NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ĐẾN LƯỢNG CACBON TRONG ĐẤT

Những ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp như sự thay đổi diện tích đất nông nghiệp theo không gian, theo thời gian và phương thức canh tác đều tác động đến lượng cacbon trong

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THANH TUẤN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ

ĐẾN LƯỢNG CACBON TRONG ĐẤT

Chuyên ngành: Khoa học đất

Mã số: 62.62.01.03

DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC ĐẤT

Hà Nội, 2015

Công trình đã được hoàn thành tại:

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải

2 PGS.TS Trần Văn Ý

Phản biện 1: ………

Phản biện 2: ………

Phản biện 3: ………

Luận án đã được bảo vệ tại ………

Vào hồi … giờ … ngày … tháng … năm 20……

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia Việt Nam;

- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội

1

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài luận án

Hoạt động canh tác nông nghiệp ở nước đã có nhiều thay đổi cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là các vùng chuyên canh Phương thức canh tác giữa các vùng miền có sự khác nhau đáng kể về bón phân, lượng phụ phẩm nông nghiệp để lại đồng ruộng Lượng phân chuồng bón cho đồng ruộng đang có xu hướng ít

đi, thay vào đó là các loại phân bón vô cơ nhằm tăng năng suất cây trồng Những thay đổi này đã và đang gây ra sự suy giảm lượng cacbon hữu cơ của đất (SOC) ở các hệ canh tác nông nghiệp, giảm độ phì của đất, tăng lượng khí nhà kính trong khí quyển

Chất hữu cơ nói chung, cacbon trong đất nói riêng có vai trò rất quan trọng đối với độ phì, mức độ ổn định của đất, sản xuất nông nghiệp và quá trình cân bằng cacbon trong chu trình cacbon toàn cầu Các hoạt động canh tác nông nghiệp giúp hấp thụ và thu giữ cacbon trong đất được xem là một giải pháp nhằm giảm lượng cacbon trong không khí, là một biên pháp ứng phó với biến đổi khí hậu hiệu quả ở các nước đang phát triển

Biến động sử dụng đất có ảnh hưởng quan trọng đối với sự phát thải khí nhà kính vào khí quyển và lượng SOC Theo Uỷ ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu, từ năm 1850 đến 1998, khoảng (136 ± 55) x 109 tấn CO2 đã phát thải vào trong khí quyển do thay đổi sử dụng đất và hoạt động canh tác, trong đó (78 ± 12) x 109

tấn CO2phát thải trên do sự suy giảm SOC

Những ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp như sự thay đổi diện tích đất nông nghiệp theo không gian, theo thời gian và phương thức canh tác đều tác động đến lượng cacbon trong đất Để đảm bảo được nền nông nghiệp bền vững cần thiết phải có các biện pháp quản lý hợp lý không những duy trì và nâng cao năng suất cây trồng mà còn phải duy trì và nâng cao lượng cacbon trong đất Nghiên cứu ảnh hưởng của sử dụng đất trong nông nghiệp đến lượng cacbon trong đất là một trong hướng được nhiều nước quan tâm Tuy nhiên, vấn đề trên ở nước ta vẫn còn bỏ ngỏ

Quảng Trị cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước đã có nhiều thay đổi về kinh tế, xã hội và môi trường Những tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã và đang được áp dụng rộng rãi trên địa bàn tỉnh nhằm tăng năng suất cây trồng Đất nông nghiệp của tỉnh tập trung chủ yếu

ở vùng đồng bằng ven biển (ĐBVB) Diện tích đất vùng ĐBVB

2

chiếm 9,53% diện tích đất tự nhiên của tỉnh Vùng ĐBVB gồm 5 hệ canh tác chính: (1) lúa - lúa - để trống (lúa - lúa); ngô - đậu - để trống (ngô - đậu); lạc - để trống (lạc); lạc - khoai lang - để trống (lạc - khoai lang); sắn - để trống (sắn) Cùng với xu thế chung của cả nước, diện tích đất nông nghiệp vùng ĐBVB có xu hướng giảm trong những năm gần đây do quá trình đô thị hoá, áp lực gia tăng dân số Bên cạnh đó, điều kiện nhiệt ẩm và thổ nhưỡng ở khu vực này rất thuận lợi cho quá trình phân huỷ chất hữu cơ trong đất

Hiện nay ở nước ta việc xác định lượng SOC theo các hệ sinh thái nông nghiệp ở quy mô vùng vẫn chưa được nghiên cứu Sự thay đổi lượng SOC theo không gian trong các hệ sinh thái nông nghiệp của Việt Nam vẫn chưa được nghiên cứu chi tiết và tính toán một cách định lượng Thêm vào đó sự thay đổi lượng SOC ở các hệ sinh thái nông nghiệp theo thời gian cũng cần phải được dự báo Đây là cơ

sở xem xét khả năng sản xuất của đất trong tương lai cũng như mức

độ bền vững của hệ sinh thái nông nghiệp đó Xuất phát từ những lý

do trên đề tài “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN TỈNH QUẢNG TRỊ ĐẾN LƯỢNG CACBON TRONG ĐẤT” đã được lựa chọn thực hiện

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

- Về mặt khoa học, luận án là nghiên cứu định lượng và tính toán lượng SOC trong các hệ canh tác (HCT) nông nghiệp đầu tiên ở Việt Nam, ở quy mô vùng Nghiên cứu này có thể áp dụng nhân rộng cho các vùng canh tác nông nghiệp khác trên cả nước

- Về mặt thực tiễn, các kết quả định lượng của luận án là cơ sở quan trọng để các nhà quản lý và hoạch định chính sách có thể đưa ra những quyết định hợp lý để vừa đảm bảo năng suất cây trồng, vừa nâng cao hàm lượng cacbon trong đất, khả năng sản xuất của đất, và góp phần xác định các giải pháp của ngành sản xuất nông nghiệp trong xu thế biến đổi khí hậu toàn cầu

3 Mục tiêu nghiên cứu

Định lượng hóa lượng SOC ở các HCT nông nghiệp (HCT cây trồng hàng năm) ở đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị và những ảnh hưởng của sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon trong đất

4 Những đóng góp mới của luận án

- Đã định lượng hoá lượng SOC ở các HCT nông nghiệp ở quy

mô vùng và đã tính toán cho từng HCT nông nghiệp Hướng nghiên

Hiện nay, thuật ngữ cacbon hữu cơ trong đất (SOC) và chất hữu

cơ trong đất (SOM) thường được sử dụng thay đổi nhau trong một số nghiên cứu Thuật ngữ SOC được sử dụng nhiều hơn khi nghiên cứu vòng tuần hoàn cacbon toàn cầu Theo Stevenson, SOM là toàn bộ vật liệu hữu cơ trong đất gồm các tàn tích sinh vật ở giai đoạn phân huỷ khác nhau, sinh khối vi sinh vật, chất hữu cơ hoà tan, và chất mùn SOM gồm các nguyên tố C, H, O, N, P và S Như vậy có thể hiểu SOC là lượng cacbon tồn tại trong chất hữu cơ ở trong đất SOC biến đổi theo chu trình cacbon, là kết quả của quá trình mùn hoá và khoáng hoá SOM

1.2 Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến cacbon hữu cơ trong đất

a Các nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi (không gian và thời gian) sử dụng đất đến lượng SOC đã được thực hiện bởi nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới như Lal, Guo và Gifford, Fisseha và nnk, Ciric và nnk, Lei và nnk, Drewniak và nnk Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ xem xét chuyển đổi sử dụng đất từ đất rừng, đất trồng cỏ thành đất nông nghiệp hoặc ngược lại Nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp, đặc biệt là ảnh hưởng của phương thức canh tác đến lượng SOC đã được thực hiện từ những năm đầu của thế kỷ

20 như trạm nghiên cứu ở Rothamsted (Anh), Urbana, Illinois (Mỹ) Ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu như Cai, Qiu và nnk, Tang và nnk, Shi và nnk, Zhang và nnk, Xu và nnk Các nghiên cứu

đã đánh giá sự thay đổi lượng SOC theo không gian, thời gian ở các vùng đất canh tác của Trung Quốc

b Các nghiên cứu trong nước

Các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của phương thức canh tác đến năng suất cây trồng hoặc/và dinh dưỡng trong đất ở quy mô điểm (sites) như Lương Đức Loan và

4

nnk; Trần Đức Toàn và nnk; Nguyễn Tử Siêm và Thái Phiên; Nguyễn Công Vinh và nnk, Hoàng Ngọc Thuận Các kết quả nghiên cứu được đúc rút từ các nghiên cứu, đo đạc thực nghiệm ngoài thực địa Ngoài các nghiên cứu theo hướng trên, một số nghiên cứu khác tập trung về ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp (theo không gian) đến lượng cacbon trong đất Đáng lưu ý nhất là công trình của Phạm Quang Hà, tác giả nghiên cứu khá kỹ mối quan hệ giữa thay đổi đất nông nghiệp và hàm lượng cacbon trong đất ở một diện tích giới hạn Tác giả đã xác định hàm lượng cacbon trong đất phù sa (Fluvisols) ở Việt Nam của 6 hệ canh tác cây trồng hàng năm gồm dâu tằm; rau + ngô + đậu; lúa + rau hoặc ngô hoặc đậu; lúa + lúa; lúa + lúa + rau hoặc ngô hoặc đậu; lúa + lúa + lúa bằng phương pháp thu thập mẫu đất và phân tích trong phòng thí nghiệp Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa ra được khối lượng cụ thể về lượng cacbon trong đất (bao nhiêu tấn) của các nhóm đất chính trong các hệ canh tác cho toàn vùng nghiên cứu Tác giả mới chỉ đưa ra những so sánh về hàm lượng cacbon giữa nhóm đất trên

Như vậy, ở quy mô vùng với sự không đồng nhất về không gian

về đất đai, khí hậu, cơ cấu cây trồng và phương thức canh tác cần phải được quan tâm khi nghiên cứu cũng như tính toán lượng cacbon trong đất Để giải quyết được vấn đề này nhiều tác giả trên thế giới

đã áp dụng các mô hình để tính toán và dự báo lượng cacbon trong đất để giảm chi phí về công sức, thời gian, tiền khi triển khai các thí nghiệm nông nghiệp ngoài đồng ruộng theo các phương thức canh tác khác nhau ở quy mô lớn Một trong những mô hình được áp dụng khá phổ biến và đã được kiểm chứng bởi nhiều nhà khoa học là mô hình DNDC (Denitrification – Decomposition)

1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu cơ trong đất bằng phương pháp mô hình

1.3.1 Các mô hình tính toán, mô phỏng cacbon hữu cơ trong đất

Hiện này có nhiều mô hình tính toán, mô phỏng SOC ở các hệ sinh thái cạn Theo như thống kê của Smith và nnk năm 1997, một số

mô hình tính toán, mô phỏng lượng SOC ở các hệ sinh thái cạn tiêu biểu gồm CANDY, CENTURY, DAISY, DNDC, NCSOIL, RothC, SOMM, ITE, Verberne Các mô hình trên đã được kiểm chứng và áp dụng tính toán SOC bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới Smith và nnk, năm 1997 đã đưa ra các kết luận quan trọng sau: (1) các mô hình

5

có kết quả ước lượng SOC chính xác hơn gồm CANDY, CENTURY, NCSOIL, DNDC, DAISY và RothC; (2) các mô hình có kết quả ước lượng kém chính xác gồm: Verberne, ITE và SOMM Như vậy, mô hình DNDC là một trong các mô hình phù hợp cho tính toán, mô phỏng lượng SOC trong các hệ sinh thái nông nghiệp, tuy nhiên khi

áp dụng cho mỗi đối tượng nghiên cứu và địa bàn nghiên cứu cần thiết phải kiểm chứng lại khả năng áp dụng của mô hình dựa trên các thông số hiệu chỉnh từ chính đối tượng và địa bàn nghiên cứu đó

1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng mô hình DNDC đánh giá ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lượng cacbon hữu cơ trong đất

Mô hình DNDC đã được nhiều nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC như

Li và nnk, Smith và nnk, Qiu và nnk, Liu và nnk, Tang và nnk, Zhang và nnk, Shi và nnk, Syeda, Zhang và nnk, Xu và nnk Các nghiên cứu trên đã đánh giá sự thay đổi lượng SOC theo không gian, thời gian ở các vùng đất canh tác

Sau những nghiên cứu trên, các nghiên cứu áp dụng mô hình DNDC ở quy mô vùng tập chung vào các nghiên cứu chuyên sâu hơn cho đất trồng lúa ở Trung Quốc Ở các nghiên cứu này, lượng SOC được tính toán dựa trên đơn vị cơ sở là đơn vị hành chính Kết quả là tổng khối lượng SOC cho đơn vị hành chính đó, không phải cho từng đơn vị canh tác Các nghiên cứu trên chưa chỉ ra được khi một HCT chuyển đổi thành HCT khác trong một giai đoạn thì lượng SOC sẽ thay đổi thế nào? Nghĩa là sự tăng giảm diện tích các HCT tác có ảnh hưởng như thế nào đến lượng SOC

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 2.1 Nội dung nghiên cứu

- Rà soát các tài liệu, số liệu và dữ liệu liên quan hiện có

- Điều tra và thu thập các dữ liệu liên quan đến thông số đầu vào gồm đất, khí hậu và phương thức canh tác

- Xây dựng CSDL đất, khí hậu, phương thức canh tác phục vụ việc mô phỏng và tính toán lượng cacbon trong đất cho các HCT chính vùng nghiên cứu năm 2000, 2010, 2020

- Xác định lượng SOC ở HCT cây trồng hàng năm 2000, 2010 và một số kịch bản trong tương lai bằng mô hình DNDC

- Đánh giá sự thay đổi lượng SOC theo không gian và thời gian

6

- Đánh giá lượng SOC theo một số kịch bản và đê xuất một số giải pháp nhằm phát triển bền vững các HCT

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: (1) Các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (2) Lượng SOC ở các HCT nông nghiệp chính vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (3) Mối quan hệ giữa thay đổi sử dụng đất với lượng SOC ở các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị; (4) Mối quan hệ giữa thay đổi phương thức canh tác với lượng SOC ở các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị

Phạm vi nghiên cứu:

- Về không gian, luận án tập trung vào khu vực đồng băng ven biển tỉnh Quảng Trị do khu vực này là một vùng nông nghiệp quan trọng của tỉnh Lượng SOC được tính ở tầng bề mặt từ 0 – 30cm, đây

là tầng đất ở đó lượng SOC thay đổi nhanh theo hoạt động canh tác

- Về thời gian, nghiên cứu tính toán sự thay đổi lượng SOC ở các HCT nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị trong hai giai đoạn

2000 – 2010 và 2010 – 2020

- Về nội dung, luận án chỉ tập trung chủ yếu vào lượng C hữu cơ trong đất ở các HCT cây trồng hàng năm vì các HCT này thay đổi nhanh theo thời gian (do chu kỳ canh tác ngắn), và lượng C trong đất

ở khu vực này chủ yếu là C hữu cơ Sự ảnh hưởng của sử dụng đất nông nghiệp được xem xét dưới 3 khía cạnh: (1) Ảnh hưởng của thay đổi phương thức canh tác cây trồng hàng năm, (2) Ảnh hưởng của thay đổi cây trồng hàng năm theo không gian; (3) Ảnh hưởng của thay đổi cây trồng hàng năm theo thời gian Các kết quả nghiên cứu cũng được trình bày theo 3 khía cạnh này

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Quy trình nghiên cứu

Sơ đồ quy trình nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến lượng SOC được thể hiện trong Hình 1 Các đơn vị tính toán được xác định qua 2 bước: (1) xác định biến động sử dựng đất trong giai đoạn 2000 – 2010 và giai đoạn 2010 – 2020; (2) dữ liệu

về biến động sử dụng đất được kết hợp với dữ liệu các đơn vị đất, ranh giới huyện để xác định các đơn vị tính toán

7

Hình 1 Quy trình nghiên cứu ảnh hưởng sử dụng đất nông nghiệp

đến cacbon hữu cơ trong đất Trên mỗi đơn vị tính toán giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các thông số đất đầu vào gồm lượng SOC đầu vào, hàm lượng sét, pH đất được xác định dựa trên kết quả phân tích mẫu đất ở các phẫu diện năm 2000 Sau khi mô hình được kiểm chứng, với các dữ liệu đầu vào ở các đơn vị tính toán và dữ liệu khí hậu, SOC của mỗi năm sẽ được tính cho mỗi đơn vị tính toán trong giai đoạn 2000 – 2020 Kết quả tính cho mỗi đơn vị tính toán sẽ được liên kết trở lại trong môi trường GIS để xem xét ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất nông nghiệp đến SOC Để hoàn thành các nhiệm vụ trên, các phương pháp sau đây đã được sử dụng trong luận án:

2.3.2 Nhóm phương pháp liên quan đến mô hình DNDC

- Phương pháp mô hình hoá

Việc áp dụng mô hình DNDC để tính toán lượng SOC là phương pháp mô hình hóa vì các quá trình sinh địa hóa trong đất đã được mô hình hóa trong mô hình này thông qua các phương trình thực nghiệm

Mô hình DNDC 9.5 được áp dụng cho nghiên cứu này Hai phương trình chính được sử dụng trong mô hình DNDC là phương trình nhiệt

8

động học Nernst (xác định thế oxy hoá khử) và Michaelis-Menten (động lực phát triển của vi khuẩn)

- Phương pháp kiểm chứng mô hình

Kết quả ước lượng lượng SOC theo mô hình DNDC năm 2012 được so sánh với kết quả phân tích mẫu đất thực tế (5 phẫu diện, 4 –

5 mẫu / 1 phẫu diện) tại các địa điểm nghiên cứu mẫu Sự chênh lệch giữa lượng SOC theo mô hình và đo thực tế được so sánh với sai số

do lấy mẫu và phân tích để đánh giá độ chính xác kết quả mô hình Ngoài ra, đại lượng chỉ số mức độ phù hợp của kết quả ước lượng và kết quả đo đạc, tương quan giữa giá trị ước lượng và đo đạc thực tế,

và đại lượng sai số bình phương trung bình cũng được sử dụng để đánh giá kết quả ước lượng, khả năng áp dụng của mô hình

- Phương pháp nhân tố nhạy cảm

Phương pháp nhân tố nhạy cảm nhất đã được Li đưa ra năm

2004 Phương pháp cho phép xác định khoảng biến thiên kết quả ước lượng SOC ở các hệ canh tác trên quy mô vùng Cụ thể, mô hình DNDC sẽ chạy 2 lần cho mỗi đơn vị cơ sở lựa chọn tính toán với giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các yếu tố tính chất đất nhạy cảm nhất đến lượng SOC ước lượng của mô hình Li đã xác định 4 yếu tố tính chất đất gồm SOC đầu vào hay đầu vào, hàm lượng sét, pH, dung trọng Hai kết quả mô phỏng tạo ra một khoảng giá trị đủ lớn để bao hàm giá trị thực cho mỗi đơn vị lựa chọn tính toán với xác suất cao

2.3.3 Nhóm phương pháp liên quan đến điều tra bổ sung dữ liệu

gồm phương pháp điều tra thực địa; phương pháp phỏng vấn;

phương pháp phân tích đất

2.3.4 Nhóm các phương pháp khác

2.3.4.1 Phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý để xác

định biến động sử dụng đất nông nghiệp trong vùng

2.3.4.2 Phương pháp pháp xây dựng kịch bản phương thức canh tác

Để xác định chuỗi số liệu từ năm 2014 đên 2020, luận án lựa chọn năm có lượng mưa nhỏ nhất và lớn nhất tại trạm khí tượng Đông Hà, tỉnh Quảng Trị trong chuỗi số liệu từ năm 1989 đến 2013 Đây là những năm có điều kiện khí hậu cực đoan nhất Lượng SOC ở mỗi HCT trong giai đoạn 2014 - 2020 được tính toán theo số liệu khi hậu của 2 năm cực đoan này, sau đó tính trung bình

Các kịch bản về phương thức canh tác được xây dựng dựa trên

cơ sở sau: (1) Hướng dẫn kỹ thuật canh tác cây ngô, lúa, lạc, đậu xanh, sắn, khoai lang; (2) Kịch bản về lượng phế phẩm cây trồng đã

9

áp dụng ở Trung Quốc (50%); (3) Đánh giá của Hossain và Badr, năm 2007 về lượng phụ phẩm nên đưa ra khỏi đồng ruộng sau thu hoạch mà không ảnh hưởng đến năng suất cây trồng trong tương lai

cơ trong đất

Dữ liệu khí hậu tại trạm khí tượng Đông Hà, tỉnh Quảng Trị được

sử dụng để tính toán lượng SOC ở các HCT vùng nghiên cứu vì đây

là trạm đại diện cho khu vực đồng bằng và vùng đồi tỉnh Quảng Trị

Dữ liệu khí hậu được tổ chức dưới dạng định dạng file txt (theo ngày) theo chuỗi số liệu từ năm 2000 – 2020

Dữ liệu đất vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị được xây dựng từ bản đồ đất tỉnh Quảng Trị tỷ lệ 1:50.000 (Hệ toạ độ UTM) năm 2000 gồm

dữ liệu các khoanh vi đất, kết quả phân tích 44 phẫu diện đất do Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp thực hiện Các dữ liệu phân tích

đã được nhập và lưu trữ theo các khoanh vi đất Năm vị trí phẫu diện đất trên 5 HCT gồm lạc, lạc – khoai lang, lúa – lúa, ngô – đậu và sắn năm 2000 được được lấy mẫu và phân tích lại năm 2012 để kiểm chứng mô hình

10

2.4.3 Dữ liệu hệ canh tác

Trên địa bàn nghiên cứu, lượng phụ phẩm của nhiều cây trồng được tận thu phục vụ mục đích chăn nuôi và năng lượng lớn Diện tích đất nông nghiệp vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị có xu thế bị thu hẹp trong giai đoạn 2000 – 2010 Các đặc trưng canh tác trên đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến lượng SOC ở vùng ĐBVB tỉnh Quảng Trị

Dữ liệu về phương thức canh tác gồm các dữ liệu về cày bừa, phân bón (phân đạm và phân chuồng), tưới, ngập lụt, diện tích các

hệ canh tác, lượng phế phẩm cây trồng để lại đồng ruộng, phần sinh

khối bị đưa ra khỏi đồng ruộng Các dữ liệu HCT được giả thuyết là

áp dụng như nhau ở các huyện từ năm 2000 đến năm 2013 Ở các

HCT vùng nghiên cứu, đất trồng được cày bừa 2 lần mỗi vụ, độ sâu cày bừa 20 – 25 cm, tỷ lệ phụ phẩm cây trồng để lại đồng ruộng thấp: lạc 5%, khoai lang 10%, lúa 15 – 20%, ngô 5%, đậu 10%, sắn 5 – 10% Phân chuồng chỉ được bón ở HCT lạc và lạc – khoai lang ngoại trừ ở huyện Cam Lộ Lượng phân đạm bón cho HCT lạc khoảng 80 –

200 kg/ha, HCT lạc – khoai lang 200 – 320 kg/ha, lúa – lúa 145 –

270 kg/ha, ngô – đậu 380 kg/ha, sắn 160 – 210 kg/ha

Ngoài ra, dữ liệu sự phân bố không gian các hệ canh tác đã được Nguyễn Hữu Tứ và Nguyễn Thanh Tuấn xây dựng dựa trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:50.000, năm 2005, 2010, và bản đồ lớp phủ thực vật tỷ lệ 1:50.000, năm 2000, kết hợp với thực địa, giải đoán ảnh vệ tinh chụp năm 2000 và ảnh vệ tinh Google Earth năm

2012

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả năng áp dụng mô hình DNDC xác định lượng cacbon hữu cơ trong đất ở các hệ canh tác nông nghiệp vùng đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Trị

So sánh kết quả ước lượng lượng SOC ở các HCT: (1) lạc, (2) lạc – khoai lang, (3) ngô – đậu, (4) lúa – lúa, (5) sắn tại 5 vị trí nghiên cứu điểm ngoài thực địa năm 2012 với giá trị SOC đo đạc cho thấy tại 3 điểm nghiên cứu chênh lệch giữa giá trị SOC ước lượng của mô hình và đo đạc nằm trong khoảng chênh lệch giá trị lớn nhất giữa 2 lần lấy mẫu và đo đạc ở cùng một tầng dầy trong một phẫu diện 0,09% (Sai số của 2 lần đo) (Bảng 1) Hệ số tương quan (R) giữa giá trị SOC ước lượng và đo đạc là khá cao (0,91) (Hình 2) Hơn nữa, đại lượng mức độ phù hợp của mô hình để ước lượng SOC ở các

11

HCT xấp xỉ 0,71 Trong khi đó, đại lượng sai số bình phương trung bình xấp xỉ 0,12

Bảng 1 Kết quả ước lượng và đo đạc cacbon hữu cơ trong đất ở các

hệ canh tác vùng nghiên cứu

Hình 2 Tương quan giữa giá trị cacbon hữu cơ trong đất ước lượng

và đo đạc tại các điểm nghiên cứu Mặc dù vẫn còn tồn tại sự sai khác đáng kể giữa kết quả SOC ước lượng và đo đạc ở một số HCT, nhưng dựa trên các đại lượng mức độ phù hợp của mô hình và phân tích ở trên, có thể thấy rằng mô hình DNDC phù hợp cho ước lượng lượng SOC ở các HCT nông nghiệp: (1) lạc, (2) lạc – khoai lang, (3) ngô – đậu, (4) lúa – lúa, (5) sắn ở ĐBVB tỉnh Quảng Trị