Luận án tiến sĩ 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 nghiên cứu khả năng cung cấp lân của đất lúa khi bón giảm lân, áp dụng tưới khô ngập luân phiên và luân canh cây màu.

• Tác giả: Vũ Văn Long
• Người hướng dẫn: PGS. Châu Minh Khôi
• Trường học: Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Khoa học đất
• Đề tài: 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
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• LỜI CAM KẾT
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
• 2.1. Lân và vai trò của lân trong đất và cây trồng
• 2.2. Đặc điểm đất và canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long
• 2.3. Ảnh hưởng của các biện pháp canh tác đến khả năng cung cấp lân của đất
• 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thiết kế thí nghiệm bón giảm phân lân
• 3.2. Thiết kế thí nghiệm tưới ngập-khô xen kẽ và kết hợp bón phân lân
• 3.3. Thiết kế thí nghiệm luân canh cây rau màu trên nền đất lúa
• 3.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Ảnh hưởng của bón giảm phân lân đến khả năng cung cấp lân và năng suất lúa
• 4.2. Ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đến khả năng cung cấp lân và năng suất lúa
• 4.3. Ảnh hưởng của kết hợp tưới ngập-khô xen kẽ và bón giảm phân lân
• 4.4. Ảnh hưởng của luân canh cây rau màu trên nền đất lúa đến khả năng cung cấp lân
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Kiến nghị
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Khả năng cung cấp lân của đất lúa

Khả năng cung cấp lân của đất lúa là yếu tố quan trọng trong canh tác lúa, đặc biệt trong điều kiện bón giảm lân và tưới khô ngập luân phiên. Nghiên cứu chỉ ra rằng, lân (P) là nguyên tố thiết yếu cho sự phát triển của cây trồng, nhưng thường bị giới hạn do các phản ứng hóa học trong đất. Việc bón dư thừa lân để bù đắp lượng lân bị cố định dẫn đến tích lũy lân trong đất qua nhiều vụ canh tác. Đánh giá đất và cung cấp dinh dưỡng hợp lý là giải pháp tối ưu để duy trì năng suất lúa.

1.1. Ảnh hưởng của bón giảm lân

Bón giảm lân ở mức 20-40 kg P2O5/ha không ảnh hưởng đáng kể đến lân hữu dụng trong đất so với mức bón phổ biến 60 kg P2O5/ha. Tuy nhiên, bón 60 kg P2O5/ha làm tăng lân tổng trong đất, trong khi bón 0-20 kg P2O5/ha làm giảm lượng lân tổng. Phân bón lân ở mức 40 kg P2O5/ha được khuyến cáo để duy trì quỹ lân trong đất.

1.2. Tác động của tưới khô ngập luân phiên

Tưới khô ngập luân phiên giúp tiết kiệm 9-19% lượng nước tưới mà không ảnh hưởng đáng kể đến lân hữu dụng trong đất. Tuy nhiên, tưới khi mực nước giảm -30 cm làm tăng độ dẫn điện (EC) của đất và có xu hướng giảm năng suất lúa. Quản lý nước hợp lý là yếu tố then chốt để duy trì năng suất và tối ưu hóa đất.

II. Luân canh cây màu trên đất lúa

Luân canh cây màu trên nền đất lúa là giải pháp hiệu quả để cải thiện khả năng cung cấp lân của đất. Nghiên cứu cho thấy, lân hữu dụng trong đất không khác biệt đáng kể giữa độc canh lúa và luân canh lúa với các cây màu như bắp, đậu nành và mè. Tuy nhiên, vào giai đoạn giữa vụ và thu hoạch, lân hữu dụng trong đất độc canh lúa cao hơn so với luân canh lúa-bắp.

2.1. Hiệu quả của luân canh

Luân canh lúa với cây màu giúp duy trì và cải thiện lân hữu dụng trong đất, cung cấp dinh dưỡng cho vụ lúa tiếp theo. Điều này cho thấy tiềm năng của luân canh trong việc thay thế mô hình độc canh lúa truyền thống.

2.2. Ảnh hưởng đến tích lũy lân

Luân canh không làm tăng tích lũy lân trong đất, giúp giảm nguy cơ rửa trôi lân ra môi trường. Đây là giải pháp bền vững để quản lý dinh dưỡng trong canh tác lúa.

III. Kết hợp bón giảm lân và tưới khô ngập luân phiên

Kết hợp bón giảm lân và tưới khô ngập luân phiên là giải pháp hiệu quả để tiết kiệm chi phí và duy trì năng suất lúa. Nghiên cứu chỉ ra rằng, tưới khi mực nước giảm -15 cm kết hợp bón 40 kg P2O5/ha giúp duy trì lân hữu dụng trong đất và năng suất lúa mà không làm tăng tích lũy lân trong đất.

3.1. Hiệu quả kinh tế

Giải pháp này giúp tiết kiệm chi phí bơm tưới và phân bón, đồng thời duy trì năng suất lúa. Đây là hướng đi bền vững cho canh tác lúa trong điều kiện thiếu nước.

3.2. Ảnh hưởng đến môi trường

Kết hợp bón giảm lân và tưới khô ngập luân phiên giúp giảm nguy cơ rửa trôi lân ra môi trường, góp phần bảo vệ tài nguyên nước và đất.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Canh tác lúa tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) giữ vai trò chủ lực trong an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu, cung cấp khoảng 90% sản lượng gạo xuất khẩu của Việt Nam. Tuy nhiên, tập quán bón phân lân (P) của nông dân thường vượt quá nhu cầu hấp thu thực tế của cây trồng nhằm bù đắp lượng lân bị cố định trong đất. Tình trạng này dẫn đến sự tích lũy lân dư thừa, làm tăng chi phí sản xuất và tiềm ẩn rủi ro ô nhiễm nguồn nước. Đồng thời, tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng và các công trình thủy điện thượng nguồn làm gia tăng hiện tượng hạn hán và xâm nhập mặn trong mùa khô. Kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ (Alternate Wetting and Drying - AWD) cùng việc chuyển đổi từ độc canh lúa sang luân canh lúa - cây trồng cạn được áp dụng để tiết kiệm nước. Những can thiệp này làm thay đổi chu kỳ thoáng khí và ngập nước của đất, ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng oxy hóa - khử của các hợp chất sắt (Fe), nhôm (Al), canxi (Ca), qua đó làm thay đổi khả năng hấp phụ, phóng thích và cung cấp lân hữu dụng.

Khoảng trống nghiên cứu chính được xác định là: các công trình trước đây phần lớn tập trung vào chuyển hóa đạm (N) hoặc phát thải khí nhà kính dưới kỹ thuật tưới tiết kiệm nước; các nghiên cứu về lân chủ yếu thực hiện đơn lẻ trên đất phù sa ngọt. Chưa có công trình nào đánh giá toàn diện, dài hạn về động thái lân, khả năng đệm lân và nguy cơ rửa trôi lân dưới tác động đồng thời của việc bón giảm lân, tưới ngập - khô xen kẽ (đặc biệt là mức nước rút sâu -30 cm) và luân canh cây màu trên các nhóm đất khác nhau tại ĐBSCL, bao gồm cả đất phèn và đất phù sa nhiễm mặn.

Mục tiêu chung của luận án là đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cung cấp lân hữu dụng trong đất, sự thay đổi tổng hấp thu lân của cây lúa và năng suất lúa dựa trên các thí nghiệm đồng ruộng dài hạn trên các nhóm đất chính ở ĐBSCL; từ đó xác lập cơ sở khoa học để khuyến cáo biện pháp bón phân lân hợp lý, tiết kiệm nước tưới và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Các mục tiêu cụ thể được luận án xác định và đánh số gồm:

1. Đánh giá ảnh hưởng của bón giảm phân lân đến khả năng cung cấp lân của đất và năng suất lúa.
2. Đánh giá ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập - khô xen kẽ đến khả năng cung cấp lân 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 lân đến khả năng cung cấp lân 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 lân của đất.

Giả thuyết nghiên cứu của luận án: Khi giảm lượng phân lân bón cho cây lúa so với tập quán nông dân, thay đổi phương pháp quản lý nước bằng kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ và thay đổi cơ cấu luân canh lúa - màu, lượng lân tích lũy trong đất cùng khả năng cung cấp lân hữu dụng từ đất cho cây lúa sẽ thay đổi, từ đó tác động đến năng suất lúa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Đất canh tác lúa, dinh dưỡng lân trong đất (P tổng số, P hữu dụng, khả năng hấp phụ và tốc độ cung cấp P), sinh trưởng và năng suất lúa, cây luân canh (bắp, đậu nành, mè).
• Phạm vi không gian: Nghiên cứu trên ba nhóm đất chính tại ĐBSCL:
  • Đất phèn hoạt động nặng điển hình tại xã Tà Đảnh, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang.
  • Đất phù sa phát triển (chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn nhẹ) tại thị trấn Hòa Bình, huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu.
  • Đất phù sa đang phát triển tại quận Ô Môn, Thành phố Cần Thơ.
• Phạm vi thời gian: Thí nghiệm đồng ruộng bón giảm lân được theo dõi liên tục trong 7 vụ lúa, bắt đầu từ vụ Đông Xuân 2011-2012 đến vụ Đông Xuân 2013-2014. Thí nghiệm tưới ngập - khô xen kẽ và kết hợp bón giảm lân được thực hiện trong 2 vụ Đông Xuân (2011-2012 và 2013-2014). Thí nghiệm luân canh cây màu được thực hiện trong vụ Đông Xuân 2013-2014.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước xoay quanh năm trục nội dung:

Thứ nhất, về sản xuất lúa và tập quán sử dụng phân lân: Các công trình của Nguyễn Ngọc Đệ (2008), IRRI (2013), GAIN (2016), Phạm Lê Thông và ctv. (2011) nêu bật vai trò sản xuất lúa tại ĐBSCL và sức ép gia tăng vụ canh tác (3 vụ/năm). Vũ Văn Long và ctv. (2016) ghi nhận nông dân huyện Hòa Bình (Bạc Liêu) thường bón 60 - 90 kg P2O5/ha, trong khi lượng P hạt lúa lấy đi chỉ khoảng 40 kg P2O5/ha. Hiện tượng tích lũy lân trong đất do bón thừa phân lân hóa học được ghi nhận bởi Nguyễn Mỹ Hoa và ctv. (2006), Phạm Thị Phương Thúy và ctv. (2011), Võ Thị Gương và ctv. (2008, 2016). Tuyen et al. (2006a) qua thí nghiệm 34 vụ liên tiếp tại Ô Môn khẳng định việc bón 40 kg P2O5/ha giúp duy trì năng suất lúa và hàm lượng P trong đất cao hơn rõ rệt so với nghiệm thức không bón lân.

Thứ hai, về hóa học lân và điều kiện thoáng khí của đất: Luận án dẫn chứng các nghiên cứu của Tanwar và Shaktawat (2003), Li et al. (2005), Hansen et al. (2004), Turner et al. (2002, 2005), Pierzynski et al. (2005), Hinsinger (2001), Arai và Sparks (2007) về các dạng lân vô cơ, hữu cơ và phản ứng cố định lân bởi Fe, Al trên đất chua và bởi Ca trên đất kiềm/mặn. Patrick và Khalid (1974), Ponnamperuma (1985), Diamond (1985), Sallade và Sims (1997), Ann et al. (2000), Hutchison và Hesterberg (2004) chứng minh trong điều kiện ngập nước (khử), hợp chất Fe(III) bị khử thành Fe(II), phóng thích ion phosphate vào dung dịch đất; khi đất khô thoáng (oxy hóa), quá trình oxy hóa tái kết tủa Fe làm giảm độ hữu dụng của lân.

Thứ ba, về phương pháp đánh giá lân hữu dụng: Bray và Kurtz (1945), Olsen et al. (1954), Mehlich (1953, 1984), Oniani được điểm lại kèm thang đánh giá chuẩn. Luận án phân tích các nghiên cứu tương quan của Mallarino (1995), Phạm Thị Phương Thúy (2015), Lý Ngọc Thanh Xuân và Ngô Ngọc Hưng (2010), Anh và Phung (2001, 2004). Đặc biệt, kỹ thuật khuếch tán qua màng (Diffusive Gradients in Thin-films - DGT) do Zhang và Davison (1995, 2000), Mason (2007) phát triển được tổng quan như một công cụ đánh giá chính xác tốc độ tái cung cấp lân từ pha rắn vào dung dịch đất.

Thứ tư, về kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ (AWD): Bouman và Tuong (2001), Li (2001), Belder et al. (2004), Cabangon et al. (2004, 2011), Lampayan et al. (2004) ghi nhận AWD giúp tiết kiệm từ 5% đến 35% nước tưới tại châu Á mà không làm suy giảm năng suất lúa. Tại ĐBSCL, Nhan et al. (2007), Dung et al. (2009), Phạm Phước Nhẫn và ctv. (2012) ghi nhận mức tiết kiệm nước từ 9% đến 50%.

Thứ năm, về luân canh lúa - màu: Witt et al. (2000), Nguyễn Minh Đông và ctv. (2009), Võ Thị Gương và ctv. (2009) chỉ ra việc đưa cây trồng cạn vào hệ thống chuyên lúa giúp tăng năng suất lúa vụ sau từ 13% đến 20% và cải thiện các đặc tính hóa học đất.

Khoảng trống luận án giải quyết: Hầu hết các công trình nghiên cứu AWD trước đó chỉ xem xét trên đất phù sa nước ngọt và tập trung vào dinh dưỡng đạm. Tác động của AWD ở các mức làm khô khác nhau (-15 cm và -30 cm) kết hợp bón giảm lân dài hạn trên đất phèn và đất phù sa nhiễm mặn chưa được làm rõ. Luận án giải quyết khoảng trống này bằng cách định lượng đồng thời cân bằng lân, khả năng hấp phụ tối đa (phương trình Langmuir), tốc độ khuếch tán lân (kỹ thuật DGT) và diễn biến độ mặn (EC) trong đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết về cân bằng dinh dưỡng khoáng (Nutrient Balance), lý thuyết nhiệt động học hấp phụ bề mặt và lý thuyết oxy hóa - khử trong đất ngập nước. Cân bằng lân được xác định dựa trên chênh lệch giữa lượng lân bổ sung từ phân bón và lượng lân mất đi do thu hoạch hạt. Quá trình hấp phụ lân của đất được lượng hóa thông qua phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir:

$$\frac{C}{q} = \frac{1}{q_{\max} \cdot K} + \frac{C}{q_{\max}}$$

Trong đó:

• $C$ là nồng độ lân cân bằng trong dung dịch (mg P/L).
• $q$ là lượng lân đất hấp phụ (mg P/kg).
• $q_{\max}$ là khả năng hấp phụ lân tối đa của đất (mg P/kg).
• $K$ là hằng số liên quan đến năng lượng liên kết hấp phụ (L/mg).
• Khả năng đệm lân tối đa (Maximum Buffering Capacity - MBC) được tính bằng tích số $q_{\max} \cdot K$.

Về phương pháp thực nghiệm, luận án áp dụng phương pháp nghiên cứu định lượng kết hợp khảo sát thực địa:

1. Khảo sát xã hội học nông nghiệp: Phỏng vấn trực tiếp 100 nông hộ canh tác lúa tại 5 xã/thị trấn thuộc huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu bằng phiếu điều tra cấu trúc để thu thập dữ liệu về lượng phân bón, năng suất và biện pháp quản lý rơm rạ.
2. Bố trí thí nghiệm đồng ruộng:
   • Nghiên cứu 1 (Bón giảm phân lân): Bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD), 3 lần lặp lại, thực hiện liên tục 7 vụ lúa tại Bạc Liêu, An Giang và Cần Thơ. Gồm 4 mức bón: P1 (0 kg P2O5/ha), P2 (20 kg P2O5/ha), P3 (40 kg P2O5/ha), P4 (60 kg P2O5/ha - đối chứng mức nông dân). Nền phân đạm và kali đồng nhất giữa các nghiệm thức.
   • Nghiên cứu 2 và 3 (Tưới ngập - khô xen kẽ và kết hợp bón giảm lân): Bố trí theo thể thức lô chính - lô phụ (split-plot) trong RCBD, 3 lần lặp lại, tại Bạc Liêu (vụ Đông Xuân 2011-2012 và 2013-2014). Lô chính là chế độ nước gồm 3 mức: NT+5 (giữ ngập liên tục như nông dân), NT-15 (bơm nước vào ngập 5 cm khi mực nước ruộng hạ xuống -15 cm so với mặt ruộng), NT-30 (bơm nước khi mực nước ruộng hạ xuống -30 cm). Lô phụ là 4 liều lượng phân lân (P1, P2, P3, P4 tương tự Nghiên cứu 1).
   • Nghiên cứu 4 (Luân canh lúa - cây rau màu): Bố trí theo RCBD, 3 lần lặp lại tại Bạc Liêu trong vụ Đông Xuân 2013-2014. Gồm 4 nghiệm thức: độc canh lúa (Lúa - Lúa - Lúa) và 3 mô hình luân canh (Lúa - Bắp - Lúa, Lúa - Đậu nành - Lúa, Lúa - Mè - Lúa).

Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:

• Lân hữu dụng trong đất trích bằng dung dịch Bray 2 hoặc Olsen, xác định bằng phương pháp so màu xanh Molipden trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
• Lân tổng số trong đất và lân trong mô thực vật (thân, lá, rơm, hạt) được công phá bằng hỗn hợp H2SO4 - HClO4.
• Tốc độ cung cấp lân hữu dụng từ pha rắn vào dung dịch đất được đo đạc bằng kỹ thuật màng khuếch tán DGT với màng hấp phụ Ferrihydrite (FeOOH).
• Độ dẫn điện (EC) và pH đất đo ở tỷ lệ đất:nước 1:2,5. Sắt hoạt động trích bằng ammonium oxalate.

Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai (ANOVA) và kiểm định phân hạng Duncan hoặc Tukey ở mức ý nghĩa p < 0,05 trên phần mềm thống kê chuyên dụng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này thiết lập cơ sở khoa học và tính cấp thiết của đề tài; phân tích áp lực an ninh lương thực và nguy cơ cạn kiệt tài nguyên đá phosphate toàn cầu. Tác giả trình bày thực trạng sử dụng phân bón dư thừa tại ĐBSCL, sự gia tăng xâm nhập mặn và khan hiếm nguồn nước ngọt. Chương 1 xác lập 4 mục tiêu cụ thể, giả thuyết nghiên cứu, đối tượng và phạm vi tại ba tỉnh An Giang, Cần Thơ, Bạc Liêu. Tác giả trình bày 8 điểm mới của luận án, ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đồng thời chỉ rõ giới hạn thời gian (7 vụ) và các trở ngại ngoại cảnh khách quan trong quá trình thí nghiệm.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Nội dung chương tổng hợp hệ thống tư liệu học thuật gồm 5 phần chính:

1. Sản xuất lúa gạo tại Việt Nam và thực trạng sử dụng phân lân ở ĐBSCL.
2. Dinh dưỡng lân trong đất, quá trình chuyển hóa các dạng lân vô cơ, lân hữu cơ và cơ chế ảnh hưởng của trạng thái oxy hóa - khử đến độ hữu dụng của lân.
3. Nguyên lý, ưu nhược điểm và tương quan thực nghiệm giữa các phương pháp trích lân hữu dụng: Bray 1, Bray 2, Olsen, Oniani, Mehlich 1, Mehlich 2, Mehlich 3 và kỹ thuật DGT.
4. Nhu cầu nước của cây lúa và cơ sở sinh lý - nông học của kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ (AWD).
5. Ảnh hưởng của việc luân canh cây trồng cạn trên đất lúa đối với tính chất hóa học đất và động thái dinh dưỡng khoáng.

Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết vị trí địa lý, đặc điểm khí tượng thủy văn của ba địa bàn nghiên cứu; quy trình điều tra 100 nông hộ tại Bạc Liêu; quy cách thiết kế các ô thí nghiệm đồng ruộng (diện tích ô, hệ thống bờ bao cách ly, ống đo mực nước bằng nhựa PVC có đục lỗ); quy trình bón phân và chăm sóc lúa qua từng thời kỳ sinh trưởng (8-9 NSKS, 19-22 NSKS, 35-38 NSKS). Mô tả chi tiết quy trình chiết xuất và phân tích lân, phương pháp xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir, cấu tạo thiết bị DGT và các phương pháp thống kê toán học ứng dụng.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 là phần trọng tâm của luận án, trình bày toàn bộ số liệu thu thập qua các nội dung thực nghiệm:

Đặc tính đất ban đầu tại các điểm thí nghiệm:

• Đất phèn hoạt động nặng tại Tri Tôn (An Giang): pH thấp, hàm lượng lân hữu dụng nghèo, hàm lượng sắt và nhôm hoạt động cao.
• Đất phù sa phát triển tại Hòa Bình (Bạc Liêu): sa cấu thịt pha sét, pH hơi chua, có biểu hiện nhiễm mặn nhẹ vào mùa khô.
• Đất phù sa đang phát triển tại Ô Môn (Cần Thơ): độ phì tương đối khá, pH trung tính yếu.

Nghiên cứu 1: Bón giảm phân lân qua 7 vụ liên tiếp:

• Lân hữu dụng trong đất qua 6 vụ đầu: Khác biệt về hàm lượng lân hữu dụng giữa nghiệm thức không bón lân (P1), bón 20 kg P2O5/ha (P2), bón 40 kg P2O5/ha (P3) so với nghiệm thức đối chứng bón 60 kg P2O5/ha (P4) là không có ý nghĩa thống kê.
• Năng suất lúa và hấp thu lân: Hàm lượng lân trong rơm, hạt và năng suất lúa qua các vụ không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa các mức bón. Cây lúa duy trì năng suất ổn định trong 4 vụ liên tiếp ở nghiệm thức không bón lân nhờ khai thác nguồn lân tích lũy sẵn trong đất.
• Cân bằng lân sau 7 vụ: Không bón lân (P1) hoặc bón 20 kg P2O5/ha (P2) dẫn đến cân bằng lân âm, làm suy giảm hàm lượng lân tổng số trong đất so với ban đầu. Bón 60 kg P2O5/ha (P4) gây dư thừa, làm tăng lân tổng số trong đất. Mức bón 40 kg P2O5/ha (P3) đạt trạng thái cân bằng tương đương với lượng lân lấy đi qua thu hoạch, duy trì ổn định quỹ lân đất.

Điểm thí nghiệm	Loại đất	Khả năng hấp phụ lân tối đa ($q_{\max}$) (mg P/kg)	Nguy cơ rửa trôi lân khi duy trì mức 60 kg P2O5/ha
Tri Tôn, An Giang	Phèn hoạt động nặng	~ 2.000	Thấp (khả năng cố định lân rất cao)
Hòa Bình, Bạc Liêu	Phù sa phát triển	625 - 667	Có nguy cơ rửa trôi ra môi trường
Ô Môn, Cần Thơ	Phù sa đang phát triển	588 - 625	Có nguy cơ rửa trôi ra môi trường

Nghiên cứu 2: Biện pháp tưới ngập - khô xen kẽ (AWD):

• Hiệu quả tiết kiệm nước: Áp dụng tưới AWD giúp tiết kiệm từ 9% đến 19% tổng lượng nước tưới trong mùa khô (vụ Đông Xuân 2011-2012 và 2013-2014) so với tưới ngập liên tục (NT+5).
• Mức tưới NT-15: Không làm thay đổi có ý nghĩa thống kê hàm lượng lân hữu dụng trong đất, hàm lượng lân trong hạt và năng suất lúa so với NT+5.
• Mức tưới NT-30: Làm tăng độ dẫn điện (EC) trong đất do nước mặn mao dẫn bốc hơi tích tụ muối ở tầng đất mặt. Hàm lượng lân trong rơm ở giai đoạn trổ vụ Đông Xuân 2011-2012 ở nghiệm thức NT-30 giảm xuống 0,23% P2O5, khác biệt có ý nghĩa so với mức 0,56% P2O5 ở nghiệm thức NT+5 và NT-15. Năng suất lúa ở nghiệm thức NT-30 có xu hướng sụt giảm rõ rệt.

Nghiên cứu 3: Kết hợp tưới AWD và bón giảm lân:

• Khi kết hợp chế độ tưới NT-15 với mức bón 40 kg P2O5/ha, các chỉ tiêu về lân hữu dụng trong đất, sinh khối rơm, hàm lượng lân hấp thu và năng suất lúa không có sự suy giảm so với công thức truyền thống (NT+5 kết hợp bón 60 kg P2O5/ha).
• Ngược lại, tưới khô ở mức NT-30 kết hợp bón giảm lân làm giảm lân hữu dụng và giảm sinh khối lúa.

Nghiên cứu 4: Luân canh cây rau màu trên nền đất lúa tại Bạc Liêu:

• Trước khi gieo sạ, hàm lượng lân hữu dụng giữa các nghiệm thức không có sự khác biệt ý nghĩa thống kê.
• Vào giai đoạn 45 ngày sau khi sạ (giữa vụ) và lúc thu hoạch, lân hữu dụng ở nghiệm thức độc canh lúa cao hơn có ý nghĩa thống kê so với mô hình luân canh Lúa - Bắp (do bắp hút nhiều dưỡng chất), nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với luân canh Lúa - Đậu nành và Lúa - Mè. Cây họ đậu và mè giúp duy trì tốt độ hữu dụng của lân cho vụ lúa kế tiếp.

Chương 5: Kết luận và đề xuất

Tổng hợp các kết luận khoa học rút ra từ 4 nghiên cứu thực nghiệm; đưa ra khuyến cáo kỹ thuật cụ thể về liều lượng phân bón và chế độ tưới cho vùng nghiên cứu; đề xuất các hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học và đóng góp mới cụ thể:

1. Đóng góp về lý luận và nhận thức khoa học:

• Chứng minh rằng trên các vùng đất lúa có lịch sử thâm canh bón thừa lân ở ĐBSCL, việc cắt giảm hoàn toàn phân lân hoặc bón mức thấp 20 kg P2O5/ha vẫn duy trì được năng suất lúa trong 4 vụ liên tiếp nhờ khả năng giải phóng lân tồn dư trong đất; vượt qua giới hạn của các nghiên cứu trước đây vốn chỉ dừng lại ở vụ thứ 3.
• Định lượng khả năng hấp phụ lân tối đa ($q_{\max}$) theo phương trình Langmuir trên ba nhóm đất: đất phèn hoạt động tại An Giang đạt ngưỡng xấp xỉ 2.000 mg P/kg, cao gấp hơn 3 lần so với đất phù sa tại Bạc Liêu (625 - 667 mg P/kg) và Cần Thơ (588 - 625 mg P/kg).
• Cảnh báo khoa học về nguy cơ rửa trôi lân gây ô nhiễm môi trường nước tại Bạc Liêu và Cần Thơ nếu tiếp tục bón phân lân ở mức cao 60 kg P2O5/ha kéo dài, do đất phù sa tại đây có khả năng đệm và dung lượng hấp phụ lân giới hạn.
• Xác định cơ chế biến động EC đất dưới ảnh hưởng của chế độ khô hạn sâu: Kỹ thuật AWD ở mức -30 cm trên đất phù sa ven biển chịu ảnh hưởng mặn làm gia tăng tích tụ muối hòa tan lên tầng đất mặt, cản trở hút khoáng và giảm năng suất.
• Xác định tác động của các loại cây màu luân canh: Cây đậu nành và cây mè duy trì hàm lượng lân hữu dụng trong đất tương đương độc canh lúa, trong khi cây bắp làm suy giảm lân hữu dụng mạnh hơn.

2. Đóng góp về thực tiễn và giải pháp đề xuất:

• Luận án khuyến cáo cắt giảm mức bón phân lân từ 60 - 90 kg P2O5/ha xuống còn 40 kg P2O5/ha cho đất canh tác lúa tại Bạc Liêu và các vùng đất phù sa tương đương. Mức bón này bù đắp chính xác lượng lân mất đi theo sản phẩm thu hoạch, duy trì ổn định quỹ lân và bảo toàn năng suất lúa.
• Đề xuất quy trình kết hợp: Áp dụng kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ với ngưỡng tưới khi mực nước hạ xuống -15 cm kết hợp bón 40 kg P2O5/ha. Giải pháp này giúp tiết kiệm 9 - 19% lượng nước tưới mùa khô, giảm chi phí nhiên liệu bơm tưới và giảm chi phí phân bón.
• Khuyến nghị không áp dụng mức làm khô -30 cm tại các vùng đất có nguy cơ xâm nhập mặn như Bạc Liêu để tránh hiện tượng mặn hóa đất mặt.
• Khuyến nghị áp dụng mô hình luân canh Lúa - Đậu nành hoặc Lúa - Mè trong vụ Đông Xuân thay thế độc canh lúa nhằm ứng phó với tình trạng hạn mặn, tiết kiệm nước tưới mà vẫn bảo đảm độ hữu dụng của lân cho vụ lúa sau.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Văn bản luận án tự nêu các hạn chế thực hiện:

• Giới hạn về thời gian theo dõi: Mặc dù đã tiến hành trong 7 vụ liên tiếp, nhưng lân là nguyên tố dinh dưỡng khoáng có tính di động kém và lưu tồn lâu dài trong đất; do đó cần những nghiên cứu với thời gian dài hơn để theo dõi toàn diện sự suy thoái quỹ lân khi bón giảm lân kéo dài.
• Tác động ngoại cảnh bất khả kháng: Trong vụ Đông Xuân 2012-2013, hiện tượng rò rỉ nước mặn qua cống ngăn mặn tại điểm thí nghiệm Bạc Liêu đã ảnh hưởng đến ruộng lúa; tác giả phải duy trì thí nghiệm nhưng không thể thu thập số liệu trong vụ này, gây gián đoạn chuỗi dữ liệu liên tục.
• Phạm vi quản lý hiện trường: Tác giả không trực tiếp quản lý thường xuyên thí nghiệm đồng ruộng tại An Giang, Cần Thơ và ruộng luân canh màu tại Bạc Liêu mà chỉ tham gia thu thập mẫu đất, mẫu thực vật tại các mốc sinh trưởng quy định để phân tích.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được gợi ý từ văn bản:

• Kéo dài thời gian thí nghiệm bón giảm lân trên 10 vụ để xác định chính xác thời điểm đất cạn kiệt lân hữu dụng khi bón ở mức 0 và 20 kg P2O5/ha.
• Đánh giá sâu hơn về động thái vi sinh vật chuyển hóa lân và hoạt tính enzyme phosphatase trong điều kiện tưới ngập - khô xen kẽ kết hợp luân canh cây màu.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Khoa học đất, Nông học, Quản lý tài nguyên môi trường: Cung cấp phương pháp luận thực nghiệm đồng ruộng dài hạn, phương pháp ứng dụng mô hình đẳng nhiệt Langmuir để xác định dung lượng hấp phụ lân và quy trình phân tích động thái lân bằng kỹ thuật màng khuếch tán DGT.
• Cán bộ khuyến nông và cơ quan quản lý nông nghiệp tại các tỉnh ĐBSCL: Cung cấp căn cứ khoa học trực tiếp để điều chỉnh quy trình bón phân lân khuyến cáo cho nông dân (từ mức 60 - 90 kg P2O5/ha xuống 40 kg P2O5/ha), đồng thời làm chủ ngưỡng an toàn của kỹ thuật tưới tiết kiệm nước AWD (-15 cm) trên đất có nguy cơ nhiễm mặn.
• Phần đáng tham khảo nhất: Chương 3 (phương pháp thí nghiệm và thiết kế split-plot đồng ruộng) và Chương 4 (các bảng dữ liệu số lượng thực tế về cân bằng lân, khả năng hấp phụ tối đa của ba nhóm đất và số liệu tiết kiệm nước của kỹ thuật AWD).

Câu hỏi thường gặp

1. Mức bón phân lân bao nhiêu là tối ưu cho đất phù sa trồng lúa tại Bạc Liêu theo kết quả luận án?
Luận án kết luận mức bón 40 kg P2O5/ha là tối ưu. Mức này cân bằng với lượng lân cây trồng hấp thu và lấy đi qua hạt lúa, giúp duy trì ổn định quỹ lân tổng số và lân hữu dụng trong đất mà không làm giảm năng suất lúa so với mức bón phổ biến của nông dân là 60 - 90 kg P2O5/ha.

2. Nếu hoàn toàn không bón phân lân thì năng suất lúa có bị giảm ngay không?
Không. Dữ liệu thực nghiệm qua 7 vụ liên tiếp chỉ ra rằng ở nghiệm thức không bón lân (0 kg P2O5/ha), năng suất lúa và hàm lượng lân trong hạt vẫn được duy trì ổn định, không khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức bón 60 kg P2O5/ha trong 4 vụ lúa liên tiếp nhờ cây lúa sử dụng nguồn lân lưu tồn sẵn trong đất. Tuy nhiên, sau 7 vụ, việc không bón lân làm suy giảm hàm lượng lân tổng số trong đất.

3. Vì sao không nên áp dụng mức tưới ngập - khô xen kẽ rút nước đến -30 cm trên đất phù sa Bạc Liêu?
Vì khi mực nước ruộng rút sâu đến -30 cm dưới mặt ruộng vào mùa khô, hiện tượng bốc thoát hơi nước làm gia tăng mao dẫn nước mặn từ tầng dưới lên tầng đất mặt, dẫn đến tăng độ dẫn điện (EC) trong đất. Sự mặn hóa cục bộ này làm giảm hàm lượng lân trong rơm ở giai đoạn trổ (xuống 0,23% P2O5 so với 0,56% ở nghiệm thức giữ nước) và làm giảm năng suất lúa.

4. Khả năng hấp phụ lân tối đa của đất phèn tại An Giang khác biệt như thế nào so với đất phù sa tại Bạc Liêu và Cần Thơ?
Dựa trên phương trình Langmuir, khả năng hấp phụ lân tối đa ($q_{\max}$) của đất phèn hoạt động nặng tại Tri Tôn (An Giang) đạt khoảng 2.000 mg P/kg đất, cao hơn gấp ba lần so với đất phù sa tại Bạc Liêu (625 - 667 mg P/kg) và Cần Thơ (588 - 625 mg P/kg). Điều này cho thấy đất phèn có dung lượng cố định lân rất lớn do hàm lượng sắt và nhôm hoạt động cao, trong khi đất phù sa tại Bạc Liêu và Cần Thơ có nguy cơ rửa trôi lân nếu tiếp tục bón thừa.

5. Trong các mô hình luân canh cây màu trên nền đất lúa, loại cây nào giúp duy trì lân hữu dụng tốt nhất cho vụ lúa sau?
Mô hình luân canh Lúa - Đậu nành và Lúa - Mè giúp duy trì hàm lượng lân hữu dụng trong đất ở mức tương đương với mô hình độc canh lúa tại thời điểm 45 ngày sau sạ và lúc thu hoạch. Ngược lại, mô hình Luân canh Lúa - Bắp làm giảm lân hữu dụng trong đất có ý nghĩa thống kê do cây bắp có nhu cầu sinh khối và hút khoáng cao.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Vũ Văn Long đã giải quyết vấn đề quản lý dinh dưỡng lân và nước tưới trong hệ thống canh tác lúa tại ĐBSCL thông qua chuỗi thực nghiệm đồng ruộng 7 vụ liên tiếp trên ba nhóm đất chính. Kết quả nghiên cứu xác định mức bón 40 kg P2O5/ha kết hợp kỹ thuật tưới ngập - khô xen kẽ ở ngưỡng -15 cm là giải pháp kỹ thuật phù hợp, giúp tiết kiệm 9 - 19% nước tưới và giảm chi phí phân bón mà vẫn bảo toàn năng suất lúa và quỹ lân đất. Nghiên cứu cung cấp hệ thống dữ liệu định lượng về khả năng hấp phụ lân theo mô hình Langmuir, tốc độ khuếch tán lân qua màng DGT và cảnh báo nguy cơ mặn hóa khi tưới khô sâu -30 cm trên đất phù sa ven biển. Đây là công trình thực nghiệm hoàn chỉnh, có giá trị học thuật và đóng góp trực tiếp cho định hướng canh tác lúa thích ứng biến đổi khí hậu tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Cùng với sự gia tăng dân số trên thế giới, vấn đề anh ninh lương thực đang tạo áp lực rất lớn lên ngành sản xuất nông nghiệp đặc biệt là ngành trồng lúa nước. Do đó, cải thiện các biện pháp canh tác lúa như tăng vụ, tăng sử dụng lượng phân bón đã được thực hiện nhằm duy trì và gia tăng sản lượng lúa. Trong canh tác lúa, lân (P) là nguyên tố dinh dưỡng đa lượng cần thiết bên cạnh đạm (N) và kali (K) (Tanwar và Shaktawat, 2003; Li et al., 2005; Zhang et al., 2009; Yu et al. Hiện nay, sử dụng phân P trong canh tác nông nghiệp nói chung và đặc biệt là canh tác lúa nước đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học do nguồn tài nguyên P đang ngày càng cạn kiệt và trở nên không thể phục hồi (Cordell et al.

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa lớn nhất của Việt Nam, hằng năm cung cấp khoảng 90% sản lượng lúa xuất khẩu của cả nước. Cùng với sản lượng cao nên phân bón sử dụng trong canh tác lúa ở ĐBSCL mỗi năm rất cao. Đối với phân P, lượng phân được nông dân bón trên đất lúa thực tế thường cao hơn khuyến cáo và cao hơn tổng lượng P được cây lúa hấp thu và lấy đi khỏi đất qua thu hoạch và rơm rạ do khả năng hữu dụng của P trong đất canh tác lúa thường thấp do P bị cố định bởi phản ứng với các nguyên tố như sắt (Fe), nhôm (Al), canxi (Ca) và các keo sét. Theo Vũ Văn Long và ctv.

(2016), nông dân tại tỉnh Bạc Liêu bón phân P với liều lượng phổ biến từ 60 đến 90 kg P2O5/ha trong vụ Đông Xuân 2013-2014 tại tỉnh Bạc Liêu mặc dù lượng P được cây lúa lấy đi khoảng 40 kg P2O5/ha. Bón phân P cao trong nhiều năm có thể đã tăng tích lũy P trong đất canh tác lúa, gây lãng phí lượng phân P và tăng chi phí sản xuất. Kết quả nghiên cứu trên vùng đất phèn trồng lúa tại huyện Phụng Hiệp của tỉnh Hậu Giang cho thấy đối với nghiệm thức bón 90 kg P2O5/ha kết hợp với bón 120 kg N/ha ở vụ 1 và không bón phân P sau 2 vụ liên tiếp thì hiệu quả sử dụng phân P vẫn lưu tồn đến vụ thứ 3, năng suất lúa ở hai vụ sau đối với nghiệm thức không bón P khác biệt không ý nghĩa so với nghiệm thức có bón phân P (Võ Thị Gương và ctv. Kết quả nghiên cứu về tích lũy P trong đất trồng rau màu ở ĐBSCL cũng ghi nhận hàm lượng P hữu dụng trong đất ở nhiều vùng trồng rau chuyên canh tại các tỉnh như huyện Châu Thành (Tiền Giang), huyện Chợ Mới (An Giang), huyện Bình Tân (Vĩnh Long) và huyện Châu Thành của tỉnh Trà Vinh thường rất cao (129-234 mg P/kg) do tập quán bón phân P với liều lượng cao (Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., 2006; Phạm Thị Phương Thúy và ctv.

Các kết quả nghiên cứu trên cho thấy hiện tượng tích lũy P trong đất đã và đang diễn ra ở các 1 vùng sản xuất nông nghiệp ở ĐBSCL (Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., 2006; Phạm Thị Phương Thúy và ctv. Do đó, bón giảm lượng phân P trong canh tác lúa là một trong những vấn đề cần được nghiên cứu nhằm giảm chi phí phân bón, tăng hiệu quả sử dụng phân P trong khi vẫn duy trì lượng P trong đất và năng suất lúa. Bón giảm phân P trong canh tác lúa có thể sẽ làm thay đổi khả năng cung cấp P hữu dụng trong đất. Bên cạnh đó, thay đổi biện pháp canh tác để thích hợp với tình trạng khan hiếm nước ngọt trong tình hình xâm nhập mặn ngày càng nghiêm trọng ở ĐBSCL cũng có thể ảnh hưởng đến độ hữu dụng của P trong đất.

Trong canh tác lúa truyền thống, nông dân thường xuyên giữ nước trên mặt ruộng, nhưng để thích ứng với lượng nước ngọt để sản xuất lúa đang giảm đi trong những năm gần đây thì áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước trong canh tác lúa là cần thiết. Theo Bouman et al. (2007a), một số điểm nóng trồng lúa nước của nhiều quốc gia trên thế giới sẽ bị thiếu nước tưới bao gồm Philippines, Bangladesh, Trung Quốc, Ấn Độ, Thái Lan và vùng ĐBSCL của Việt Nam. Ở ĐBSCL, theo dự đoán của các nhà khoa học, mực nước biển sẽ gia tăng 30 cm cho đến năm 2050 và diện tích sản xuất lúa của ĐBSCL sẽ chịu ảnh hưởng rất lớn bởi tình trạng xâm nhập mặn (Smajgl et al.

Theo tính toán, khoảng 2,3 triệu ha diện tích canh tác lúa chịu ảnh hưởng lớn (= 60% diện tích sản xuất lúa của ĐBSCL), 0,6 triệu ha (= 15% diện tích sản xuất lúa) chịu ảnh hưởng trung bình và 1 triệu ha (= 25% diện tích sản xuất lúa) chịu ảnh hưởng một phần của xâm nhập mặn (Wassmann et al. Do đó, thay đổi kỹ thuật canh tác lúa bằng cách áp dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước cho lúa và thay đổi cơ cấu cây trồng từ chuyên canh lúa sang luân canh lúa-màu nhằm ứng phó với tình trạng thiếu hụt nguồn nước ngọt và xâm nhập mặn là vấn đề hết sức cấp bách. Trong đó, biện pháp tưới khô-ngập luân phiên hay còn gọi là biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ (AWD-Alternate wetting and drying irrigation) được xem là biện pháp có rất nhiều triển vọng. Nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy rằng, so với tưới nước theo phương pháp truyền thống, biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ có thể giúp tiết kiệm được nguồn nước tưới trong canh tác mà vẫn duy trì được năng suất lúa.

Sau giai đoạn lúa trổ, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ có thể giúp giảm 40-70% lượng nước vào ruộng so với kỹ thuật tưới ngập truyền thống (Hatta, 1967; Singh et al. Biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ đã được áp dụng thành công ở nhiều quốc gia như Trung Quốc, Bangladesh, Philippines, Pakistan và Ấn Độ. Ở Trung Quốc, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ có thế giúp tiết kiệm được từ 5-35% lượng nước tưới cho lúa (Li, 2001; Belder et al., 2004; Cabangon et al., 2004; Li và Barker, 2004; Moya et al., 2004; Yang et al., 2 2005; Tao et al., 2006; Feng et al., 2007; Cabangon et al., 2011; Tan et al. Một số kết quả nghiên cứu khác cho thấy có thể áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ ở Bangladesh, Philippines và Pakistan trong canh tác lúa mà vẫn duy trì được năng suất lúa so với tưới ngập liên tục (Aslam và Prathapar, 2001; Tabbal et al., 2002; Lampayan et al., 2004; Belder et al., 2005; Tuong, 2007; Bouman et al., 2007a; Salim và Shehzad, 2008; Rejesus et al., 2011; Bouman và Tuong, 2001).

Ở ĐBSCL, biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ cũng đã được thử nghiệm tại một số địa phương trọng điểm sản xuất lúa ba vụ như An Giang và Bạc Liêu. Kết quả cho thấy biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ giúp tiết kiệm lượng nước và chi phí tưới, năng suất lúa vẫn ổn định nếu như vẫn đảm bảo lượng nước tưới tại những giai đoạn sinh trưởng quan trọng của lúa (nhảy chồi tích cực, trổ hoa). Lượng nước tiết kiệm được khi áp dụng tưới ngập-khô xen kẽ có thể đạt được 9% (Nhan et al., 2007), 21% (Dung et al., 2009) và có thể đạt 50% (Phạm Phước Nhẫn và ctv. Bên cạnh áp dụng biện pháp tưới nước tiết kiệm, thay đổi cơ cấu cây trồng theo hướng luân canh lúa với các loại cây trồng có nhu cầu tiêu thụ nước ít có thể ứng phó được với tình trạng thiếu hụt nguồn nước và hạn chế ảnh hưởng của xâm nhập mặn.

Trong các hệ thống luân canh, luân canh cây rau màu trên nền đất lúa được xem là giải pháp mang lại nhiều triển vọng cho ngành nông nghiệp. Do thời gian sinh trưởng của cây màu ngắn hơn so với cây lúa, do đó người dân có thể chủ động canh tác và thu hoạch trước khi tình trạng khô hạn và xâm nhập mặn diễn ra. Các nghiên cứu trước đây cho thấy canh tác lúa sau khi áp dụng biện pháp luân canh còn có thể giúp tăng năng suất lúa so với mô hình độc canh lúa (Nguyễn Minh Đông và ctv., 2009; Võ Thị Gương và ctv. Sau vụ canh tác rau màu, năng suất lúa vụ tiếp theo có thể gia tăng từ 13-20% (Witt et al.

Áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và 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 có liên quan đến tiến trình khử các hợp chất Fe, Al có khả năng liên kết với P, do đó dẫn đến sự thay đổi về khả năng cung cấp P hữu dụng trong đất. P hữu dụng trong đất là một chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu của đất rất quan trọng bên cạnh N và K. Ngoài ra, P hữu dụng cũng được xem là một trong những công cụ để đánh giá tác động đối với môi trường của P trong đất (Allen và Mallarino, 2006). Trên thế giới và tại Việt Nam, đã có rất nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và biện pháp luân canh cây màu đối với dinh dưỡng N của cây trồng, chuyển hóa N trong đất và phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính như N2O trong quá trình canh tác lúa (Cabangon et 3 al., 2004; Huan et al., 2008; Dong et al.

Tuy nhiên, những nghiên cứu về ảnh hưởng của bón giảm phân P, áp dụng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ, kết hợp biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ với bón giảm phân P và áp dụng luân canh lúa-màu đến khả năng cung cấp P của đất lúa ở ĐBSCL còn rất hạn chế. Do đó, nghiên cứu về đánh giá khả năng cung cấp P của đất lúa dưới điều kiện bón giảm phân P, thay đổi biện pháp tưới ngập trong canh tác lúa truyền thống bằng biện pháp tưới ngập-khô xen kẽ và luân canh lúa-màu là rất cần thiết ở ĐBSCL, đặc biệt trong điều kiện nguồn nước ngọt ngày càng khan hiếm do phát triển thủy điện ở thượng nguồn sông Cửu Long và xâm nhập mặn trong mùa khô. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ tạo cơ sở lý luận và thực tiễn giúp quản trị nguồn tài nguyên P một cách hợp lý và hiệu quả trong canh tác lúa thích ứng với điều kiện thiếu nước tưới và xâm nhập mặn có xu hướng gia tăng ở ĐBSCL.2 Cở sở lý thuyết và giả thuyết nghiên cứu Lân (P) là một trong những nguyên tố dinh dưỡng đa lượng cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của cây trồng.