Tên đề tài: "Đánh giá sự thay đổi hình thái phẫu diện, tính chất hóa học đất và khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn Đồng bằng sông Cửu Long”.

Tác giả: Trần Văn Hùng, Khóa: 2015

Chuyên ngành: Khoa học đất; Mã số: 62620103. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thuỷ sản.

Người hướng dẫn chính: GS.TS. Ngô Ngọc Hưng - Trường Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Trần Văn Dũng - Trường Đại học Cần Thơ

1. Tóm tắt nội dung luận án

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá sự biến đổi về hình thái, tính chất của đất phèn sau 20 năm canh tác và xác định nhu cầu dưỡng chất NPK cho cây lúa trên đất phèn ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Các nội dung nghiên cứu bao gồm: (i) Xác định sự thay đổi hình thái phẫu diện và tính chất hóa học đất phèn ĐBSCL sau 20 năm canh tác; (ii) Xác định khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn điển hình ở ĐBSCL; (iii) Xác định hiệu quả sử dụng phân lân dạng DAP phối trộn Avail cho lúa trên đất phèn ĐBSCL.

Để xác định sự thay đổi hình thái và tính chất hóa học đất phèn, nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập số liệu thứ cấp về đất phèn năm 1992 (số liệu phục vụ cho hội thảo đất phèn thế giới tổ chức ở TP. Hồ Chí Minh năm 1992) tại phòng thí nghiệm lý hóa đất Bộ môn Khoa học đất, khoa Nông nghiệp Đại học Cần Thơ. Phương pháp khảo sát đất và thu mẫu đất theo hướng dẫn FAO-2006. Nghiên cứu sử dụng phương pháp quản lý dưỡng chất theo điểm chuyên biệt (Site Specific Nutrient Management-SSNM) được sử dụng trong đánh giá khả năng cung cấp dưỡng chất NPK cho cây lúa. Đồng thời, để nâng cao hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn do bị cố định bởi nhôm và sắt, chế phẩm Avail cũng được khảo nghiệm và đánh giá.

Kết quả khảo sát trên 05 phẫu diện đất phèn tại ĐBSCL sau 20 năm canh tác cho thấy có sự biến đổi về hình thái như: khảo sát đất năm 2015 cho thấy tầng đất canh tác đã phát triển hơn, có sự xuất hiện các đốm rỉ theo ống rễ. Đối với tầng tích tụ B có sự trực di hữu cơ dạng humic và trực di sét, màu sắc các đốm rỉ sẫm màu hơn, rõ nét nhất là đốm Jarosite đang chuyển màu (2.5Y 8/6 chuyển rõ sang 8/8), và có sự khuếch tán các đốm màu vàng đỏ (7.5YR 6/8) vào trong nền đốm Jarosite. Tuy nhiên, đối với đất phèn để đặt tên đất theo FAO-WRB chỉ dựa vào tầng chẩn đoán sunfuric và vật liệu chẩn đoán sunfidic là chính nên cả 05 phẫu diện đất không có thay đổi tên đất. Kết quả đặt tên đất lại đến cấp đơn vị có 02 nhóm đất: phèn hoạt động nặng (Epi-Orthi Thionic) và phèn hoạt động nhẹ (Endo-Orthi Thionic) không thay đổi tên đất sau thời gian 20 năm canh tác. Kết quả đánh giá đặc tính đất ở hai thời điểm cho thấy giá trị pH đất không biến động nhiều, tầng đất canh tác năm 2015 được đánh giá ở mức chua đến rất chua (pH_{H2O (1:2,5)} <5), các độc tố trong đất như acid tổng, nhôm trao đổi Al³⁺ và sắt tự do Fe₂O₃ ở tầng đất mặt đang ở mức trung bình đến cao. Canxi trao đổi trong tất cả các điểm khảo sát đất phèn đều tăng từ 4 đến 7 lần sau 20 năm canh tác. Đạm tổng số tầng đất canh tác được đánh giá mức trung bình (0,26-0,49 % N), hàm lượng lân dễ tiêu (2,28-18,4 mg P₂O₅/kg) và kali trao đổi (0,11-0,36 cmol /kg) luôn ở mức thấp. Kết quả thí nghiệm khả năng đất cung cấp dưỡng chất NPK cho lúa trên đất phèn điển hình ở ĐBSCL cho thấy khả năng cung cấp N cho lúa vụ HT là (54,6 %N so với hấp thu tổng), thấp hơn vụ ĐX (61,6 %N). Không bón N đã dẫn đến giảm năng suất lúa vụ HT trung bình khoảng 29% và vụ ĐX 36%. Với lượng bón 80 kg N trong vụ HT năng suất lúa đạt trung bình là (4,8 tấn/ha), và vụ ĐX với lượng bón 100 kg N năng suất lúa đạt được trung bình (8,0 tấn/ha). Mức độ đất cung cấp P₂O₅ và K₂O trung bình cho lúa HT khoảng (84% P₂O₅ và 83% K₂O), và vụ ĐX (83% P₂O₅; 85% K₂O). Kết quả đánh giá đáp ứng năng suất lúa đối với lân phối trộn với Avail (30P₂O₅+Avail) cho thấy chỉ duy nhất điểm thí nghiệm đất phèn Phụng Hiệp vụ HT có sự gia tăng về thành phần năng suất, năng suất lúa và hàm lượng P hấp thu cao hơn so với chỉ bón lân (30P₂O₅). Vài trường hợp cũng cho thấy sử dụng lân phối trộn với Avail (30P₂O₅+Avail) giảm được 50% lượng phân lân bón theo khuyến cáo.

2. Những kết quả mới của luận án

- Xác định được mức độ thay đổi về hình thái của đất phèn ĐBSCL sau thời gian hơn 20 năm sử dụng đất.

- Đánh giá được sự thay đổi về tính chất hóa học của 05 phẫu diện đất phèn điển hình tại ĐBSCL sau thời gian hơn 20 năm canh tác.

- Xác định được khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K từ đất và khả năng đáp ứng năng suất lúa bởi dưỡng chất N, P và K tại các điểm thí nghiệm đại diện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL.

- Đánh giá được hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn có sự phối trộn bởi hoạt chất Avail polymer.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học

- Kết quả nghiên công bố từ luận án đã cung cấp thông tin về sự thay đổi hình thái và đặc tính hóa học đất sau thời gian hơn 20 năm canh tác.

- Áp dụng biện pháp bón phân theo lô khuyết nhằm xác định khả năng cung cấp dưỡng chất N, P, K từ đất và khả năng đáp ứng năng suất lúa bởi các dưỡng chất N, P và K tại từng điểm thí nghiệm trên đất phèn.

- Kết quả thí nghiệm bón phân P dạng DAP phối trộn Avail xác định hiệu quả sử dụng phân lân trên đất phèn bằng hoạt chất Avail polymer.

- Đây là nguồn tài liệu quý phục vụ cho công tác nghiên cứu, học tập và giảng dạy.

Ý nghĩa thực tế

- Kết quả nghiên cứu đã xác định được sự thay đổi về mặt hình thái và đặc tính hóa học của 05 phẫu diện đất phèn, tuy nhiên phân loại đất dựa theo tầng chẩn đoán và đặc tính chẩn đoán của FAO – WRB tên đất không thay đổi sau 20 năm canh tác.

- Cho biết được khả năng cung cấp dưỡng chất N, P và K từ đất cho lúa vụ HT và ĐX tại 04 điểm thí nghiệm đại diện cho 04 vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL

- Cho thấy bón phân lân dạng DAP phối trộn hoạt chất Avail polymer chỉ đạt hiệu quả cho lúa ở 01 địa điểm thuộc loại đất phèn nặng.

Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Cần nghiên cứu ảnh hưởng bón phân lân phối trộn Avail Polymer với liều lượng khác nhau và thời gian dài hạn nhiều loại cây trên đất phèn.

Dựa vào kết quả nghiên cứu của luận án làm cơ sở để tiếp tục tính toán tìm ra công thức phân bón cho từng vùng sinh thái đất phèn ĐBSCL.

- Thesis title: Evaluating changes in soil profiles, soil chemical properties and ability to supply NPK nutrients for rice planted on acid sulfate soil in Mekong Delta.

- Major:                                  Soil Science                   

- Code:                                     62620103

- Full name of PhD student:    Tran Van Hung

- Course:                                           2015

- Scientific Supervisior 1:        Prof. Dr. Ngo Ngoc Hung

- Scientific Suppervisor 2:       Assoc. Prof. Dr. Tran Van Dung                                     

- Edicational institution:                   Can Tho University.

1. Summary of doctoral thesis

This research was aimed at investigating the morphological and physicochemical properties of acid sulfate soils (ASS) after 20 years of cultivation and NPK nutrient requirements for rice plants on acid sulfate soils in the Mekong Delta (MD). The research includes: (i) Assessing the changes in morphological profile, and chemical properties of ASS in the MD after 20 years of cultivation. (ii) Determination of NPK nutrient supply capacity of ASS for some locations in the MD. Determining the efficiency of using phosphorus in the form of DAP fertilizer blended with Avail for rice on ASS in the MD.

To determine the changes in morphological profile and chemical properties of ASS, existing data collected from the lab of the Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Can Tho University (Data for the Fourth International Symposium on Acid Sulfate Soils in Ho Chi Minh city 1992, 4^th – ISSASS). Soil survey and sampling method according to FAO-2006 guidelines. The Site-Specific Nutrient Management (SSNM) method was used to assess the availability of NPK nutrients in the soil to rice. Moreover, the study improves the efficiency of phosphate fertilizer that was fixed by aluminum and iron also conducting, Avail preparations are also tested and evaluated.

The results of a survey on 05 ASS sites in the MD after 20 years of cultivation showed that there were changes in morphology such as The cultivated soil layer surveyed in 2015 was more developed, with the appearance of mottles distributed along root holes. For the accumulative soil layer B, there was a direct humic organic leaching below, the color of the rust spots was darker, the most obvious was the changing color of Jarosite (2.5Y 8/6 clearly changed to 8/8), and there was diffused of reddish-yellow mottles (7.5YR 6/8) into the Jarosite speckled background. However, naming the ASS soil according to FAO-WRB was based only on the sulfuric diagnostic layer and the main sulfidic diagnostic materials, so all five soil profiles did not change the soil name. The results of renaming the soil to the unit level showed that there were 2 soil groups: shallow Actual acid sulfate soils (Epi-Orthi Thionic) and deep Actual acid sulfate soils (Endo-Orthi Thionic) that did not change the soil name after 20 years of cultivation. The results of the assessment of soil physicochemical properties at two-time points showed that the soil pH value did not change much, in the cultivated soil layer in 2015 it was assessed as acidic to very acidic (pH_H2O(1:2.5) <5). Toxic substances in the soil such as total acid, aluminum exchange Al^3+, and free iron Fe₂O₃ in the topsoil are at moderate to high levels. Calcium exchange in all ASS profiles increased from 4 to 7 times with cultivation time. Total N in the Ah soil layers was assessed as average (0.26-0.49% N), available phosphorus (2.28-18.4 mg P₂O₅/kg) and exchangeable potassium (0. 11-0.36 cmol/kg) were always low. Experimental results on the ability of soil to provide NPK nutrients for rice on typical ASS in the MD showed that the soil nitrogen provided about 54% N for total N uptake of rice in Summer-Autumn, and in Winter-Spring was 61% N. No application N led to a decrease rice yield average Summer-Autumn crop about 29% and Winter-Spring was 36%. The rice yield response with N fertilizer in Summer-Autumn was 4.8 tons/ha when applied 80 kg N per ha. Meanwhile, rice yield response with N fertilizer in Winter-Spring was 8 tons/ha after applying 100N fertilizer. The soil P and K supplied for rice in Summer-Autumn were (84% and 83%), respectively, and in Winter-Spring was (83% P₂O₅ and 85% K₂O). The results of rice yield response assessment after applying 30P₂O₅ combined with Avail among 04 soil types indicated that had an increase in yield and a higher amount of P uptake in Phung Hiep. Some study sites also revealed that using 30P₂O₅ combined with Avail reduced the amount of phosphate fertilizer used by 50%.

2. New contribution of the thesis

Determining the morphological change levels on acid sulfate soil in the Mekong Delta after more than 20 years for rice cultivation.

Evaluating the change in chemical properties on five typical acid sulfate soil profiles in the Mekong Delta after more than 20 years of cultivation.

Determining the ability to provide nutrients N, P, K from the soil and the ability of rice yield on nutrients N, P and K in the experimental sites on four ecological regions of acid sulfate soil in the Mekong Delta.

Evaluating the effectiveness of phosphate fertilizers on acid sulfate soil mixed with active ingredient Avail polymer.

3. Scientific and practical significance, future insights

Scientific significance

The results on the thesis have provided information about the change in morphology and soil chemistry after more than 20 years for cultivation

Applying fertilizer method according to vacant lot to determine the ability for supplying nutrients N, P, K from soil and ability of rice yield by nutrients N, P and K in each experimental site on acid sulfate soil.

Experimenting results for applying P fertilizer of DAP mixed with Avail to determine the efficiency of phosphate fertilizer on acid sulfate soil on the Avail polymer active ingredient.

This is a valuable resource for research, study and teaching.

Practical significance

The results have determined the change in morphology and chemical characteristics on five acid sulfate soil profiles after 20 years cultivation. However, soil classification based on diagnostic horizons and diagnostic properties of FAO-WRB soil name did not change.

The ability to supply nutrients N, P and K from the soil for summer-autumn and winter-spring rice crops at 04 experimental sites representing 04 ecological regions of acid sulphate soil in the Mekong Delta

The results of applying phosphate fertilizer on DAP mixed with Avail only effective for rice in 01 site of heavily active acid sulphate soil.

Future insights

- It is necessary to study the effect of DAP-Avail Polymer mixed fertilizer with different application levels in long-term duration in different plants in acid sulfate soil.

- The researchers and scientists can follow up on these research results continue to calculate and find a fertilizer formula for each different ecological region in the Mekong Delta.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)