Chương 1: Giới thiệu Trình bày tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của xâm nhập mặn, quá trình chuyển đổi từ hệ thống chuyên lúa và các hệ thống canh tác khác sang hệ thống lúa-tôm và các kết quả nghiên cứu liên quan làm nền tảng cho đề tài. Bên cạnh đó, ở chương này đề tài cũng trình bày cơ sở lý thuyết và giả thuyết nghiên cứu, các mục tiêu nghiên cứu của luận án; Đối tượng và phạm vi nghiên cứu; Cung cấp những điểm mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc nghiên cứu. Chương 2: Lược khảo tài liệu Trình bày các vấn đề liên quan đến đất mặn, cải tạo và sử dụng đất mặn. Bên cạnh đó, chương 2 còn trình bày tình hình canh tác và phát triển hệ thống lúa-tôm cũng như những hạn chế khi canh tác hệ thống.
Các nghiên cứu liên quan đến bùn đáy ao, trong đó có trữ lượng bùn, hàm lượng dưỡng chất có trong bùn và sử dụng bùn thay thế cho phân bón đối với bùn thải trong điều kiện canh tác nước ngọt. Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện qua ba nội dung chính sau: Nội dung nghiên cứu thứ nhất bao gồm điều tra, khảo sát về hiện trạng hệ thống lúa-tôm, những thuận lợi, khó khăn trong quá trình canh tác và đánh giá tính bền vững của hệ thống; khảo sát đặc tính hóa học đất ảnh hưởng đến hệ 22 thống canh tác gồm: bùn đáy, đất tầng canh tác (0-3 cm) và đất tầng canh tác (3-10 cm). Nội dung nghiên cứu thứ hai là đánh giá khối lượng bùn đáy tích lũy sau vụ tôm và hàm lượng một số dưỡng chất chính chứa trong bùn gồm: C hữu cơ, N tổng số và N hữu dụng trong bùn đáy; đánh giá khả năng khoáng hóa N của bùn đáy. Nội dung nghiên cứu thứ ba là áp dụng bón bùn đáy thay thế phân hóa học cho canh tác lúa trong hệ thống lúa-tôm.
Phương pháp nghiên cứu cho toàn bộ luận án bao gồm: Để thực hiện nội dung nghiên cứu thứ nhất, đề tài sử dụng phương pháp điều tra phỏng vấn tập quán, kỹ thuật canh tác hệ thống, điều kiện tự nhiên môi trường đối với những hộ chuyên canh tác hệ thống canh tác lúa-tôm; Phương pháp khảo sát đặc tính hóa học đất các nhóm mẫu tác động trực tiếp đối với hệ thống. Đối với nội dung nghiên cứu thứ hai, đề tài áp dụng phương pháp đặt bẫy bùn để xác định khối lượng bùn đáy tích lũy suốt vụ nuôi tôm và phân tích, đánh giá tốc độ khoáng hóa N của bùn trong điều kiện phòng thí nghiệm. Về nội dung nghiên cứu thứ ba, đề tài bố trí thí nghiệm đồng ruộng bón bùn đáy cho vụ lúa. Thí nghiệm được bố trí theo thể thức khối hoàn toàn ngẫu nhiên với các nghiệm thức tương ứng với các mức độ bón bùn đáy và kết hợp phân vô cơ để đánh giá ảnh hưởng của bùn đáy đối với khả năng khoáng hóa N của đất; sự thay đổi một số đặc tính hóa học có liên quan đến độ phì nhiêu đất, năng suất thực tế, khả năng hấp thu N trong hạt, hệ số hấp thu N trong tổng sinh khối lúa, mức tăng năng suất, tổng sinh khối lúa trong điều kiện có bón bùn đáy.
Bên cạnh đó, đề tài sử dụng phương pháp ủ khoáng hóa N thoáng khí theo thời gian để đánh giá khả năng khoáng hóa đạm của bùn đáy; phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa học đất và phương pháp phân tích, xử lý thống kê số liệu cũng được thực hiện để phục vụ cho các mục tiêu của Đề tài. Chương 4: Kết quả và thảo luận Tổng quan về hệ thống canh tác lúa-tôm: Kết quả điều tra, khảo sát về hệ thống canh tác lúa-tôm: thuận lợi, khó khăn và tính bền vững của hệ thống; Đặc tính đất trong điều kiện canh tác hệ thống. 23 Đánh giá khối lượng bùn đáy và chất lượng một số dưỡng chất trong bùn đáy: Khối lượng bùn đáy từ vụ nuôi tôm; Thành phần một số dưỡng chất quan trọng trong bùn đáy; Khả năng cung cấp N khoáng từ bùn đáy. Đánh giá sử dụng bùn đáy thay thế phân hóa học cung cấp cho cây lúa trong hệ thống canh tác lúa-tôm.
Chương 5: Kết luận và kiến nghị 24 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ HIỆU QUẢ CỦA BÙN ĐÁY TRÊN NĂNG SUẤT LÚA TRONG HỆ THỐNG CANH TÁC LÚA-TÔM TẠI TỈNH CÀ MAU Nghiên cứu 1: Tổng quan Nghiên cứu 3: Đánh giá sử Nghiên cứu 2: Đánh giá khối về hệ thống lúa-tôm dụng bùn đáy thay thế phân lượng bùn đáy và hàm lượng hóa học cung cấp dinh dưỡng chất có trong bùn đáy dưỡng cho vụ lúa Nội dung 1: Điều tra khảo Nội dung 1: Xác định khối Nội dung 1: Đánh giá ảnh sát hiện trạng về hệ thống lượng bùn đáy từ vụ tôm. hưởng của bùn đáy đối với lúa-tôm. Nội dung 2: Đánh giá thành độ phì nhiêu của đất. Nội dung 2: Khảo sát đặc phần một số dưỡng chất thiết tính hóa học đất ảnh Nội dung 2: Đánh giá ảnh yếu của bùn đáy.
hưởng đến hệ thống. hưởng của bùn đáy đối với Nội dung 3: Đánh giá khả sự phát triển và năng suất năng cung cấp N khoáng của thực tế, khả năng hấp thu N bùn đáy. và mức tăng năng suất, tổng sinh khối lúa.2 Lược đồ nghiên cứu của Luận án 25 1.8 Hạn chế của luận án Do giới hạn về thời gian nên đề tài chỉ nghiên cứu được 4 vụ lúa-tôm tương ứng với 4 năm canh tác tại tỉnh Cà Mau cụ thể: tại xã Hòa Mỹ huyện Cái Nước 2 năm (2014 và 2015) và xã Tân Bằng huyện Thới Bình 2 năm (2016 và 2017). Kết quả nghiên cứu lặp lại qua nhiều vụ đã đánh giá được khả năng cung cấp dưỡng chất từ bùn đáy cũng như tỷ lệ thay thế lượng phân vô cơ cung cấp trong vụ lúa.
Tuy nhiên, cần có thêm những nghiên cứu để đánh giá sự tích lũy bùn đáy trên ruộng lúa theo thời gian và chu kỳ bơm, bón bùn hợp lý. CHƯƠNG 2 26 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về đất mặn 2.1 Một số đặc tính nổi bật của đất mặn Đất mặn, kiềm hoặc sodic là những loại đất có chứa nhiều Na trao đổi hoặc nhiều muối hòa tan, hoặc có chứa cả hai (Richards, 1954). Sự hiện diện một lớp mỏng của muối trên bề mặt là dấu hiệu để nhận ra đó là đất mặn (Richards, 1954; Laudicina et al. Ngoài ra, những đặc tính hóa học của đất mặn được xác định chủ yếu bởi các loại muối và hàm lượng muối thực tế.
Hàm lượng những muối hòa tan trong đất mặn ảnh hưởng đến áp suất thẩm thấu của dung dịch đất. Cả đất mặn và đất kiềm mặn có độ bão hòa dung dịch > 4mmhos/cm ở 250C. Đất mặn có phần trăm natri trao đổi ít hơn 15, đất kiềm mặn thì lớn hơn 15 (Richards, 1954). pH đất mặn dưới 8,5; đất kiềm mặn trên 8,5.
Những nhà phân loại đất mặn và đất sodic mặn phân loại như sau: đất mặn có nồng độ EC > 4 dS m-1 (SAR < 13) và có chứa Na+, Mg2+, Ca2+, Cl- và SO42- , đất sodic mặn có nồng độ EC > 4 dS m-1 và SAR > 13 (Mavi et al. Hàm lượng Ca và Mg (hai nguyên tố vi lượng quan trọng cho cây trồng) có trong dung dịch đất và trên bề mặt phức hệ trao đổi có thể có sự thay đổi lớn. Hàm lượng K hòa tan và trao đổi lúc đầu thì ít và sau đó chúng trở thành thành phần chính. Một số anion khác như clorua, nitrat, sunfat và một lượng nhỏ bicarbonate và các muối hòa tan khác cũng có thể xuất hiện trong đất mặn (Richards, 1954, Laudicina et al.
Do sự hiện diện của các nguyên tố hóa học này nên hoạt động của các vi sinh vật đất bị hạn chế (Garcia et al., 2000, Laudicina et al. Các loại vi khuẩn trong đất và những hoạt động của chúng bị ảnh hưởng lớn bởi độ mặn, gây ảnh hưởng đến các quá trình khoáng hóa trong đất, quyết định chức năng sinh thái và khả năng phát triển của đất (Kaur et al., 1998, Tripathi et al. Đất mặn có vài tính chất nổi bật như: đất có kết cấu nặng, hàm lượng sét từ 50 đến 60%. Theo Ann McCauley (2005) thì đất nhiễm mặn chứa các thành phần muối chủ yếu là Ca, Mg, Na và K.
Sự hiện diện của muối được xác định bằng nồng độ Na, Ca và Mg và khả năng sodic hóa được xác định bằng việc tính phần trăm Na trao đổi ESP.2 Những bất lợi của đất mặn khi sử dụng cho nông nghiệp Hiện nay trên thế giới, ước tính năng suất nông nghiệp mất do độ mặn khoảng 12 tỷ USD mỗi năm và tiếp tục tăng (Ghassemi et al., 1995, Pitman and Läuchli, 2004; Materechera, 2011). Hầu hết đất nhiễm mặn xảy ra tại các khu vực ven biển, nguyên nhân chủ yếu từ địa lý và thủy văn (Kaur et al., 1998; 27 Tripathi et al. Thiệt hại nông nghiệp do độ mặn gây ra thì khó đánh giá nhưng ước tính là khá nhiều và sẽ tăng theo thời gian. Sự suy thoái đất do muối là một mối đe dọa lớn đối với sản xuất cây trồng bền vững ở nhiều khu vực (Tripathi et al., 2006, Mavi et al.
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có diện tích khoảng 4 triệu ha, trong đó khoảng 35% diện tích (1,4 triệu ha) chịu ảnh hưởng mặn (Nguyễn Văn Sánh và ctv., 1998), bao gồm tiểu vùng sinh thái ven biển và bán đảo Cà Mau trải rộng ở các tỉnh Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, và Kiên Giang. Xâm nhập mặn thường do nước biển xâm nhập từ tháng 12 đến tháng 5 khi mực nước thấp, lượng mưa ít hơn và chế độ thủy triều từ Vịnh Thái Lan đã đẩy nước mặn từ Biển Đông vào. Đất nhiễm mặn có nhiều hạn chế, những hạn chế này bao gồm những ảnh hưởng lên đặc tính lý-hóa-sinh học của đất, tiến trình khoáng hóa và tăng trưởng của cây trồng (Liang et al., 2005, Tejada and Gonzalez, 2005). Cả sự nhiễm mặn và độ mặn đều ảnh hưởng đến đặc tính lý-hóa học của đất cũng như cấu trúc đất và hoạt động của vi sinh vật đất (Tripathi et al., 2006, Wong et al., 2008, Laudicina et al.
Do đó việc sử dụng và cải tạo đất mặn cho mục đích nông nghiệp cần phải nghiên cứu và cần được quan tâm để cải thiện năng suất trên loại đất này.
