe2+ max tương quan có ý nghĩa thống kê với tất cả
các chỉ tiêu đất tính tốn, tuy nhiên tương quan với Feo vẫn đạt giá trị cao nhất (r = 0,86, p < 0,001). Kết quả này
cho phép suy nghĩ rằng Feo có vai trò rất quan trọng trong việc gia tăng nồng độ Fe2+ trong quá trình ngập nước.
Feo gồm các oxyhydroxide sắt dạng vơ định hình và cấu tinh tinh thể kém [50] với diện tích bề mặt lớn rất kém
bền vững và rất dễ bị khử trong quá trình ngập nước [97], [123]. Khoảng 30-50% Feo có thể tham gia quá trình
khử sắt trong điều kiện ngập nước [96], [98], [141].
3.3.3.
Kết quả phân tích tương quan bội – Thiết lập phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+ hịa tan
Kết quả tính tương quan bội tại thời điểm ngập nước 7 ngày được trình bày trong Bảng 3.16 cho thấy
yếu tố hữu cơ (HC) cho phép giải thích 46,8% biến động về nồng độ Fe2+ trong dung dịch. Mặc dù pH, FeDCB và
Feo đều có tương quan có ý nghĩa về mặt thống kê với nồng độ Fe2+ tại thời điểm này (Bảng 3.11) bổ sung thêm
các yếu tố này như biến số thứ 2 của phương trình tuy có cải thiện hệ số xác định (determination coefficient R2), nhưng hệ số của các biến này đều khơng có ý nghĩa về mặt thống kê. Điều này nói lên rằng tại thời điểm 7
ngày sau ngập nước, hữu cơ là biến số chính trong phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+ hịa tan và phương trình
chẩn đốn nồng độ Fe2+ hịa tan tốt nhất tại thời điểm 7 ngày ngập nước là:
Fe2+ =- 406,84ns + 73,86*** HC
R2 = 0,468 (p<0,001)
ảng 3.16. Kết quả phương trình tương quan bội giữa nồng độ Fe2+ 7 ngày ngập nước với một số tính chất đất
Phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+
R2
Fe2+ = - 406,84ns + 73,86*** HC
0,468
2+
ns
**
ns
0,575
2+
*
***
ns
0,526
2+
ns
**
Fe = 1704,17 + 56,52 HC - 488,48 pH
Fe = - 568,52 + 70,88
HC + 60,89 Fets
ns
Fe = - 525,28 + 63,86 HC + 120,85 FeDCB
2+
ns
*
2+
*
***
2+
ns
***
0,521
ns
Fe = -496,08 + 57,76 HC + 231,60 FeO
Fe = - 587,11 + 77,49
Fe = -502,45 + 71,74
Ghi chú:
ns
0,541
ns
HC + 107,66 Feks
0,523
ns
HC +160,77 Fett
0,488
- non significant: không đạt ý nghĩa thống kê ở mức xác suất p < 0,05; , ,
: có ý nghĩa thống kê ở
* ** ***
mức xác suất lần lượt là p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001.
Trong trường hợp này, vai trị chính của hữu cơ chủ yếu liên quan đến việc ức chế quá trình kết tinh các
oxyhydoxides sắt và làm tăng hàm lượng sắt vô định hình chiết bằng dung mơi oxalat amoni [59], [62], [80],
[124], [136], [166]. Kết quả này cho phép giả thiết rằng, khơng phải tồn bộ Fe chiết bằng oxalate đều có thể
tham gia phản ứng khử mà chỉ một phần Fe liên kết trực tiếp với hữu cơ là thành phần chính tham gia vào q
trình khử Fe trong thời gian 7 ngày đầu ngập nước.
17
Đối với nồng độ Fe2+ hòa tan tại thời điểm 14 ngày ngập nước, do tại thời điểm này Feo cho hệ số tương
quan với nồng độ Fe2+ cao nhất (r=0,69, p<0,001) và vai trị của Feo trong q trình khử sắt trong điều kiện ngập
nước cũng được cho là rất có cơ sở khoa học [133], [163] và đã được đề cập rất kỹ ở phần trên, cho nên Feo được
chọn làm biến số chính trong việc tính tốn tương quan bội.
Kết quả trong Bảng 3.17 cho thấy Feo cho phép giải thích 47,4% biến động về nồng độ Fe2+. Bổ sung
thêm yếu tố pH vào phương trình tương quan như biến thứ 2 cho phép giải thích 64,2% biến động về nồng độ
Fe2+ và hệ số phương trình cho thấy việc bổ sung thêm pH hồn tồn có ý nghĩa thống kê ở mức p<0,05. Điều
này chứng tỏ rằng bên cạnh Feo thì pH là yếu tố quan trọng trong việc khử sắt ở giai đoạn 14 ngày ngập nước.
Bổ sung hữu cơ, Fets, FeDCB, Fett, Feks vào phương trình Fe2+ = -232,886ns + 807,50*** FeO như biến số thứ 2 tuy
có cải thiện hệ số R2 tuy nhiên kết quả tính thống kê cho thấy việc đưa các yếu tố này vào trong phương trình
chẩn đốn đều khơng có ý nghĩa về mặt thống kê. Kết quả này cho phép rút ra kết luận, tại thời điểm 14 ngày
ngập nước, Feo và pH là 2 yếu tố quan trọng nhất quyết định quá trình khử sắt trong đất phèn ngập nước và
phương trình dự đốn nồng độ Fe2+ hòa tan tốt nhất tại thời điểm này là:
Fe2+ = 3792,59* + 561,07** FeO - 960,91* pH
R2= 0,64
ảng 3.17. Kết quả phương trình tương quan bội giữa nồng độ Fe2+ 14 ngày ngập nước với một số tính chất đất
Phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+
R2
Fe2+ = -232,886ns + 807,50*** FeO
2+
*
***
Fe = -1104,93 + 1734,49
0,474
ns
FeO - 8,80 HC
**
0,600
2+
*
*
2+
ns
**
ns
0,514
2+
ns
ns
ns
0,484
2+
ns
***
ns
0,523
2+
ns
**
2+
ns
*
*
2+
*
ns
*
2+
*
ns
2+
*
*
2+
*
ns
Fe = 3792,59 + 561,07 FeO - 960,91 pH
0,642
Fe = - 215,36 + 1140,49 FeO - 136,26 Fets
Fe = - 194,08 + 1160,74 FeO - 240,70 FeDCB
Fe = - 239,15 + 997,59
FeO - 194,81 Feks
ns
Fe = - 194,08 + 920,05 FeO - 240,70 Fett
0,484
ns
Fe = 2639,78 + 436,83 FeO - 789,32 pH + 49,79 HC
0,703
ns
Fe = 3694,09 + 605,80 FeO - 936,91 pH - 15,79 Fets
*
0,642
ns
Fe = 4030,86 + 292,72 FeO - 1024,40 pH + 171,76 FeDCB
*
0,646
ns
Fe = 3557,78 + 622,44 FeO - 905,23 pH - 48,26 Feks
*
0,644
ns
Fe = 4030,86 + 464,48 FeO - 1024,40 pH + 171,76 Fett
Ghi chú:
ns
0,646
- non significant: không đạt ý nghĩa thống kê ở mức xác suất p < 0,05; , ,
: có ý nghĩa thống kê ở
* ** ***
mức xác suất lần lượt là p < 0,05; p < 0,01; p < 0,001.
Cũng với phương pháp tính tốn và lập luận tương tự, tại thời điểm 21, 28, 35 ngày ngập nước và Fe
max, Feo và pH vẫn là 2 yếu tố quyết định nồng độ Fe2+ hòa tan trong dung dịch. Bổ sung các yếu tố khác ngồi
2 yếu tố này khơng có ý nghĩa về mặt thống kê. Kết quả này cho phép rút ra kết luận, tại thời điểm 21, 28, 35
ngày ngập nước, Fe max, Feo và pH là 2 yếu tố quan trọng nhất quyết định quá trình khử sắt trong đất phèn ngập
nước.
18
Tại thời điểm 42 và 49 ngày ngập nước kết quả tính tốn cho thấy ngồi 2 yếu tố Feo và pH, bổ sung
thêm yếu tố Fett vào phương trình tính tốn nồng độ Fe2+ hịa tan có tác dụng tăng hệ số tương quan ở mức có ý
nghĩa về mặt thống kê. Nói một cách khác, tại thời điểm 42 và 49 ngày ngập nước, ngoài 2 yếu tố Feo và pH thì
oxides sắt tự do tinh thể (Fett) cũng bắt đầu tham gia vào quá trình khử sắt và có đóng góp vào sự gia tăng nồng
độ Fe2+ trong dung dịch đất.
Xuất phát từ những tính tốn và phân tích trên, có thể tóm tắt các phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+
hịa tan tốt nhất cho các mẫu đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long nghiên cứu như Bảng 3.21.
ảng 3.21. Phương trình chẩn đốn tốn nồng độ Fe2+ hòa tan của đất phèn ĐBSCL ở một số thời điểm ngập
nước
Phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+
Thời điểm 7 ngày ngập nước
Fe2+ = - 406,84ns + 73,86*** HC
Thời điểm 14 ngày ngập nước
Fe2+ = 3.792,59* + 561,07** FeO - 960,91* pH
Thời điểm 21 ngày ngập nước
Fe2+ = 4.294,94** + 746,63*** FeO – 1.133,54** pH
Thời điểm 28 ngày ngập nước
Fe2+ = 4.233,20* + 937,67*** FeO – 1.164,83** pH
Thời điểm 35 ngày ngập nước
Fe2+ = 3.667,17** + 1.135,72*** FeO – 1.072,90** pH
Thời điểm 42 ngày ngập nước
Fe2+ = 3.519,81* + 1.156,00** FeO – 1.143,30** pH + 546,51* Fett
Thời điểm 49 ngày ngập nước
Fe2+ = 3.090,69 + 1.115,17**Feo -991,91*pH+300,19*Fett
Fe2+ Max
Fe2+ = 3.469,01* + 1.228,72*** FeO – 1.000,05* pH
3.4.
R2
0,468
0,642
0,738
0,768
0,862
0,858
0,891
0,814
Ảnh hƣởng của các yếu tố dinh dƣỡng P, K, Ca, Zn đối với khả năng oxy hóa vùng rễ và sự sinh
trƣởng của cây lúa trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long
3.4.1.
Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đối với khả năng oxy hóa vùng rễ và sự sinh trưởng
của cây lúa trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long trồng trên chậu
3.4.1.1 . Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến thế năng oxy hóa khử vùng rễ lúa
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến khả năng oxy hố vùng rễ
lúa được trình bày trong Bảng 3.22 cho thấy bón K và Ca hầu như rất ít làm thay đổi Eh vùng rễ lúa. Ngược lại,
Eh ở nghiệm thức bón P đã tăng 66 mV so với đối chứng NK. Theo Bates và Lynch (1996) [42] lân (P) đóng vai
trị quan trọng trong cấu trúc và hình thành rễ lúa, lân tham gia vào hình thành mơ khí (aerenchyma), trong điều
kiện ngập nước aerenchyma là những bóng khí giúp chứa oxy vận chuyển từ lá xuống rễ giúp cây lúa có thể hơ
hấp trong điều kiện yếm khí.
19
ảng 3.22. Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến thế năng oxy hóa khử (Eh) vùng rễ ở giai
đoạn 40 NSG
Nghiệm thức
Eh vùng rễ (mV)
N80P60K30
36 c
N80P0K30
-30 d
N80P60K0
28 c
N80P60K30Ca20
76 b
N80P60K30Zn10
153 a
N80P60K30Zn0,1%phun
84 b
N80P60K30Ca20Zn10
170 a
CV (%)
25,1
F tính
*
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt không có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan
Đối với Zn, kết quả cho thấy trong khi phun Zn-EDTA hầu như ít gây ảnh hưởng đến Eh thì bón 10 mg
Zn/kg đất đã tác động rất mạnh đến Eh vùng rễ cả trên 2 nền NPK và nền NPK+Ca. Kết quả này chứng tỏ rằng
bón P hoặc Zn có khả năng làm tăng khả năng oxy hóa vùng rễ của lúa và làm tăng khả năng kháng ngộ độc sắt
và làm giảm thiệt hại do độc sắt gây ra đối với lúa. Zn có vai trị quan trọng trong việc kích hoạt các enzym oxy
hố [36], [64], [92], [139]. Theo đó, Dobermann và Fairhurst (2000) [68], cho rằng Zn có khả năng làm tăng
enzyme superoxydae và carbonnic anhydrase làm tăng khả năng oxy hóa vùng rễ của cây lúa.
3.4.1.2 . Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến sự tích lũy Fets trong lá lúa
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến việc tích luỹ hàm lượng Fe
tổng số trong lá được trình bày tại Bảng 3.23 cho thấy hàm lượng Fe tích lũy trong cây lúa rất cao và dao động
rất lớn giữa các nghiệm thức thí nghiệm (1098 - 2333 mg Fe/kg).
ảng 3.23. Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến sự tích lũy hàm lượng Fe trong lá ở giai
đoạn 40 NSG
Nghiệm thức
Fets trong lá 40 NSG
(mg Fe/kg)
N80P60K30
1.780 b
N80P0K30
2.333 a
N80P60K0
1.869 b
N80P60K30Ca20
1.514 bc
N80P60K30Zn10
1.202 cd
N80P60K30Zn0,1%phun
1.670 b
N80P60K30Ca20Zn10
1.098 d
CV (%)
F tính
13,31
*
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan.
20
Quy luật biến động về tích lũy sắt trong cây lúa khá phù hợp với kết quả về biến động Eh trên đây. Bón
P và Zn đã làm giảm mạnh sự tích lũy Fe trong cây lúa. Ngược lại, bón K trên nền NP hầu như không gây ảnh
hưởng đến sự tích lũy Fe trong cây lúa. Bón Ca với liều lượng 20 mg Ca/kg đất tuy có làm giảm nhẹ sự tích lũy
Fe trong cây lúa nhưng chưa đạt mức có ý nghĩa thống kê p < 0,05. Phun Zn-EDTA ít gây ảnh hưởng đến sự tích
lũy Fe trong cây lúa.
3.4.1.3 . Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đến một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây lúa
Kết quả ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến sinh khối lúa trồng trong chậu trong
điều kiện nhà lưới được trình bày qua Bảng 3.24 cho thấy: Bón P trên nền NK đã làm tăng mạnh số nhánh/bụi,
tăng chiều cao cây và tăng gần gấp đôi năng suất sinh khối lúa so với đối chứng chỉ bón NK có ý nghĩa thống kê.
ảng 3.24. Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đối với một số chỉ tiêu sinh trưởng
Chiều cao cây
Số nhánh/bụi
Khối lượng khô
(cm/cây)
(nhánh/bụi)
thân, lá (g/chậu)
N80P60K30
80,3 bc
5,7 b
39,3 b
N80P0K30
66,4 d
3,4 c
21,3 c
N80P60K0
80,6 abc
5,4 b
37,2 b
N80P60K30Ca20
77,9 c
5,6 b
41,7 ab
N80P60K30Zn10
85,3 ab
6,7 a
49,3 a
N80P60K30Zn0,1%phun
81,5 abc
6,0 ab
41,6 ab
N80P60K30Ca20Zn10
86,3 a
6,9 a
51,4 a
9,1
12,2
15,2
*
*
*
Nghiệm thức
CV (%)
F tính
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan
Bón Zn với lượng 10 mg Zn/kg đất trên nền NPK làm tăng rất mạnh quá trình đẻ nhánh, tăng sinh khối
so với đối chứng chỉ bón NPK. Trên nền NPK+Ca, bón Zn với liều lượng 10 mg Zn/kg đất cũng có tác dụng làm
tăng mạnh số nhánh/bụi, chiều cao cây so với nền NKP+Ca.
Đối với yếu tố đa lượng K và nguyên tố trung lượng Ca, kết quả cho thấy với lượng bón 30 mg K2O/kg
đất hoặc 20 mg Ca/kg đất hầu như không ảnh hưởng đến các chỉ tiêu sinh trưởng lúa. Kết quả cũng cho thấy,
phun Zn nồng độ 0,1% vào 3 lần không gây ảnh hưởng rõ đến các chỉ tiêu sinh trưởng của lúa.
3.4.2.
Ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca, Zn đối với việc tích luỹ Fe trong lá và năng suất lúa trên
đất phèn Đồng bằng sơng Cửu Long ngồi đồng ruộng
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến việc tích luỹ Fe tổng số trong
lá và năng suất lúa ngoài đồng được trình bày tại Bảng 3.25 cho thấy, bón P và Zn đều giúp giảm tích luỹ Fets
trong lá và tăng năng suất lúa ở cả 2 điểm thí nghiệm có ý nghĩa thống kê.
21
ảng 3.25. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố dinh dưỡng P, K, Ca và Zn đến năng suất lúa trên đất
phèn ĐBSCL
Điểm thí nghiệm 1
Nghiệm thức
Điểm thí nghiệm 2
Fets trong lá
Năng suất
Fets trong lá
Năng suất
(mg/kg)
(tấn/ha)
(mg/kg)
(tấn/ha)
N80P60K30
428 abc
4,65 c
663 b
3,91 b
N80P0K30
553 a
3,25 d
962 a
2,97 c
N80P60K0
494 a
4,77 bc
678 b
3,95 b
N80P60K30Ca20
396 abc
4,73 bc
475 bc
4,06 ab
N80P60K30Zn10
271c
5,48 b
386 cd
4,73 a
N80P60K30Zn0,05%phun
454 ab
4,79 bc
655 b
3,89 b
N80P60K30Ca20Zn10
292 bc
6,36 a
321 d
4,68 a
5,49
10,72
6,18
8,97
*
*
*
*
CV (%)
F tính
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan
Kết quả cũng cho thấy bón K khơng làm giảm Fets trong lá và khơng cải thiện năng suất lúa có ý nghĩa
thống kê. Điều này có thể giải thích rằng hiệu lực tồn dư K trong đất vẫn còn từ nhiều vụ trước nên việc bón 30
kg/ha khơng cải thiện năng suất lúa [82]. Tương tự, bón Ca hoặc phun Zn-EDTA trên nền NPK không làm giảm
Fets trong lá và năng suất lúa khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê ở cả 2 điểm thí nghiệm.
3.5.
Ảnh hƣởng của biện pháp điều tiết nƣớc đến tình trạng ngộ độc sắt trên cây luá trong vụ Hè Thu
trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long
Kết đánh giá ảnh hưởng của biện pháp điều tiết nước đến hàm lượng Fets tích luỹ trong lá và năng suất
lúa trên 2 điểm đất phèn được trình bày tại Bảng 3.26 cho thấy:
Tại điểm thí nghiệm 1: áp dụng biện pháp điều tiết nước ở nghiệm thức thứ 3 và nghiệm thức thứ 4 đã
làm giảm có ý nghĩa hàm lượng Fe tổng số tích lũy trong lá. Áp dụng biện pháp điều tiết nước ở nghiệm thức 4
đã làm tăng năng suất lúa 0,63 tấn/ha tương đương 12% so với đối chứng không điều tiết nước.
Tại điểm thí nghiệm 2: áp dụng biện pháp điều tiết nước ở nghiệm thức 4 cho thấy sự tích lũy độc tố Fe
trong lá lúa giảm có ý nghĩa mức p < 0,05. Tuy nhiên, năng suất của các nghiệm thức tại điểm thí nghiệm này
khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê p<0,05.
22
ảng 3.26. Ảnh hưởng của biện pháp điều tiết nước đến hàm lượng Fets tích luỹ trong lá và năng suất lúa trên đất
phèn
Điểm thí nghiệm 1
Điểm thí nghiệm 2
Nghiệm thức
Fets trong lá
Năng suất
Fets trong lá
Năng suất
(mg/kg)
(tấn/ha)
(mg/kg)
(tấn/ha)
Ngập nước liên tục (đối chứng)
662 a
5,18 b
675 a
4,45
Rút nước ở 25 – 35 ngày sau sạ
628 a
5,14 b
710 a
4,65
499 b
5,45 ab
601 a
4,76
394 c
5,81 a
450 b
4,85
12,43
9,48
11,27
7,81
*
*
*
ns
Thay nước trước 1 ngày ở 3 thời
điểm bón phân
Thay nước trước 1 ngày ở thời
điểm bón phân đợt 1 và đợt 2 +
Rút nước ở 25 – 35 ngày sau sạ
CV (%)
F tính
Ghi chú: Trong cùng một cột, các giá trị theo sau bởi các ký tự giống nhau khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê
ở mức 5% bằng trắc nghiệm phân hạng Duncan.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
Kết luận
Từ các kết quả nghiên cứu, đề tài rút ra một số kết luận sau:
1.
Tình trạng ngộ độc sắt gây ảnh hưởng mạnh đến năng suất lúa vụ Hè Thu trên phần lớn đất phèn thuộc vùng
Đồng bằng Sông Cửu Long. Việc tích lũy Fe cao trong trong lá lúa gây nên hiện tượng ngộ độc sắt thể hiện
qua triệu chứng bronzing làm giảm năng suất lúa. Năng suất giống lúa IR 50404 đạt cao nhất khi hàm lượng
Fets trong lá từ 200 – 350 mg/kg, năng suất lúa có xu hướng giảm khi hàm lượng Fets trong lá đạt trên 350
mg/kg và giảm mạnh khi hàm lượng Fets trong lá vượt 450 mg/kg.
2.
Tăng nồng độ Fe2+ trong dung dịch làm tăng hàm lượng Fe tích lũy trong thân lá, giảm khả năng hút dinh
dưỡng của cây lúa và giảm sinh trưởng. Giống IR 50404 có khả năng chịu ngộ độc Fe2+ tốt hơn giống OM
5451.
3.
Quá trình ngập nước đã làm giảm mạnh điện thế oxy hóa khử (Eh), tăng pH đất tới mức trung tính và tăng
mạnh nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất. Nồng độ Fe2+ cực đại trong các mẫu đất phèn Đồng bằng Sông Cửu
Long ngập nước dao động khá mạnh trong khoảng 196 – 3.087 ppm tùy theo tính chất đất ban đầu; thời
điểm đạt nồng độ Fe2+ cực đại chủ yếu dao động trong giai đoạn 14- 42 ngày ngập nước. Khơng có sự khác
23
biệt rõ nét về nồng độ Fe2+ trung bình trong dung dịch đất giữa 2 nhóm đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt
động.
4.
Mặc dù có một mối tương quan rất chặt giữa nồng độ Fe2+ sau khi ngập nước và hàm lượng các nhóm sắt
trong đất (Feo, FeDCB, Fett, Feks, Fets) ban đầu phân tích ở trạng thái khơ khơng khí, pHH2O và hàm lượng hữu
cơ. Tuy nhiên, các yếu tố này đóng góp vào sự gia tăng nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất phèn ngập nước
rất khác nhau tùy thuộc vào thời gian ngập nước. Thành phần sắt nằm trong các lưới khoáng sét silicate bền
vững (Feks) hầu như khơng tham gia vào q trình khử sắt khi đất phèn ngập nước. Hữu cơ là yếu tố chính
quyết định nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất thời điểm 7 ngày ngập nước. Nhóm sắt vơ định hình và sắt có
cấu trúc tinh thể kém (Feo) và pH đóng vai trị chính quyết định nồng độ Fe2+ trong suốt thời gian từ sau 7
ngày đến cuối kỳ ngập nước. Quá trình khử oxyhydroxides sắt tinh thể xảy ra chậm hơn so với
oxyhydroxides sắt vơ định hình và oxyhydroxides sắt có cấu trúc tinh thể kém. Nhóm Fett chỉ tham gia vào
quá trình khử làm tăng đáng kể nồng độ Fe2+ từ thời điểm 42 - 49 ngày ngập nước.
5.
Đã xây dựng được các phương trình tính tốn nồng độ Fe2+ trong dung dịch đất tại các thời điểm 7, 14, 21,
28, 35, 42, 49 ngày ngập nước và nồng độ Fe2+ max trong dung dịch đất, trong đó phương trình tính tốn
nồng độ Fe2+ tại thời điểm 7 ngày ngập nước gồm 1 biến số chính là hữu cơ đất; nồng độ Fe2+ tại thời điểm
14 – 35 ngày ngập nước gồm các biến số Feo+ pH, nồng độ Fe2+ tại thời điểm 42 – 49 ngày ngập nước gồm
các biến số Feo+ pH + Fett và nồng độ Fe max gồm các biến số Feo+ pH với độ tin cậy p < 0,01.
6.
Trong điều kiện lúa có nguy cơ bị ngộ độc sắt, có thể bón P và Zn để tăng khả năng oxy hóa vùng rễ của
cây lúa như một cơ chế làm giảm nồng độ Fe2+ vùng rễ, hạn chế sự xâm nhập của các ion Fe2+ độc hại vào
trong cây lúa, làm giảm tác hại ngộ độc sắt, cải thiện khả năng sinh trưởng và năng suất.
7.
Có thể áp dụng biện pháp điều tiết và thay nước nhiễm độc sắt bằng nước kênh ít độc sắt tại một số thời
điểm sinh trưởng như một giải pháp hữu hiệu làm giảm tình trạng ngộ độc Fe2+ và tăng năng suất lúa trên
đất phèn trong vụ Hè Thu.
Đề nghị
Từ kết quả thu được từ đề tài cho phép đưa ra một số kiến nghị sau:
1.
Ứng dụng các phương trình chẩn đốn nồng độ Fe2+ hồ tan trong dung dịch đất thơng qua phân tích tính
chất đất ban đầu để dự báo tình trạng ngộ độc Fe2+ trong quá trình ngập nước canh tác lúa, chủ động xây
dựng các biện pháp canh tác, giảm tác hại của ngộ độc sắt phù hợp đối với lúa cho từng thời điểm cụ thể.
2.
Khuyến cáo bón P và Zn trong canh tác lúa trên đất phèn nhằm giảm ngộ độc sắt như một biện pháp kỹ
thuật giảm độc sắt bên cạnh vai trị là những yếu tố dinh dưỡng thơng thường, giúp cải thiện năng suất lúa
Hè Thu trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long.
3.
Tiếp tục nghiên cứu biện pháp điều tiết nước để có thêm cơ sở khoa học trong việc xây dựng biện pháp
quản lý nước phù hợp, hạn chế ngộ độc sắt cho cây lúa trồng trên đất phèn vụ Hè Thu.
