Tài liệu 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