Đánh giá ảnh hưởng của các mức độ thâm hụt nước tưới đến sinh trưởng và hiệu quả sử dụng nước của cây ngô

Bài viết Đánh giá ảnh hưởng của các mức độ thâm hụt nước tưới đến sinh trưởng và hiệu quả sử dụng nước của cây ngô thông qua kết quả thí nghiệm để đánh giá diễn biến sinh trưởng và nhu cầu nước của cây ngô với các mức độ thâm hụt khác nhau, từ đó tạo tiền đề xây dựng chế độ tưới phù hợp vừa mang lại hiệu quả năng suất vừa mang lại hiệu quả sử dụng nước nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu.

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC MỨC ĐỘ THÂM HỤT NƯỚC TƯỚI ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ HIỆU QUẢ

SỬ DỤNG NƯỚC CỦA CÂY NGÔ

Hoàng Cẩm Châu

Trường Đại học Thủy lợi, email: hoangcamchau @tlu.edu.vn

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, hạn hán đang

trở thành một trong những nguyên nhân làm

ảnh hưởng lớn đến các hoạt động sinh hoạt

và sản xuất Các nghiên cứu trước đây đều

cho thấy hạn hán xảy ra trong một hay nhiều

giai đoạn trong thời gian sinh trưởng đều làm

giảm năng suất kinh tế (Reddy và nnk 2003,

Schussler và Westgate 1995, Lafitte và nnk

2007) Vì vậy trong bối cảnh thiếu hụt về

nguồn nước tưới do biến đổi khí hậu cần

nghiên cứu những chế độ tưới tiết kiệm nước

mới để đảm bảo năng suất và hiệu quả sử

dụng nước trở thành mục tiêu hướng đến của

các hoạt động nông nghiệp

Bài báo này thông qua kết quả thí nghiệm

để đánh giá diễn biến sinh trưởng và nhu cầu

nước của cây ngô với các mức độ thâm hụt

khác nhau, từ đó tạo tiền đề xây dựng chế độ

tưới phù hợp vừa mang lại hiệu quả năng suất

vừa mang lại hiệu quả sử dụng nước nhằm

thích ứng với biến đổi khí hậu

2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Địa điểm thí nghiệm

Khu vực thí nghiệm thuộc xã Xuân Quan,

huyện Văn Giang, tỉnh Hưng Yên Khu

thínghiệm là đất phù sa sông Hồng không

được bồi đắp hàng năm

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Lượng nước tưới được xác định dựa vào

phương trình cân bằng nước trong tầng đất:

IWRi = Dri + ETci – Pei - CRi (1) Trong đó: IWRi là lượng nước yêu cầu tưới trong thời đoạn thứ i (mm) Dri là sự thay đổi lượng nước chứa trong tầng đất trong thời đoạn thứ i (mm); ETci là lượng bốc thoát hơi nước cây trồng trong thời đoạn thứ i (mm);

Pei là lượng mưa hiệu quả trong thời đoạn thứ

i (mm); CRi là lượng nước mao dẫn từ mặt nước ngầm trong thời đoạn thứ i (mm)

2.3 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm bố trí 3 mức độ thiếu hụt trong giai đoạn giữa (tương ứng là 3 công thức thí nghiệm- CTTN)và 1 công thức đối chứng (FI) Lượng nước tưới trong cácCTTN được tính toán dựa trên lượng nướctưới của công thức đối chứng được xác định theo TCVN 8641-2011, theo đó mức tưới cho công thức thiếu hụt nhẹ (LD) là giảm 20% so với đối chứng, thiếu hụt vừagiảm 40% so với đối chứng, thiếu hụt nặng (SD) là giảm 50% so với đối chứng

Các CTTN bố trí theo các ô ruộng với diện tích mỗi ô là 0.7mx0.9m, mỗi ô trồng 4 cây

2.4 Chỉ tiêu quan trắc

Quan trắc về chế độ tưới: độ ẩm đất, lượng nước tưới, bốc hơi mặt ruộng

Quan trắc về diễn biến phát triển của cây trồng: chiều cao cây, bề rộng lá

Quan trắc yếu tố cấu thành năng suất: trọng lượng bắp, đường kính bắp, số hàng, số hạt/ hàng, trọng lượng 1000 hạt khô,

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Diễn biến tăng trưởng của cây ngô

trong điều kiện tưới thâm hụt

Hạn hán là một trong các yếu tố môi

trường làm ảnh hưởng đến sự phát triển của

cây trồng do bị hạn chế các hoạt động sinh lý

nên làm thay đổi hình thái Diễn biến về sự

phát triển của cây ngô trong thời gian thí

nghiệm được mô tả trong hình 3.1

Hình 3.1 Diễn biến sự phát triển

của cây ngô trong các CTTN

Trong điều kiện tưới thâm hụt nước, cây

ngô trong các CTTN có tốc độ tăng chiều cao

giống nhau và thay đổi theo từng giai đoạn

sinh trưởng Kết thúc giai đoạn đầu, chiều cao

cây của các CTTN luôn cao hơncông thức đối

chứng (1.17%-3.54%) vàtốc độ tăng chiều cao

luôn cao hơn so với đối chứng

(0.81%-4.45%).Qua hình 3.1 nhận thấy chênh lệch

chiều cao giữa các CTTN và đối chứng là

không đáng kể ở giai đoạn đầu, và chênh lệch

rõ ràng từ ngày 31 đến ngày 70 Kết thúc giai

đoạn thínghiệm, chênh lệch chiều cao cây của

các CTTN so với đối chứng lần lượt là

-7.23%(LD),-17.17% (MD) và -22.64%(SD)

Kết quả thí nghiệm cho thấy sự thiếu hụt nước

trong giai đoạn đầu không làm ảnh hưởng đến

sự phát triển của cây (Chu Anh Tiệp 2012, Cai

Huanjie 2015), nhưng trong giai đoạn giữa

mức độ thâm hụt càng tăng càng ảnh hưởng rõ

rệt đến chiều cao và tốc độ tăng chiều cao của

cây (Shakeel Ahmad Anjum và nnk 2017)

3.2 Diễn biến bốc hơi mặt ruộng của

cây ngô trong điều kiện tưới thâm hụt

Lượng bốc hơi mặt ruộng của cây trồng có

quan hệ mật thiết với đặc điểm hình thái của

cây, chế độ tưới, đặc điểm khí tượng khu vực

và thay đổi trong điều kiện bị hạn (Tezara W 2002) Diễn biến bốc hơi mặt ruộng của cây ngô trong thời gian thí nghiệm được thể hiện trong hình 3.2

Hình 3.2 Diễn biến bốc hơi mặt ruộng

của cây ngô trong các CTTN

Theo kết quả thí nghiệm cho thấy bốc hơi mặt ruộng trong các CTTN đều thấp hơn công thức đối chứng, và có sự khác biệtít trong giai đoạn từ ngày thứ 14 đến ngàythứ

30 sau khi gieo, và có sự khác rõ ràng trong giai đoạn từ ngày thứ 31 đến ngày thứ 70 sau khi gieo, trong đó đạt lớn nhất từ ngày 40 đến ngày 55 sau khi gieo Kết quả thí nghiệm cho thấy mức độ giảm của bốc hơi mặt ruộng có quan hệ với mức độ thâm hụt nước tưới

3.3 Cơ cấu bốc hơi mặt ruộng của cây ngô trong các CTTN

Cơ cấu bốc hơi mặt ruộng là tỷ lệ của lượng bốc hơi mặt ruộng của các giai đoạn sinh trưởng với toàn bộ thời gian sinh trưởng của cây trồng Thông qua phântích cơ cấu sử dụng nước có thể sơ bộ đánh giá nhu cầu nước trong từng giai đoạn và chỉ ra giai đoạn

mà cây trồng nhạy cảm với sự thiếu hụt nước

Cơ cấu sử dụng nước trong các giai đoạn sinhtrưởng của cây ngô trong các CTTN được mô tả như trong hình 3.3

Hình 3.3 Phân phối lượng bốc hơi

mặt ruộng của cây ngô trong các CTTN

Qua hình 3.3 cho thấy các CTTN và công

thức đối chứng có cơ cấu sử dụng nước tăng

dần và đạt cao nhất ở giai đoạn giữa, giảm

dần đến giai đoạn thu hoạch và thấp nhất

ởgiai đoạn đầu Theo kết quả thí nghiệm, so

với đối chứng thì các CTTN trong đoạn giữa

có mức độ giảm bốc hơi mặt ruộng nhiều

nhất lần lượt là 13.24% (LD), 26.93% (MD)

và 34.21%(SD) Như vậy mức độ giảm về

bốc hơi mặt ruộng tăng dần theo mức độ

thâm hụt nước Điều này được giải thích là có

quan hệ mật thiết với các hoạt động sinh lý

và hình thái của cây trồng

3.4 Ảnh hưởng của thâm hụt nước đến

năng suất và hiệu quả sử dụng nước

Dưới điều kiện bị thâm hụt nước, cây ngô

có những thay đổi nhất định về hình thái bên

ngoài và các quá trình sinh lý bên trong

Những thay đổi này làm ảnh hưởng đến năng

suất cuối cùng và hiệu quả sử dụng nước của

câytrồng (Reddy và nnk 2003; Vijay 2004;

Liu và nnk 2003)

Theo bảng 3.1, tỷ lệ giảm của năng suất

cây ngô và WUE trong các CTTN so với đối

chứng tăng theo mức độ thâm hụt So với đối

chứng, CTTN thâm hụt vừa và thâm hụt nặng

có mức độ thâm hụt nước tưới nhiều hơn

nhưng WUE có tỷ lệ giảm ít hơn so với

CTTN thâm hụt nhẹ

Bảng 3.1 Thống kê năng suất và hiệu quả

sử dụng nước trong các CTTN

Năng suất

CTTN

P

(kg/ha)

So với

ĐC (%)

M (mm)

So với

ĐC (%)

WUE (kg/m 3 )

So với

ĐC (%)

FI 11333.33 100.00 191.2 100.00 4.95 100.00

MD 6640.43 58.57 119.5 62.50 3.61 73.07

SD 5566.25 49.11 93.6 48.95 3.27 66.19

4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Cây ngô trong điều kiện tưới thâm hụt nước với các mức độ thâm hụt khác nhau đều có những phản ứng hạn chế hơn so với tưới đầy

đủ về tốc độ phát triển, về nhu cầu nước, năng suất và hiệu quả sử dụng nước Mức độ thâm hụt càng cao thì tỷ lệ giảm của các chỉ tiêu nói trên càng cao Thời gian phù hợp tưới thâm hụt là trong giai đoạn cây non, ngoài ra có thể tiến hành trong giai đoạn thu hoạch Trong giai đoạn giữa nếutưới thâm hụt sẽ làm giảm năng suất và hiệu quả sử dụng nước của cây ngô theo mức độ thâm hụt

5 TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Chu Anh Tiệp, Li Fu Sheng (2012) Ảnh hưởng của độ thiếu hụt nước ở các giai đoạn sinh trưởng đến quang hợp, năng suất và hiệu suất sử dụng nước của ngô nếp, Tạp chí

KH và phát triển, ĐH Nông nghiệp Hà Nội [2] Cai Huanjie, Kang Shaozhong,

ZhangZhenhua (2015) Nghiên cứu về thời

gian thích hợp và mức độ thâm hụt của chế độtưới thâm hụt cho cây trồng, Tạp chí Kỹ

thuật nông nghiệp (tài liệu tiếng Trung) [3] Richard G Allen, Luis S.Pereira, Dirk Raes, Martin Smith, FAO (1998) “Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements” FAO Irrigation and Drainage Paper No 56, Rome [4] Shakeel Ahmad Anjum, Umair Ashraf, Ali Zohaib, Mohsin Tanveer, Muhammad Naeem, Iftikhar Ali, Tahira Tabassum, Usman Nazir

(2017) Growth and development responses of

crop plants under drought stress: A review

Zemdirbyste-Agriculture

[5] Tezara W, Mitchell VJ, Driscoll SD, Lawlor DW (2002) Effects of water deficit and its interaction with CO2supply on the biochemistry and physiology of photosynthesis in sunflower J Exp Bot 53:1781–1791