Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa -Tôm ở tỉnh Bạc Liêu

Vietnam J. Agri. Sci. 2018, Vol. 16, No. 5: 481-490 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2018, 16(5): 481-490 www.vnua.edu.vn 481 ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SINH THÁI NGỌT VÀ LỢ ĐẾN SINH TRƯỞNG LÚA VÀ ĐẶC TÍNH HOÁ HỌC ĐẤT TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC LÚA - TÔM Ở TỈNH BẠC LIÊU Lê Văn Dang*, Ngô Ngọc Hưng Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường đại học Cần Thơ * Email: lvdang@ctu.edu.vn Ngày gửi bài: 18.04.2018 Ngày chấp nhận:12.07.2018 TÓM TẮT Mục tiêu đề tài nhằm đánh giá: (i) ảnh hưởng của vùng sinh thái ngọt, lợ đến hệ thống canh tác lúa; (ii) đặc tính đất và nước ở hai vùng sinh thái; (iii) hiệu quả của bón vôi lên sinh trưởng và năng suất. Thí nghiệm đồng ruộng được thực hiện từ tháng 8 đến cuối tháng 12 năm 2013 tại Phước Long và Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu. Kết quả cho thấy, sau vụ tôm, đất ở Phước Long bắt đầu trồng lúa vào tháng 8 với tình trạng mức độ nhiễm mặn cao (ECe: 8,0 mS/cm; ESP: 13,8%). Cation trao đổi trong đất nhiễm mặn Phước Long được xếp theo thứ tự giảm dần như sau: Mg 2+ > Na + > Ca 2+ > K + với hàm lượng tương ứng là 8,0 > 3,0 > 1,5 > 1,0 meq/100 g. Do sự tích tụ muối trong đất xảy ra ở vùng nước lợ, giá trị ECe và ESP biểu hiện ở mức cao vào tháng 12 (5,6 mS/cm và 7,8%, theo thứ tự), điều này gây bất lợi đến sinh trưởng và năng suất lúa ở Phước Long so với vùng sinh thái ngọt trồng lúa ở Hồng Dân. Việc bón vôi trên đất nhiễm mặn Phước Long giúp giảm thiệt hại mặn đối với lúa, thể hiện qua giảm thiệt hại về số bông trên mét vuông, tỷ lệ hạt chắc và do đó năng suất lúa cao hơn khoảng 0,6 tấn/ha so với không bón vôi. Tuy nhiên, đối với lúa ở vùng nước ngọt Hồng Dân, việc bón vôi không có hiệu quả trong gia tăng năng suất lúa. Từ khóa: Đất nhiễm mặn, vùng sinh thái ngọt - lợ, mô hình canh tác lúa - tôm, EC trích bão hòa (ECe), phần trăm natri trao đổi (ESP). Effect of Ecological Zones of Fresh and Brackish Water on Rice Growth and Soil Chemical Characteristics in Rice-Shrimp System in Bac Lieu Province ABSTRACT Objectives of the study were to evaluate i) the effect of ecological zones of fresh and brackish water to rice cultivation systems, (ii) chemical characteristics of soil and water of the agro-ecological zones, and (iii) the efficiency of liming on rice growth and yield. Field experiments were conducted during August to December 2013 in Phuoc Long and Hong Dan, Bac Lieu province. Results showed that, after shrimp harvest, Phuoc Long planted rice crop in August when soil salt concentration was high (ECe: 8.0 mS/cm; ESP: 13.8%). Exchange cations in the soil decreased in the descending order: Mg 2+ > Na + > Ca 2+ > K + , corresponding to 8.0 > 3.0 > 1.5 > 1.0 meq/100 g, respectively. Due to salt accumulation in the soil in brackish water zone, ECe and ESP were at high levels during December (5,6 mS/cm and 7,8%, respectively), unfavourable for growth and yield of rice in comparison with fresh water zone at Hong Dan. Lime application to the salt-affected soil in Phuoc Long reduced salt damage to rice in terms panicle number per square meter, filled grain rate, and higher grain yield (by 0.6 tha -1 ) as compared to without liming. However, lime application to rice soil in fresh water zone at Hong Dan did not increase the grain yield significantly. Keywords: Salinity-affected soil, fresh-brackish water ecological zones, rice- shrimp farming system, saturated extracted EC (ECe), exchangeable sodium percentage (ESP). Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa - tôm ở tỉnh Bạc Liêu 482 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tînh Bäc Liêu đþĉc chia thành ba vùng sinh thái theo đĄn vð quân lċ nþĆc: mặn, ngọt và lĉ (Nam et al., 2012). Ở vùng sinh thái lĉ, phæn lĆn diện tích đçt canh tác chuyên lúa chuyển sang mô hình tôm - lúa (1 vý tôm, 1 vý lúa). Mô hình đþĉc đánh giá là bền vĂng đối vĆi vùng ven biển. Tuy nhiên, khi đçt bð xâm nhêp mặn vĆi độ mặn cao sẽ gây tác động bçt lĉi cho să phát triển cûa lúa. Xâm nhêp mặn gây trć ngäi đến tính chçt hóa học, vêt lý và cçu trúc đçt cüng nhþ hoät động cûa hệ vi sinh vêt đçt và tëng trþćng cây trồng (Laudicina et al., 2009). Nghiên cĀu cûa Munns (2002) cho thçy, khi hàm lþĉng Na+ cao dén đến să mçt cân bìng ion (chû yếu là Ca2+), Na+ thay thế Ca2+ trên màng tế bào rễ làm giâm să hçp thu Ca2+, dén đến giâm nồng độ protein và K+ trong màng tế bào. Mô tế bào cûa các loäi cây trồng sống trong môi trþąng mặn thþąng có biểu hiện tích lüy Na+ và Cl- hoặc giâm khâ nëng hçp thu các khoáng chçt, đặc biệt là Ca2+, K+, N, và P đþa đến giâm nëng suçt cây trồng. Bón vôi trên đçt nhiễm mặn đã làm giâm thiệt häi đáng kể về nëng suçt lúa (Lê Vën Dang và cs., 2016). Đề tài đþĉc thăc hiện nhìm mýc tiêu: (i) đánh giá ânh hþćng cûa vùng sinh thái ngọt, lĉ đến hệ thống canh tác; (ii) khâo sát các đặc tính trong đçt và nþĆc ć hai vùng sinh thái; (iii) đánh giá hiệu quâ cûa bón vôi lên sinh trþćng và nëng suçt lúa trên đçt PhþĆc Long và Hồng Dân. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu nghiên cứu Khâo sát đþĉc thăc hiện tÿ tháng 8 đến tháng cuối tháng 12 nëm 2013 täi huyện PhþĆc Long (hệ thống canh tác: tôm - lúa) và huyện Hồng Dân (hệ thống canh tác: lúa 3 vý). Phân bón sā dýng cho các ruộng khâo sát: phân Urea (46% N), DAP (18% N - 46% P2O5), KCl (60% K2O) và vôi nung (90% CaO). Giống lúa canh tác ć các ruộng khâo sát là OM 4498 có thąi gian sinh trþćng 95 - 100 ngày, tþĄng đối cĀng cây, khâ nëng đẻ nhánh khá, chðu phèn và mặn khá, nëng suçt lúa đät tÿ 5 - 8 tçn/ha. Sā dýng phæn mềm Excel 2010 để xā lý số liệu và vẽ đồ thð. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm 1: Khâo sát độ mặn và các tính chçt hóa học trong đçt PhþĆc Long và Hồng Dân Trên đçt lúa tôm PhþĆc Long và đçt lúa 3 vý Hồng Dân, chọn 3 điểm thu méu nþĆc, mỗi điểm thu 5 méu. Các điểm thu méu nþĆc phân bố đều trên các kênh räch cung cçp nþĆc tþĆi cho các ruộng khâo sát. TþĄng tă nhþ các điểm thu méu nþĆc, méu đçt đþĉc thu ć 3 điểm, mỗi điểm thu 5 méu, nhĂng ruộng thu méu đçt nìm gæn vð trí thu méu nþĆc và sā dýng nguồn nþĆc trăc tiếp tÿ các kênh thu méu nþĆc. Méu nþĆc đþĉc tiến hành thu vào thąi điểm triều cþąng cûa mỗi tháng. Méu nþĆc đþĉc thu tÿ tháng 8 đến cuối tháng 12 mùa mþa nëm 2013. Täi mỗi vð trí thu méu, méu nþĆc đþĉc thu ć 3 vð trí (cách bą tÿ 1,0 - 2,0 m) độ sâu cách mặt nþĆc 40 cm. Méu nþĆc thu tÿ 3 vð trí đþĉc trộn thành một méu đäi diện, trĂ länh (4C). Méu nþĆc đþĉc đo pH và độ dén điện (EC- mS/cm) đánh giá hiện träng nhiễm mặn cûa nþĆc ruộng täi thąi điểm thu méu. Méu đçt đþĉc thu cùng lúc vĆi méu nþĆc, méu đçt đþĉc thu bìng khoan tay trên nền ruộng, ć độ sâu tÿ 0 - 20 cm täi 5 điểm trên ruộng, sau đó trộn läi thành một méu đäi diện (ghi đða điểm và ngày lçy méu). Méu đçt đþĉc để khô tă nhiên trong không khí, nghiền méu đçt khô và råy qua råy có đþąng kính 0,5 và 2 mm để phân tích một số đặc tính hóa học đçt bao gồm: ECe, CEC, K+, Ca2+, Mg2+ và Na+ trao đổi. PhþĄng pháp phân tích méu đçt và nþĆc đþĉc trình bày trong bâng 1. Thí nghiệm 2: Đánh giá hiệu quâ cûa bón vôi lên sinh trþćng và nëng suçt lúa trồng trên đçt PhþĆc Long và Hồng Dân Trên 3 điểm thu méu đçt và nþĆc täi PhþĆc Long, bố trí 2 nghiệm thĀc thí nghiệm gồm có bón và không bón vôi vĆi diện tích mỗi lô là 25 m2, mỗi nghiệm thĀc có 3 lặp läi. Đối vĆi đða điểm Hồng Dân bố trí tþĄng tă. Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng 483 Bâng 1. Phương pháp phân tích Mẫu Tính chất Đơn vị Phương pháp phân tích Nước pH - Đo bằng pH kế EC mS/cm Đo bằng EC kế Đất CEC meq/100 g Trích bằng BaCl2 0,1 M, chuẩn độ với EDTA 0,01 M K + , Ca 2+ , Mg 2+ và Na + trao đổi meq/100 g Trích bằng dung dịch BaCl2, đo trên máy hấp thu nguyên tử ECe mS/cm Trích bão hoà bằng nước cất, sau đó ly tâm lấy dung dịch trích, đo bằng EC kế Cấp hạt % Phương pháp ống hút Robinson Phần trăm Na + trao đổi (%) Được tính toán dựa vào công thức: ESP (%) = ((Na + trao đổi)/CEC) x 100 Ghi chú: ESP - Exchangeable sodium percentage. Hình 1. Bân đồ hiện trạng và vị trí khâo sát lấy mẫu Lþĉng phân bón cho lúa là: 100 N - 60 P2O5 - 30 K2O (kg/ha) và lþĉng vôi bón là 1 tçn CaO/ha (bón 1 læn duy nhçt vào đæu vý). Các chî tiêu theo dõi: Chiều cao cåy (cm): đo chiều cao cây lúa vào thąi điểm 30, 60 và 90 ngày sau sä (NSS). Dùng thþĆc đo tÿ mặt đçt đến chóp lá cao nhçt hay chóp bông cao nhçt cûa cây lúa. Xác đðnh nëng suçt (èm độ 14%) và thành phæn nëng suçt thu hoäch bao gồm số bông/m2, tČ lệ hät chíc (%) và khối lþĉng 1.000 hät (gam). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Các điều kiện tự nhiên ở vùng khâo sát 3.1.1. Phân vùng sinh thái và vị trí khảo sát Theo kết quâ nghiên cĀu cûa dă án CLUES, vð trí khâo sát ć vùng nghiên cĀu đþĉc mô tâ ć hình 1a và tînh Bäc Liêu đþĉc chia thành 3 đĄn vð quân lċ nþĆc (Hình 1b) (Nam et al., 2012): - Vùng 1 (phía Tây Bíc QL1A): đåy là vùng chồng lçn sinh thái mặn, ngọt. Nguồn nþĆc ngọt Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa - tôm ở tỉnh Bạc Liêu 484 cûa vùng chû yếu dăa vào nþĆc mþa. Chính vì vêy, kiểu sā dýng đçt đai cûa vùng đa däng và thay đổi theo mùa. Nuôi trồng thûy sân, tôm - lúa kết hĉp là các kiểu sā dýng đçt đai đặc trþng cûa vùng. - Vùng 2 (phía Đông Bíc QL1A): Đây là vùng sân xuçt nông nghiệp ngọt cûa tînh Bäc Liêu. Vùng nìm trong đê bao nên giĂ đþĉc nþĆc ngọt quanh nëm. Các mô hình canh tác chính cûa vùng là chuyên lúa, hoa màu. Tuy nhiên, vào mùa khô thþąng bð thiếu nþĆc, một phæn diện tích ven QL1A bð ânh hþćng cûa xâm nhêp mặn. - Vùng 3 (phía Nam QL1A): Đây là vùng ven biển, nhiễm mặn; sā dýng đçt đai để nuôi trồng thûy sân, làm muối, trồng rÿng phòng hộ là chû yếu. Kiểu sā dýng đçt đai cûa vùng này ít chðu ânh hþćng cûa thûy triều và xâm nhêp mặn. 3.1.2. Hệ thống canh tác và lịch thời vụ của 2 vùng khảo sát Hệ thống canh tác tôm - lúa (PhþĆc Long): vý tôm bít đæu thâ giống tÿ tháng 1 đến tháng 2 sau đó thu hoäch vào khoâng tháng 7 hoặc tháng 8 hàng nëm (nþĆc mặn xâm nhêp tÿ tháng 1 đến tháng 7), vý lúa bít đæu xuống giống vào cao điểm cûa mùa mþa (tÿ tháng 8 đến tháng 9 hàng nëm, chû yếu sā dýng nþĆc trąi để trồng lúa). Hệ thống canh tác lúa 3 vý (Hồng Dån): đåy là vùng nþĆc ngọt quanh nëm thuên lĉi cho canh tác lúa, vý lúa Đông Xuån thþąng bít đæu khoâng tÿ giĂa tháng 11 và thu hoäch vào cuối tháng 2 nëm sau, tiếp đến là vý lúa Hè Thu bít đæu xuống giống khoâng đæu tháng 4, thu hoäch vào cuối tháng 7 và vý lúa Thu Đông canh tác trong khoâng tháng 8 đến tháng 11. 3.1.3. Đặc tính ban đầu của đất khảo sát Méu đçt ban đæu cûa thí nghiệm đþĉc thu thêp vào giai đoän làm đçt để chuèn bð xuống giống lúa. Giá trð EC cûa đçt PhþĆc Long dao động 4,08 - 5,05 mS/cm, đþĉc đánh giá nëng suçt bð suy giâm đối vĆi nhĂng cây trồng mén câm. Đối vĆi đçt Hồng Dân, giá trð EC trong đçt đæu vý thuộc ngþĈng hæu hết cây trồng không bð ânh hþćng về nëng suçt. Phæn trëm natri trao đổi trong đçt cûa Hồng Dån và PhþĆc Long đều nhỏ hĄn 15%, cho thçy đçt chþa bð sodic. Hàm lþĉng natri trao đổi trong đçt PhþĆc Long dao động tÿ 2,67 - 3,34 meq/100 g, cao hĄn so vĆi hàm lþĉng natri trao đổi trong đçt cûa Hồng Dån. Ngþĉc vĆi natri, hàm lþĉng canxi trong đçt Hồng Dân cao hĄn nhiều so vĆi đçt PhþĆc Long. Các thành phæn cçp hät đþĉc trình bày ć bâng 2, đçt Hồng Dån đþĉc phân loäi là nhóm đçt sét nặng và đçt PhþĆc Long đþĉc phân loäi là nhóm đçt sét. 3.1.4. Diễn biến khí tượng thủy văn trong thời gian khảo sát tại huyện Phước Long Tổng lþĉng mþa trong suốt vý khâo sát (tÿ tháng 8 đến tháng 12) là khoâng 1300 mm, nhiệt độ trung bình khoâng 27,2C, tổng số gią níng là 929 gią và tổng lþĉng nþĆc bốc hĄi là 374 mm. Lþĉng mþa cao nhçt têp trung vào tháng 9, trong khi nhiệt độ và số gią níng cao nhçt trong vý nìm ć tháng 8. Hình 2. Lịch thời vụ của hệ thống canh tác tôm - lúa và lúa 3 vụ Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng 485 Bâng 2. Tính chất ban đầu của đất vùng khâo sát Địa điểm Độ sâu (cm) pHH2O (1:2,5) EC (mS/cm) ESP (%) K + Na + Ca 2+ Mg 2+ Cấp hạt (%) (meq/100g) Cát Limon Sét Hồng Dân 0 - 20 5,65 1,10 6,20 0,74 1,23 3,71 8,20 0,50 30,0 69,5 20 - 40 5,93 0,98 9,80 0,77 1,89 3,78 7,36 0,70 31,1 68,2 Phước Long 0 - 20 6,66 5,05 14,4 0,76 2,67 2,26 7,33 4,70 37,0 58,3 20 - 40 6,58 4,08 14,8 0,91 3,34 1,86 7,32 4,00 44,9 51,1 Hình 3. Diễn biến một số yếu tố khí tượng đặc trưng của huyện Phước Long (tÿ tháng VI/2013 đến tháng VI/2014) 3.2. Diễn biến pH, EC trong nước ruộng và nước kênh trên các ruộng khâo sát ở Phước Long Giá trð pH trong nþĆc kênh và nþĆc ruộng ít có să chênh lệch, giá trð pH có xu hþĆng giâm theo các đĉt lçy méu ć câ nþĆc kênh và nþĆc ruộng. Diễn biến pH cûa Hồng Dån trong các đĉt lçy méu có să tþĄng đồng vĆi diễn biến pH cûa PhþĆc Long (Hình 4). pH nþĆc trong kênh và trong ruộng tÿ trung tính đến kiềm nhẹ phù hĉp cho canh tác lúa hoặc nuôi trồng thûy sân. Theo Låm Vën Khanh và cs. (2009), qua khâo sát đặc tính hóa học trong đçt và nþĆc ć các mô hình lúa - tôm Bäc Liêu cho thçy diễn biến pH nþĆc kênh, räch và pH nþĆc ruộng trong toàn vùng có giá trð thích hĉp cho việc trồng lúa và nuôi tôm. Giá trð EC trong nþĆc ruộng PhþĆc Long cao hĄn so vĆi nþĆc kênh (Hình 5). Độ mặn cûa nþĆc tþĆi khi lĆn hĄn 1,3‰ (EC > 2 mS/cm) tþĄng đþĄng vĆi tổng lþĉng muối hòa tan trong nþĆc tþĆi > 0,5%, thì nëng suçt và sinh trþćng cûa nhiều loäi cây trồng bð giĆi hän (Lal & Stewart, 1990; James, 2001). Qua kết quâ phân tích EC nþĆc kênh và nþĆc ruộng täi 3 ruộng khâo sát ć PhþĆc Long cho thçy, EC nþĆc kênh thçp, chþa đến ngþĈng ânh hþćng đến nëng suçt cây trồng. Ngþĉc läi, độ mặn cûa nþĆc ruộng có giá trð EC > 2 mS/cm. VĆi độ mặn này nguồn nþĆc ruộng đþĉc đánh giá nhiễm mặn và có ânh hþćng trăc tiếp đến nëng suçt cây trồng. Trong khi đó, giá trð EC trong nþĆc ruộng và nþĆc kênh ć Hồng Dån đều không gây ânh hþćng đến nëng suçt cây trồng. 23 24 25 26 27 28 29 30 0 100 200 300 400 500 600 VI VII VIII IX X XI XII I II III IV V VI mưa nắng bốc hơi nhiệt độ T (C) R, e (mm) S (giờ) Tháng Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa - tôm ở tỉnh Bạc Liêu 486 (a) (b) Hình 4. Diễn biến pH trong nước kênh và nước ruộng theo các đợt tưới cho lúa trồng ở (a) Phước Long (PL) và (b) Hồng Dân (HD) Ghi chú: Đợt 1 - tháng 08/2013, đợt 2 - tháng 09/2013, đợt 3 - tháng 10/2013, đợt 4 - tháng 11/2013, đợt 5 - tháng 12/2013. Thanh đứng trên hình biểu diễn độ lệch chuẩn. 3.3. Diễn biến của xâm nhập mặn lên sự thay đổi một số tính chất hóa học trong đất lúa tôm Phước Long 3.3.1. Giá trị ECe và ESP Giá trð ECe trong đçt PhþĆc Long giâm mänh trong các đĉt lçy méu (Hình 6). Ngþĉc läi, giá trð ECe trong đçt Hồng Dân không có să biến động nhiều ć các læn lçy méu. Khi đçt có giá trð EC (1 : 2,5) > 1,8 mS/cm (hoặc ECe > 4 mS/cm), đçt đþĉc đánh giá bð nhiễm mặn và phæn lĆn nëng suçt cây trồng bð giĆi hän (Ngô Ngọc Hþng, 2010). Theo kết quâ phân tích ECe cûa dung dðch đçt ć PhþĆc Long, ânh hþćng cûa (a) (b) Hình 5. Diễn biến EC trong nước kênh và nước ruộng theo các đợt tưới cho lúa trồng ở (a) Phước Long (PL), và (b) Hồng Dân (HD) Ghi chú: Đợt 1 - tháng 08/2013, đợt 2 - tháng 09/2013, đợt 3 - tháng 10/2013, đợt 4 - tháng 11/2013, đợt 5 - tháng 12/2013. Thanh đứng trên hình biểu diễn độ lệch chuẩn. 6 7 8 9 1 2 3 4 5 Nước ruộng PL Nước kênh PL Đợt lấy mẫu G iá t rị p H 6 7 8 9 1 2 3 4 5 Nước ruộng HD Nước kênh HD Đợt lấy mẫu G iá t rị p H 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 Nước ruộng PL Đợt lấy mẫu G iá t rị E C ( m S /c m ) 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 Nước ruộng HD G iá t rị E C ( m S /c m ) Đợt lấy mẫu Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng 487 Hình 6. Diễn biến ECe, CEC và ESP trong đất Phước Long và Hồng Dân ở độ sâu từ 0 - 20 cm theo các đợt lấy mẫu Ghi chú: Đợt 1 - tháng 08/2013, đợt 2 - tháng 09/2013, đợt 3 - tháng 10/2013, đợt 4 - tháng 11/2013, đợt 5 - tháng 12/2013. Thanh đứng trên hình biểu diễn độ lệch chuẩn. Hình 7. Diễn biến hàm lượng Ca, Mg, Na và K trao đổi trong đất Phước Long độ sâu 0 - 20 cm theo các đợt lấy mẫu Ghi chú: Đợt 1 - tháng 08/2013, đợt 2 - tháng 09/2013, đợt 3 - tháng 10/2013, đợt 4 - tháng 11/2013, đợt 5 - tháng 12/2013. Thanh đứng trên hình biểu diễn độ lệch chuẩn. 0 3 6 9 12 1 2 3 4 5 Phước Long Hồng Dân G iá t rị E C e (m S /c m ) Đợt lấy mẫu 0 4,5 9 13,5 18 1 2 3 4 5 Phước Long Hồng Dân G iá t rị E S P ( % ) Đợt lấy mẫu 15 20 25 30 1 2 3 4 5 Phước Long Hồng Dân Đợt lấy mẫu G iá t rị C E C ( cm o l/ k g ) 0 2,5 5 7,5 10 1 2 3 4 5 K+ Mg2+ Ca2+ Na Đợt lấy mẫu M eq /1 0 0 g đ ấ t Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa - tôm ở tỉnh Bạc Liêu 488 xâm nhêp mặn đối vĆi đçt nghiên cĀu khá nghiêm trọng. Phæn trëm natri trao đổi (ESP), trên câ 2 loäi đçt Hồng Dån và PhþĆc Long đều nhỏ hĄn 15% (Hình 6). Cý thể, trên đçt PhþĆc Long giá trð ESP ć độ sâu 0 - 20 cm dao động tÿ 8,5 - 14%. Trên đçt Hồng Dân giá trð ESP dao động trong khoâng tÿ 3,5 - 5%. Kết quâ trình bày trong hình 6 cho thçy giá trð CEC trong đçt cûa Hồng Dân thçp hĄn so vĆi PhþĆc Long và ít có să thay đổi trong các læn lçy méu. 3.3.2. Hàm lượng Na, Ca, Mg và K trao đổi trong đất Hàm lþĉng Na và Mg trao đổi trong đçt PhþĆc Long giâm dæn theo các đĉt lçy méu, đối vĆi hàm lþĉng Ca và K trao đổi ít có să biến động (Hình 7), các đĉt thu méu đçt đều nìm trong mùa mþa nên nþĆc mþa đã rāa trôi một lþĉng Na có trong dung dðch đçt, do đó làm giâm hàm lþĉng natri trao đổi có trong đçt. Đçt bð nhiễm mặn có hàm lþĉng natri trao đổi cao hĄn so vĆi canxi trao đổi do natri đã thay thế canxi trên bề mặt keo đçt. Hàm lþĉng Na+ trao đổi trên keo đçt tëng cao gåy ra să phá hûy cçu trúc cûa đçt, đçt bð nén dẽ, giâm khâ nëng phát triển và xuyên thçu cûa rễ cây, giâm tính thçm nþĆc và thoát nþĆc, thiếu să thoáng khí ć vùng rễ cây trồng. Hàm lþĉng Na+ cao sẽ dén đến cây hút nhiều Na+ làm cho tČ lệ Na/K, Na/Ca và Na/Mg cao gây rối loän să biến dþĈng và tổng hĉp protein. Theo Horneck et al. (2007), khi hàm lþĉng Na+ trên keo đçt > 2 meq/100 g thì đþĉc đánh giá ć mĀc cao và cây trồng có triệu chĀng ngộ độc. 3.4. So sánh sinh trưởng, năng suất của lúa khi không bón và có bón vôi trên đất nhiễm mặn Phước Long và đất không nhiễm mặn Hồng Dân 3.4.1. Ảnh hưởng của đất nhiễm mặn lên sinh trưởng lúa Chiều cao lúa không có să khác biệt giĂa không bón và có bón vôi trên đçt lúa tôm Hồng Dån nhþng trên đçt PhþĆc Long läi có să khác biệt về chiều cao lúa giĂa có bón và không bón vôi (Hình 8). Trên đçt nhiễm mặn PhþĆc Long, chiều cao lúa ć câ ba giai đoän (30, 60 và 90 NSS) giĂa nghiệm thĀc có bón vôi luôn thçp hĄn so vĆi nghiệm thĀc không bón. Dăa vào kết quâ trình bày ć hình 8 cho thçy có să ânh hþćng cûa mặn đến chiều cao lúa. Mặn ânh hþćng đến hoät động sinh trþćng cûa cåy lúa dþĆi nhĂng mĀc độ thiệt häi khác nhau ć tÿng giai đoän sinh trþćng khác nhau. Theo Pearson et al. (1996) cho rìng tính chống chðu mặn xây ra ć giai đoän nây mæm, sau đó trć nên mén câm trong giai đoän mä, rồi trć nên chống chðu trong giai đoän tëng trþćng, kế đến nhiễm trong thąi kĊ thý phçn và thý tinh, cuối cùng thể hiện phân Āng chống chðu trong thąi kĊ hät chín. Kết quâ nghiên cĀu cûa Nguyễn Vën Bo và cs. (2011) cho thçy khi bón vôi trên đçt nhiễm mặn đþa đến chiều cao lúa cao khác biệt so vĆi không có bón. 3.4.2. So sánh thành phần năng suất và năng suất của lúa khi không bón và có bón vôi trên đất nhiễm mặn Phước Long và đất không nhiễm mặn Hồng Dân a. Thành phần năng suất lúa Bón vôi trên đçt nhiễm mặn PhþĆc Long làm giâm thiệt häi về số bông trên mét vuông và tČ lệ hät chíc (Bâng 3). Trên đçt không nhiễm mặn Hồng Dân không có să chênh lệch về số bông trên mét vuông và tČ lệ hät chíc giĂa các ruộng có bón và không bón vôi. Kết quâ trình bày ć bâng 3 cho thçy khi canh tác lúa trên đçt nhiễm mặn làm giâm số bông và tČ lệ hät chíc khá lĆn so vĆi canh tác lúa trên nền đçt không nhiễm mặn. Trọng lþĉng 1.000 hät cûa lúa chþa có să khác biệt giĂa có bón và không bón vôi cüng nhþ giĂa hai điểm khâo sát. Theo kết quâ nghiên cĀu cûa Tçt Anh Thþ và cs. (2016), bón vôi kết hĉp vĆi phân hĂu cĄ trên đçt nhiễm mặn đã làm giâm thiệt häi về số bông trên mét vuông, tÿ đó làm tëng nëng suçt hät một cách ý nghïa. b. Năng suất lúa Trên đçt nhiễm mặn PhþĆc Long khi có bón vôi và không bón vôi có să chênh lệch về nëng suçt lúa (Hình 9). Trong khi đó, trên đçt không Lê Văn Dang, Ngô Ngọc Hưng 489 nhiễm mặn Hồng Dån chþa cho thçy có să chênh lệch nëng suçt hät khi không bón và có bón vôi. Bón vôi trên đçt nhiễm mặn làm giâm thiệt häi về nëng suçt một cách đáng kể Hình 8. So sánh chiều cao của lúa khi không bón và có bón vôi trên đất nhiễm mặn Phước Long và đất không nhiễm mặn Hồng Dân Ghi chú: Thanh đứng trên hình biểu diễn độ lệch chuẩn Bâng 3. So sánh thành phần năng suất giữa nghiệm thức có bón và không bón vôi Địa điểm Nghiệm thức Số bông/m 2 Tỷ lệ hạt chắc (%) Trọng lượng 1.000 hạt (gam) Hồng Dân Có bón vôi 620 ± 29* 92,1 ± 1,8 26,5 ± 1,5 Không bón vôi 610 ± 16 91,8 ± 2,4 26,6 ± 1,1 Phước Long Có bón vôi 349 ± 16 86,9 ± 1,9 23,4 ± 0,8 Không bón vôi 310 ± 15 81,0 ± 2,6 22,4 ± 0,9 Ghi chú: * độ lệch chuẩn (Standard Deviation) Hình 9. So sánh năng suất của lúa khi không bón và có bón vôi trên đất nhiễm mặn Phước Long và đất không nhiễm mặn Hồng Dân Ghi chú: Thanh đứng trên các cột trong hình biểu diễn độ lệch chuẩn (Sd) 0 25 50 75 100 125 Phước Long Hồng Dân Phước Long Hồng Dân Phước Long Hồng Dân 30 NSS 60 NSS 90 NSS Có bón vôi Không bón vôi C h iề u c a o ( cm ) 0 2,5 5 7,5 10 Phước Long Hồng Dân Có bón vôi Không bón vôi Địa điểm N ă n g s u ấ t h ạ t (t ấ n /h a ) Ảnh hưởng của hệ sinh thái ngọt và lợ đến sinh trưởng lúa và đặc tính hoá học đất trong hệ thống canh tác lúa - tôm ở tỉnh Bạc Liêu 490 (khoâng 0,6 tçn/ha so vĆi không có bón vôi). Cây trồng sinh trþćng và phát triển trong điều kiện đçt bð nhiễm mặn thþąng tích lüy Na+ và Cl- cao trong rễ và mô tế bào gây ngộ độc cho cây dén đến giâm khâ nëng hút thu các khoáng chçt. Canxi giúp duy trì să ổn đðnh cûa màng tế bào, tëng să hçp thu dinh dþĈng có chọn lọc, cân trć să xâm nhêp cûa Na+ và Cl-, góp phæn cån đối dinh dþĈng cho cây trồng (Kader & Lindberg, 2008). Theo Nguyễn Vën Bo và cs. (2011), bổ sung canxi trên đçt nhiễm mặn đã góp phæn làm gia tëng nëng suçt lúa. 4. KẾT LUẬN Sau vý tôm, đçt ć PhþĆc Long đþĉc bít đæu cho vý trồng lúa vào tháng 8 vĆi tình träng mĀc độ nhiễm mặn cao (ECe: 8,0 mS/cm; ESP: 13,8%). Cation trao đổi chiếm þu thế trong đçt nhiễm mặn PhþĆc Long đþĉc xếp theo thĀ tă là: Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+ vĆi hàm lþĉng tþĄng Āng là 8,0 > 3,0 > 1,5 > 1,0 meq/100 g. Một số đặc tính hóa học trong đçt ć cuối vý còn khá cao (ECe: 5,6 mS/cm; ESP: 7,8%), điều này gây bçt lĉi đến sinh trþćng và nëng suçt lúa ć PhþĆc Long so vĆi vùng sinh thái ngọt trồng lúa ć Hồng Dân. Việc bón vôi trên đçt nhiễm mặn PhþĆc Long giúp giâm thiệt häi mặn đối vĆi lúa, thể hiện qua giâm thiệt häi về số bông trên mét vuông, tČ lệ hät chíc và do đó nëng suçt lúa cao hĄn khoâng 0,6 tçn/ha so vĆi không bón vôi. Tuy nhiên, đối vĆi lúa ć vùng nþĆc ngọt Hồng Dân, việc bón vôi không có hiệu quâ trong gia tëng nëng suçt lúa. TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Bo, Nguyễn Thanh Tường, Nguyễn Bảo Vệ và Ngô Ngọc Hưng (2011). Ảnh hưởng của canxi đến khả năng sản sinh proline và sinh trưởng của cây lúa trên đất nhiễm mặn. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 18b: 203-211. Lê Văn Dang, Nguyễn Văn Bo, Nguyễn Quốc Khương, Trần Ngọc Hữu, Lê Phước Toàn và Ngô Ngọc Hưng (2016). Xác định ảnh hưởng của các hợp chất chống chịu mặn đối với sinh trưởng và năng suất lúa trồng trên đất nhiễm mặn ở Long Mỹ - Hậu Giang. Chuyên đề: Bảo vệ môi trường trong ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn, tr. 95-102. Ngô Ngọc Hưng (2010). Phương pháp trích EC và sự chuyển đổi cho thang đánh giá đất nhiễm mặn lúa tôm ở đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 5: 41-45. Horneck, D.A., J.W. Ellsworth, B. G. Hopkins, D.M. Sullivan (2007). Managing Salt-affected Soils for Crop Production. PNW 601-E November 2007. A Pacific Northwest Extension publication Oregon State University, University of Idaho, Washington State University. James, C. (2001). Irigation water quality. Update from the 2001 Carolinas GCSA Annual Meeting. Kader, M.A., and Lindberg S. (2008). Cellular traits for sodium tolerance in rice (Oryza sativa L.). Plant Biotechnology, 25: 247-255. Lâm Văn Khanh, Ngô Ngọc Hưng, Nguyễn Bảo Vệ và Nguyễn Thanh Tường (2009). Tính chất hoá học và tính bền vững của đất lúa trong mô hình lúa-tôm tại Bạc Liêu. Tạp chí Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, 8: 19-24. Lal, R., and B.A. Stewart (1990). Soil degradation. Volume 11: Advances in Soil science. Springer- Verley. New York Inc. Laudicina, V., Hurtado, M., Badalucco, L., Delgado, A., Palazzolo, E. & Panno, M., (2009). Soil chemical and biochemical properties of a salt-marsh alluvial Spanish area after long-term reclamation. Biology and Fertility of Soils, 45: 691-700. Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell and Environment, 25(2): 239-250. Nam, N.D., L.V. Thinh, V.P.D Tri and N.H. Trung (2012). Determining the impacts of operation and potential improvements in hydraulic infrastructure in terms of salinity and flooding characteristics of the Bac Lieu province. Scientific report-OBJ 5.2, CLUES project. Pearson G.A., A.D Ayers and D.L. Eberhard (1996). Relative salt tolerance of rice during germination and early seedling development. Soil Science, 102(3): 151-156. Tất Anh Thư, Lê Văn Dũng, Võ Thị Gương, Nguyễn Thị Bích Thủy, Trang Nàng Linh Chi và Đào Lê Kiều Duyên (2016). Hiệu quả của phân hữu cơ và vôi trong cải thiện năng suất lúa và đặc tính bất lợi của đất nhiễm mặn trong điều kiện nhà lưới. Tạp chí Khoa học Trường đại học Cần Thơ. Số chuyên đề: Nông nghiệp, 4: 84-93.