Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của tưới tiết kiệm nước đến lưu huỳnh và kẽm dễ tiêu trong đất lúa phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI TIẾT KIỆM NƯỚC ĐẾN LƯU HUỲNH VÀ KẼM DỄ TIÊU TRONG ĐẤT LÚA PHÙ SA TRUNG TÍNH ÍT CHUA VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

Ngành:

Kỹ thuật Tài nguyên nước

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Lưu huỳnh (S) và Kẽm (Zn) là các nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu cho cây lúa, đóng vai trò quan trọng thứ tư sau N, P, K. Tuy nhiên, dưới điều kiện tưới ngập truyền thống phổ biến ở vùng Đồng bằng sông Hồng (ĐBSH), hàm lượng sunphat (S-SO4^2-) và kẽm dễ tiêu (Zn_dt) trong đất lúa phù sa trung tính ít chua có xu hướng bị thiếu hụt. Nguyên nhân chính là do môi trường yếm khí khi ngập nước liên tục làm giảm thế oxi hóa khử (Eh), chuyển hóa S-SO4^2- thành dạng sunfua độc hại (H2S, HS-, S2-) và tạo kết tủa khó tan ZnS, làm giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng của lúa.

Đề tài nghiên cứu này được thực hiện nhằm làm rõ diễn biến hàm lượng Zn_dt và S-SO4^2- trong đất lúa phù sa trung tính, ít chua vùng ĐBSH dưới ảnh hưởng của phương pháp tưới tiết kiệm nước (TKN). Các thí nghiệm trong phòng và đồng ruộng đã được tiến hành để so sánh ảnh hưởng của chế độ ngập nước liên tục và TKN đến các thông số Eh, pH, và nồng độ Zn_dt, S-SO4^2-.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, tưới ngập liên tục làm giảm đáng kể thế Eh, pH, và hàm lượng Zn_dt (giảm khoảng 6,6 lần) cũng như S-SO4^2- (giảm gần 10%) sau 8 tuần, tạo môi trường khử mạnh và hình thành các độc tố. Ngược lại, kỹ thuật TKN, với việc kiểm soát lớp nước mặt ruộng từ 3-5 cm và kết hợp phơi ruộng định kỳ (3-5 ngày giữa các đợt tưới, 7-10 ngày cuối đẻ nhánh), đã giúp duy trì hàm lượng Zn_dt và S-SO4^2- ổn định hơn. Cụ thể, Zn_dt ít thay đổi (0,64-0,62 mg/100gđ) và S-SO4^2- tăng trung bình 0,18 mg/100g/vụ. Điều này tạo điều kiện cho môi trường đất thoáng khí, hạn chế quá trình khử sunphat và giải phóng kẽm dễ tiêu.

Đáng chú ý, năng suất lúa ở các ruộng áp dụng TKN đạt 6,03 tấn/ha, cao hơn 10,57% so với tưới ngập truyền thống (5,45 tấn/ha). Luận án cũng chỉ ra rằng đất lúa trong vùng nghiên cứu có hàm lượng kẽm dễ tiêu trung bình 0,6 mg/100g, đang ở mức thiếu và cần bổ sung.

Các đóng góp mới của luận án bao gồm định lượng biến đổi hàm lượng kẽm dễ tiêu và ion sunphat, đồng thời xác định mực nước mặt ruộng phù hợp của TKN để duy trì dinh dưỡng này. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng để khuyến cáo áp dụng TKN, góp phần giảm chi phí sản xuất, nâng cao thu nhập cho nông dân, bảo vệ môi trường và tiết kiệm nước tưới trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1 Khái quát về các nguyên tố dinh dưỡng kẽm và lưu huỳnh trong đất
  • 1.2 Vai trò dinh dưỡng của kẽm và lưu huỳnh đối với lúa
  • 1.3 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đất canh tác trên thế giới và Việt Nam
  • 1.4 Các nguyên nhân làm giảm kẽm dễ tiêu và sunphat trong đất
  • 1.5 Chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất ngập nước
  • 1.6 Tổng quan về các phương pháp tưới tiết kiệm nước
  • 1.7 Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến luận án
  • 1.8 Khái quát về đất phù sa trung tính ít chua vùng đồng bằng sông Hồng
  • 1.9 Luận giải cho vấn đề nghiên cứu của luận án

• CHƯƠNG II MÔ TẢ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Mô tả khu vực nghiên cứu
  • 2.2 Đối tượng nghiên cứu
  • 2.3 Phương pháp bố trí và theo dõi thí nghiệm
  • 2.3.1 Thí nghiệm trong phòng
  • 2.3.2 Thí nghiệm đồng ruộng
  • 2.4 Phương pháp xác định Eh, pH, Znts, Zndt, S-SO42-

• CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1 Một số chỉ tiêu phân tích trong đất nền
  • 3.2. Đánh giá hàm lượng Zn và S-SO42- trong đất nền khu vực nghiên cứu
  • 3.3 Diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- qua CT trong phòng

  • 3.3.1 Diễn biến thế Eh, Zndt và S-SO4 của ngập nước thường xuyên

    • 3.3.1.1 Thế oxi hóa khử Eh
    • 3.3.1.2 Diễn biến kẽm dễ tiêu
    • 3.3.1.3 Diễn biến hàm lượng S-SO42-

  • 3.3.2 Diễn biến thế Eh, Zndt và S-SO4 của CT cạn nước tự nhiên

    • 3.3.2.1 Diễn biến lớp nước mặt ruộng, Eh, pH
    • 3.3.2.2 Diễn biến hàm lượng kẽm dễ tiêu
    • 3.3.2.3 Diễn biến hàm lượng S-SO42-

  • 3.3.3 So sánh diễn biến Zndt và S-SO4- giữa hai CT thí nghiệm trong phòng

    • 3.3.3.1 So sánh diễn biến kẽm dễ tiêu
    • 3.3.3.2 So sánh diễn biến hàm lượng S-SO42- của hai công thức

  • 3.4 Diễn biến hàm lượng Zndt và SO42- qua CT thí nghiệm đồng ruộng

    • 3.4.1 Eh, pH, kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong CT tưới ngập thường xuyên

      • 3.4.1.1 Lớp nước tưới trong ruộng ở các giai đoạn thí nghiệm
      • 3.4.1.2 Các thông số Eh và pH
      • 3.4.1.3 Diễn biến hàm lượng Zndt
      • 3.4.1.4 Diễn biến hàm lượng S-SO4-

    • 3.4.2 Diễn biến Eh, pH, Zndt, S-SO4 trong công thức tưới tiết kiệm nước

      • 3.4.2.1 Lớp nước tưới trong ruộng các giai đoạn thí nghiệm
      • 3.4.2.2 Các thông số Eh và pH
      • 3.4.2.3 Diễn biến hàm lượng Zndt
      • 3.4.2.4 Diễn biến hàm lượng S-SO42-

    • 3.4.3 So sánh lớp nước mặt ruộng, Eh, Zndt, S-SO4 và năng suất lúa của hai CT thí nghiệm đồng ruộng

      • 3.4.3.1 Lớp nước mặt ruộng và thế Eh
      • 3.4.3.2 So sánh hàm lượng kẽm dễ tiêu
      • 3.4.3.3 So sánh hàm lượng S-SO4-
      • 3.4.3.4 So sánh năng suất lúa
  • 3.5. Nhận xét chung

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • 2. Kiến nghị