Đặng Duy Minh * , Trần Anh Đức , Châu Minh Khôi Trần Bá Linh

* Tác giả liên hệ (ddminh@ctu.edu.vn)

Abstract

Agricultural production and food production of the Mekong Delta have been forecasted to be greatly affected in the future due to climate change and impacts of saline intrusion. Practical strategies are needed in integrated management of land and crops to ensure food security. Field experiments in this study were conducted on triple rice cultivation farms in U Minh Thuong district, Kien Giang province and Thanh Phu district, Ben Tre province. These areas are at risk of water shortage and saline intrusion in the annual dry season. The experiments were conducted in a randomized complete block design of 4 treatments and 4 replicates. These treatments used soil improvement products including organic fertilizer, biochar and silica with the aim of maintaining soil quality and crop productivity in production compared to a control treatment. Results of field experiments showed that biochar application (10 tons/ha/crop) resulted in improvement of organic and available nitrogen content (18.7 mg N/kg) while application of sugarcane filter cake compost (5 tons/ha/crop) was only recorded its effect on the growth of rice compared to the control and silicon fertilizer treatments. Rice yields of experimental treatments were not significantly different after one studied cropping season. Further studies are needed to evaluate residual effects of these products on increasing the crop yield in cultivated areas predicted likely to be affected by drought and salinity in the future.
Keywords: Amendment products, biochar, rice production, soil salinity and sugarcane filtercake compost

Tóm tắt

Vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) được dự báo sẽ bị ảnh hưởng rất lớn trong tương lai do biến đổi khí hậu và tác động của xâm nhập mặn. Quản lý tổng hợp đất đai và cây trồng để đảm bảo nền nông nghiệp được thích ứng là thực sự cần thiết. Nghiên cứu này được triển khai trên nền đất canh tác lúa 3 vụ, bị nhiễm mặn ở huyện U Minh Thượng và Thạnh Phú của hai tỉnh Bến Tre và Kiên Giang, với 4 nghiệm thức và 4 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức. Các chế phẩm cải tạo đất bao gồm phân hữu cơ sản xuất từ bã bùn mía (PHC), than sinh học (biochar) và phân silic được sử dụng nhằm mục tiêu duy trì chất lượng đất và năng suất lúa. Bón than sinh học 10 tấn/ha/vụ cải thiện có ý nghĩa về hàm lượng đạm hữu dụng (18,7 mg N/kg) và chất hữu cơ trong đất, trong khi bón PHC 5 tấn/ha/vụ chỉ có hiệu quả lên sự sinh trưởng của cây lúa so với nghiệm thức đối chứng và bón phân silic. Năng suất lúa của các nghiệm thức chưa có sự khác biệt ý nghĩa qua một vụ thí nghiệm. Cần có những nghiên cứu tiếp theo để đánh giá hiệu quả lưu tồn của biochar và compost lên năng suất của cây trồng ở vùng được dự báo bị khô hạn và nhiễm mặn trong tương lai.
Từ khóa: Chế phẩm cải tạo đất, độ mặn của đất, phân hữu cơ bã bùn mía, sản xuất lúa và than sinh học

Article Details

Tài liệu tham khảo

Adrees, M., Ali, S., Rizwan, M., et al., 2015. Mechanisms of silicon-mediated alleviation of heavy metal toxicity in plants: A review. Ecotoxicology and Environmental Safety. 119: 186-197.

Amlinger, F., Peyr, S., Geszti, J., Dreher, P., Karlheinz, W. and Nortcliff, S., 2007. Beneficial effects of compost application on fertility and productivity of soils. Literature Study. Federal Ministry for Agriculture and Forestry, Environment and Water Management, Austria.

Anderson, D. L., Jones, D. B. and Snyder, G. H., 1987. Response of a rice-sugarcane rotation to calcium silicate slag on EvergladesHistosols. Agronomy Journal. 79(3): 531-535.

Artyszak, A. and Kucińska, K., 2016. Silicon nutrition and crop improvement recent advances and future perspective, In: Tripathi, D. K., Singh, V. P., Ahmad, P., Chauhan, D. K. and Prasad, S. M. (Eds.). Silicon in plants: Advances and future prospects. CRC Press, Boca Raton, pp. 378.

Chaganti, V. N., Crohn, D. M. and Šimůnek, J., 2015. Leaching and reclamation of a biochar and compost amended saline–sodic soil with moderate SAR reclaimed water. Agricultural Water Management. 158: 255-265.

Châu Minh Khôi, Nguyễn Văn Sự và Đỗ Bá Tân, 2014. Hiệu quả của vùi cây điên điển (Sesbania sesban) và bón vôi đối với độ phì nhiêu đất và năng suất lúa, bắp nếp trồng trong điều kiện nhà lưới. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Số chuyên đề: Nông nghiệp (3): 1-8.

Cuong, T. X., Ullah, H., Datta, A. and Hanh, T. C., 2017. Effects of silicon-based fertilizer on growth, yield and nutrient uptake of rice in tropical zone of Vietnam. Rice Science. 24(5): 283-290.

Greger, M., Landberg, T. and Vaculík, M., 2018. Silicon influences soil availability and accumulation of mineral nutrients in various plant species. Plants (Basel, Switzerland). 7(41): 1-16.

Heckman, J., 2013. Silicon: a beneficial substance. Better Crops with Plant Food. 97(4): 14-16.

Huỳnh Văn Quốc, Nguyễn Văn Sinh, Lê Quang Trí, Dương Minh Viễn và Châu Minh Khôi, 2015. Đánh giá khả năng cung cấp đạm khoáng của bùn đáy trong mô hình canh tác lúa-tôm. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. 20: 59-64.

Jia, X., Yuan, W. and Ju, X., 2015. Short report: Effects of biochar addition on manure composting and associated N2O emissions. Journal of Sustainable Bioenergy Systems. 5: 56-61.

Jugal, K. M., Patel, K. C., Meena, O. P., Mor,V. B. and Chaudhary, A. N., 2015. Status of available nutrients (P, K, S and Na) in soil as influenced by silicon fertilization in rice (Oryza sativa) in Typic Ustochrepts soil, Ecology. Environment and Conservation Paper. 21 (Supplement Issue): AS149-AS152.

Kim, Y., Seo, Y., Kraus, D., et al., 2015. Estimation and mitigation of N2O emission and nitrate leaching from intensive crop cultivation in the Haean catchment, South Korea. Science of the Total Environment. 529: 40-53.

Kono, M., 1969. Effectiveness of silicate fertilizer to Japonica varieties. Tropical agriculture research series: proceedings of a symposium on tropical agriculture researches. 3: 241-247.

Laird, D. A., Fleming, P., Davis, D. D., Horton, R., Wang, B. and Karlen, D. L., 2010. Impact of biochar amendments on the quality of a typical Midwestern agricultural soil. Geoderma. 158(3): 443-449.

Lâm Văn Tân, Nguyễn Minh Chánh, Nguyễn Hồng Giang, Châu Minh Khôi và Võ Thị Gương, 2014. Hiệu quả của phân hữu cơ và vôi trong cải thiện một số đặc tính đất và sinh trưởng của lúa trên đất nhiễm mặn. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Số chuyên đề: Nông nghiệp (3): 23-30.

Lê Văn Dũng, Tất Anh Thư, Nguyễn Duy Linh và Võ Thị Gương, 2018. Cải thiện đặc tính bất lợi của đất phèn nhiễm mặn và năng suất lúa qua sử dụng phân hữu cơ và vôi trong điều kiện nhà lưới. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 54 (Số chuyên đề: Nông nghiệp): 65-74.

Lehmann, J. and Joseph, S., 2009. Biochar for environmental management: science and technology. Earthscan Ltd, London, UK.

Meena, V. D., Dotaniya, M. L., Coumar, V., Rajendiran, S., Ajay, K. S. and Subba R. A., 2014. A case for silicon fertilization to improve crop yields in tropical soils. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 84(3): 505-518.

Ngô Ngọc Hưng, Nguyễn Bảo Vệ, Võ Quang Minh, Nguyễn Hữu Hiệp và Nguyễn Quốc Khương, 2016. Quản lý độ phì nhiêu đất lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long. Nhà Xuất bản Đại học Cần Thơ.

Nguyễn Đăng Nghĩa, 2014. Vai trò của than sinh học (biochar): sản xuất và ứng dụng hiệu quả than sinh học. Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM.

Nigussie, A., Kissi, E., Misganaw, M. and Ambaw, G., 2012. Effect of biochar application on soil properties and nutrient uptake of lettuces (Lactuca sativa) grown in chromium polluted soils. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 12(3): 369-376.

Pati, S., Pal, B., Badole, S., Hazra, G. C. and Mandal, B., 2016. Effect of silicon fertilization on growth, yield, and nutrient uptake of rice. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 47(3): 284-290.

Petter, F. A., Borges de Lima, L., Marimon Júnior, B. H., Alves de Morais, L. and Marimon, B. S., 2016. Impact of biochar on nitrous oxide emissions from upland rice. Journal of Environmental Management. 169: 27-33.

Tất Anh Thư, Lê Văn Dũng, Võ Thị Gương, Nguyễn Thị Bích Thủy, Trang Nàng Linh Chi và Đào Lê Kiều Duyên, 2016. Hiệu quả của phân hữu cơ và vôi trong cải thiện năng suất lúa và đặc tính bất lợi của đất nhiễm mặn trong điều kiện nhà lưới. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Số chuyên đề: Nông nghiệp (Tập 4): 84-93.

Thanh, N. C., 2016. Saltwater intrusion - An evident impact of climate change in the MD and propose adaptable solutions. American Journal of Environmental and Resource Economics. 1(1): 1-8.

Vaccari, F. P., Maienza, A., Miglietta, F., et al., 2015. Biochar stimulates plant growth but not fruit yield of processing tomato in a fertile soil. Agriculture, Ecosystems & Environment. 207: 163-170.

Wang, Y., Liu, Y., Liu, R., et al., 2017. Biochar amendment reduces paddy soil nitrogen leaching but increases net global warming potential in Ningxia irrigation, China. Scientific Reports. 7(1): 1592.