Luận văn Nghiên cứu xác định mức độ phát thải ch4 trên đất phù sa sông Hồng trồng lúa

ổng lượng CH4 phát thải toàn vụ (g/m2) Tác giả Trung Quốc (Hangzhou) Wang et al. (1990) - Vụ sớm 0,69 80-140 55-97 - Vụ muộn 0,44 120-150 Trung Quốc (Tuzu) 1,39 120 167 Khalil et al. (1991) Ấn Độ 0,04-0,46 60 2-28 Parashar et al. (1991) Italia 0,19-0,68 130 12-77 Schütz et al. (1989a) Nhật Bản Yagi và Minaret (1990b, 1992) - Ryugasaki (Đất than bùn) 0,39 115 45 - Ryugasaki (đất gley) 0,07-0,37 110 8 - 43 Tây Ban Nha 0,10 120 12 Seller et al. (1984) Thái Lan Yagi et al. (1992) - Suphan Buri 0,47-0,77 97-109 51-75 - KhlongLuang 0,09 83 7 - Chai Nat 0,04 94 4 Mỹ - California 0,25 100 25 Cicerone et al. (1983) - Texas 0,05-0,36 84-85 5-31 Sass et al. (1990, 1991) - Louisiana 0,27-0,48 77 21-37 Lindau et al. (1991) Nguồn : K. Minami và H.-U. Neue [30] 29 Đo CH4 phát thải từ ruộng lúa nước đã được tiến hành ở nhiều nước như Ý, Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Philippin, .... và Chương trình nghiên cứu quốc tế về phát thải CH4 từ ruộng lúa nước đã được tiến hành giai đoạn 1993 – 1998 [20]. Một trong những kết quả nghiên cứu của Chương trình đã được báo cáo bởi Corton và cộng sự [18]. Các tác giả chỉ ra rằng trong điều kiện giống nhau về giống, mức đầu tư phân bón và quản lý nước mặt, CH4 phát thải từ ruộng lúa nước trong mùa ẩm cao hơn 1,5-4 lần trong mùa khô. Nghiên cứu của Akira và cộng sự [14] về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến động của CH4 phát thải từ ruộng lúa ở Nhật Bản đã cho thấy rằng nhiệt độ là nhân tố chính ảnh hưởng đến sự biến động CH4 phát thải qua suốt mùa và suốt năm. CH4 phát thải suốt mùa tương quan tuyến tính với tỷ lệ bón rơm rạ. Naser và cộng sự [31] cũng đã đánh giá ảnh hưởng của 5 mức bón rơm rạ lúa khác nhau (từ 0 đến 219 g chất khô m-2) đến phát thải CH4 từ ruộng lúa nước trong hệ thống luân canh lúa – bỏ hóa – lúa ở Hokkaido, Nhật Bản. Kết quả nghiên cứu cho thấy phát thải CH4 tăng cùng với sự tăng lượng rơm rạ bón. Một đỉnh phát thải CH4 xuất hiện cuối giai đoạn sinh trưởng sinh thực ở tất cả các ruộng được bón rơm rạ và giảm nhanh chóng khi ruộng lúa được tháo nước để thu hoạch. Tổng CH4 phát thải dao động từ 4,04 – 40,8 g CH4–C m-2 vụ-1. Bón rơm rạ làm tăng phát thải CH4 từ 2-10 lần so với không bón rơm rạ. Nghiên cứu ảnh hưởng của cách sử dụng rơm rạ lúa mì đến phát thải CH4 từ ruộng lúa, Jing Ma và cộng sự [29] đã chứng minh rằng biện pháp dùng rơm rạ lúa mì phủ trần lên trên ruộng lúa nước trước khi canh tác lúa làm giảm thiểu CH4 phát thải nhiều nhất và không làm giảm năng suất lúa khi so sánh với các biện pháp không sử dụng rơm rạ, vùi rơm rạ vào tầng đất mặt, vùi sâu, và đốt. Nghiên cứu của Inubushi K. và cộng sự [24] đã cho thấy rằng phát thải CH4 dao động khá lớn trong ngày, thường đạt giá trị cao nhất vào khoảng 13 – 15 giờ, thời điểm thường nóng nhất trong ngày. CH4 phát thải cũng biến động theo giai đoạn sinh trưởng của cây. Phát thải CH4 thường tăng lên dần sau khi cấy, đạt giá trị cao nhất xung quanh thời kỳ nở hoa và giảm dần đến khi chín. Tăng CO2 không khí trong ruộng lúa (sử dụng hệ thống FACE) đã làm tăng phát thải CH4 đáng kể (38- 30 53%). Các tác giả cho rằng điều này liên quan đến sự tăng lên các sản phẩm tiết ra từ rễ và số nhánh lúa khi nồng độ CO2 không khí tăng lên. Khả năng sinh trưởng phát triển của lúa hay đặc tính giống có thể ảnh hưởng đến CH4 phát thải. Trong một thí nghiệm của Denier V. D. G. và cộng sự [20] việc loại bỏ các hoa lúa để giảm sức chứa các bon của cây đã làm tăng CH4 phát thải. Sự tăng lên này có thể do các bon được cố định trên mặt đất bởi quang hợp đi vào trong đất qua rễ nhiều hơn. Điều này phần nào lý giải cho kết quả nghiên cứu của Corton (2000). Phát thải CH4 trong mùa ẩm ướt cao hơn trong mùa khô quan sát thấy trong nghiên cứu của Corton (2000) có thể do điều kiện ngoại cảnh mùa ẩm đã không thích hợp cho hình thành hoa dẫn đến các bon tích lũy về rễ nhiều hơn và phát thải CH4 từ đất tăng. Kết quả nghiên cứu gợi ý rằng việc tối ưu hóa năng suất hạt cũng có thể là một cách giảm thiểu CH4 phát thải. Như vậy việc sử dụng giống lúa với tỷ lệ sinh khối rễ /thân hay hệ số thu hoạch cao cũng có thể giảm bớt phát thải CH4. Giả thiết này nên được kiểm tra. Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật làm đất và gieo trồng góp phần giảm thiểu phát thải KNK từ ruộng lúa đã được tiến hành ở một số nước trên thế giới. Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp làm đất và gieo hạt đến phát thải KNK từ canh tác lúa ở Okayama, Nhật Bản từ 1998 đến 2002, Ishibashi E. và cộng sự [26] đã kết luận rằng: (1) Ruộng lúa không làm đất kết hợp gieo thẳng (ND) dẫn đến phát thải CH4 thấp hơn nhiều ở ruộng lúa làm đất kết hợp với cấy (TT); (2) Ở ND, bón phân đạm gây ra phát thải N2O là 2,5% trong khi ở TT là 0,48%; (3) Tổng CH4 và N2O phát thải (quy đổi về đơn vị tương đương CO2) không khác nhau giữa 2 ruộng lúa trên; (4) Ở ND, dòng CO2 từ đất vào không khí trong thời gian bỏ hóa hoặc khi ruộng không ngập nước cao hơn ở TT; (5) Chất hữu cơ ở tầng đất mặt tăng dần ở ND qua các năm; Tốc độ cố định các bon vào tầng đất mặt là 86,2 g C m-2 năm-1, bằng 30% tổng lượng CH4 và N2O phát thải (quy đổi về đơn vị tương đương CO2); (6) Ở ND, tổng KNK (CH4, N2O và CO2) phát thải là 811 g CO2 m-2 năm-1 năm 1998 và 648 g CO2 m-2 năm-1năm 1999, thấp hơn 20% so với ở TT; (7) Ở ruộng canh tác 8 năm liền không làm đất kết hợp gieo thẳng sau đó chuyển sang làm đất kết hợp vùi các 31 vật chất hữu cơ tầng mặt vào tầng canh tác cũng không thấy có sự tăng CH4 và N2O phát thải trong 2 năm đầu. Các tác giả đã kết luận rằng áp dụng biện pháp canh tác không làm đất cùng với gieo thẳng liên tiếp mội thời gian sau đó chuyển sang canh tác làm đất và cấy hoặc gieo thẳng trong vài năm như là một giải pháp cho việc giảm thiểu phát thải KNK từ canh tác lúa. Bón phân đạm và quản lý phế phụ phẩm có thể ảnh hưởng đến phát thải KNK từ ruộng lúa. Ba mức bón đạm (0, 200 và 270 kg N/ha) và hai mức bón rơm rạ lúa mì (0 và 3750 kg/ha) được Ma J. và cộng sự [29] sử dụng trong nghiên cứu ảnh hưởng của việc bón phân đạm và rơm rạ lúa mì đến phát thải CH4 và N2O ở Trung Quốc từ 2003 đến 2005. Nghiên cứu đã chỉ ra bón phân đạm ở mức 200 kg/ha đã làm giảm phát thải CH4 so với đối chứng không bón, nhưng mức độ ảnh hưởng đó giảm đi khi lượng phân đạm tăng lên 270 kg/ha và sự giảm đi này trở nên rõ nét hơn khi phân đạm được bón cùng với vùi rơm rạ lúa mì. Các tác giả đã kết luận rằng GWP gây ra bởi CH4 và N2O phát thải từ ruộng lúa bị ảnh hưởng bởi lượng phân đạm bón, nó tăng lên đáng kể bởi việc vùi rơm rạ lúa mì. Trong nghiên cứu này, GWP thấp nhất khi chỉ bón phân đạm ở mức 200 kg/ha. Chế độ nước trong ruộng lúa chi phối nhiều nhất đến phát thải KNK do bởi nó ảnh hưởng đến tiềm năng oxi hóa khử cũng như sự phân giải các vật chất hữu cơ trong đất. Quản lý nước mặt ruộng theo kiểu ”khô – ẩm luân phiên” (alternate wetting and drying – AWD) hiện nay đang được áp dụng phổ biến ở Trung Quốc và Philippin. Mô hình canh tác này vừa cho phép tiết kiệm nước, đảm bảo năng suất lúa đồng thời giảm CH4 phát thải từ ruộng lúa tới 12%. Tuy nhiên khi tháo nước vào thời điểm giữa vụ sẽ làm tăng phát thải N2O. Nhóm nghiên cứu Wang Z.Y. và cộng sự [39] đã tiến hành thí nghiệm đo đạc sự phát thải CH4 tại Bắc Kinh (Trung Quốc) từ năm 1995 – 1998: ruộng cấy 1 vụ lúa (từ tháng 5 đến tháng 10), sau đó bỏ hoang. Đặc điểm đất thí nghiệm là đất thịt nặng, pH=7,0, hàm lượng hữu cơ 0,99%. Trung bình tỷ lệ phát thải CH4 dao động từ 11-364 mg/m2/ngày tùy thuộc vào mùa vụ, chế độ nước, và chế độ bón phân. Thoát nước giữa vụ, bón phân hữu cơ và / hoặc bón phân khoáng đã cho lượng CH4 32 phát thải vào năm 1995 và 1997 tương ứng là 279 và 139 mg/m2/ngày. CH4 phát thải mạnh trong giai đoạn đẻ nhánh, chiếm 85% tổng phát thải hàng năm. Rút cạn nước giữa vụ có tác dụng giảm 23% lượng CH4 phát thải so với tưới ngập thường xuyên. Với phân lợn, lượng CH4 phát thải cả vụ cao hơn 15-35 lần so với bón phân (NH4)2SO4. T.M. Corton và cộng sự [18] tiến hành thí nghiệm đánh giá về sự phát thải CH4 tại Luzon (Philippines) từ năm 1994-1998 trên ruộng cấy 2 vụ lúa trong mùa mưa và mùa khô. Đất thí nghiệm là đất sét nhẹ, độ pH=6,88, hàm lượng hữu cơ 1,32%. CH4 phát thải được đo bằng hệ thống tự động. Trên ruộng tưới ngập thường xuyên và bón phân urê, lượng CH4 phát thải trong mùa khô là 79-184 mg/m2/ngày và trong mùa mưa là 269-503 mg/m2/ngày. Sử dụng phân (NH4)2SO4 thay phân urê làm giảm 25 – 36% lượng CH4 phát thải. Bón phân urê kết hợp với phân photpho thạch cao làm giảm CH4 phát thải tới 72%. Thoát nước giữa vụ làm giảm CH4 phát thải tới 43%, điều này có thể giải thích là do sự xâm nhập của oxi vào trong đất. Gieo thẳng thay vì cấy làm giảm 16-54% lượng CH4 phát thải. Bón bổ sung rơm ủ làm tăng 23 – 30% lượng CH4 phát thải, trong khi bón rơm tươi làm tăng phát thải tới 162-250%. Bón phân gà kết hợp với urê không làm tăng lượng phát thải CH4. Lý do là rơm tươi có tỷ lệ C/N lớn (25-45), trong khi rơm ủ có C/N từ 6-10 và phân gà có tỷ lệ C/N là từ 5-8. Từ đó các tác giả đã đưa ra kết luận: có thể giảm lượng CH4 phát thải một cách tốt nhất bằng thực hiện kết hợp các yếu tố: (1) thoát nước giữa vụ thay vì tưới ngập liên tục, (2) sử dụng phân bón có chứa sunphat như amoni sunphat và photpho thạch cao kết hợp với urê, (3) gieo thẳng, (4) sử dụng phân hữu cơ có tỷ lệ C/N thấp như phân gà hoặc rơm ủ. Các tác giả Setyanto P., Makarim A.K., Fagi A.M., Wassman R. & Buendia L.V. [37] đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải CH4 từ hai hệ thống canh tác là tưới bằng nước mưa và tưới chủ động. Thí nghiệm được tiến hành tại Jakenan (Indonesia) từ năm 1993 - 1998, trên ruộng cấy 2 vụ lúa: từ tháng 1 đến tháng 6 và từ tháng 10 đến tháng 2 năm sau, thí nghiệm trên đất thịt nhẹ, độ pH = 4,7 hàm lượng hữu cơ 0,48%. Sử dụng kỹ thuật buồng đóng tự động để xác định lượng CH4 33 phát thải trong hai hình thức là tưới nhờ nước mưa và tưới có chủ động. Phát thải CH4 thấp vào đầu mùa mưa và cuối mùa khô ở ruộng thí nghiệm tưới hoàn toàn bằng nước mưa. Tưới ngập liên tục có tỷ lệ phát thải cao hơn so với tưới bằng nước mưa ở cả hai vụ. Tưới bằng nước mưa có tỷ lệ phát thải trung bình là từ 19– 123 mg/m2/ngày và tưới ngập thường xuyên là từ 71 – 217 mg/m2/ngày. Bón phân gia súc và bón bằng rơm rạ làm lượng CH4 phát thải cao hơn so với bón bằng phân khoáng tương ứng là 72 và 37%. Một thí nghiệm đo đạc sự phát thải CH4 được thực hiện tại Viện nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ ở New Delhi do M.C. Jain và cộng sự [27] tiến hành trên ruộng cấy 1 vụ lúa từ năm 1994 - 1997. Đất thí nghiệm có đặc điểm: đất thịt nhẹ, độ pH = 8,2, hàm lượng hữu cơ 0,41%. Trong suốt 4 vụ, tổng lượng CH4 phát thải trên ruộng úng ngập thường xuyên luôn cao hơn khoảng 22% so với trên ruộng được tưới liên tục. Trong trường hợp cấy giống lúa Pusa 169, CH4 phát thải tăng 28% so với giống IR72. Nghiên cứu tác động của phân chuồng đối với giống IR72 và giống Pusa 169 cho kết quả: bón phân chuồng kết hợp với bón urê làm tăng lượng CH4 phát thải từ 12 – 20% so với việc chỉ bón urê. Tại Trung tâm nghiên cứu lúa gạo Prachinburi (Thái lan), các tác giả N. Chareonsilp, C. Buddhaboon, P. Promnart, R. Wassmann và R.S. Lantin [16] đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải CH4 từ những cánh đồng lúa bị ngập sâu trong nước từ năm 1994 – 1998. Thí nghiệm trên đất 1 vụ lúa (từ tháng 5 đến tháng 12). Từ tháng 7 đến tháng 10, nước lũ ngập sâu từ 1 - 2 m. Đất thí nghiệm là đất sét, độ pH = 3,9, hàm lượng hữu cơ 1,54 %. Lượng CH4 phát thải trung bình 4 năm của những ruộng ngập sâu và bón tro rơm là 46mg/m2/ngày và tổng lượng phát thải là 98 kg/ha/năm. Đối với ruộng được tưới và bón tro rơm, lượng phát thải trung bình là 79 mg/m2/ngày và tổng lượng phát thải là 74 kg/ha/năm. Mê tan phát thải lớn nhất trên ruộng nước sâu khi kết hợp với bón rơm rạ, phân trộn rơm, không làm đất với phủ rơm rạ, lượng phát thải là ít nhất khi kết hợp bón tro rơm. 1.2.2. Các nghiên cứu trong nước 34 Cho đến nay các nghiên cứu liên quan đến phát thải KNK trong nông nghiệp và các giải pháp giảm thiểu phát thải KNK ở Việt Nam còn rất hạn chế. Trong Dự án “Thông báo Quốc gia về biến đổi khí hậu”, Viện Khí tượng Thủy văn (KTTV) xác định tổng lượng phát thải KNK năm 2004 của Việt Nam là 103,8 Tg CO2 [12]. Bảng 1.7. Kết quả kiểm kê khí nhà kính khu vực nông nghiệp năm 2000 của Việt Nam Đơn vị: nghìn tấn Tiểu lĩnh vực CH4 N2O CO NOx CO2 tương đương Tỷ lệ (%) Lên men tiêu hóa 368,12 7.730,52 11,9 Quản lý phân bón 164,16 3.447,36 5,3 Trồng lúa 1.782,37 37.429,77 57,5 Đất nông nghiệp 45,87 14.219,70 21,8 Đốt savana 9,97 1,23 261,71 4,46 590,67 0,9 Đốt các phụ phẩm nông nghiệp 59,13 1,39 1.214,68 50,28 1.672,63 2,6 Tổng 2.383,75 48,49 1.476,39 54,74 65.090,65 100 Nguồn: Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010) Các nhà nghiên cứu Viện KTTV [12] đã theo dõi phát thải CH4 từ các ruộng lúa cấy các giống khác nhau trên đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội. Các tác giả đã chỉ ra phát thải CH4 từ ruộng lúa thường lớn nhất vào giai đoạn 70 ngày sau khi cấy ở vụ Đông - Xuân và 20-40 ngày sau khi cấy vào vụ Mùa. Trị số phát thải cao nhất là 42,5, 67,3 và 70,0 mg m-2 giờ-1 tương ứng với các giống P6, CR203 và Kim B. Nguyễn Mộng Cường và cộng sự [19] cũng đã theo dõi CH4 phát thải ở các ruộng lúa được quản lý nước theo các phương pháp khác nhau (ngập thường xuyên và rút nước định kỳ) trên đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội và đất phù sa sông Cửu Long ở Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh với giống sử dụng là CR203 và bón phân theo tập quán của nông dân trong các vùng nghiên cứu. Các tác giả cho 35 biết CH4 phát thải nhiều nhất giai đoạn đẻ rộ đến làm đòng; tưới theo phương pháp rút nước định kỳ làm giảm CH4 phát thải 10% (469,6 kg/ha/vụ so với 515,3 kg/ha/vụ) trên đất phù sa sông Hồng và giảm 13% (184,4 kg/ha/vụ so với 217,2 kg/ha/vụ) trên đất phù sa sông Cửu Long khi so sánh với lúa ngập nước thường xuyên. Tưới theo phương pháp rút nước định kỳ không làm giảm năng suất lúa. Biện pháp tưới rút nước giữa (giai đoạn sau đẻ rộ) và cuối vụ (giai đoạn vào chắc) nhằm tăng năng suất lúa đồng thời giảm phát thải CH4 cũng đã được Nguyễn Mộng Cường trình diễn diện rộng và chuyển giao vào sản xuất lúa tại Điện Bàn, Quảng Nam. Mô hình trình diễn cho thấy so với tưới ngập thường xuyên thì biện pháp tưới rút nước giữa và cuối vụ đã làm giảm phát thải CH4 khoảng 10% (11% ở vụ lúa Hè Thu: 351,1 so với 391,7 kg CH4 /ha; 9% ở vụ lúa Xuân: 255,4 so với 280,1 kg CH4/ha) đồng thời làm tăng năng suất lúa 3 tạ/ha ở vụ Hè Thu và 3,3 tạ/ha ở vụ Xuân. Các tác giả cũng đã khuyến cáo nên áp dụng kỹ thuật tưới tiêu nước trên vào sản xuất lúa. Tương tự như nghiên cứu trên, nghiên cứu của Nguyễn Văn Tỉnh và cộng sự[9] về ảnh hưởng của các biện pháp tưới đến phát thải CH4 từ canh tác lúa trên đất phù sa sông Hồng ở Hoài Đức, Hà Nội cho thấy tưới nông lộ phơi làm giảm CH4 phát thải 11% trong vụ Xuân và 15% trong vụ mùa khi so với tưới ngập thường xuyên. Các tác giả đã kiến nghị áp dụng công thức tưới nông lộ phơi cho lúa trên đất phù sa sông Hồng để làm giảm phát thải CH4. 1.3. Canh tác lúa nước trên đất phù sa sông Hồng 1.3.1. Đặc điểm khí hậu, thủy văn vùng đồng bằng sông Hồng - Đặc điểm khí hậu Đồng bằng sông Hồng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa hè nóng ẩm và mùa đông lạnh - khô, làm cho cơ cấu cây trồng đa dạng. Nhiệt độ trung bình năm khoảng 230C, tối cao trung bình khoảng trên 260C và tối thấp trung bình trên 200C. Trong đó mùa đông lạnh nhiệt độ bình quân dưới 200C là 116 ngày (thường vào cuối tháng XI đến giữa tháng 3 năm sau), có 3 tháng mùa đông lạnh (tháng XII, I, II). Lượng mưa bình quân năm 1.700 - 1.800 mm nhưng phân bố không đều trong 36 các tháng. Có 5 tháng từ tháng V đến tháng IX lượng mưa trung bình tháng trên 200mm và tổng 5 tháng chiếm khoảng 80 - 85% lượng mưa cả năm, tháng 10 lượng mưa trên 100 mm, 6 tháng có lượng mưa dưới 100 mm là những tháng thiếu nước, nhưng do có mưa phùn vào các tháng mùa đông lạnh nên lượng mưa tháng thấp nhất cũng đạt 32 mm (thường tháng XII và tháng I có lượng mưa thấp nhất). Độ ẩm trung bình các tháng trong năm chênh lệch không lớn, tháng có độ ẩm cao nhất và tháng có độ ẩm thấp nhất chênh nhau 12%. Độ ẩm trung bình tối đa là 92%, độ ẩm trung bình tối thiểu là 80%. Độ ẩm trung bình tháng dưới 85% chỉ chiếm 35% [6]. Tính chất thất thường của thời tiết gây ra nhiều bất lợi đối với sản xuất nông nghiệp của nông dân đồng bằng Sông Hồng như: hạn hán, bão, lũ lụt, mưa đá, sương muối, rét hại kéo dài vào mùa đông Hạn hán: hạn hán xảy ra chủ yếu trong vụ đông xuân khi mực nước các sông xuống thấp. Theo tài liệu về sản xuất nông nghiệp thì vùng hạ du sông Hồng từ năm 1980 đến 1993 có các đợt hạn đáng kể như: hạn vụ đông xuân các năm 1986, 1987, 1988, 1991, 1992; hạn vụ mùa trong các năm 1987, 1990. Các năm kể trên diện tích bị hạn mỗi vụ sản xuất từ 30.000 - 140.000 ha và diện tích mất trắng từ 1000 – 2000 ha. Năm 2004, hạn hán được đánh giá là khốc liệt nhất trong vòng 40 trở về trước, mặc dù đã triển khai nhiều biện pháp khắc phục nhưng diện tích bị hạn vẫn lên tới 233.400 ha [6]. Rét hại vào mùa đông lạnh : theo thống kê từ năm 1961 đến nay ở Đồng bằng sông Hồng có trên 65 đợt rét hại nhiệt độ dưới 130C kéo dài trên 3 ngày liên tục, những đợt dài nhất kéo dài tới 10 ngày (bình quân 1 năm có 2 đợt rét hại). Phân bố các đợt rét hại từ tuần đầu tháng XII đến tuần đầu tháng 3, trong đó tháng I chiếm 43%, tháng II chiếm 36,5%, hai tuần cuối tháng XII chiếm 17,5%. Ở Việt nam giá rét thường kèm theo sương muối. Những đợt rét hại này làm chết mạ và lúa mới cấy. Đây là yếu tố hạn chế thường gặp hàng năm của thời tiết đối với sản xuất nông nghiệp. Bão và mưa lớn: Bão đổ bộ vào Bắc Bộ trong thời gian từ tháng VII đến tháng X tập trung chủ yếu trong tháng VIII. Bão đổ bộ không những gây tác hại do 37 gió lớn làm thiệt hại mùa màng và tài sản nói chung mà còn kèm theo mưa lớn gây ngập lụt. Tính chung có 72% số năm có bão gây ra lụt, 33% số năm có lụt to gây thiệt hại cho sản xuất vụ mùa. - Đặc điểm thủy văn Vùng có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào, có giá trị lớn về kinh tế là hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình. Tổng lượng nước mặt bình quân hàng năm của sông Hồng là 135 tỷ m3, trong đó lượng nước từ ngoài lãnh thổ đổ vào là 52,46 tỷ m 3 chiếm 38,9% lượng nước toàn lưu vực và lưu lượng nước bình quân hàng nǎm rất lớn, tới 4.280 m3/s (tại cửa sông). Sông Hồng có lượng nước phong phú đã góp phần bồi đắp, tạo nên đồng bằng Sông Hồng phù sa màu mỡ. Vào mùa cạn dòng chảy nhỏ, ít phù sa và mùa lũ dòng chảy lớn, phù sa nhiều. Lũ ở hạ lưu sông Hồng thường xuất hiện trong 5 tháng từ tháng VI đến tháng X. Với lượng dòng chảy mùa lũ chiếm khoảng 80% tổng lượng dòng chảy năm. Ba tháng có lượng dòng chảy lớn nhất là tháng VII – IX với tổng lượng dòng chảy chiếm trên dưới 50% tổng lượng dòng chảy năm. Mùa kiệt trên lưu vực sông Hồng từ cuối tháng XI tới tháng V, tháng XI là tháng chuyển tiếp mùa lũ sang kiệt. Dòng chảy bắt đầu giảm từ tháng X và giảm nhanh vào tháng XII đến tháng IV, đạt nhỏ nhất vào tháng II, III trên dòng chính và các sông nhánh lớn. Lượng dòng chảy mùa kiệt chỉ chiếm 20% tổng lượng dòng chảy năm. Trên sông Hồng ba tháng kiệt nhất là tháng I, II và III có tổng lượng dòng chảy chiếm trên dưới 10% tổng lượng dòng chảy năm [6]. Thủy lợi là vấn đề đóng vai trò quan trọng đối với nông dân vùng đồng bằng sông Hồng. Gần như toàn bộ đời sống của cư dân đều phụ thuộc vào cách giải quyết tốt vấn đề thủy lợi. Trong những năm gần đây, do hệ thống thủy lợi được chú trọng đầu tư, cải thiện nên việc tiêu thoát, cung cấp nước trong nông nghiệp đã chủ động hơn. Nhờ vậy mà phần lớn đất trồng lúa của đồng bằng có khả năng canh thác 2 – 3 vụ trong năm. 1.3.2. Đặc điểm, tính chất đất phù sa sông Hồng Ở Việt Nam, diện tích đất phù sa có gần 3,5 triệu ha, chiếm 10,3 % diện tích 38 tự nhiên cả nước, tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, ngoài ra đất phù sa đều có hầu hết ở các địa phương trong cả nước. Đất phù sa hệ thống sông Hồng có diện tích khoảng 600 nghìn ha, tập trung chủ yếu ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ như: Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Hưng Yên, Hà Nam, Nam Định, Thái Bình .... [13]. Hệ thống sông Hồng có nhiều đặc điểm ảnh hưởng lớn đến sự hình thành và tính chất đất: hàm lượng phù sa trong nước lớn, chất lượng phù sa tốt. Nước sông Hồng có độ đục bình quân là 1,01g/m3, ứng với lượng phù sa là 120 triệu tấn/ năm, chất lượng đất phù sa hệ thống sông Hồng thay đổi theo mùa. Do thủy chế thất thường, năm lũ lớn, năm lũ nhỏ nên đất phù sa sông Hồng thường có biến động lớn về thành phần cơ giới theo chiều sâu mặt phẫu diện và theo bề mặt đồng bằng. Nhiều vùng ta gặp xen kẽ giữa các tầng đất thịt, đất cát, đất sét phức tạp. Trong phạm vi hẹp theo chiều ngang chừng một vài km, đất gần sông thì cao và có thành phần cơ giới là cát pha, đất xa sông thì có thành phần cơ giới là đất thịt hoặc sét. Tùy theo vị trí nằm trong hoặc ngoài đê do có sự bồi đắp hay không được bồi đắp phù sa hàng năm và tuỳ theo mức độ tác động của quá trình glây, đất phù sa sông Hồng có thể chia thành các loại như sau: - Đất phù sa được bồi hàng năm - Đất phù sa không được bồi, không bị glây hoá (hoặc glây yếu không đáng kể). - Đất phù sa không được bồi, glây trung bình hoặc glây mạnh Bảng 1.8. Tính chất đất phù sa hệ thống sông Hồng không được bồi, không glây (phẫu diện lấy tại Đội 5, thôn Dương Tảo, xã Vân Tảo, huyện Thường Tín, Hà Tây (nay là Hà Nội)) Thông số Đơn vị Độ sâu tầng đất (cm) 0-27 27-56 56-76 76-97 112-131 131-197 Dung trọng g/cm 3 1,40 1,32 1,39 1,50 1,30 1,46 Tỷ g/cm3 2,61 2,70 2,60 2,56 2,59 2,73 39 trọng pHKCl 7,1 6,7 7,1 6,9 7,1 6,9 pHH2O 8,1 8,4 8,7 8,7 8.8 8,7 OC % 1,68 1,31 1,18 0,98 1,02 0,41 N % 0,14 0,11 0,10 0,08 0,09 0,06 P2O5 % 0,12 0,11 0,09 0,09 0,11 0,08 K2O % 1,69 1,58 1,29 1,38 1,24 1,54 P2O5 dt mg/100g 4,70 3,30 3,15 3,20 2,70 2,30 CEC cmol(+)/kg 10,24 11,48 10,57 10,82 9,49 11,37 Ca2+ cmol(+)/kg 6,60 8,55 6,65 6,47 5,13 7,57 Mg2+ cmol(+)/kg 0,43 0,43 0,41 0,46 0,48 0,51 K+ cmol(+)/kg 0,15 0,13 0,12 0,12 0,13 0,14 Na+ cmol(+)/kg 0,32 0,26 0,27 0,21 0,30 0,31 Nguồn: Viện Thổ nhưỡng Nông hóa [13] Đất ở ngoài đê, năm nào cũng được bồi đắp một lớp phù sa mới nên luôn luôn trẻ và màu mỡ. Đất ở trong đê, bị cắt nguồn phù sa nên tính chất biến đổi theo các quá trình đất ở các vùng đồng bằng: Nơi trũng thì bị gley, tích tụ mùn; nơi địa hình cao đất bị rửa trôi và trong phẫu diện hình thành tầng loang lổ đỏ vàng. So với đất phù sa nhiều sông khác, đất phù sa sông Hồng là đất lý tưởng để trồng nhiều loại cây như: lúa, ngô, đậu, đỗ, lạc, khoai, các loại rau và cây ăn quả Nhìn chung đất phù sa sông Hồng có ưu điểm nổi bật về thành phần cơ giới cấp hạt sét < 0,002mm chiếm tới 15 - 32 % cùng với tỷ lệ limon thích hợp (0,02 - 0,002mm) chiếm khoảng 35 - 45% làm cho đất có thành phần cơ giới trung bình. Ở một số vùng cao, đất có thành phần cơ giới nhẹ, ở những vùng thấp thường là sét pha trung bình, một số là sét nặng. Về cấu trúc đất, độ bền trong nước của những cấp hạt có kích thước lớn rất thấp, chủ yếu là những cấp hạt có kích thước 0,5 - 1mm. Sức chứa ẩm tối đa chiếm từ 30 - 40%. Trong khi đó độ ẩm cây héo từ 7,5 - 14,5% đó là một ưu điểm lớn cho cây trồng cạn trồng trên đất phù sa sông Hồng. Đất có pHKCl = 4,5 - 7,5. Một đặc điểm nổi bật của đất phù sa sông Hồng là đất giàu cation kiềm thổ (Ca và Mg) phổ biến là 10 lđl/100g đất. Lân và kali cũng 40 khá cao, trung bình đạt 0,11 - 0,15% lân tổng số, kali tổng số thường từ 1,6 - 2,2%. Với 1156 mẫu đất đem phân tích, hàm lượng hữu cơ trong đất phù sa sông Hồng bình quân là 1,56%, phổ biến là 1,3 - 2,0%. Khi phân tích 1432 mẫu đất, trung bình hàm lượng đạm tổng số là 0,12% [5]. 1.3.3. Canh tác lúa vùng đồng bằng sông Hồng Nghề trồng lúa là nghề truyền thống lâu đời của người Việt Nam. Sản xuất lúa luôn chiếm vị trí trung tâm trong nông nghiệp và kinh tế Việt Nam. Từ năm 1960 đến năm 2010, diện tích đất trồng lúa của Việt Nam tăng gấp 1,53 lần; năng suất tăng 2,51 lần và theo đó tổng sản lượng tăng 3,84 lần [10]. Năm 2011, diện tích gieo trồng lúa của Việt Nam là hơn 7,65 triệu ha; sản lượng lúa cả năm ước đạt 42,33 triệu tấn lúa (tăng 2,3 triệu tấn so với năm 2010, là mức tăng lớn nhất trong vòng 10 năm trở lại đây). Năng suất lúa bình quân cả nước năm 2011 là 5,53 tấn/ha, đồng bằng sông Hồng có năng suất lúa cao nhất là 6,10 tấn/ha. Năm 2011, Việt Nam xuất khẩu 7,35 triệu tấn gạo mang về khoảng 3,5 tỉ USD, và là nước xuất khẩu gạo lớn thứ 2 trên thế giới. Bảng 1.9. Diện tích và năng suất lúa theo các vùng sinh thái năm 2