Luận án: Ảnh hưởng tưới tiết kiệm nước đến kẽm, lưu huỳnh dễ tiêu trong đất lúa ĐBSH

i LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Đinh Thị Lan Phương i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.

Nguyễn Thị Hằng Nga và GS. Trần Viết Ổn đã tận tình hướng dẫn để tác giả hoàn thành Luận án tiến sĩ này. Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Văn Huy Hải (trường Đại học Khoa học Tự nhiên) đã góp ý và định hướng để tác giả hoàn thành luận án.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn Hội đồng Khoa học, Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học, các đồng nghiệp trong và ngoài trường đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho luận án. Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Bộ môn Hóa cơ sở, Phòng Thí nghiệm Đất, Phòng Thí nghiệm Hóa Môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả thực hiện luận án. Luận án không thể hoàn thành nếu thiếu điểm tựa gia đình. Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến người thân đã ủng hộ, động viên, giúp đỡ, chia sẻ để tác giả hoàn thành luận án.

ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH.vi DANH MỤC BẢNG.viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu thí nghiệm.3 Bố trí thí nghiệm trong phòng.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm đồng ruộng.5 Phương pháp phân tích mẫu đất.6 Phương pháp xử lý thống kê để đánh giá kết quả thí nghiệm.7 Đánh giá năng suất lúa. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án.1 Ý nghĩa khoa học.2 Ý nghĩa thực tiễn. Đóng góp mới của luận án.6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.1 Khái quát về các nguyên tố dinh dưỡng kẽm và lưu huỳnh trong đất.1 Nguồn gốc và các dạng tồn tại của kẽm trong đất.2 Nguồn gốc và các dạng tồn tại của lưu huỳnh trong đất.2 Vai trò dinh dưỡng của kẽm và lưu huỳnh đối với lúa.1 Vai trò dinh dưỡng của kẽm đối với lúa.2 Vai trò dinh dưỡng của lưu huỳnh đối với lúa.3 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đất canh tác trên thế giới và ở Việt Nam.1 Thực trạng kẽm và lưu huỳnh trong đất canh tác trên thế giới.2 Hiện trạng kẽm và lưu huỳnh trong đất canh tác ở Việt Nam.4 Các nguyên nhân làm giảm kẽm dễ tiêu và sunphat trong đất.1 Các nguyên nhân làm giảm kẽm dễ tiêu trong đất.2 Nguyên nhân làm giảm S-SO42- trong đất.5 Chuyển hóa Zndt và S-SO42- trong đất ngập nước.1 Diễn biến thế oxi hóa khử Eh, pH trong đất ngập nước.2 Quan hệ Eh, pH với sự chuyển hóa của kẽm và lưu huỳnh trong đất ngập nước 25 1.6 Tổng quan về các phương pháp tưới tiết kiệm nước.7 Các nghiên cứu về kẽm và lưu huỳnh trong đất dưới tác động của chế độ tưới.1 Các nghiên cứu về kẽm và lưu huỳnh trong đất ngập thường xuyên.2 Các nghiên cứu về thay đổi môi trường đất liên quan đến tưới tiết kiệm nước 35 1.8 Luận giải cho vấn đề nghiên cứu của luận án.42 CHƯƠNG 2 MÔ TẢ KHU VỰC NGHIÊN CỨU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.1 Mô tả khu vực nghiên cứu.1 Vị trí địa lí.2 Đặc điểm địa hình.3 Đặc điểm khí hậu.5 Đặc điểm thổ nhưỡng.6 Hệ thống thủy lợi.7 Thời gian canh tác lúa tại khu vực nghiên cứu.2 Đối tượng nghiên cứu.1 Giống lúa thí nghiệm.2 Kỹ thuật bón phân.3 Mật độ gieo cấy.5 Tính chất đất nền của khu thí nghiệm.6 Thời gian thí nghiệm.7 Kỹ thuật tưới tiết kiệm nước được áp dụng trong luận án.3 Phương pháp bố trí và theo dõi thí nghiệm.1 Thí nghiệm trong phòng.2 Thí nghiệm đồng ruộng.4 Phương pháp xác định Eh, pH, Znts, Zndt, S-SO42 62 2.1 Xác định Eh, pH, pHKCl.2 Phân tích kẽm tổng số và kẽm dễ tiêu.3 Phân tích sunphat.

64 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.1 Các kết quả pH, kẽm tổng số, kẽm dễ tiêu, sunphat trong đất nền và một số kết quả phân tích khác.2 Đánh giá hàm lượng kẽm và sunphat trong đất nền khu vực nghiên cứu.3 Diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- qua công thức thí nghiệm trong phòng.1 Thế oxi hóa khử, diễn biến hàm lượng Zndt và S-SO42- của công thức ngập nước thường xuyên.2 Thế oxi hóa khử, động thái Zndt và S-SO42- của công thức cạn nước tự nhiên75 3.3 So sánh diễn biến Zndt và S-SO42- giữa hai công thức thí nghiệm trong phòng 80 3.4 Diễn biến hàm lượng Zndt và SO42- qua công thức thí nghiệm đồng ruộng.1 Diễn biến Eh, pH, kẽm dễ tiêu và lưu huỳnh trong công thức tưới ngập thường xuyên.2 Diễn biến Eh, pH, Zndt, S-SO42- trong công thức tưới tiết kiệm nước.3 So sánh lớp nước mặt ruộng, Eh, Zndt, S-SO42- và năng suất lúa của hai CT thí nghiệm đồng ruộng.5 Nhận xét chung.105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.108 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ.109 TÀI LIỆU THAM KHẢO.118 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Chu trình tuần hoàn lưu huỳnh trong đất.2 Triệu chứng thiếu dinh dưỡng kẽm của lúa.3 Các biểu hiện khác trên lá lúa thiếu kẽm.4 Vai trò của kẽm trong các công thức bón kẽm và không bón kẽm.5 Sự thiếu và thừa lưu huỳnh đối với lúa. Hiện tượng ngộ độc lưu huỳnh ở lúa.7 Các khu vực thiếu kẽm trên thế giới.8 Sơ đồ cân bằng hóa học giữa kẽm và các thành phần trong đất.9 Sơ đồ các nguyên nhân làm thiếu Zndt ở trong đất.10 Các quá trình biến đổi S-SO42- trong đất ngập nước.11 Các quá trình xảy ra ở vùng kị khí và háo khí trong đất ngập nước.1 Thực hiện thí nghiệm trong phòng.2 Ruộng tưới ngập vào một số giai đoạn sinh trưởng.3 Ruộng tưới TKN và để cạn nước cuối thời kỳ đẻ nhánh.4 Bờ bao ngăn ruộng ngập, ruộng cạn và ống đo mức nước mặt ruộng.5 Ảnh thực tế khu ruộng thí nghiệm.6 Mô tả khu ruộng thí nghiệm trên bản đồ.7 Sơ đồ hóa khu ruộng thí nghiệm.8 Phân tích Zndt bằng phương pháp điện hóa.1 Đồ thị diễn biến thế Eh TB của CT đất ngập nước liên tục.2 Đồ thị diễn biến hàm lượng Zndt trong CT ngập nước liên tục.3 Diễn biến [Zndt] TB trong CT ngập nước liên tục.4 Diễn biến pH, [Zndt] và Eh trong CT đất ngập nước liên tục.5 Diễn biến [S-SO42-] trong CT ngập nước liên tục.6 Mối quan hệ giữa Eh và [S-SO42-] trong CT ngập nước liên tục.7 Quan hệ giữa Eh và lớp nước mặt ruộng của CT đất cạn nước tự nhiên.8 Đồ thị diễn biến thế Eh TB của công thức đất cạn nước tự nhiên.9 Diễn biến hàm lượng Zndt CT cạn nước tự nhiên.10 Diễn biến Eh, pH và [SO42-] của CT cạn nước tự nhiên.11 Đồ thị so sánh hai CT thí nghiệm trong phòng.12 Đồ thị so sánh hàm lượng S-SO42- của hai CT thí nghiệm trong phòng.13 Diễn biến lớp nước mặt ruộng tưới ngập TB vào các thời điểm lấy mẫu.14 Đường quá trình lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập.15 Đo thế oxi hóa khử Eh, pH trực tiếp trên ruộng.16 Diễn biến Eh TB của CT tưới ngập trong 04 vụ canh tác.17 Quan hệ Eh và lớp nước mặt ruộng trong CT tưới ngập.18 Quan hệ giữa pH và lớp nước mặt ruộng của CT tưới ngập.19 Diễn biến hàm lượng Zndt của CT tưới ngập.20 Diễn biến hàm lượng S-SO42- trong đất lúa của CT tưới ngập.21 Diễn biến pH, Eh, [SO42-], [Zn2+] của CT tưới ngập.22 Quan hệ lớp nước mặt ruộng và thế oxi hóa khử của ruộng tưới TKN.23 Diễn biến hàm lượng kẽm dễ tiêu trong CT tưới TKN của 04 vụ thí nghiệm 97 Hình 3.24 Diễn biến hàm lượng S-SO42- trong CT tưới TKN.25 So sánh lớp nước mặt ruộng và thế Eh giữa CT tưới ngập và TKN.26 So sánh hàm lượng kẽm dễ tiêu TB của 2 công thức tưới.27 So sánh hàm lượng ion sunphat TB của 2 công thức tưới.28 Biểu đồ so sánh năng suất TB của 2 CT thí nghiệm.105 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng kẽm tổng số trong một số loại đất ở vùng nhiệt đới Châu Á.2 Hàm lượng kẽm tổng số trong một số loại đá cấu tạo nên vỏ trái đất.3 Tình trạng thiếu dinh dưỡng trung, vi lượng ở đất Việt Nam.1 Bảng phân bố lượng mưa năm 2015, 2016 tại Trạm khí tượng Hưng Yên.2 Tính chất lý, hóa học cơ bản của phẫu diện đất (độ sâu 0-27cm) phù sa trung tính ít chua vùng ĐBSH.3 Diện tích các nhóm đất nông nghiệp thuộc xã An Viên.4 Hệ thống kênh mương phục vụ sản xuất nông nghiệp xã An Viên.5 Đặc điểm nông lịch vụ chiêm xuân và vụ mùa.6 Công thức bón phân áp dụng cho ruộng thí nghiệm.7 Một số chỉ tiêu chất lượng nước tưới sông Cửu An.8 Tính chất lí hóa của khu đất thí nghiệm.9 Thời gian thí nghiệm cụ thể của từng vụ.10 Quy trình tưới tiết kiệm nước áp dụng trong nghiên cứu.11 Thời gian thực hiện TN trong phòng.12 Thời gian lấy mẫu đất phân tích thí nghiệm các năm 2015, 2016.13 Hàm lượng SO42- trong các phép thử test máy DR2700.14 Hàm lượng Zn2+ trong các phép thử test máy điện hóa.1 Các giá trị pH, pHKCl và một số kết quả phân tích khác của 05 mẫu đất nền.2 Hàm lượng kẽm tổng số, kẽm dễ tiêu và sunphat trong đất nền.3 Kết quả phân tích mẫu nước sử dụng cho thí nghiệm.4 Kết quả nồng độ Zndt của CT đất ngập nước liên tục (TN trong phòng).5 Kết quả nồng độ S-SO42- TB của CT ngập nước liên tục.6 Lớp nước mặt ruộng TB của CT cạn nước tự nhiên.7 Kết quả phân tích hàm lượng Zndt trong CT cạn nước tự nhiên.8 Kết quả phân tích [SO42-] trong CT cạn nước tự nhiên.9 Kiểm định thống kê T-test độc lập hàm lượng Zndt giữa CT1 và CT2.10 Kiểm định thống kê t-test độc lập [SO42-] giữa CT1 và CT2.11 Lớp nước mặt ruộng tưới ngập TB tại các thời điểm lấy mẫu.12 Các giá trị Eh và pH của ruộng tưới ngập vào các thời điểm lấy mẫu.13 Diễn biến hàm lượng Zndt (mg/100gđ) trong CT tưới ngập.14 Diễn biến hàm lượng S-SO42- (mg/100gđ) trong CT tưới ngập.15 Diễn biến lớp nước mặt ruộng tưới TKN trung bình (cm) vào các thời kì lấy mẫu.16 Diễn biến Eh và pH TB của CT tưới tiết kiệm nước.17 Kết quả hàm lượng Zndt của CT TKN (đơn vị: mg/100g).18 Kết quả hàm lượng S-SO42- của CT TKN (đơn vị: mg/100gđ).19 Kiểm định thống kê T-test độc lập cho [Zndt] giữa hai CT tưới.20 Kiểm định thống kê hàm lượng S-SO42- CT tưới ngập so với CT TKN.