Luận án tiến sĩ nông nghiệp đánh giá khả năng cung cấp lân của đất lúa trong điều kiện bón giảm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

------ ------

VŨ VĂN LONG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN

CỦA ĐẤT LÚA TRONG ĐIỀU KIỆN BÓN

GIẢM LÂN, TƯỚI KHÔ-NGẬP LUÂN PHIÊN

VÀ LUÂN CANH VỚI CÂY MÀU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGÀNH: KHOA HỌC ĐẤT

MÃ NGÀNH: 62.62.01.03

Cần Thơ - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

------ ------

VŨ VĂN LONG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CUNG CẤP LÂN

CỦA ĐẤT LÚA TRONG ĐIỀU KIỆN BÓN

GIẢM LÂN, TƯỚI KHÔ-NGẬP LUÂN PHIÊN

VÀ LUÂN CANH VỚI CÂY MÀU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGÀNH: KHOA HỌC ĐẤT

MÃ NGÀNH: 62.62.01.03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS. TS. CHÂU MINH KHÔI

Cần Thơ - 2018

i

LỜI CẢM TẠ

Con xin kính dâng lên Cha và Mẹ đã suốt đời tận tụy nuôi con khôn lớn nên

người, luôn động viên khích lệ tinh thần con học tập.

Xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy Châu Minh Khôi, người hướng dẫn khoa

học cũng là người luôn động viên, hướng dẫn tận tình em học tập, nghiên cứu

và thực hiện luận án trong suốt thời gian học tập ở Trường.

Xin gửi lời cám ơn đến thầy Nguyễn Minh Đông, thầy Nguyễn Văn Quí, thầy

Trần Văn Dũng đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp em

thực hiện đề tài trong suốt quá trình học tập tại Trường.

Xin chân thành cám ơn chị Nguyễn Hoàng Kim Nương, chị Đoàn Thị Trúc

Linh, bạn Phạm Thị Mỹ Hạnh, bạn Huỳnh Thiện Khiêm, em Nguyễn Thị Trúc,

em Nguyễn Thị Mộng Kha, em Võ Thị Ngọc Hiền, em Lê Ngọc Ngân và các

anh, chị, em phòng thí nghiệm của Bộ môn Khoa học đất đã giúp đỡ tôi rất

nhiều trong quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu.

Xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến các bạn tập thể lớp Cao học Khoa học đất K18

đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tại Trường.

Xin gửi lời cám ơn đến GS. TS Lê Văn Hòa và TS. Phạm Phước Nhẫn (Khoa

Nông nghiệp và SHƯD, Trường Đại học Cần Thơ) đã tạo điều kiện giúp em thu

mẫu đất trên ruộng canh tác lúa bố trí thí nghiệm áp dụng tưới ngập-khô xen kẽ

và bón giảm phân P tại huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang.

Xin gửi lời cảm ơn đến TS. Cao Văn Phụng (Liên hiệp các Hội Khoa học kỹ

thuật TPHCM) đã tạo điều kiện giúp em thu mẫu đất trên ruộng canh tác lúa bố

trí thí nghiệm áp dụng tưới ngập-khô xen kẽ và bón giảm phân P tại quận Ô

Môn, Thành phố Cần Thơ.

Xin gửi lời cám ơn đến TS. Nguyễn Quang Chơn (Viện Khoa học kỹ thuật

Nông nghiệp Miền Nam) đã tạo điều kiện cho em thu mẫu đất trên thí nghiệm

luân canh cây rau màu trên nền đất lúa tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu.

Sau cùng, xin gửi lời cám ơn đến Ban Giám đốc dự án CLUES (Climate change

affecting Land use in the Mekong Delta: Adaptation of Rice-based Cropping

Systems) là dự án hợp tác quốc tế giữa Trường Đại học Cần Thơ, Trung tâm

nghiên cứu nông nghiệp quốc tế của Úc và Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI)

dưới sự tài trợ của Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế của Úc (ACIAR￾Australian Center for International Agricultural Research) đã cho phép tôi tham

gia và thực hiện đề tài trong khuôn khổ của dự án.

Xin trân trọng cám ơn./.

Tác giả luận án

Vũ Văn Long

ii

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Họ và tên: Vũ Văn Long Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 21-04-1989 Nơi sinh: Hưng Yên

Dân tộc: Kinh

Tôn giáo: Không

Địa chỉ: 408, ấp Sua Đũa, xã Vĩnh Hòa Hiệp, huyện Châu Thành, tỉnh Kiên

Giang.

Email: long62061102@student.ctu.edu.vn

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

1. Đại học

Ngành đào tạo: Khoa học đất Khóa: 33

Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo: 2007-2011

Tên luận văn: “Khảo sát ảnh hưởng của phân lân đến hàm lượng lân và tổng thu

hút lân của cây bắp rau trên các vùng đất trồng rau chủ yếu ở Đồng bằng sông

Cửu Long”.

Người hướng dẫn khoa học: PGs. Ts Nguyễn Mỹ Hoa

2. Tiến sĩ

Ngành đào tạo: Khoa học đất

Thời gian đào tạo: 2011-2015

Tên luận án: “Đánh giá khả năng cung cấp lân của đất lúa trong điều kiện bón

giảm lân, tưới khô-ngập luân phiên và luân canh với cây màu”.

Người hướng dẫn khoa học: PGs. Ts. Châu Minh Khôi

III. TRÌNH ĐỘ NGOẠI NGỮ

Anh văn cấp độ B2.

iii

TÓM LƯỢC

Lân (P) là nguyên tố cần thiết đối với sự sinh trưởng của cây trồng. Tuy nhiên,

khả năng cung cấp P cho cây trồng thường bị giới hạn do P bị cố định bởi các

phản ứng trong đất. Trong canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL),

nông dân thường có xu hướng bón dư thừa P để bù đắp cho lượng P bị cố định

và lượng P dư thừa này được tích lũy trong đất qua nhiều vụ canh tác. Mặc

khác, việc thay đổi biện pháp canh tác và quản lý, sử dụng đất để thích ứng với

điều kiện xâm nhập mặn ngày càng gia tăng ở ĐBSCL đưa đến sự thay đổi các

phản ứng hóa học trong đất ảnh hưởng đến độ hữu dụng của P. Kỹ thuật tưới

ngập-khô xen kẽ (AWD-Alternative Wetting and Drying Irrigation) và luân

canh lúa với cây trồng cạn là hai giải pháp đã và đang được triển khai áp dụng

nhằm giúp tiết kiệm nước tưới và giảm rủi ro do xâm nhập mặn khi canh tác lúa

trong mùa khô. Trong thời gian đất thông thoáng có thể làm thay đổi các phản

ứng cố định-phóng thích P, do đó ảnh hưởng đến độ hữu dụng của P trong đất.

Đề tài được thực hiện nhằm mục tiêu khuyến cáo bón phân P hợp lý cho đất

canh tác lúa khi áp dụng các giải pháp thích ứng với điều kiện thiếu nước tưới

trong mùa khô ở ĐBSCL dựa trên cơ sở đánh giá khả năng cung cấp P hữu

dụng của đất trong điều kiện bón giảm phân P, áp dụng biện pháp tưới ngập￾khô xen kẽ và luân canh với cây trồng cạn. Các mục tiêu cụ thể của đề tài bao

gồm: (1) Đánh giá ảnh hưởng của bón giảm phân P đến khả năng cung cấp P

của đất và năng suất lúa; (2) Đánh giá ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô

xen kẽ đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa; (3) Đánh giá ảnh

hưởng của kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và bón giảm phân P đến khả

năng cung cấp P của đất và năng suất lúa; (4) Đánh giá ảnh hưởng của biện

pháp luân canh cây rau màu trên nền đất lúa đến khả năng cung cấp P của đất.

Thí nghiệm bón giảm phân P, tưới ngập-khô xen kẽ, kết hợp ngập-khô xen kẽ

và bón giảm phân P được thực hiện trên cùng một ruộng thí nghiệm tại ba địa

điểm, gồm (1) đất phù sa trồng lúa ba vụ/năm tại huyện Hòa Bình tỉnh Bạc

Liêu, (2) đất phù sa trồng lúa ba vụ tại quận Ô Môn, Thành phố Cần Thơ và (3)

đất phèn hoạt động tại huyện Tri Tôn tỉnh An Giang. Thí nghiệm bón giảm

phân P thực hiện liên tiếp trong 7 vụ từ ĐX 2011-2012 đến ĐX 2013-2014. Thí

nghiệm đồng ruộng được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 04 nghiệm

thức và 3 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Các nghiệm thức bao gồm: (P1)

không bón phân P, (P2) bón 20 kg P2O5/ha, (P3) bón 40 kg P2O5/ha và (P4) bón

60 kg P2O5/ha tương đương liều lượng phổ biến của nông dân tại điểm thí

nghiệm. Trong mỗi vụ, phân tích hàm lượng P hữu dụng trong đất vào giai đoạn

lúa trổ và hàm lượng P trong hạt, P trong rơm. Tổng hấp thu P và năng suất

rơm, hạt cũng được phân tích sau mỗi vụ. Sau 7 vụ canh tác, thu thập mẫu đất

iv

trên các nghiệm thức được bón phân P với liều lượng khác nhau để đánh giá sự

thay đổi về hàm lượng P hữu dụng, tổng P tích lũy trong đất, độ bão hòa P của

đất và tốc độ cung cấp P hữu dụng cho cây trồng. Thí nghiệm áp dụng biện

pháp tưới ngập-khô xen kẽ và kết hợp giữa biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và

bón giảm phân P được thực hiện trong 2 vụ ĐX 2011-2012 và vụ ĐX 2013-

2014. Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên theo thể thức lô chính￾phụ với 2 nhân tố: Nhân tố chính là quản lý nước và nhân tố phụ là bón giảm

lượng phân P. Nhân tố quản lý nước bao gồm 3 chế độ tưới và 3 lần lặp lại:

(NT+5) tưới ngập giống nông dân, (NT-15) tưới khi mực nước ruộng giảm xuống

-15 cm so với mặt ruộng và (NT-30) tưới khi mực nước ruộng giảm xuống -30

cm so với mặt ruộng; Nhân tố về phân bón được bố trí bốn nghiệm thức P1, P2,

P3 và P4 với liều lượng phân P tương tự như thí nghiệm bón giảm phân P. Phân

tích hàm lượng P hữu dụng trong đất và giai đoạn lúa trổ và hàm lượng P trong

hạt, trong rơm lúc thu hoạch. Sinh khối rơm và năng suất lúa cũng được ghi

nhận. Ảnh hưởng của các mức độ tưới ngập-khô xen kẽ đến sự thay đổi về pH

và EC trong nước và trong đất cũng được ghi nhận trong suốt vụ lúa. Thí

nghiệm đánh giá ảnh hưởng của biện pháp luân canh cây rau màu trên nền đất

lúa đến khả năng cung cấp P của đất được thực hiện trên vùng đất phù sa trồng

lúa ba vụ tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu. Cây rau màu được trồng vào vụ

ĐX 2013-2014 bao gồm 4 nghiệm thức: Luân canh Lúa với (1) Bắp; (2) Đậu

nành; (3) Mè; và (4) nghiệm thức đối chứng độc canh lúa. Mẫu đất được lấy sau

vụ luân canh cây rau màu để phân tích hàm lượng P hữu dụng. Các chỉ tiêu về

pH, EC, Fe hoạt động cũng được phân tích trong giai đoạn luân canh cây rau

màu.

Kết quả thí nghiệm cho thấy P hữu dụng trong đất khác biệt không có ý nghĩa

thống kê khi không bón phân P hoặc bón ở liều lượng thấp 20 - 40 kg P2O5/ha

so với mức bón phổ biến 60 kg P2O5/ha trong6 vụ lúa liên tiếp. Trong 7 vụ lúa

liên tiếp, hàm lượng P trong rơm và trong hạt thay đổi không ý nghĩa khi áp

dụng bón phân P với các liều lượng khác nhau. Sau 7 vụ lúa, không bón P và

bón 20 kg P2O5/ha làm giảm hàm lượng P tổng trong đất so với thời điểm bắt

đầu thí nghiệm. Ngược lại, bón 60 kg P2O5/ha làm gia tăng hàm lượng P tổng

trong đất. Bón phân P ở liều lượng 40 kg P2O5/ha có thể giúp duy trì được quỹ

P trong đất và bổ sung lượng P mất đi trong đất do cây trồng hấp thu. Khả năng

hấp phụ P tối đa trên đất phèn hoạt động tại An ở ngưỡng 2000 mg P/kg và cao

hơn khả năng hấp phụ P phụ tối đa trên đất phù sa tại Bạc Liêu (625-667 mg

P/kg) và tại Cần Thơ (588-625 mg P/kg). Áp dụng các liều lượng bón phân P

khác nhau sau 7 vụ liên tiếp không thay đổi có ý nghĩa khả năng hấp phụ P tối

đa của các nhóm đất thí nghiệm. Kết quả của nghiên cứu đã cho thấy đất tại Cần

v

Thơ và Bạc Liêu có khả năng rửa trôi P ra môi trường nếu tiếp tục duy trì sử

dụng 60 kg P2O5/ha trong canh tác lúa.

Trên đất phù sa canh tác lúa tại Bạc Liêu, kết quả ghi nhận áp dụng biện pháp

tưới ngập-khô xen kẽ có thể tiết kiệm được 9-19% lượng nước tưới khi canh tác

trong mùa khô trong cả 2 vụ ĐX 2011-2012 và ĐX 2013-2014. Áp dụng biện

pháp tưới khi mực nước giảm -15 cm hay -30 cm không ảnh hưởng ý nghĩa đến

P hữu dụng trong đất cũng như hàm lượng P trong hạt trong cả 2 vụ ĐX 2011-

2012 và ĐX 2013-2014. Hàm lượng P trong rơm vào giai đoạn trổ ở nghiệm

thức tưới ngập liên tục (0,56 %P2O5) và nghiệm thức NT-15 (0,56 %P2O5) cao

khác biệt ý nghĩa với nghiệm thức tưới khi mực nước ruộng giảm -30 cm (0,23

%P2O5) trong vụ ĐX 2011-2012 nhưng khác biệt không ý nghĩa trong vụ ĐX

2013-2014. Áp dụng tưới khi mực nước ruộng giảm -30 cm đã gia tăng EC

trong đất và năng suất lúa có xu hướng giảm. Khác biệt về năng suất lúa không

có ý nghĩa thống kê giữa nghiệm thức tưới ngập liên tục và tưới khi mực nước

giảm -15 cm trong cả 2 vụ ĐX 2011-2012 và ĐX 2013-2014. Khi áp dụng kết

hợp tưới ngập-khô xen kẽ và bón phân P ở các liều lượng khác nhau, tưới khi

mực nước ruộng giảm -30 cm đã giảm P hữu dụng trong đất và sinh khối rơm

cây lúa so với duy trì mực nước ruộng hoặc tưới khi mực nước ruộng giảm -15

cm. Trên đất phù sa phát triển tại Bạc Liêu, P hữu dụng trong đất giữa nghiệm

thức độc canh lúa khác biệt không ý nghĩa so với các nghiệm thức luân canh lúa

và các cây rau màu vào giai đoạn trước khi gieo sạ. Vào giai đoạn 45 NSKS

(giữa vụ) và giai đoạn thu hoạch, P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức độc canh

lúa cao khác biệt ý nghĩa so với nghiệm thức luân canh lúa-bắp, nhưng khác

biệt không ý nghĩa với nghiệm thức luân canh lúa-đậu nành hoặc lúa-mè.

Áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ ở mức độ -15 cm kết hợp với bón

phân P ở liều lượng 40 kg P2O5/ha được khuyến cáo áp dụng cho đất phù sa

canh tác lúa tại Bạc Liêu và những vùng có điều kiện tự nhiên tương tự vừa có

thể giúp tiết kiệm được chi phí về bơm tưới, phân bón, vừa có thể duy trì được

P trong đất và năng suất lúa mà vẫn không làm gia tăng tình trạng tích lũy P

trong đất. Biện pháp luân canh cây rau màu trên nền đất lúa có thể được áp

dụng nhằm thay thế cho mô hình độc canh cây lúa. Trong hệ thống canh tác

này, có thể duy trì và cải thiện P hữu dụng trong đất cung cấp cho vụ lúa tiếp

theo.

Từ khóa: bón giảm phân lân, lân hữu dụng trong đất, luân canh lúa-rau

màu, tích lũy lân trong đất, tưới ngập-khô xen kẽ.

vi

ABSTRACT

Phosphorus (P) is an essential nutrient for crop growth. In soils, the pools of P

available for plant utilization are often limited because this element can be fixed

by soil chemical processes to form insoluble compounds. In the Vietnam’s

Mekong Delta (MD), farmers have traditionally applied high P fertilizer to

compensate the P fixed in soil and P removed from harvest. Over the years, this

high application has increased soil P accumulation in the paddy soil. On the

other hand, changes in cropping patterns and soil management and soil uses to

cope with the salinity intrusion which has been rising in the MD could change

soil reactions and consequently, affecting the P-supplying capacity of soil.

Alternative wetting and drying (AWD) irrigation technique and crops rotation

for the rice-based cropping system have been being applied to reduce irrigating

water and salinity intrusion risk as cultivating rice in the dry season. During the

drying period, high oxygen diffusing into soil may change the redox potential of

soil, which in turn change the P fixation and P adsorption-desorption reactions.

Thus, affecting P availability in the paddy soil. This study aimed at achieving P

fertilization recommendation when applying the cropping practices to cope with

fresh water scarcity in dry season in the MD. This was based on quantifying the

soil P-supplying capacity when applying (1) reduced P fertilizer application, (2)

AWD irrigation and (3) rotation of rice with upland crops. The detail objectives

of this study were to: (1) assess the effects of reduced P fertilizer application to

soil P-supplying capacity and rice yield; (2) determine the effects of applying

AWD irrigation technique to soil P-supplying capacity and rice yield; (3)

evaluate the effects of applying AWD irrigation in combination with reduced P

fertilizer application to soil P-supplying capacity and rice yield; and (4) assess

the effect of crop rotation on rice-based cropping system to soil P-supplying

capacity.

The field experiment was conducted in three triple rice cropping areas, on

alluvial soils in Hoa Binh district, Bac Lieu province and in O Mon district, Can

Tho city and on acid sulfate soil in Tri Ton district, An Giang province. The

reduced P fertilizer application experiment was in completely randomized block

design with four fertilizer P application rates: 0, 20, 40 and 60 kg P2O5/ha, of

which the highest P application rate represented common P rate used by

farmer’s practice in the studied area. There were three replicates for each

treatment. The experiment was conducted during 7 consecutive crops. At each

crop, the changes in total and available P contents in soil and rice plants (tiller,

straw, grain) as well as rice biomass and grain yields were analyzed. In the last

vii

crop, the changes of soil available and total P contents as well as soil P-fixing

capacity and P diffusing rates were analyzed.

The field experiments of AWD irrigation application and AWD irrigation

application in combination of reduced P fertilizer application were carried out

in two seasons: Winter-Spring (WS) 2011-2012 and WS 2013-2014. The field

experiment was laid out in a completely randomized block with split-plot

design: The main factor was water management and the sub-factor was reduced

P fertilization. The main factor was three water regimes: (NT+5) continuously

flooded; (NT-15) irrigated when the water level dropped to -15 cm below the

surface of the soil; and (-NT-30) irrigated when the water level dropped to -15

cm below the surface of the soil. P fertilization was applied with four rates as

described in the above reduced P fertilizer application. The cropping rotation

experiment was conducted at WS 2013-2014 season at Hoa Binh district, Bac

Lieu province. The experiment was laid out in a completely randomized

blocked design with three replications. Experimental treatments included: rice

monoculture (R-R-R) and rotation cropping systems, including rice in rotation

with corn (R-C-R), soy bean (R-S-R) and sesame (R-Se-R). At harvesting of the

upland crops, soils were sampled to analyzed available P in different treatments.

During the growth of upland crops, the changes in soil pH, EC and active Fe

were also monitored.

The results showed that available P in the treatments applied with 0 and 20 kg

P2O5/ha did not differ significantly the treatments applied with 40 and 60 kg

P2O5/ha through 6 consecutive crops. Also, there were no significant differences

in the P contents in rice straws and grains among all the treatments applied with

0, 20, 40 and 60 kg P2O5/ha. After 7 crops, the soil total P in the treatments

applied with 0 and 20 kg P2O5/ha was decreased compared to those at the start

of the experiment. By contrast, the treatment applied with 60 kg P2O5/ha

increased the soil total P. The results showed that applying 40 kg P2O5/ha

maintained the pool of P in soil and supplemented the P amount removed by

rice uptake. The maximum P-adsorption capacity (MPAC) in the acid sulfate

soil at An Giang was 2000 mg P/kg, significantly higher than the MPAC in the

alluvial soil in Bac Lieu (625-667 mg P/kg) and in Can Tho (588-625 mg P/kg).

The results from this study revealed that the soil in Bac Lieu and Can Tho had a

risk of leaching P to the environment if remained applying P fertilizer at 60 kg

P2O5/ha.

Application of AWD irrigation technique in rice cultivation on the alluvial soil

in Bac Lieu saved 9-19% irrigating water as compared with the continuously

flooded treatment in both WS 2011-2012 and WS 2013-2014 seasons. Irrigating

viii

when the water level dropped to -15 cm or -30 cm resulted in no significant

differences in soil available P and P contents in rice grain compared with the

continuously flooded treatment in both dry seasons. In WS 2011-2012, the P

content in the rice straw at the flowering stage in the NT-30 treatment (0.23

%P2O5) was significantly lower than in the continuously flooded treatment

(0.56 %P2O5) and NT-15 treatment (0.56 %P2O5). However, the difference was

not significant in WS 2013-2014. Irrigating when the water level dropped to -30

cm resulted in higher soil EC and reduced rice yield. Combination of AWD

irrigation technique and reduced P fertilizer application resulted in no

significant differences in soil P availability as well as the P contents in rice

straw, grain, biomass and yield. In the alluvial soil in Bac Lieu, there was no

statistical difference in soil available P content in the mono-rice treatment as

compared with the rotation treatments at the start of the experiment. At 45 days

after sowing and harvest stage, soil available P content in the mono-rice

treatment was significantly higher than that in the rice-corn treatment, but not

significantly different as compared with the rice-soybean or rice-sesame

rotation treatments.

Applying AWD irrigation when the water level dropped to -15 cm combined

with applying P fertilizer at a rate of 40 kg P2O5/ha was recommended for

growing rice on the alluvial soil in Bac Lieu. This recommendation can also be

applied for other areas of similar natural conditions. A combination of AWD

irrigation and reduced P fertilizer application could save input costs of irrigation

and fertilizer while maintaining the soil P pool and rice yield. Growing

vegetable crops in rotation with rice on the triple rice-based cropping system

can be implemented to replace the traditional mono-rice cultivation. In the

rotation systems, the soil P availability can be maintained or improved to supply

the followed rice crop.

Keywords: alternative wetting and drying irrigation, available P, P

accumulated in soil, reduced fertilizer P application, rice-upland crop

rotation.

ix

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết luận án này đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số

liệu, kết quả trong nghiên cứu là trung thực, khách quan, nghiêm túc và chưa

từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Nếu có gì sai sót tôi xin

hoàn toàn chịu trách nhiệm./.

Cần Thơ, ngày 14 tháng 05 năm 2018

x

MỤC LỤC

Lời cảm tạ ........................................................................................................... i

Lý lịch khoa học ................................................................................................ ii

Tóm lược...........................................................................................................iii

Abstract............................................................................................................. vi

Lời cam kết ....................................................................................................... ix

Mục lục .............................................................................................................. x

Danh sách Bảng .............................................................................................. xiv

Danh sách Hình............................................................................................... xvi

Danh mục các chữ viết tắt............................................................................... xix

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................ 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................. 1

1.2 Cở sở lý thuyết và giả thuyết nghiên cứu.................................................... 4

1.3 Mục tiêu nghiên cứu của luận án ................................................................ 4

1.3.1 Mục tiêu chung........................................................................................ 4

1.3.2 Mục tiêu cụ thể........................................................................................ 5

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................... 5

1.5 Những điểm mới của luận án ...................................................................... 6

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn..................................................................... 7

1.6.1 Ý nghĩa khoa học .................................................................................... 7

1.6.2 Ý nghĩa thực tiễn..................................................................................... 7

1.7 Nội dung luận án ......................................................................................... 7

1.7 Hạn chế của luận án................................................................................... 10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 11

2.1 Sản xuất lúa gạo ở Việt Nam và tình hình sử dụng phân P trong canh

tác nông nghiệp ở ĐBSCL ........................................................................ 11

2.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam ............................................. 11

2.1.2 Tình hình sử dụng phân P trong canh tác lúa .................................... 13

2.2 Lân trong đất và ảnh hưởng của tình trạng thoáng khí của đất đến độ

hữu dụng của lân ....................................................................................... 16

2.2.1 Dinh dưỡng lân trong đất..................................................................... 16

2.2.2 Chuyển hóa P trong đất........................................................................ 17

2.2.3 Ảnh hưởng tình trạng thoáng khí của đất đến độ hữu dụng của

lân............................................................................................................ 19

2.3 Các phương pháp đánh giá độ hữu dụng của P trong đất ......................... 20

2.3.1 Phương pháp Bray................................................................................ 21

2.3.2 Phương pháp Olsen............................................................................... 22

2.3.3 Phương pháp Oniani............................................................................. 23

2.3.4 Phương pháp Mehlich .......................................................................... 23

2.3.5 Phương pháp DGT (Deffusive Gradient in thin films Technique). 25

2.3.6 Nghiên cứu về các phương pháp đánh giá P hữu dụng trong đất... 27

2.4 Nhu cầu nước của cây lúa và biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ................. 29

2.4.1 Nhu cầu nước của cây lúa.................................................................... 29

2.4.2 Tình hình nguồn nước tưới phục vụ trong canh tác lúa trên thế

giới.......................................................................................................... 30

xi

2.4.3 Biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ ......................................................... 31

2.5 Luân canh lúa với cây màu trong canh tác nông nghiệp và ảnh hưởng

của luân canh cây trồng đến P và các đặc tính của đất ............................. 33

2.5.1 Một số cây màu trong hệ thống luân canh cây trồng........................ 33

2.5.2 Ảnh hưởng của luân canh lúa với cây rau màu đối với độ hữu

dụng của P và một số đặc tính của đất ............................................... 34

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 38

3.1 Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 38

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................. 38

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 38

3.2.2 Thời gian thí nghiệm ............................................................................ 39

3.3 Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 39

3.3.1 Thu thập số liệu về khí tượng, khảo sát đặc tính đất tại các điểm

nghiên cứu và tình hình sử dụng phân P trong canh tác lúa

(trường hợp nghiên cứu tại Bạc Liêu)................................................ 39

3.3.1.1 Thu thập số liệu về khí tượng của tỉnh Bạc Liêu .............. 39

3.3.1.2 Khảo sát đặc tính đất và tình trạng tích lũy P trong đất

tại các điểm nghiên cứu An Giang, Bạc Liêu, Cần Thơ...... 40

3.3.1.3 Khảo sát tình hình sử dụng phân P trong canh tác lúa

tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu ...................................... 40

3.3.2 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng tổng thể ............................................... 41

3.3.3 Nghiên cứu 1: Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến khả năng

cung cấp P của đất và năng suất lúa ................................................... 43

3.3.3.1 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng bón giảm phân P trong

canh tác lúa ......................................................................... 43

3.3.3.2 Đánh giá khả năng hấp phụ P tối đa của đất và tốc độ

cung cấp P của đất trong điều kiện bón giảm phân P ........ 43

3.3.3.3 Phương pháp thu mẫu đất và các chỉ tiêu phân tích của

Nghiên cứu 1 ....................................................................... 46

3.3.4 Nghiên cứu 2: Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ

đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa ........................... 47

3.3.4.1 Bố trí thí nghiệm áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen

kẽ.......................................................................................... 47

3.3.4.2 Phương pháp thu mẫu và các chỉ tiêu phân tích trong

Nghiên cứu 2 ....................................................................... 50

3.3.5 Nghiên cứu 3: Ảnh hưởng của kết hợp biện pháp tưới ngập-khô

xen kẽ và bón giảm phân P đến khả năng cung cấp P của đất và

năng suất lúa .......................................................................................... 50

3.3.5.1 Bố trí thí nghiệm áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen

kẽ kết hợp bón giảm P ......................................................... 50

3.3.5.2 Phương pháp thu mẫu và các chỉ tiêu theo dõi trong

Nghiên cứu 3 ....................................................................... 51

3.3.6 Nghiên cứu 4: Đánh giá ảnh hưởng của biện pháp luân canh lúa￾cây rau màu đến khả năng cung cấp P của đất.................................. 51

3.3.6.1 Bố trí thí nghiệm luân canh lúa-cây rau màu tại Bạc Liêu 51

xii

3.3.6.2 Phương pháp thu mẫu và các chỉ tiêu phân tích trong

Nghiên cứu 4 ....................................................................... 53

3.4 Phương pháp phân tích mẫu...................................................................... 53

3.5 Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................... 54

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 55

4.1 Đặc điểm khí hậu tại tỉnh Bạc Liêu, tình hình sử dụng phân P và các trở

ngại trong canh tác lúa tại huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu ...................... 55

4.1.1 Đặc điểm khí hậu tại tỉnh Bạc Liêu .................................................... 55

4.1.2 Tình hình sử dụng phân P và các trở ngại trong canh tác lúa tại

huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu........................................................... 57

4.2 Đặc tính đất tại các điểm nghiên cứu và tình trạng tích lũy P trong đất

tại các điểm thí nghiệm ............................................................................. 59

4.2.1 Đặc tính đất tại các điểm nghiên cứu ................................................. 59

4.2.1.1 Đất phèn hoạt động nặng điển hình tại An Giang ............. 59

4.2.1.2 Đất phù sa phát triển tại Bạc Liêu ..................................... 60

4.2.1.3 Đất phù sa đang phát triển tại Cần Thơ........................... 61

4.2.2 Tình trạng tích lũy P trong đất tại các điểm thí nghiệm .................. 61

4.3 Nghiên cứu 1: Ảnh hưởng của bón giảm lượng phân P đến khả năng

cung cấp P của đất và năng suất lúa.......................................................... 63

4.3.1 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến pH đất và EC đất ................. 63

4.3.2 Ảnh hưởng của bón giảm lượng phân P đến sự thay đổi P hữu

dụng trong đất........................................................................................ 64

4.3.3 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến hàm lượng P trong rơm và

P trong hạt.............................................................................................. 66

4.3.4 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến sinh khối và năng suất lúa.. 67

4.3.5 Ảnh hưởng của bón giảm phân P đến P tổng số trong đất và cân

bằng P trong đất sau 7 vụ lúa .............................................................. 69

4.3.6 Đánh giá khả năng hấp phụ P tối đa của đất và tốc độ cung cấp

P từ đất trồng lúa tại An Giang, Bạc Liêu và Cần Thơ.................... 72

4.3.6.1 Lân hữu dụng trong đất sau khi áp dụng bón giảm phân

P sau 7 vụ ............................................................................ 72

4.3.6.2 Đánh giá lượng P hấp phụ tối đa của đất tại An Giang,

Bạc Liêu và Cần Thơ........................................................... 73

4.3.6.3 Khả năng đệm P của đất và khả năng rửa trôi P ra môi

trường trong điều kiện bón giảm lượng phân P tại các

điểm thí nghiệm ................................................................... 77

4.3.6.4 Đánh giá khả năng cung cấp P từ đất bằng phương pháp

DGT..................................................................................... 79

4.4 Nghiên cứu 2: Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến khả

năng cung cấp P của đất và năng suất lúa ................................................. 81

4.4.1 Diễn biến mực nước trên ruộng và hiệu quả tiết kiệm nước tưới

khi áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ .................................... 81

4.4.2 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến pH và EC

nước ruộng và trong đất ....................................................................... 84

4.4.3 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến sự thay đổi

P hữu dụng trong đất ............................................................................ 87

xiii

4.4.4 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến P hàm

lượng P trong rơm và trong hạt........................................................... 89

4.4.5 Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến sinh khối và

năng suất lúa .......................................................................................... 89

4.5 Nghiên cứu 3: Ảnh hưởng kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và

bón giảm P đến khả năng cung cấp P của đất và năng suất lúa ................ 91

4.5.1 Ảnh hưởng của kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và bón

giảm P đến P hữu dụng trong đất........................................................ 91

4.5.2 Ảnh hưởng của kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và bón

giảm phân P đến hàm lượng P trong rơm và trong hạt .................... 93

4.5.3 Ảnh hưởng của kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và bón

giảm phân P đến sinh khối rơm và năng suất lúa ............................. 95

4.6 Nghiên cứu 4: Ảnh hưởng của luân canh cây rau màu trên nền đất lúa

đến khả năng cung cấp P của đất tại Bạc Liêu.......................................... 98

4.6.1 Ảnh hưởng của luân canh lúa-màu đến pH đất................................. 98

4.6.2 Ảnh hưởng của luân canh lúa-màu đến EC đất ................................ 99

4.6.3 Ảnh hưởng của luân canh lúa-màu đến sắt hoạt động trong đất .... 99

4.6.4 Ảnh hưởng của luân canh lúa-màu đến hàm lượng P hữu dụng

và P tổng số trong đất......................................................................... 100

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.................................................... 104

5.1 Kết luận ................................................................................................... 104

5.2 Đề xuất..................................................................................................... 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 106

Phụ chương 1: Bảng mô tả phẫu diện đất tại điểm thí nghiệm...................... 122

Phụ chương 2: Phiếu điều tra thực trạng canh tác lúa và sử dụng phân bón tại

huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu ..................................................................... 130

Phụ chương 3: Quy trình áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ của viện

nghiên cứu lúa quốc tế ................................................................................... 134

Phụ chương 4: Số liệu phân tích đánh giá khả năng hấp phụ p tối đa của đất135

Phụ chương 5: Bảng Anova........................................................................... 137