- ẢNH HƯỞNG CỦA LUÂN CANH LÚA-DƯA HẤU ĐẾN ĐỘ HỮU DỤNG CỦA ĐẠM, LÂN TRONG ĐẤT VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN NỀN ĐẤT PHÈN TẠI TỈNH HẬU GIANG. - Đạm hữu dụng, đất mặn phèn, hiệu quả kinh tế, lân hữu dụng, luân canh lúa-dưa hấu Keywords:. - Luân canh cây màu trên nền đất lúa được xem là phương pháp canh tác thay thế cho mô hình chuyên canh lúa kém bền vững trong tương lai. - Đề tài được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của mô hình luân canh lúa-dưa hấu đến khả năng cải thiện hàm lượng đạm (N) hữu dụng, lân (P) hữu dụng và năng suất lúa vụ tiếp theo trên nền đất phèn tiềm tàng canh tác lúa tại huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang. - Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 02 nghiệm thức và ba lần lặp lại, bao gồm: nghiệm thức luân canh lúa- dưa hấu và nghiệm thức canh tác lúa 2 vụ (đối chứng). - Kết quả cho thấy hàm lượng N hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu đạt 111,7 mg N/kg, cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức chuyên canh lúa (28,7 mg N/kg). - Không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu so với nghiệm thức chuyên canh lúa (P >. - Năng suất lúa vụ tiếp theo tại ô thí nghiệm đã thực hiện luân canh lúa-dưa hấu (5,10 tấn/ha), khác biệt không ý nghĩa thống kê so với mô hình chuyên canh lúa (4,80 tấn/ha). - Lợi nhuận của mô hình canh tác dưa hấu (40,983 triệu đồng) cao hơn gấp 3 lần so với mô hình chuyên canh lúa (13,476 triệu đồng). - Mô hình luân canh lúa-dưa hấu có thể được áp dụng trên vùng đất phèn tiềm tàng để thay thế cho mô hình chuyên canh lúa, giúp nâng cao hàm lượng đạm hữu dụng trong đất, tăng thu nhập cho người dân và thích ứng với điều kiện xâm nhập mặn trong canh tác lúa.. - Ảnh hưởng của luân canh lúa-dưa hấu đến độ hữu dụng của đạm, lân trong đất và năng suất lúa trên nền đất phèn tại tỉnh Hậu Giang. - Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng trồng lúa lớn nhất của Việt Nam với diện tích canh tác lúa khoảng 4 triệu ha. - Bên cạnh đó, hiện tượng băng tan khiến mực nước biển dâng cao đã gây xâm nhập mặn vào trong các kênh nội đồng và làm ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là canh tác lúa (Lampayan et al., 2015b). - Do đó, việc thay đổi mô hình canh tác để ứng phó với những ảnh hưởng bất lợi của khô hạn và xâm nhập mặn là vấn đề cấp bách hiện nay. - Trong đó, biện pháp luân canh cây màu trên nền đất lúa được xem là giải pháp mang lại nhiều triển vọng cho ngành sản xuất nông nghiệp. - Các nghiên cứu trước đây cho thấy canh tác lúa sau khi áp dụng biện pháp luân canh cây màu có thể giúp cải thiện tính chất đất so với canh tác độc canh cây lúa (Nguyễn Minh Đông và ctv., 2009. - (2009), hàm lượng N hữu cơ dễ phân hủy ở các nghiệm thức luân canh (7-10 mg N/kg) có khuynh hướng cao ở các nghiệm thức luân canh với cây màu, nhưng không khác biệt ý nghĩa giữa hai mô hình luân canh và mô hình canh tác lúa 3 vụ. - Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp luân canh đến độ hữu dụng của P trong đất được thực hiện trong vòng 24 năm tại Australia với các mẫu đất được thu thập và phân tích vào năm thứ 6, 12, 18 và năm thứ 24 cho thấy áp dụng biện pháp luân canh với đậu lupin đã giúp gia tăng hàm lượng P tích lũy trong đất (Bünemann et al., 2006). - Ngoài ra, năng suất lúa sau khi thực hiện luân canh cây màu có thể gia tăng từ 13-20% so với mô hình chuyên canh cây lúa (Witt et al., 2000).. - Các nghiên cứu về luân canh cây màu trước đây chủ yếu được thực hiện trên nền đất phù sa ngọt canh tác lúa (Ngô Ngọc Hưng và ctv., 2007. - Tuy nhiên, nghiên cứu luân canh lúa với cây màu trên nền đất phèn bị ảnh hưởng của xâm nhập mặn vẫn còn rất hạn chế. - hơn lúa, do đó luân canh cây màu trên nền đất phèn bị nhiễm mặn có thể giúp chủ động được nguồn nước tưới cho cây màu và tránh được nguy cơ xâm nhập mặn vào cuối mùa khô.. - Giả thuyết của nghiên cứu là chuyển đổi mô hình canh tác lúa truyền thống sang mô hình luân canh lúa với cây màu sẽ làm thay đổi tình trạng thoáng khí của đất, từ đó ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học trong đất từ đó làm thay đổi hàm lượng đạm (N) hữu dụng trong đất. - Bên cạnh đó, thay đổi điều kiện khô-ngập của đất trong hệ thống luân canh lúa-màu sẽ ảnh hưởng đến tiến trình khử các hợp chất Fe, Al có khả năng liên kết với lân (P), do đó dẫn đến sự thay đổi về khả năng cung cấp P hữu dụng trong đất.. - Trong thí nghiệm này, mô hình luân canh lúa-dưa hấu được thực hiện nhằm đánh giá sự thay đổi về đạm hữu dụng, P hữu dụng trong đất, năng suất lúa và hiệu quả kinh tế so với mô hình lúa-lúa trên vùng đất phèn tiềm tàng bị xâm nhập mặn tại xã Vĩnh Viễn A, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang.. - 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Địa điểm thí nghiệm. - Mô hình thí nghiệm canh tác dưa hấu được thực hiện vào vụ Xuân Hè 2013 từ tháng 1/2013 đến tháng 04/2013 trên vùng đất phèn tiềm tàng bị xâm nhập mặn canh tác lúa tại xã Vĩnh Viễn A, huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang. - Sau khi thực hiện luân canh lúa-dưa hấu, đất thí nghiệm được tiến hành canh tác lúa vào vụ Hè Thu 2013 để đánh giá hiệu quả cải thiện năng suất lúa của mô hình lúa-dưa hấu so với mô hình lúa-lúa.. - P hữu dụng mg P/kg P tổng số % P 2 O . - Kết quả phân tích mẫu đất trước khi thực hiện luân canh cho thấy điểm thí nghiệm có pH (1:2,5) đất 3,80 và được đánh giá là chua (Bảng 1). - Hàm lượng chất hữu cơ trong đất đạt 8,60 %C và được đánh giá trung bình theo thang đánh giá của Metson (1961). - Hàm lượng lân tổng số trong đất đạt 0,36 %P 2 O 5 và được. - đánh giá là giàu, tuy nhiên hàm lượng lân hữu dụng trong đất được đánh giá là thấp (3,20 mg P/kg).. - Nguyên nhân là lân thường bị cố định bởi Fe, Al trong đất phèn hình thành nên các hợp chất khó tan, từ đó làm giảm độ hữu dụng của lân trong đất. - Đánh giá tổng quan cho thấy đất bị chua, mặn và nghèo lân hữu dụng là các trở ngại chính trong quá trình canh tác nông nghiệp tại điểm thí nghiệm của. - Trước khi thực hiện mô hình luân canh, đất thí nghiệm được bón phân hữu cơ bã bùn mía đã ủ hoai mục với lượng 5 tấn/ha. - Thành phần dinh dưỡng của phân hữu cơ bã bùn mía sử dụng trong thí nghiệm được trình bày tại Bảng 2. - Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của phân hữu cơ sử dụng trong thí nghiệm luân canh lúa-dưa hấu Các giá trị pH Chất hữu cơ. - Hàm lượng . - Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 2 nghiệm thức và 3 lần lặp lại: Luân canh lúa-dưa hấu và chuyên canh lúa làm nghiệm thức đối chứng. - Mô hình luân canh lúa-dưa hấu và chuyên canh lúa được thực hiện vào vụ Xuân Hè 2013 trên cùng một ruộng của nông dân. - Sau khi thực hiện luân canh lúa-dưa hấu, ruộng thí nghiệm được canh tác lúa trở lại để đánh giá hiệu quả cải thiện năng suất lúa và hiệu quả kinh tế của mô hình luân canh lúa-dưa hấu so với mô hình lúa-lúa.. - Nghiệm thức chuyên canh lúa được bón phân theo công thức 100N-60P 2 O 5 -30K 2 O (kg/ha) và công thức bón phân 180N-120P 2 O 5 -120K 2 O (kg/ha) được bón cho dưa hấu. - Nghiên cứu sử dụng giống lúa OM5451 và giống dưa hấu Thành Long TN522 để thực hiện thí nghiệm đồng ruộng.. - Phương pháp thu mẫu đất: Mẫu đất được thu vào 2 thời điểm: Trước khi thực hiện thí nghiệm để phân tích các đặc tính hóa học vào giai đoạn thu hoạch sau khi đã thực hiện luân canh lúa-dưa hấu.. - Mẫu đất được thu bằng khoan tay, độ sâu từ 0-20 cm tại 5 điểm trong mô hình sau đó trộn lại thành một mẫu đại diện. - Mẫu đất sau khi qua rây được phân tích hàm lượng N, P hữu dụng trong đất để đánh giá ảnh hưởng của mô hình luân canh lúa- dưa hấu đến độ hữu dụng của các dinh dưỡng N, P trong đất.. - Phương pháp thu mẫu nước: Mẫu nước ngoài kênh lớn cung cấp nước tưới cho ruộng thí nghiệm được thu 9 đợt vào các thời điểm: đầu vụ, giữa vụ và cuối vụ của các vụ canh tác Hè Thu 2012, Đông Xuân 2012-2013 và Xuân Hè 2013. - Chất hữu cơ trong đất (%C) được xác định bằng phương pháp của Walkley và Black (1934). - Lân tổng số trong đất được xác định bằng cách vô cơ hóa mẫu đất bởi hỗn hợp axit H 2 SO 4 và HClO 4 và mẫu được đo trên máy so màu ở bước sóng 880 nm. - Lân hữu dụng trong đất (mg P/kg) phân tích bằng phương pháp Olsen, sử dụng dung dịch trích là NaHCO 3. - Đạm tổng số trong đất (%N) được vô cơ hóa bằng hỗn hợp CuSO 4 , Se và K 2 SO 4. - Đạm hữu dụng được trích bằng dung dịch KCl 2M với tỷ lệ đất:dung dịch là 1:10. - Hàm lượng NH 4. - Sử dụng phần mềm Minitab 16 để phân tích phương sai (Kiểm định Tukey) và đánh giá sự khác biệt ý nghĩa về hàm lượng N, P hữu dụng trong đất và năng suất lúa giữa mô hình luân canh lúa-dưa hấu và mô hình chuyên canh lúa.. - 3.1 Diễn biến xâm nhập mặn trong nước tại các điểm thí nghiệm. - 3.2 Ảnh hưởng của luân canh lúa-dưa hấu đến hàm lượng đạm hữu dụng trong đất. - Do ảnh hưởng của ngập lũ nên điểm bố trí thí nghiệm bị ngập 2 tháng liên tục trước thời điểm thu mẫu (từ tháng 11/2012 đến tháng 01/2013), điều này dẫn đến hàm lượng N-NO 3 - trong đất hiện diện rất thấp hoặc không có do quá trình khử Nitrate ở điều kiện yếm khí. - Vì vậy, hàm lượng N hữu dụng trong nghiên cứu này chủ yếu là dạng N-NH 4. - Nghiên cứu đã chỉ ra rằng áp dụng luân canh lúa- dưa hấu giúp gia tăng 302% hàm lượng N hữu dụng trong đất so với chuyên canh lúa (Hình 2). - nhân do điều kiện thoáng khí trong quá trình canh tác cây dưa hấu đã thúc đẩy quá trình khoáng hóa N ở dạng hữu cơ thành N vô cơ (NH 4. - (2010), giai đoạn ngập-khô trong hệ thống luân canh lúa với cây rau màu đã giúp thúc đẩy tiến trình phân hủy chất hữu cơ và phóng thích N hữu dụng trong đất.. - Hình 2: Hàm lượng N hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu và nghiệm. - thức chuyên canh lúa vào giai đoạn thu hoạch Ghi chú: Các thanh dọc trong hình vẽ thể hiện độ lệch chuẩn của giá trị trung bình (n=3). - 3.3 Ảnh hưởng của luân canh lúa-dưa hấu đến hàm lượng P hữu dụng trong đất. - Hàm lượng P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu đạt 29,8 mg P/kg và đạt 26,8 mg P/kg tại nghiệm thức chuyên canh lúa. - Kết quả thí nghiệm cho thấy không có khác biệt ý nghĩa về P hữu dụng trong đất giữa 2 nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu và nghiệm thức chuyên canh lúa (P >. - Các cây trồng khác nhau có khả năng thu hút P khác nhau và hàm lượng P hữu dụng trong đất phụ thuộc vào lượng phân P sử dụng trong canh tác và điều kiện canh tác (Redel et al., 2007). - Trước khi tiến hành thí nghiệm, mô hình luân canh lúa-dưa hấu được bón phân P với lượng là 120 kg P 2 O 5 /ha cao hơn gấp đôi lượng phân lân bón cho lúa (60 kg P 2 O 5 /ha). - Tuy nhiên, điều kiện thoáng khí của đất trong quá trình thực hiện canh tác cây dưa hấu đã làm cố định P trong đất thông qua các phản ứng kết hợp với Fe, Al trong đất hình thành các hợp chất khó tan. - Ngoài ra, điều kiện khử trong ruộng của mô hình chuyên canh lúa đã giúp hòa tan các hợp chất Fe-P, Al-P, từ đó phóng thích và gia tăng P hữu dụng trong đất (26,8 mg P/kg) so với thời điểm trước khi thí nghiệm (3,20 mg P/kg). - Điều này dẫn đến hàm lượng P hữu dụng trong đất giữa nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu và nghiệm thức lúa-lúa khác biệt không ý nghĩa thống kê.. - Hình 3: Hàm lượng P hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa-dưa hấu và nghiệm. - 3.4 Ảnh hưởng luân canh lúa với cây trồng cạn đến năng suất của vụ lúa kế tiếp. - Hình 4: Năng suất lúa vụ tiếp theo sau khi đã thực hiện luân canh lúa-dưa hấu Ghi chú: Các thanh dọc trong hình vẽ thể hiện độ lệch chuẩn của giá trị trung bình (n=3). - Kết quả trình bày tại Hình 4 cho thấy năng suất lúa vụ tiếp theo ở nghiệm thức đã thực hiện luân canh lúa-dưa hấu (5,10 tấn/ha) khác biệt không ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức chuyên canh lúa (4,80 tấn/ha). - Nguyên nhân có thể là do sự mất đạm thông qua quá trình khử nitrate xảy ra trong thời gian canh tác lúa và sự kìm giữ NH 4 + của các khoáng sét, từ đó làm giảm khả năng cung cấp N cho cây lúa.. - Trong điều kiện ngập nước khi canh tác lúa, hàm lượng NH 4 + ở trên tầng mặt bị oxy hóa thành nitrate, sau đó hàm lượng nitrate này di chuyển xuống tầng khử bên dưới và quá trình khử Nitrate thành N 2 hoặc N 2 O sẽ bị mất theo dạng khí. - Bên cạnh đó, điều kiện thoáng khí khi thực hiện luân canh lúa-dưa hấu trên vùng đất phèn có thể làm cho đất bị chua thêm do giảm pH gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây lúa. - Ngoài ra, quá trình canh tác cây dưa hấu trong điều kiện khô thoáng có thể làm cho oxy xâm nhập vào tầng đất phía dưới gây hiện tượng xì phèn, các. - Qua vụ canh tác lúa tiếp theo, các độc chất Fe, Al bị khử thành dạng hòa tan và phóng thích các ion gây độc đối với sự sinh trưởng của cây lúa. - Do đó, năng suất cây lúa sau khi thực hiện luân canh cây trồng cạn trên đất phèn có thể không gia tăng nhiều như trên đất phù sa.. - 3.5 Hiệu quả kinh tế của mô hình luân canh lúa-dưa hấu. - Kết quả trình bày tại Bảng 3 cho thấy mô hình canh tác dưa hấu có chi phí về vật tư, phân bón, giống, lao động, thuốc bảo vệ thực vật cao hơn so với mô hình canh tác lúa. - Tổng chi phí của mô hình canh tác dưa hấu là 31,017 triệu đồng, cao hơn gần gấp 3 lần chi phí cho sản xuất lúa (11,874 triệu đồng). - Bên cạnh đó, giá bán của dưa hấu vào thời điểm thu hoạch là 4 nghìn đồng/kg, thấp hơn so với lúa (5 nghìn đồng/kg). - Tuy nhiên, năng suất thu hoạch của dưa hấu đạt 18 tấn/ha, cao hơn so với năng suất lúa (5,1 tấn/ha). - Do đó, tổng lợi nhuận của mô hình canh tác dưa hấu (40,983 triệu đồng) cao hơn nhiều so với lợi nhuận của mô hình canh tác lúa (13,476 triệu đồng). - So sánh giữa 2 mô hình canh tác, mô hình canh tác dưa hấu có hiệu quả đồng vốn (1,32) cao hơn so với mô hình canh tác lúa (1,13).. - Nhìn chung, áp dụng mô hình canh tác cây dưa hấu trên nền đất lúa giúp tăng lợi nhuận sản xuất và tăng thêm thu nhập cho người dân.. - Bảng 3: Hiệu quả kinh tế của mô hình canh tác dưa hấu so với canh tác lúa. - Đơn vị tính: triệu đồng Hiệu quả kinh tế Dưa hấu Lúa Chi phí phân bón . - Áp dụng luân canh cây dưa hấu trên nền đất lúa giúp gia tăng hàm lượng N hữu dụng trong đất so với mô hình chuyên canh lúa. - Tuy nhiên, luân canh. - lúa-dưa hấu không ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê về hàm lượng P hữu dụng trong đất và năng suất lúa của vụ tiếp theo so với mô hình chuyên canh lúa.. - Canh tác cây dưa hấu giúp gia tăng tổng thu nhập và lợi nhuận so với canh tác lúa. - Đối với điểm thí nghiệm bị xâm nhập mặn ở mức độ chưa gây ảnh hưởng đến cây trồng trong thí nghiệm, áp dụng biện pháp luân canh lúa-dưa hấu giúp người dân có thể ứng phó được với tình trạng khô hạn, xâm nhập mặn, cải thiện hàm lượng N hữu dụng trong đất mặn phèn canh tác lúa hai vụ và nâng cao hiệu quả sản xuất cho nông dân.. - Ảnh hưởng của biện pháp luân canh đến năng suất lúa và cân bằng 15N của đất phù sa Đồng bằng sông Cửu Long. - Chất lượng chất hữu cơ và khả năng cung cấp đạm của đất thâm canh lúa ba vụ và luân canh lúa-màu. - Sự nén dẽ của đất canh tác lúa ba vụ ở Đồng bằng sông Cửu Long và hiệu quả của luân canh trong việc cải thiện độ bền đoàn lạp. - Đánh giá hiệu quả mô hình canh tác 2 lúa-1 đậu nành trên nền đất 3 vụ lúa tại Tam Bình-Vĩnh Long