Luận án Nghiên cứu sử dụng phù sa và vi tảo để cải thiện môi trường đất lúa thâm canh vùng đê bao khép kín tỉnh An Giang

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHÙ SA VÀ VI TẢO ĐỂ CẢI THIỆN MÔI TRƯỜNG ĐẤT LÚA THÂM CANH VÙNG ĐÊ BAO KHÉP KÍN TỈNH AN GIANG

Ngành:

Môi trường Đất – Nước (Mã ngành: 62440303)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung nghiên cứu việc sử dụng phù sa và vi tảo để cải thiện môi trường đất lúa thâm canh tại vùng đê bao khép kín tỉnh An Giang, một tỉnh sản xuất lúa hàng đầu Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực trạng thâm canh lúa gây tích tụ độc chất và mất dưỡng chất do thiếu bồi tích phù sa.

Nghiên cứu đã chứng minh vai trò quan trọng của phù sa và vi tảo trong việc cải thiện môi trường đất. Cụ thể, khối lượng phù sa bồi lắng ở ngoài đê khép kín cao hơn 5 lần so với trong đê, và việc bổ sung phù sa đã góp phần cải thiện đáng kể hàm lượng carbon hữu cơ và phosphorus tổng số trong đất, tăng tương ứng 1,5 lần và 1,29 lần so với đất đầu vụ. Luận án cũng đã xác định 445 loài vi tảo phù du và tảo đáy thuộc bốn ngành (tảo lục, tảo khuê, tảo mắt và vi khuẩn lam), trong đó tảo lục có sự đa dạng loài cao nhất. Đặc biệt, sự hiện diện của 6 loài vi khuẩn lam có khả năng cố định đạm, với loài Anabaena oscillarioides xuất hiện mật độ cao ở đầu giai đoạn đẻ nhánh, đã được xác định là nguồn bổ sung đạm sinh học quan trọng cho đất trồng lúa.

Hàng năm, vi tảo cung cấp khoảng 1,08 tấn sinh khối tươi/ha/năm cho ruộng lúa, với hàm lượng phosphorus trong tảo cao hơn 2,1 lần so với rơm rạ, đóng vai trò như một nguồn hoàn trả chất dinh dưỡng hữu ích. Tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng NPK tổng số từ phù sa và vi tảo hàng năm đạt lần lượt 3,98% (N), 4,03% (P2O5) và 41,1% (K2O) so với tổng lượng phân nguyên chất mà nông dân đã bón. Các kết quả này khẳng định phù sa và vi tảo là nguồn bổ sung dưỡng chất thiết thực, góp phần cải thiện các đặc tính hóa học của môi trường đất.

Luận án không chỉ bổ sung dữ liệu về thành phần loài tảo ở ĐBSCL mà còn cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho các nhà quản lý môi trường và nông nghiệp trong việc hoạch định phương thức sản xuất lúa bền vững, kiểm soát lũ và thay đổi kỹ thuật canh tác nhằm phát huy vai trò của phù sa và vi tảo. Đây cũng là tài liệu có giá trị cho công tác học tập, nghiên cứu và giảng dạy.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

  • 1.1 Đặt vấn đề

  • 1.2 Mục tiêu nghiên cứu

    • 1.2.1 Mục tiêu chung
    • 1.2.2 Mục tiêu cụ thể

  • 1.3 Nội dung nghiên cứu

  • 1.4 Tính mới và ý nghĩa thực tiễn của luận án

• CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

  • 2.1 Tổng quan về phù sa và vai trò cải thiện môi trường đất

  • 2.2 Tổng quan về vi tảo và vai trò cải thiện môi trường đất

• CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

  • 3.2 Phương pháp nghiên cứu

    • 3.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm và khảo sát đồng ruộng
      • 3.2.1.1 Nội dung 1: Đánh giá khối lượng phù sa bồi lắng và khả năng góp phần cải thiện môi trường đất và khối lượng hạt lúa chắc
      • 3.2.1.2 Nội dung 2: Đánh giá đa dạng loài và khả năng cung cấp sinh khối, dinh dưỡng của vi tảo cho môi trường đất
      • 3.2.1.3 Nội dung 3: Ước tính tỷ lệ đóng góp dinh dưỡng của phù sa và vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm và đánh giá khả năng cải thiện môi trường đất của chúng
    • 3.2.2 Phương pháp phân tích
      • 3.2.2.1 Xác định khối lượng phù sa bồi lắng
      • 3.2.2.2 Phương pháp phân tích chất lượng nước
      • 3.2.2.3 Phân tích chất lượng đất và phù sa
      • 3.2.2.4 Phương pháp định tính và định lượng tảo
      • 3.2.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng chlorophyll-a và dinh dưỡng tảo
      • 3.2.2.6 Phương pháp xác định khối lượng và tỷ lệ hạt lúa chắc
    • 3.2.3 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu
      • 3.2.3.1 Phương pháp tính toán
      • 3.2.3.2 Phương pháp thống kê số liệu

  • CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

    • 4.1 Đánh giá khối lượng phù sa bồi lắng và khả năng góp phần cải thiện môi trường đất và khối lượng hạt chắc

      • 4.1.1 Khối lượng phù sa bồi lắng ở tỉnh An Giang từ năm 2013-2015 và mối quan hệ với thời gian ngập lũ
      • 4.1.2 Đặc tính lý và hóa học của phù sa bồi lắng
        • 4.1.2.1 Thành phần cơ giới (TPCG) của phù sa
        • 4.1.2.2 Hàm lượng chất hữu cơ và khả năng trao đổi cation của phù sa
        • 4.1.2.3 Hàm lượng tổng đạm, tổng lân và tổng kali của phù sa
      • 4.1.3 Dinh dưỡng từ phù sa bồi lắng góp phần cải thiện môi trường đất

    • 4.2 Đánh giá đa dạng loài, mật độ và khả năng cung cấp sinh khối của vi tảo trong ruộng lúa góp phần cải thiện môi trường đất

      • 4.2.1 Ảnh hưởng của chất lượng nước ruộng đến sự phát triển của vi tảo và môi trường đất
      • 4.2.2 Sự hiện diện của các ngành và mật độ vi tảo trong ruộng lúa qua ba vụ canh tác
        • 4.2.2.1 Đa dạng loài và mật độ vi tảo đáy trong ruộng lúa vụ Đông Xuân 2016-2017 và Hè Thu 2017
        • 4.2.2.2 Đánh giá sự hiện diện của các ngành tảo trong ruộng lúa góp phần cải thiện môi trường đất
      • 4.2.3 Sinh khối tảo phù du và tảo đáy góp phần cải thiện môi trường đất
        • 4.2.3.1 Sinh khối tảo phù du và tảo đáy vụ Thu Đông 2016
        • 4.2.3.2 Sinh khối tảo phù du và tảo đáy vụ Đông Xuân 2016-2017
        • 4.2.3.3 Sinh khối tảo phù du và tảo đáy vụ Hè Thu 2017
        • 4.2.3.4 Sinh khối tảo phù du tự nhiên từ kênh và ruộng lúa
        • 4.2.3.5 Tổng sinh khối tảo phù du và tảo đáy cung cấp cho đất trồng lúa hàng năm
      • 4.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối vi tảo phù du
        • 4.2.4.1 Độ che rợp của tán lá lúa ảnh hưởng đến sinh khối tảo phù du ở thí nghiệm nhà lưới
        • 4.2.4.2 Khối lượng phân bón ảnh hưởng đến sinh khối tảo phù du ở thí nghiệm nhà lưới
      • 4.3 Đánh giá tỷ lệ đóng góp lượng đạm, lân và kali từ phù sa và vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm
        • 4.3.1 Dinh dưỡng từ tảo góp phần cải thiện môi trường đất
        • 4.3.2 Tỷ lệ đóng góp lượng đạm, lân và kali từ phù sa và vi tảo cho đất trồng lúa hàng năm

    • CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

      • 5.1 Kết luận

      • 5.2 Đề xuất