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). Trước những thực trạng trên, việc tìm giải pháp, biện pháp kỹ thuật giúp quản lý đất, nước, dinh dưỡng và bố trí cây trồng cũng như mùa vụ hợp lý trên đất bị nhiễm mặn là cần thiết nhằm cải thiện các đặc tính bất lợi của đất và tăng hiệu quả sử dụng đất trong điều kiện bất lợi của xâm nhập mặn.
Ở ĐBSCL đã có nhiều nghiên cứu về thích ứng với sự xâm nhập mặn và cải thiện chất lượng đất đã mang lại hiệu quả. Theo nghiên cứu luân canh cây trồng cạn và kết hợp bón phân hữu cơ trên nền đất lúa bị nhiễm mặn tại tỉnh Bến Tre của Nguyễn Mỹ Hoa và ctv (2014), các mô hình luân canh gồm lúa – dưa hấu – lúa, lúa – bắp nếp – lúa và lúa – đậu bắp – lúa cho hiệu quả kinh tế cao hơn so với mô hình 3 vụ lúa. Tại tỉnh Hậu Giang, nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa (2010) về khảo sát tính chất môi trường đất, nước của mô hình nuôi tôm sú kết hợp lúa, màu trên vùng đất phèn nhiễm mặn trên địa bàn xã Vĩnh Viễn của huyện Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang thấp (<2,5‰) không thuận lợi cho phát triển mô hình tôm – lúa. Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa thực hiện đánh giá luân canh lúa và cây trồng cạn trong điều kiện độ mặn thấp để tăng hiệu quả sử dụng đất và giảm rủi ro do xâm nhập mặn cho canh tác lúa trên đất phèn bị xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang.
Kết quả nghiên cứu đánh giá hiệu quả của bón phân hữu cơ và vôi trong cải thiện đặc tính đất nhiễm mặn và sinh trưởng của lúa trong điều kiện nhà lưới của Lâm Văn Tân và ctv (2014) đã kết luận rằng bón phân hữu cơ và vôi giúp giảm nồng độ Na + trao đổi và giảm độ bão hoà Natri (exchangable sodium percentage - ESP) trong đất, đồng thời tăng đạm hữu dụng, lân dễ tiêu, kali trong đất và gia tăng năng suất lúa. Tuy nhiên, nghiên cứu này cũng chưa đánh giá tính hiệu quả của phân hữu cơ và vôi trên nhóm đất phèn nhiễm mặn. Sau nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa (2010), đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào liên quan đến tác động của BĐKH và xâm nhập mặn trên vùng đất phèn nhiễm mặn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang nhằm giúp cho địa phương có cơ sở hoạch định các chính sách phát triển nông nghiệp phù hợp, nhất là tác động của xâm nhập mặn ngày càng nghiêm trọng như hiện nay. Trong điều kiện tỉnh Hậu Giang, tỉnh cũng đã ban hành nhiều chính sách nhằm thay đổi cơ cấu cây trồng theo hướng khai 2 thác lợi thế vùng và thích ứng với biến đổi khí hậu, mục tiêu là giảm diện tích trồng lúa chuyển sang canh tác những loại cây trồng có giá trị kinh tế cao hơn phù hợp với điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng của vùng và thích ứng với BĐKH hiện tại và trong tương lai.
Vì vậy, đề tài: “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, tỉnh Hậu Giang)” được thực hiện sẽ góp phần giúp địa phương có thêm cơ sở vững chắc trong việc ban hành các chủ trương, chính sách, xây dựng kế hoạch cũng như ứng dụng thực tiễn từ đề tài cho những vấn đề liên quan đến chuyển đổi cơ cấu cây trồng, cải thiện chất lượng đất trên vùng bị xâm nhập mặn nhằm sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất, nước, mang lại hiệu quả kinh tế cao trong sản xuất nông nghiệp và thích ứng tốt hơn với xâm nhập mặn.2 Giả thuyết và câu hỏi nghiên cứu - Hiện trạng xâm nhiễm mặn trong đất sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Hậu Giang như thế nào? - 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? - 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? 1.1 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.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp và xâm nhập mặn vùng nghiên cứu. - 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. - 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. - 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.3 Lược đồ nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu Kết quả của đề tài sẽ giúp phân tích hiện trạng nhiễm mặn của đất trồng lúa, nhiễm mặn nước tưới tại tỉnh Hậu Giang, đề xuất các mô hình canh tác phù hợp và biện pháp cải tạo đất mặn hiệu quả.
Kết quả nghiên cứu về khả năng thích ứng và hiệu quả kinh tế của các mô hình canh tác thích hợp tại địa phương giúp tăng hiệu quả sử dụng đất, ổn định cuộc sống và cải thiện sinh kế của người dân, thích ứng với sự thay đổi khí hậu và xâm nhập mặn đang diễn ra trên địa bàn tỉnh.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đề tài được thực hiện trên nền đất trồng lúa bị nhiễm phèn chịu ảnh hưởng của xâm nhập mặn tại tỉnh Hậu Giang, tập trung tại 03 xã chịu ảnh hưởng nhiều nhất bởi xâm nhập mặn hàng năm là xã Hỏa Tiến thuộc thành phố Vị Thanh và xã Lương Nghĩa, xã Vĩnh Viễn A thuộc huyện Long Mỹ.6 Những đóng góp mới của nghiên cứu - Đánh giá được tích lũy mặn (tỷ lệ Na+ hấp phụ trên keo đất) trong đất canh tác lúa khu vực chịu tác động của xâm nhập mặn, làm cơ sở đề xuất các mô hình canh tác phù hợp cho vùng đất phèn nhiễm mặn trên địa bàn tỉnh Hậu Giang. - Phân vùng thích nghi đất đai cho khu vực nghiên cứu trong điều kiện đất phèn, chịu tác động của xâm nhập mặn. Dựa vào phân vùng thích nghi, xây dựng các mô hình luân canh cây trồng cạn vào mùa khô trên nền đất chuyên canh lúa bị nhiễm phèn và chịu tác động của xâm nhập mặn. - Đề xuất biện pháp bón vôi (CaCO3, hoặc CaSO4) với liều lượng 2 tấn/ha kết hợp với rửa mặn bằng nước ngọt trong kênh, mương hoặc nước mưa đầu mùa để cải tạo đất phèn bị nhiễm mặn.
Tuy nhiên, kết quả này dựa trên cơ sở nghiên cứu, đánh giá trong điều kiện phòng thí nghiệm, cần kiểm chứng hiệu quả của biện pháp này trên quy mô đồng ruộng. 5 CHƯƠNG II. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.