Mô Hình Canh Tác Thích Ứng Trên Đất Phèn Nhiễm Mặn Tại Hậu Giang

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu xây dựng mô hình canh tác thích hợp trên đất phèn nhiễm mặn trường hợp nghiên cứu tại xã lương, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Lê Hồng Việt
• Người hướng dẫn: PGS. Châu Minh Khôi
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Khoa Học Đất
• Đề tài: Mô Hình Canh Tác Thích Ứng Trên Đất Phèn Nhiễm Mặn Tại Hậu Giang
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ
• 1. CHƯƠNG I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Giả thuyết và câu hỏi nghiên cứu
• 1.2. Mục tiêu chung
• 1.3. Mục tiêu cụ thể
• 1.4. Lược đồ nghiên cứu
• 1.5. Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu
• 1.6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.7. Những đóng góp mới của nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn vùng nghiên cứu
• 2.1.1. Biến đổi khí hậu và vấn đề xâm nhập mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long
• 2.1.2. Biến đổi khí hậu và vấn đề xâm nhập mặn ở tỉnh Hậu Giang
• 2.2. Thực trạng các mô hình canh tác trên địa bàn tỉnh Hậu Giang
• 2.3. Chính sách phát triển vùng đất bị xâm nhiễm mặn của địa phương
• 2.4. Thực trạng và thách thức trong sử dụng đất tỉnh Hậu Giang
• 2.5. Những nghiên cứu có liên quan
• 2.6. Đất phèn và các trở ngại của đất phèn dưới tác động của biến đổi khí hậu
• 2.6.1. Đất phèn vùng Đồng bằng sông Cửu Long
• 2.6.2. Một số đặc tính hoá học ở tầng mặt của các nhóm đất phèn
• 2.6.3. Đất phèn nhiễm mặn tạm thời
• 2.7. Đất mặn và ảnh hưởng của đất mặn đến cây trồng
• 2.7.1. Đất mặn, đất sodic và đất mặn sodic
• 2.7.2. Ảnh hưởng của đất mặn đến tính chất đất và cây trồng
• 3. CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Khảo sát hiện trạng xâm nhập mặn tại xã Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A và Hỏa Tiến
• 3.1.1. Khảo sát hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn tại vùng nghiên cứu
• 3.1.2. Khảo sát hiện trạng xâm nhập mặn đất, nước tại xã Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A và Hỏa Tiến
• 3.2. Đánh giá thích nghi đất đai địa bàn nghiên cứu. Xây dựng mô hình canh tác thích hợp trên đất phèn nhiễm mặn
• 3.2.1. Tiêu chí lựa chọn mô hình canh tác cho địa bàn nghiên cứu
• 3.2.2. Phương pháp xây dựng mô hình canh tác
• 3.2.3. Biện pháp rửa mặn kết hợp sử dụng vôi (CaO), gypsum (CaSO4)
• 3.2.3.1. Thời gian và địa điểm thí nghiệm
• 3.2.3.2. Phương pháp thí nghiệm
• 3.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu mẫu đất, nước
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
• 4.1. Hiện trạng sản xuất nông nghiệp, xâm nhập mặn và đánh giá thích nghi đất đai vùng nghiên cứu
• 4.1.1. Hiện trạng xâm nhập mặn và hiệu quả kinh tế các mô hình canh tác trên địa bàn nghiên cứu
• 4.1.2. Hiện trạng xâm nhập mặn đất và nước địa bàn nghiên cứu
• 4.1.3. Đánh giá tính thích nghi đất đai 03 xã vùng nghiên cứu
• 4.2. Xây dựng mô hình canh tác thích hợp trên đất phèn nhiễm mặn
• 4.2.1. Đặc tính hóa học đất trên các địa điểm thực hiện mô hình thí nghiệm chuyển đổi hệ thống cây trồng
• 4.2.2. Diễn biến xâm nhập mặn trong nước, trong đất của các mô hình canh tác và nước kênh theo thời gian ở địa bàn nghiên cứu
• 4.2.3. Ảnh hưởng của luân canh, bón phân hữu cơ và vôi đến các đặc tính hóa học và hàm lượng N và P hữu dụng trong đất
• 4.2.4. Ảnh hưởng của luân canh vụ màu đến năng suất lúa của vụ kế tiếp
• 4.2.5. Hiệu quả kinh tế của các mô hình luân canh lúa – màu trên nền đất lúa tại địa bàn nghiên cứu
• 4.2.6. Tỷ suất lợi nhuận biên của các mô hình canh tác thử nghiệm so với mô hình đối chứng
• 4.3. Giải pháp cải thiện tình trạng nhiễm mặn đất trồng lúa bằng biện pháp kết hợp rửa mặn và bón vôi (CaO), gypsum (CaSO4)
• 4.3.1. Kết quả tạo độ mặn nhân tạo cho đất làm thí nghiệm
• 4.3.2. Độ dẫn điện (EC), hàm lượng Na+ và Ca2+ trong dung dịch rửa sau khi thực hiện các biện pháp rửa mặn
• 4.3.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đất kết hợp bón CaO và CaSO4 đến hàm lượng Na+ hòa tan trong dung dịch đất
• 4.3.4. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đất kết hợp bón CaO và CaSO4 đến sự thay đổi đặc tính hóa học đất sau khi thực hiện các biện pháp rửa mặn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Mô Hình Canh Tác Thích Ứng Đất Phèn Mặn Hậu Giang

Biến đổi khí hậu đang tạo ra những thách thức lớn cho nông nghiệp Hậu Giang, đặc biệt là tình trạng xâm nhập mặn ngày càng nghiêm trọng trên đất phèn nhiễm mặn. Điều này đòi hỏi các giải pháp canh tác sáng tạo và thích ứng để đảm bảo an ninh lương thực và sinh kế bền vững cho người dân. Nghiên cứu này tập trung vào việc xây dựng và đánh giá các mô hình canh tác thích ứng trên đất phèn nhiễm mặn tại tỉnh Hậu Giang, nhằm tìm ra các giải pháp hiệu quả để tăng năng suất, cải tạo đất và quản lý độ mặn.

1.1. Hiện Trạng Đất Phèn Nhiễm Mặn Tại Hậu Giang

Tỉnh Hậu Giang, tương tự như các tỉnh ven biển khác ở Đồng bằng sông Cửu Long, đang chịu tác động của xâm nhập mặn, gây ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Cần thiết phải có các giải pháp thay đổi cơ cấu cây trồng và quản lý đất phù hợp giúp giảm rủi ro và ổn định thu nhập nông hộ. Nghiên cứu đánh giá hiện trạng xâm nhập mặn nước và đất sản xuất nông nghiệp được thực hiện tại huyện Long Mỹ và thành phố Vị Thanh, tỉnh Hậu Giang.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Mô Hình Canh Tác Thích Ứng

Việc xây dựng mô hình canh tác thích ứng là vô cùng quan trọng để giúp nông dân Hậu Giang đối phó với biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn. Các mô hình này cần phải đảm bảo tính bền vững về kinh tế, xã hội và môi trường, đồng thời phải dễ dàng áp dụng và nhân rộng trong thực tế. Nghiên cứu này hướng đến việc cung cấp các giải pháp canh tác hiệu quả, giúp nông dân nâng cao thu nhập và giảm nghèo.

II. Thách Thức Xâm Nhập Mặn và Canh Tác Lúa Truyền Thống

Canh tác lúa truyền thống trên đất phèn nhiễm mặn đang đối mặt với nhiều thách thức do xâm nhập mặn ngày càng gia tăng. Độ mặn cao trong đất và nước gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây lúa, dẫn đến giảm năng suất và hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, việc sử dụng quá nhiều phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật cũng gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Cần có những giải pháp canh tác mới để khắc phục những hạn chế này.

2.1. Ảnh Hưởng Của Xâm Nhập Mặn Đến Năng Suất Lúa

Kết quả ghi nhận độ mặn (EC) nước kênh trong khu vực đê bao < 2 mS/cm vào đầu mùa khô và tăng cao vào cuối mùa khô với độ mặn được ghi nhận cao nhất đạt từ 5,6 – 7,5 mS/cm trên địa bàn 03 xã. Có sự biến động về độ mặn của nước kênh giữa các năm, trong đó độ mặn nước kênh tại 03 xã năm 2013 cao hơn năm 2012. Vào cuối mùa khô năm 2013, EC nước kênh cao nhất đạt 16,0 mS/cm tại xã Lương Nghĩa, 12,0 mS/cm tại xã Vĩnh Viễn A và xã Hoả Tiến.

2.2. Ô Nhiễm Môi Trường Từ Canh Tác Lúa

Việc lạm dụng phân bón và thuốc trừ sâu trong canh tác lúa không chỉ gây hại cho môi trường mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nông sản. Cần có những giải pháp canh tác thân thiện với môi trường, như sử dụng phân bón hữu cơ và áp dụng các biện pháp phòng trừ sâu bệnh tổng hợp (IPM), để đảm bảo phát triển bền vững cho nông nghiệp Hậu Giang.

III. Giải Pháp Luân Canh Lúa Màu và Cải Tạo Đất Phèn Nhiễm Mặn

Một trong những giải pháp canh tác hiệu quả trên đất phèn nhiễm mặn là luân canh lúa - màu. Việc luân canh giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất, giảm độ mặn, và tăng năng suất cây trồng. Ngoài ra, việc áp dụng các biện pháp cải tạo đất phèn, như bón vôi và gypsum, cũng giúp cải thiện chất lượng đất và tạo điều kiện cho cây trồng phát triển tốt hơn. Các mô hình luân canh lúa - màu cho thấy thích ứng với điều kiện đất đai, khí hậu tại địa bàn nghiên cứu thông qua các số liệu về năng suất và hiệu quả kinh tế cao hơn so với mô hình đối chứng (lúa – lúa).

3.1. Lợi Ích Của Luân Canh Lúa Màu

Luân canh cây trồng cạn trên nền đất lúa hai vụ gồm: đậu xanh – lúa – dưa hấu, bắp nếp – lúa – bắp nếp, lúa – dưa hấu – lúa và khoai lang – lúa – bắp nếp. Hệ thống cây trồng được lựa chọn cho mỗi mô hình dựa vào đánh giá phân vùng thích nghi của các kiểu sử dụng đất. Các vụ trồng cây trồng cạn được thực hiện vào mùa khô do rủi ro thiếu nước tưới cho canh tác lúa và xâm nhập mặn.

3.2. Biện Pháp Cải Tạo Đất Phèn Hiệu Quả

Biện pháp kỹ thuật được thử nghiệm để cải tạo đất nhiễm mặn được đánh giá trong nghiên cứu này là rửa mặn kết hợp bón CaO, CaSO4. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 5 nghiệm thức (NT) và 4 lần lặp lại gồm: NT1. Đối chứng (không rửa mặn, không bổ sung CaO và CaSO4); NT2. Rửa mặn sau khi ngâm đất với nước 1 ngày; NT3. Rửa mặn sau khi ngâm đất với nước 2 ngày; NT4. NT3 kết hợp bổ sung CaO (tương đương 2 tấn CaCO3/ha); NT5. NT3 kết hợp bón 2 tấn CaSO4/ha.

IV. Ứng Dụng Mô Hình VAC và Lúa Tôm Trên Đất Nhiễm Mặn

Ngoài luân canh lúa - màu, các mô hình VAC (vườn - ao - chuồng) và lúa - tôm cũng là những giải pháp canh tác hiệu quả trên đất phèn nhiễm mặn. Mô hình VAC giúp tận dụng tối đa nguồn tài nguyên, tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng và tăng thu nhập cho người dân. Mô hình lúa - tôm giúp cải thiện chất lượng đất, giảm độ mặn, và tạo ra nguồn thu nhập kép từ lúa và tôm. Các mô hình này cần được nhân rộng và phát triển để nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

4.1. Ưu Điểm Của Mô Hình VAC

Mô hình VAC kết hợp trồng trọt, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, giúp tận dụng tối đa nguồn tài nguyên và tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng. Mô hình này đặc biệt phù hợp với điều kiện đất phèn nhiễm mặn, giúp cải thiện độ phì nhiêu của đất và tăng thu nhập cho người dân.

4.2. Hiệu Quả Kinh Tế Của Mô Hình Lúa Tôm

Mô hình lúa - tôm giúp cải thiện chất lượng đất, giảm độ mặn, và tạo ra nguồn thu nhập kép từ lúa và tôm. Mô hình này đang được nhiều nông dân ở Hậu Giang áp dụng và mang lại hiệu quả kinh tế cao.

V. Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Luân Canh Đến Chất Lượng Đất

Nghiên cứu cũng thực hiện đánh giá ảnh hưởng của luân canh cây màu đến khả năng cải thiện hàm lượng đạm (N) hữu dụng, lân (P) hữu dụng trên nền đất canh tác lúa bị nhiễm phèn và chịu tác động của xâm nhập mặn tại 03 xã vùng nghiên cứu. Kết quả cho thấy hàm lượng N hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa - màu có hàm lượng N hữu dụng (26,4 - 111,5 mg N/kg) cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức chuyên canh lúa (13,6 - 33,5 mg N/kg) trên địa bàn 03 xã.

5.1. Hàm Lượng Đạm N Hữu Dụng Trong Đất

Kết quả cho thấy hàm lượng N hữu dụng trong đất ở nghiệm thức luân canh lúa - màu có hàm lượng N hữu dụng (26,4 - 111,5 mg N/kg) cao khác biệt ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức chuyên canh lúa (13,6 - 33,5 mg N/kg) trên địa bàn 03 xã.

5.2. Hàm Lượng Lân P Hữu Dụng Trong Đất

Hàm lượng lân hữu dụng ở các mô hình luân canh (14,8 – 24,5 mg P/kg) trên địa bàn xã Lương Nghĩa và xã Hoả Tiến cao hơn hàm lượng lân hữu dụng ở mô hình đối chứng lúa – lúa (6,6 – 7,9 mg P/kg), nhưng trên địa bàn xã Vĩnh Viễn A không có sự khác biệt giữa hàm lượng lân hữu dụng ở mô hình lúa – màu và mô hình đối chứng lúa – lúa.

VI. Kết Luận Phát Triển Bền Vững Nông Nghiệp Hậu Giang

Các mô hình canh tác thích ứng trên đất phèn nhiễm mặn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo phát triển bền vững cho nông nghiệp Hậu Giang. Việc áp dụng các giải pháp luân canh, cải tạo đất, và quản lý độ mặn giúp tăng năng suất, nâng cao thu nhập cho người dân, và bảo vệ môi trường. Cần có sự hỗ trợ từ chính quyền địa phương và các tổ chức khuyến nông để nhân rộng các mô hình canh tác này và giúp nông dân Hậu Giang đối phó với biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn.

6.1. Chính Sách Hỗ Trợ Phát Triển Nông Nghiệp

Chính sách hỗ trợ đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững. Cần có các chính sách khuyến khích nông dân áp dụng các mô hình canh tác thích ứng, hỗ trợ về vốn, kỹ thuật, và thị trường tiêu thụ sản phẩm.

6.2. Tương Lai Của Nông Nghiệp Thích Ứng

Tương lai của nông nghiệp Hậu Giang nằm ở việc áp dụng các giải pháp canh tác sáng tạo và thích ứng, dựa trên nền tảng khoa học và công nghệ. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các mô hình canh tác mới, phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội của địa phương, để đảm bảo phát triển bền vững cho nông nghiệp Hậu Giang.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp chuyên ngành Khoa học đất (mã số: 62 62 01 03) của nghiên cứu sinh Lê Hồng Việt, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS Châu Minh Khôi tại Trường Đại học Cần Thơ vào năm 2019, mang tiêu đề: "Xây dựng mô hình canh tác thích hợp trên đất phèn nhiễm mặn: Trường hợp nghiên cứu tại xã Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A và Hỏa Tiến của tỉnh Hậu Giang".

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Đồng bằng sông Cửu Long chịu tác động lớn từ biến đổi khí hậu thông qua hiện tượng gia tăng nhiệt độ, hạn hán, nước biển dâng và lưu lượng dòng chảy từ thượng nguồn sông Mekong suy giảm trong mùa khô. Tại tỉnh Hậu Giang, địa bàn trũng thấp thuộc tiểu vùng Tây sông Hậu, hiện tượng xâm nhập mặn diễn ra ngày càng phức tạp qua hai hướng triều biển Đông (sông Hậu) và triều biển Tây (sông Cái Lớn). Tình trạng thiếu nước ngọt tưới tiêu kết hợp với độ mặn tăng cao vào cuối mùa khô gây biến đổi bất lợi đến các đặc tính lý, hóa, sinh học của đất, làm gia tăng nguy cơ phèn hóa và ngộ độc cho cây trồng. Phần lớn diện tích canh tác tại các huyện phía Nam và Tây Nam tỉnh Hậu Giang là đất phèn (chiếm 31,98% diện tích tự nhiên của tỉnh) và đất mặn ít (chiếm 16,2%). Việc duy trì mô hình độc canh lúa 2 vụ hoặc 3 vụ trong mùa khô tiềm ẩn rủi ro mất mùa cao và giảm thu nhập nông hộ. Mặc dù các địa phương lân cận đã có một số nghiên cứu về cây trồng chịu mặn hoặc mô hình tôm - lúa, vùng đất phèn nhiễm mặn tại Hậu Giang có đặc thù độ mặn nước kênh dao động lớn nhưng tích lũy mặn trong đất thấp, chưa có nghiên cứu tích hợp đánh giá đất đai theo chuẩn mực quốc tế kết hợp bố trí luân canh cây màu ngắn ngày và thử nghiệm giải pháp cải tạo đất tại chỗ.

Mục tiêu nghiên cứu

• Mục tiêu chung: Xây dựng mô hình canh tác phù hợp trên đất lúa bị nhiễm phèn và chịu tác động của xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang.
• Mục tiêu cụ thể:
  1. Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn vùng nghiên cứu.
  2. Đánh giá thích nghi đất đai trước tác động của xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh nhằm giúp định hướng sản xuất phù hợp cho hiện tại và tương lai.
  3. Xây dựng các mô hình canh tác phù hợp với vùng đất lúa bị nhiễm phèn và chịu tác động của xâm nhập mặn trên địa bàn nghiên cứu.
  4. Xác định biện pháp cải thiện chất lượng đất bị nhiễm phèn và chịu tác động của xâm nhập mặn nghiêm trọng hơn trong tương lai.

Câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết

1. Hiện trạng xâm nhiễm mặn trong đất sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Hậu Giang như thế nào?
2. Đa dạng mô hình canh tác trên nền đất lúa bằng cách luân canh lúa và cây trồng cạn có thời gian sinh trưởng ngắn, nhu cầu nước ít có thể giảm rủi ro do xâm nhập mặn và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn độc canh lúa, do đó thích ứng với điều kiện xâm nhập mặn trong mùa khô?
3. Những biện pháp nào có thể giúp giảm thiểu tích lũy mặn và cải tạo độ phì đất bị xâm nhiễm mặn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang?

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Nền đất chuyên canh lúa bị nhiễm phèn và chịu ảnh hưởng của hiện tượng xâm nhập mặn; chất lượng nước kênh tưới tiêu nội đồng; các loại cây trồng cạn ngắn ngày (đậu xanh, dưa hấu, bắp nếp, khoai lang) trong hệ thống luân canh với lúa; các chất cải tạo đất (CaO, CaSO4).
• Phạm vi không gian: Tập trung tại 03 xã chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn nghiêm trọng nhất của tỉnh Hậu Giang, bao gồm xã Lương Nghĩa và xã Vĩnh Viễn A (thuộc huyện Long Mỹ), cùng xã Hỏa Tiến (thuộc thành phố Vị Thanh).
• Phạm vi thời gian: Số liệu quan trắc đất, nước và khảo sát thực địa được thu thập liên tiếp trong hai mùa khô các năm 2012 và 2013; các mô hình thực nghiệm và phân tích thí nghiệm hoàn thiện đến năm 2019.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Trong chương tổng quan tài liệu, tác giả điểm lại hệ thống các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và quản lý đất:

• Bối cảnh biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn: Các dự báo toàn cầu và khu vực của IPCC (2007, 2013), Ủy hội sông Mekong - MRC (2010), Cline (2007), Monre (2012), Solomon S. và cộng sự, Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008, 2012, 2016), cùng các nghiên cứu khí hậu của Phạm Khôi Nguyên (2009), Nguyễn Văn Thắng và cộng sự (2010), Lê Huy Bá và cộng sự (2017), Trần Thọ Đạt và cộng sự (2012). Tại Hậu Giang, các công trình của Hồng Minh Hoàng và Văn Phạm Đăng Trí (2015), Shrivastava và cộng sự (2012) phân tích mối quan hệ giữa nhiệt độ tăng, nhu cầu nước tưới và suy giảm năng suất lúa.
• Hiện trạng thích nghi hệ thống canh tác: Nghiên cứu của Cao Lệ Quyên (2011), Lê Quang Trí (2012), Lê Thị Phương Mai và cộng sự (2015), Võ Văn Tuấn và cộng sự (2014) về tác động chuyển đổi sản xuất ven biển; nghiên cứu của Phạm Thanh Vũ (2014) và Nguyen Hieu Trung (2006) về đánh giá thích nghi đất đai và giải quyết mâu thuẫn sử dụng đất mặn - ngọt.
• Nghiên cứu cây trồng và cải tạo đất nhiễm mặn: Nghiên cứu của Ngo Dang Phong và cộng sự (2003), Nguyen Ngoc De và cộng sự tại Sóc Trăng về bố trí lịch thời vụ né mặn; Nguyễn Thị Hồng Điệp và cộng sự (2015, 2017), Trịnh Chí Thâm và cộng sự (2018), Huỳnh Ngọc Huy và cộng sự (2018), Nguyễn Văn Bé và cộng sự (2017) về thách thức sản xuất lúa và khả năng hấp thu dinh dưỡng của lúa trên đất nhiễm mặn tại Sóc Trăng, Trà Vinh; Nguyễn Mỹ Hoa và cộng sự (2014) tại Bến Tre chứng minh mô hình lúa - dưa hấu - lúa, lúa - bắp nếp - lúa mang lại hiệu quả cao hơn 3 vụ lúa; Lâm Văn Tân và cộng sự (2014) khảo sát ngập mặn nhân tạo và hiệu quả bón phân hữu cơ, vôi trong nhà lưới tại Bến Tre.
• Nghiên cứu riêng tại địa bàn Hậu Giang: Nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa (2010) tại xã Vĩnh Viễn (huyện Long Mỹ) ghi nhận độ mặn nước mặt thấp (< 2,5‰), không thuận lợi cho mô hình tôm - lúa, nhưng chưa đi sâu vào giải pháp luân canh cây trồng cạn.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình trước đây tại Đồng bằng sông Cửu Long chủ yếu tập trung vào việc tìm kiếm giống lúa chịu mặn, đánh giá tác động hạn mặn đơn lẻ, hoặc thử nghiệm mô hình tôm - lúa ở vùng mặn ven biển. Tại Hậu Giang, sau công trình của Nguyễn Mỹ Hoa (2010), chưa có nghiên cứu nào đánh giá toàn diện mức độ tích lũy cation mặn trong đất phèn, phân vùng thích nghi đất đai tự nhiên theo phương pháp FAO, xây dựng mô hình luân canh cây trồng cạn ngắn ngày vào mùa khô trên đồng ruộng thực tế, cũng như xác định kỹ thuật rửa mặn kết hợp bón hợp chất chứa canxi (CaO, CaSO4) để phục hồi đất phèn nhiễm mặn.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng

• Phân loại đất mặn và thoái hóa đất do mặn: Luận án áp dụng thang đo tiêu chuẩn quốc tế về phân loại đất mặn, đất sodic và đất mặn-sodic dựa trên 4 chỉ tiêu: độ dẫn điện (EC), tỷ số hấp phụ natri (SAR), phần trăm natri trao đổi (ESP, ngưỡng phân định sodic là 15%), và phản ứng đất (pH).
• Đánh giá đất đai (Land Evaluation): Áp dụng quy trình đánh giá đất đai định tính của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc - FAO (1976). Phương pháp này đối chiếu giữa yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirements - LUR) của từng kiểu sử dụng đất (Land Use Types - LUT) với các đặc tính chất lượng đất đai (Land Quality/Land Characteristics) để phân hạng thích nghi từ cao (S1), trung bình (S2), kém (S3) đến không thích nghi (N).
• Lý thuyết trao đổi cation keo đất: Sử dụng cơ chế thế chỗ cation của ion Ca2+ đối với Na+ trên phức hệ hấp thu của keo đất nhằm cải thiện cấu trúc đất, giảm phân tán hạt sét và xúc tiến quá trình rửa trôi muối hòa tan.

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Nghiên cứu kết hợp phương pháp điều tra định tính nông thôn có sự tham gia (PRA), quan trắc thực địa định lượng, bố trí mô hình canh tác thực nghiệm ngoài đồng và thí nghiệm kiểm soát trong phòng thí nghiệm.

1. Khảo sát hiện trạng và quan trắc đất, nước:
   • Thu thập mẫu nước và đất tại 45 vị trí cố định phân bố đều trên 03 xã nghiên cứu.
   • Mẫu nước kênh chính và kênh nội đồng được thu vào thời điểm triều cường (2 lần/tháng) trong suốt mùa khô (từ tháng 2 đến cuối tháng 4) trong 2 năm 2012 và 2013.
   • Mẫu đất tầng mặt (0 - 20 cm) được thu tại các ruộng canh tác gần điểm thu mẫu nước vào hai mốc thời gian: giữa mùa khô (đầu tháng 3) và đầu mùa mưa (tháng 5).
2. Đánh giá thích nghi đất đai:
   • Dựa trên bản đồ đơn vị đất đai xây dựng từ bản đồ đất, bản đồ ngập lũ và hiện trạng xâm nhập mặn.
   • Phân hạng thích nghi tự nhiên cho các kiểu sử dụng đất lúa, màu và cây lâu năm theo hướng dẫn của FAO (1976).
3. Thí nghiệm mô hình canh tác đồng ruộng:
   • Bố trí 4 mô hình luân canh thực nghiệm lúa - cây trồng cạn thay thế cho lúa vụ 2 (mùa khô): (1) Đậu xanh – lúa – dưa hấu; (2) Bắp nếp – lúa – bắp nếp; (3) Lúa – dưa hấu – lúa; (4) Khoai lang – lúa – bắp nếp.
   • Mô hình đối chứng là chuyên canh 2 vụ lúa (lúa – lúa).
   • Quy mô mỗi mô hình là 1.000 m2, được bố trí lặp lại tại 3 hộ nông dân liền kề nhau trên từng xã.
4. Thí nghiệm rửa mặn và cải tạo đất:
   • Thực hiện trên cột đất nguyên khối (intact soil cores) trong điều kiện phòng thí nghiệm. Bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) gồm 5 nghiệm thức và 4 lần lặp lại:
     • NT1: Đối chứng (không rửa mặn, không bổ sung hóa chất).
     • NT2: Rửa mặn sau khi ngâm đất với nước ngọt 1 ngày.
     • NT3: Rửa mặn sau khi ngâm đất với nước ngọt 2 ngày.
     • NT4: NT3 kết hợp bổ sung CaO (tương đương 2 tấn CaCO3/ha).
     • NT5: NT3 kết hợp bón 2 tấn CaSO4/ha.

Phương pháp phân tích chỉ tiêu mẫu

Các mẫu đất và nước được phân tích tại Phòng Phân tích thuộc Bộ môn Khoa học Đất, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.

• Chỉ tiêu nước: Độ dẫn điện (EC) đo bằng máy đo EC để xác định nồng độ muối hòa tan; pH nước.
• Chỉ tiêu đất: Phản ứng đất pH(H2O) tỷ lệ đất:nước 1:2,5; độ dẫn điện EC dung dịch trích đất tỷ lệ 1:2,5 (EC 1:2,5); hàm lượng natri hòa tan (Na+ ht); các cation trao đổi (Ca2+, Mg2+, K+, Na+ tđ) trích bằng dung dịch BaCl2 0,1 M hoặc Amoni axetat 1N; tỷ lệ phần trăm natri trao đổi (ESP); đạm hữu dụng (N-NH4+, N hữu dụng trích bằng KCl 2M); lân hữu dụng (P hữu dụng phân tích theo phương pháp Bray 2 hoặc Olsen).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Mở đầu

Chương này thiết lập nền tảng khoa học cho luận án. Tác giả chỉ rõ vị trí trọng điểm của Hậu Giang tại tiểu vùng Tây sông Hậu, nơi chịu tác động đồng thời của dòng chảy kiệt mùa khô và triều cường mang nước mặn từ biển Tây (sông Cái Lớn, sông Nước Trong) và biển Đông (sông Hậu). Độ mặn cực đại đo được trong các năm gần thời điểm nghiên cứu có xu hướng tăng đột biến (đỉnh điểm năm 2015 - 2016 lên tới 11‰ tại Lương Nghĩa và 19‰ tại một số điểm thuộc Long Mỹ, Vị Thanh). Độc chất phèn kết hợp độ mặn cao gây ngộ độc rễ lúa và làm hư hại cơ cấu mùa vụ truyền thống. Tác giả trình bày lược đồ nghiên cứu logic từ đánh giá tài nguyên, phân vùng thích nghi, thử nghiệm ngoài đồng ruộng đến thí nghiệm can thiệp lý - hóa học trong phòng thí nghiệm.

Chương II: Tổng quan tài liệu

Tác giả tổng thuật 7 nhóm nội dung lớn:

1. Biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn: Đánh giá các kịch bản phát thải SRES (A1FI, B1, B2) và kịch bản nồng độ khí nhà kính đại diện RCP (RCP2.6, RCP4.5, RCP6.0, RCP8.5) của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2016). Phân tích kịch bản trung bình (B2/RCP6.0), dự báo đến năm 2030 nhiệt độ mùa khô tại Hậu Giang tăng 0,5 - 0,7°C, lượng mưa mùa khô giảm 0,58%, và mực nước biển dâng trung bình 13,9 cm khiến 9,4 km2 (0,6% diện tích đất tự nhiên) bị ngập triều.
2. Đặc điểm tự nhiên tỉnh Hậu Giang: Diện tích tự nhiên 160.245 ha, địa mạo thấp dần từ Bắc xuống Nam (cao trình ven sông Hậu 1,0 - 1,5 m giảm xuống 0,2 - 0,5 m ở vùng trũng tiếp giáp Sóc Trăng, Bạc Liêu). Toàn tỉnh có 51.240 ha đất phèn (31,98%) và 26.012,8 ha đất mặn ít (16,2%). Hệ thống thủy văn chịu chi phối của bán nhật triều biển Đông (biên độ 1,6 - 3,5 m) và nhật triều biển Tây (biên độ 0,3 - 0,5 m).
3. Hiện trạng và thách thức sử dụng đất: Toàn tỉnh có 140.458 ha đất nông nghiệp (87,7% diện tích tự nhiên), trong đó đất lúa chiếm 82.547 ha. Xu hướng chuyển dịch đất nông nghiệp giai đoạn 2005 - 2010 và quy hoạch đến 2020 cho thấy diện tích lúa 3 vụ suy giảm, chuyển dần sang lúa 2 vụ, lúa - màu hoặc thủy sản nhằm ứng phó với hạn mặn.
4. Các nghiên cứu thích nghi và quản lý đất mặn, phèn: Phân tích nguyên nhân làm đất bị phân tán hạt sét khi tỷ lệ ion Na+ chiếm ưu thế, hiện tượng tăng áp suất thẩm thấu hạn chế sự hút nước của rễ cây, và các trở ngại do tầng sinh phèn (sulfidic) hoặc tầng tích phèn (sulfuric) ở độ sâu 0 - 50 cm.

Chương III: Phương pháp nghiên cứu

Trình bày cụ thể quy trình thu thập mẫu và các bước thực nghiệm:

• Lấy mẫu tại 45 điểm thuộc 3 xã: Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A (huyện Long Mỹ) và Hỏa Tiến (TP. Vị Thanh). Mẫu nước thu 2 lần/tháng vào triều cường từ tháng 2 đến tháng 4 trong các năm 2012 và 2013; mẫu đất lấy tầng 0 - 20 cm vào tháng 3 và tháng 5.
• Đánh giá thích nghi đất đai định tính theo FAO (1976).
• Bố trí 4 mô hình luân canh cây trồng cạn vào mùa khô với diện tích 1.000 m2/mô hình, lặp lại 3 hộ liền kề.
• Bố trí thí nghiệm rửa mặn trên cột đất nguyên khối (CRD, 5 nghiệm thức, 4 lần lặp lại), xử lý đất mặn nhân tạo bằng nước ngọt kết hợp CaO (2 tấn CaCO3/ha) và CaSO4 (2 tấn/ha).
• Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm xác định EC, pH, ESP, Na+, Ca2+, N hữu dụng, P hữu dụng.

Chương IV: Kết quả thảo luận

Chương IV trình bày các kết quả quan trắc, đánh giá đất đai, hiệu quả mô hình đồng ruộng và kết quả rửa mặn thí nghiệm:

1. Hiện trạng xâm nhập mặn và đặc tính đất, nước vùng nghiên cứu:
   • Độ mặn nước kênh: Đầu mùa khô có giá trị EC < 2 mS/cm, sau đó tăng mạnh vào cuối mùa khô (tháng 4). Độ mặn có sự biến thiên lớn giữa hai năm: năm 2013 độ mặn cao hơn rõ rệt so với năm 2012. Cuối mùa khô 2013, EC nước kênh đạt mức cao nhất: 16,0 mS/cm tại xã Lương Nghĩa; 12,0 mS/cm tại xã Vĩnh Viễn A và xã Hỏa Tiến.
   • Tích lũy mặn trong đất: Trái ngược với nồng độ mặn cao trong nước kênh, độ mặn tích lũy trong đất canh tác ở mức thấp. Tỷ lệ phần trăm natri trao đổi (ESP) tại đa số các điểm thu mẫu dao động trong khoảng 0,1 - 14,4% (dưới ngưỡng 15%). Kết quả này khẳng định đất canh tác lúa tại 03 xã chưa bị sodic hóa.
   • Mối tương quan: Phân tích thống kê cho thấy không có mối tương quan có ý nghĩa giữa giá trị EC của nước kênh với giá trị EC dung dịch trích đất (1:2,5) cũng như hàm lượng ion Na+ hòa tan trong đất tại các thời điểm khảo sát.

Vị trí khảo sát	EC nước kênh cao nhất cuối mùa khô 2013 (mS/cm)	Dao động phần trăm Natri trao đổi trong đất - ESP (%)	Trạng thái sodic hóa của đất
Xã Lương Nghĩa (Long Mỹ)	16,0	0,1 - 14,4	Chưa bị sodic hóa (ESP < 15%)
Xã Vĩnh Viễn A (Long Mỹ)	12,0	0,1 - 14,4	Chưa bị sodic hóa (ESP < 15%)
Xã Hỏa Tiến (TP. Vị Thanh)	12,0	0,1 - 14,4	Chưa bị sodic hóa (ESP < 15%)

2. Phân vùng thích nghi đất đai theo FAO (1976):

   • Đất phèn trong khu vực nghiên cứu chủ yếu xuất hiện ở tầng nông (0 - 50 cm). Nước mặn xâm nhập kéo dài tối đa 3 tháng trong mùa khô.
   • Kết quả phân hạng tự nhiên chia địa bàn nghiên cứu thành 7 vùng thích nghi đất đai. Hầu hết các vùng đều có mức độ thích nghi từ trung bình (S2) đến thấp (S3) đối với các hệ thống canh tác lúa thuần do rào cản kép từ độ chua phèn và hiện tượng mặn hóa nguồn nước tưới vào mùa khô.

3. Hiệu quả của các mô hình canh tác luân canh lúa - màu thực nghiệm:

   • Bốn mô hình thử nghiệm luân canh gồm: Đậu xanh – lúa – dưa hấu; Bắp nếp – lúa – bắp nếp; Lúa – dưa hấu – lúa; Khoai lang – lúa – bắp nếp đều sinh trưởng tốt trên các nhóm đất phèn nhiễm mặn của 03 xã.
   • Hiệu quả kinh tế: Cả 4 mô hình luân canh đều đạt năng suất và hiệu quả tài chính vượt trội so với mô hình đối chứng (chuyên canh lúa 2 vụ). Tỷ suất lợi nhuận biên (MBCR) của các mô hình luân canh dao động từ 1,6 đến 4,5 lần so với độc canh lúa.
   • Cải thiện dinh dưỡng đất: Chế độ luân canh cây màu kết hợp bón phân hữu cơ và vôi làm tăng đáng kể hàm lượng đạm hữu dụng (N-NH4+) trong đất: đạt 26,4 - 111,5 mg N/kg đất ở mô hình luân canh, cao hơn có ý nghĩa thống kê so với mô hình chuyên lúa (13,6 - 33,5 mg N/kg đất).
   • Hàm lượng lân hữu dụng ở các mô hình luân canh tại xã Lương Nghĩa và Hỏa Tiến đạt 14,8 - 24,5 mg P/kg, cao hơn mức 6,6 - 7,9 mg P/kg của mô hình đối chứng lúa - lúa; riêng tại xã Vĩnh Viễn A chưa ghi nhận sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về lân hữu dụng.
   • Ở vụ lúa kế tiếp sau vụ màu, năng suất lúa không bị suy giảm (mô hình lúa - dưa hấu đạt 5,10 tấn/ha so với đối chứng 4,80 tấn/ha, sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê), chứng minh cây trồng cạn cải thiện độ phì mà không làm phương hại đến mùa vụ lúa sau đó.

Chỉ tiêu theo dõi	Mô hình luân canh Lúa - Cây màu	Mô hình đối chứng Chuyên lúa (Lúa - Lúa)	Mức độ khác biệt thống kê
Đạm hữu dụng (N-NH4+)	26,4 – 111,5 mg N/kg	13,6 – 33,5 mg N/kg	Cao hơn, có ý nghĩa thống kê
Lân hữu dụng (Lương Nghĩa, Hỏa Tiến)	14,8 – 24,5 mg P/kg	6,6 – 7,9 mg P/kg	Cao hơn, có ý nghĩa thống kê
Lân hữu dụng (Vĩnh Viễn A)	Tương đương đối chứng	Tương đương luân canh	Không có khác biệt thống kê
Tỷ suất lợi nhuận biên (MBCR)	1,6 – 4,5 lần đối chứng	1,0 (Mức chuẩn đối chứng)	Vượt trội 1,6 đến 4,5 lần

4. Kết quả thí nghiệm rửa mặn kết hợp CaO và CaSO4:
   • Kết quả từ 5 nghiệm thức trên cột đất nguyên khối cho thấy: Việc kéo dài thời gian ngâm đất bằng nước ngọt từ 1 ngày (NT2) lên 2 ngày (NT3) không làm gia tăng hiệu quả rửa trôi muối mặn trong đất.
   • Bổ sung các hợp chất chứa Ca2+ mang lại hiệu quả rõ rệt: Nghiệm thức bón CaO (tương đương 2 tấn CaCO3/ha - NT4) và nghiệm thức bón 2 tấn CaSO4/ha (NT5) kết hợp ngâm rửa làm tăng lượng Ca2+ trao đổi, đẩy mạnh tốc độ phóng thích ion Na+ hòa tan vào dung dịch rửa, giảm độ dẫn điện (EC) và hạ thấp phần trăm Na+ trao đổi (ESP) trên phức hệ hấp thu của keo đất so với các nghiệm thức chỉ rửa mặn đơn thuần bằng nước.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học lý luận

• Cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng về động thái xâm nhập mặn trong môi trường nước mặt và đất sản xuất nông nghiệp tại vùng đất phèn trũng thấp tỉnh Hậu Giang. Xác định hiện tượng lệch pha giữa nồng độ mặn rất cao của nước kênh trong mùa khô (lên đến 16 mS/cm) với mức tích lũy muối thực tế trong đất (ESP < 14,4%, đất chưa bị sodic hóa), giải thích cơ sở khoa học cho việc đất nông nghiệp vẫn giữ được khả năng phục hồi sau các đợt xâm nhập mặn ngắn hạn.
• Vận dụng quy trình đánh giá đất đai của FAO (1976) để thiết lập bản đồ đơn vị đất đai và xác định 7 vùng thích nghi tự nhiên cho các kiểu sử dụng đất trong điều kiện chịu áp lực kép của độ phèn nông (tầng phèn 0 - 50 cm) và thời gian ngập mặn theo mùa (tối đa 3 tháng).
• Chứng minh cơ chế cải thiện độ phì đất thông qua luân canh cây màu trên đất phèn nhiễm mặn: Việc đưa cây trồng cạn vào vụ khô giúp tăng lượng đạm hữu dụng (26,4 - 111,5 mg N/kg) và lân hữu dụng (14,8 - 24,5 mg P/kg) trong đất thông qua tàn dư thực vật và chế độ bón phân, vôi.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

• Đề xuất và kiểm chứng thành công 4 mô hình luân canh cây trồng cạn vào mùa khô trên nền đất 2 vụ lúa: (1) Đậu xanh – lúa – dưa hấu, (2) Bắp nếp – lúa – bắp nếp, (3) Lúa – dưa hấu – lúa, và (4) Khoai lang – lúa – bắp nếp. Các mô hình này giúp người nông dân chủ động né tránh rủi ro thiếu nước tưới trong mùa khô, tận dụng tốt nguồn tài nguyên đất và đạt tỷ suất lợi nhuận biên cao gấp 1,6 đến 4,5 lần so với tập quán độc canh lúa 2 vụ.
• Xác định quy trình kỹ thuật cải tạo đất phèn nhiễm mặn: Bón vôi CaO (liều lượng tương đương 2 tấn CaCO3/ha) hoặc gypsum CaSO4 (liều lượng 2 tấn/ha) kết hợp ngâm nước ngọt trong thời gian 1 ngày trước khi tháo rửa bằng nguồn nước ngọt kênh rạch hoặc nước mưa đầu mùa. Biện pháp này giúp đẩy nhanh quá trình rửa mặn và giảm hiện tượng tích lũy natri trên keo đất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của nghiên cứu:
  • Biện pháp kỹ thuật rửa mặn kết hợp bón CaO và CaSO4 mới chỉ được thực hiện và đánh giá trong điều kiện phòng thí nghiệm trên các cột đất nguyên khối (intact soil cores), chưa được triển khai kiểm chứng trên diện rộng ngoài đồng ruộng thực tế dưới tác động của các yếu tố thủy văn và thời tiết tự nhiên.
  • Số liệu khảo sát thực địa tập trung trong phạm vi không gian của 03 xã (Lương Nghĩa, Vĩnh Viễn A thuộc huyện Long Mỹ và Hỏa Tiến thuộc thành phố Vị Thanh) trong chu kỳ quan trắc 2012 - 2013, phản ánh diễn biến hạn mặn của chu kỳ thời tiết giai đoạn này.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Cần triển khai các thí nghiệm đồng ruộng quy mô lớn để chuẩn hóa liều lượng và kỹ thuật bón CaO, CaSO4 phù hợp với từng điều kiện tiểu địa hình và chế độ thủy văn kênh mương nội đồng.
  • Tiếp tục quan trắc dài hạn biến động của các đặc tính vi sinh vật đất và sự tích lũy kim loại, độc chất phèn (Al3+, Fe2+) khi áp dụng luân canh màu nhiều năm liên tục trên đất phèn tiềm tàng và phèn hoạt động.

---

Giá trị tham khảo

• Đối với cơ quan quản lý và hoạch định chính sách:
  • Cung cấp luận cứ khoa học trực tiếp cho Ủy ban nhân dân tỉnh Hậu Giang, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hậu Giang, Phòng Nông nghiệp và PTNT huyện Long Mỹ, Phòng Kinh tế thị xã Long Mỹ và thành phố Vị Thanh trong việc điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất, triển khai các đề án chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ đất lúa kém hiệu quả sang hệ thống luân canh lúa - màu thích ứng biến đổi khí hậu.
  • Hỗ trợ Chi cục Thủy lợi trong việc xây dựng lịch vận hành công trình ngăn mặn và tích trữ nước ngọt hợp lý dựa trên diễn biến EC nước kênh theo từng thời kỳ triều cường mùa khô.
• Đối với người nông dân:
  • Hướng dẫn cụ thể về cơ cấu mùa vụ (trồng màu ngắn ngày trong các tháng mùa khô từ tháng 2 đến tháng 4) và kỹ thuật ngâm rửa mặn đất đầu mùa mưa kết hợp bón vôi để bảo vệ rễ lúa vụ sau.
• Đối với giới học thuật, nghiên cứu sinh và giảng viên:
  • Tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên ngành Khoa học đất, Nông học, Quản lý tài nguyên đất đai và Môi trường. Chương phương pháp nghiên cứu (đánh giá thích nghi đất đai theo FAO kết hợp thí nghiệm cột đất nguyên khối) là mô hình tham chiếu chuẩn mực cho các đề tài nghiên cứu về đất phèn, đất mặn tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nồng độ mặn trong nước kênh tại vùng nghiên cứu rất cao nhưng đất canh tác lại chưa bị sodic hóa?

Kết quả khảo sát thực tế trong hai năm 2012 và 2013 cho thấy nồng độ mặn nước kênh vào cuối mùa khô lên tới 12,0 - 16,0 mS/cm tại 3 xã nghiên cứu, nhưng phần trăm natri trao đổi (ESP) trong đất chỉ dao động từ 0,1 đến 14,4%. Đất chưa bị sodic hóa (ngưỡng sodic là ESP ≥ 15%) do hiện tượng xâm nhập mặn chỉ diễn ra tạm thời trong thời gian ngắn (tối đa 3 tháng mùa khô). Thêm vào đó, khi mùa mưa bắt đầu vào tháng 5, lượng mưa lớn đặc trưng của khu vực kết hợp với việc nông dân đóng cống ngăn mặn đã giúp rửa trôi phần lớn lượng muối hòa tan trên tầng mặt (0 - 20 cm), ngăn cản ion Na+ tích lũy sâu trên keo đất.

2. Bốn mô hình canh tác luân canh được luận án thử nghiệm cụ thể là những mô hình nào và hiệu quả kinh tế ra sao?

Bốn mô hình luân canh thực nghiệm trên nền đất 2 vụ lúa gồm có:

1. Đậu xanh – lúa – dưa hấu
2. Bắp nếp – lúa – bắp nếp
3. Lúa – dưa hấu – lúa
4. Khoai lang – lúa – bắp nếp

Cả 4 mô hình đều đạt tỷ suất lợi nhuận biên (MBCR) cao hơn từ 1,6 đến 4,5 lần so với mô hình đối chứng chuyên canh 2 vụ lúa (lúa – lúa).

3. Việc luân canh cây màu trên nền đất lúa có làm suy giảm năng suất của vụ lúa tiếp theo không?

Không. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng ở vụ lúa tiếp theo sau vụ trồng màu, năng suất lúa không bị suy giảm mà vẫn duy trì ổn định. Cụ thể, nghiệm thức luân canh lúa - màu đạt năng suất lúa 5,10 tấn/ha so với 4,80 tấn/ha ở mô hình chuyên lúa (sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê). Đồng thời, luân canh màu giúp tăng đáng kể hàm lượng đạm hữu dụng (đạt 26,4 - 111,5 mg N/kg) và lân hữu dụng (14,8 - 24,5 mg P/kg tại Lương Nghĩa và Hỏa Tiến) trong đất.

4. Kết quả thí nghiệm rửa mặn cho thấy thời gian ngâm đất bao lâu là tối ưu và việc bón CaO hay CaSO4 có vai trò gì?

Thí nghiệm trên cột đất nguyên khối chỉ ra rằng việc ngâm đất với nước ngọt trong 1 ngày (NT2) cho hiệu quả rửa mặn tương đương với việc ngâm kéo dài 2 ngày (NT3); do đó thời gian ngâm 1 ngày là tối ưu về mặt kỹ thuật và thời gian. Việc bón thêm CaO (tương đương 2 tấn CaCO3/ha) hoặc CaSO4 (2 tấn/ha) giúp cung cấp cation Ca2+ thay thế các ion Na+ trên keo đất, làm tăng lượng Na+ hòa tan đi vào dung dịch rửa, từ đó hạ thấp nhanh chóng chỉ số EC và ESP trong đất so với chỉ rửa bằng nước đơn thuần.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Lê Hồng Việt đã giải quyết một vấn đề thực tiễn cấp bách trong sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Hậu Giang trước thách thức của biến đổi khí hậu và xâm nhập mặn. Bằng cách tiếp cận khoa học kết hợp giữa điều tra thực địa, đánh giá thích nghi đất đai theo tiêu chuẩn FAO (1976), thử nghiệm mô hình luân canh tại đồng ruộng và thí nghiệm rửa mặn trong phòng thí nghiệm, công trình đã xác lập được luận cứ khoa học về hiện trạng đất chưa bị sodic hóa (ESP < 14,4%) dù nước kênh bị nhiễm mặn cao vào mùa khô. Việc đưa các cây trồng cạn ngắn ngày vào luân canh vụ khô (đậu xanh, dưa hấu, bắp nếp, khoai lang) cùng giải pháp rửa mặn kết hợp bón 2 tấn/ha CaO hoặc CaSO4 cung cấp cơ sở vững chắc cho các chính sách chuyển đổi cơ cấu cây trồng và sử dụng bền vững tài nguyên đất phèn nhiễm mặn tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I.1 Tính cấp thiết của đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức lớn đối với nhân loại, có tác động trực tiếp đến đời sống kinh tế, xã hội và môi trường toàn cầu. Việt Nam được đánh giá là một trong những quốc gia bị ảnh hưởng nghiêm trọng của BĐKH, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) được dự báo sẽ chịu tác động rất lớn do sự gia tăng nhiệt độ, lũ lụt, hạn hán và vấn đề nước biển dâng (IPCC, 2013; MRC, 2010; Nguyễn Văn Thắng và ctv, 2010). Theo kịch bản BĐKH, ĐBSCL sẽ chịu tác động bởi gia tăng lượng mưa trong mùa mưa và gia tăng nhiệt độ cũng như giảm lượng mưa vào mùa khô (Cline, 2007; Monre, 2012; Solomon S, et al. Theo đó, tài nguyên đất sẽ chịu tác động của BĐKH theo hai hướng chính là mất diện tích sử dụng do xâm nhập mặn và thay đổi chất lượng đất.

Trong những năm gần đây, tình trạng xâm nhập mặn đang diễn ra nghiêm trọng và kéo dài, diện tích đất bị xâm nhập mặn, khô hạn, phèn hóa ngày càng tăng cao. Trong những năm tiếp theo, dự báo khô hạn sẽ đến sớm hơn kết hợp với nguồn nước sông Cửu Long ngày càng cạn kiệt sẽ dẫn đến sự xâm nhập mặn trở nên nghiêm trọng hơn và có tác động xấu đến hoạt động sản xuất nông nghiệp của vùng. Xâm nhập mặn có tác động đến cơ cấu mùa vụ, hệ thống canh tác, ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, làm biến đổi các đặc tính hóa, lý, sinh học đất theo chiều hướng xấu đi. Ở ĐBSCL, xâm nhập mặn đã và đang ảnh hưởng đến năng suất, diện tích gieo trồng và thời gian xuống giống lúa.

Cụ thể, trong năm 2015 vào vụ Đông Xuân có 104.000 ha lúa bị ảnh hưởng nặng đến năng suất do xâm nhập mặn (chiếm 11% diện tích gieo trồng ở 8 tỉnh ven biển của ĐBSCL), vụ Xuân Hè có khoảng 90.000 ha lúa bị ảnh hưởng đến năng suất, trong đó thiệt hại nặng khoảng 50.000 ha (các tỉnh bị thiệt hại nặng bao gồm Kiên Giang 34.000 ha, Sóc Trăng 6.300 ha, Bạc Liêu 5.000 ha diện tích lúa vụ Hè Thu xuống giống trễ lịch mùa vụ so với kế hoạch (Cục Trồng trọt, 2015). Tương tự năm 2015, trong năm 2016 tổng diện tích trồng lúa bị thiệt hại trực tiếp do xâm nhập mặn lên tới gần 140. Các tỉnh có diện tích bị ảnh hưởng nhiều nhất do hạn hán và xâm nhập mặn là Cà Mau với gần 50.000 ha, tiếp đó là Kiên Giang với trên 34.000 ha, Bến Tre là trên 13.000 ha, Bạc Liêu, Trà Vinh là trên 11. Tương tự các tỉnh ven biển khác ở ĐBSCL, sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Hậu Giang đang chịu tác động bởi xâm nhập mặn.000 ha lúa Xuân Hè và Hè Thu bị ảnh hưởng trực tiếp bởi hạn hán và xâm nhập mặn, trong đó huyện Long 1 Mỹ là một trong những huyện có diện tích đất trồng trọt bị ảnh hưởng nhiều nhất (Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Hậu Giang, 2015).

Theo Chi cục Thủy lợi tỉnh Hậu Giang (2016), độ mặn cao nhất đo được vào tháng 04/2016 tại một số kênh thuộc xã Lương Nghĩa là 11‰, ở xã Vĩnh Viễn A là 7,2‰, đỉnh điểm năm 2015 độ mặn ở một số nơi tại huyện Long Mỹ và thành phố Vị Thanh lên đến 19‰. Đây là độ mặn đo được cao nhất so với nhiều năm trước đó. Các xã bị ảnh hưởng mặn nhiều nhất là Lương Tâm, Lương Nghĩa và Vĩnh Viễn A (huyện Long Mỹ) và Hỏa Tiến (thành phố Vị Thanh).