Tiềm năng chịu mặn và khả năng cải thiện hóa học đất nhiễm mặn của một số cây hoang dại thu thập ở các tỉnh ven biển đồng bằng sông cửu long

Do đó, luận văn được thực hiện nhằm: i Thu thập, định danh và đánh giá tiềm năng chịu mặn của một số loại thực vật hoang dại phân bố phổ biến ở các tỉnh ven biển vùng Đồng bằng sông Cửu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

NGUYỄN TRUNG CHÁNH

AN GIANG, 10/2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

i

CHẤP THUẬN HỘI ĐỒNG

Luận văn “Tiềm năng chịu mặn và khả năng cải thiện hóa học đất nhiễm mặn

của một số cây hoang dại thu thập ở các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long”

do học viên Nguyễn Trung Chánh thực hiện dưới sự hướng dẫn của Ts Nguyễn Minh Đông Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội đồng Khoa học và Đào tạo thông qua ngày… /… /2019

ii

LỜI CẢM TẠ Chân thành cảm tạ

Thầy Ts Nguyễn Minh Đông đã tận tình hướng dẫn, cung cấp kiến thức và kinh nghiệm cho tôi trong suốt thời gian làm luận văn

Gia đình, vợ con, bạn bè thân hữu đã tận tình hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập

Tập thể học viên lớp Cao học Khoa Học Cây Trồng khóa 3 đã nhiệt tình hỗ trợ

và động viên tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thời gian thực hiện luận văn

Cuối cùng xin gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến tất cả mọi người đã giúp đỡ và chia sẽ khó khăn để tôi hoàn thành luận văn này Trong quá trình viết luận văn không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự góp ý của quý thầy cô và toàn thể các bạn

An Giang, ngày 20 tháng 10 năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Trung Chánh

iii

LÝ LỊCH KHOA HỌC

1 LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Họ và tên: Nguyễn Trung Chánh Giới tính: Nam

Ngày sinh: 21/04/1978 Nơi sinh: Long Xuyên, An Giang

Quê quán: Long Xuyên, An Giang Dân tộc: Kinh

Địa chỉ liên lạc: Lô 10 I 1, Hà Huy Tập, phường Mỹ Phước, TP Long Xuyên, tỉnh

An Giang

Số điện thoại: 0918 485 585

E-mail: trungchanhrd@gmail.com

2 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

Từ năm 1984 – 1989: Học sinh – Trường tiểu học A Mỹ Phước

Từ năm 1989 – 1993: Học sinh – Trường Trung học cơ sở Mỹ Phước

Từ năm 1993 – 1996: Học sinh – Trường THPT Chuyên Thoại Ngọc Hầu

Từ năm 1996 – 2001: Sinh viên – Ngành Trồng Trọt, Trường Đại học Cần Thơ

3 QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC

Từ năm 2001 – 2018: Cán bộ kỹ thuật – Công ty Cổ phần Tập đoàn Lộc Trời

Từ năm 2018 – nay : Chuyên viên Kỹ thuật Công ty Map Pacific

An Giang, ngày 20 tháng 10 năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Trung Chánh

iv

Nguyễn Trung Chánh 2019 Tiềm năng chịu mặn và khả năng cải thiện hóa học đất

nhiễm mặn của một số cây hoang dại thu thập ở các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long Luận văn Thạc sĩ chuyên Ngành Khoa học Cây trồng, Khoa Nông

nghiệp và Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học An Giang, 56 trang Người hướng dẫn khoa học: Ts Nguyễn Minh Đông

TÓM TẮT

Hiện nay, xâm nhập mặn và thiếu hụt nước tưới trong nông nghiệp ảnh hưởng đến chất lượng đất, sinh trưởng và năng suất cây trồng ở các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Sử dụng các giống loại thực vật chịu mặn có thể sống sót trong điều kiện đất nhiễm mặn được xem là giải pháp phù hợp để ứng phó với vấn

đề này Do đó, luận văn được thực hiện nhằm: (i) Thu thập, định danh và đánh giá tiềm năng chịu mặn của một số loại thực vật hoang dại phân bố phổ biến ở các tỉnh ven biển vùng Đồng bằng sông Cửu Long; (ii) Đánh giá hiệu quả của việc trồng cây hoang dại kết hợp bón vôi trên thay đổi hóa học đất phù sa nhiễm mặn ở điều kiện nhà lưới Nghiên cứu gồm 3 thử nghiệm: (1) Khảo sát và thu thập một số loại cây hoang dại có tiềm năng chịu mặn ở các vùng ven biển, thuộc khu vực Đồng bằng sông Cửu Long ; (2) Đánh giá tiềm năng chịu mặn của các cây hoang dại thu thập được trong điều kiện thủy canh nhà lưới: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD), gồm 4 nghiệm thức là các nồng độ muối thủy canh tăng dần (0, 25,

50, 100 mNaCl); (3) Đánh giá khả năng cải thiện đất nhiễm mặn bằng cây điên điển mấu và cây muồng lá khế kết hợp bón vôi: Thí nghiệm trồng cây trong chậu đất ngập mặn nhân tạo (0, 3 và 6‰) được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (CRD) 2 nhân tố là: (i) trồng cây (không trồng cây, muồng lá khế, điên điển mấu) và (ii) 2 liều lượng vôi (không bón vôi, bón CaCO3) Kết quả đạt được cho thấy: có 6 loại cây hoang dại chịu mặn thu thập được gồm: đậu điều, đậu xăng, điên điển mấu, muồng lá khế (họ đậu: Fabaceae) và rau diệu biển, dền dại (họ dền: Amaranthaceae); trong đó, có

4 loại cây có tiềm năng chịu mặn khá cao, đạt ngưỡng ECe > 6,0 mS/cm gồm: điên điển mấu, dền dại, rau diệu biển và muồng lá khế Kết quả thí nghiệm thủy canh cho thấy điên điển mấu, muồng lá khế và rau diệu biển có tiềm năng chịu mặn khá tốt (nồng độ muối tới hạn 50 mM NaCl, ≈ 3,0‰), khả năng sản sinh proline cao, chịu mặn và hấp thu muối rất tốt trong môi trường thủy canh Kết quả cải thiện hóa học đất nhiễm mặn cũng cho thấy: điên điển mấu có tác dụng làm giảm pHe, độ mặn đất (ECe), giảm hàm lượng Na+ trao đổi, tăng Ca2+ trao đổi trong keo đất đặc biệt khi

có bón kết hợp CaCO3 và qua đó giúp làm giảm ý nghĩa chỉ số ESP và SAR tốt hơn

so với muồng lá khế Đặc biệt, có sự tương tác rất ý nghĩa giữa trồng điên điển mấu

và bón vôi trong việc cải thiện đặc tính bất lợi của đất nhiễm mặn Vì vậy, điên điển mấu có thể được khuyến cáo lựa chọn trồng trên vùng đất phù sa nhiễm mặn nhằm

hỗ trợ vôi trong cải thiện độ mặn đất

Từ khóa: cải tạo đất mặn, cây chịu mặn, điên điển mấu, muồng lá khế muối

v

Nguyen Trung Chanh 2019 Salinity tolerance potential and possible

phytoremediation of salt-affected soils by wild plants collected from the coastal provinces of Mekong Delta Master's thesis in Plant Science, College of Agriculture

and Natural resources, An Giang University, 56 pages, Supervisor: Dr Nguyen Minh Dong

ABSTRACT

Salinity intrusion and fresh water resources shortage are agricultural problems that negatively affect soil quality, plant growth and agricultural production in the coastal province of the Mekong delta in recent years Introduction of salt tolerance up-plant species that can survive in such condition could be the suitable solution to overcome these challenges The thesis was therefore conducted to: (i) Collect, identify and evaluate the salinity tolerance potential of some wild plants collected in the coastal provinces of the Mekong Delta; (ii) Assess the effect of growing wild plants in combination with liming on improving chemical properties of alluvial salt-affected soil under net house condition The study included 3 experiments: (1) Investigating and sampling some kind of wild plants having a high salt-tolerance potential which are widely living in the coastal area of MD region; (2) Evaluation of salinity tolerance of selected wild plants in net house condition: The hydroponic experiment was arranged randomly (CRD), 4 replications, one factor including four treatments (0, 25, 50, 100 mM NaCl); (3) Evaluating the possibility of improving saline soils

by growing Sesbania rostrata and Coffee senna in combination with liming: The experimental soil pots with 3 levels of diluted sea water amendment (0, 3 và 6‰) were arranged randomly (CRD), two factors including: (i) wild plant species (no planting, growing Coffee senna, and Sesbania rostrata) and (ii) two doses of lime (no liming, CaCO3 applying) The obtained results showed that: There were 6 kind

of wild plants that were collected and identified, including: crimson grass

(Macroptilium lathyroides), pigeon pea (Cajanus cajan), sesbania (S rostrata L.), green amaranth (Amaranthus viridis), sessile joyweed (Alternanthera sessilis) and coffee senna (Senna occidentalis) in which S rostrata, green amaranth, sessile

joyweed and coffee senna had a high salt tolerance potential with the threshold limit

of ECe > 6,0 mS/cm The hydroponic experiment revealed that S rostrata, coffee senna and sessile joyweed were highly tolerant to salinity as they can grow on salt concentration up to 50 mM NaCl (≈ 3,0‰ salinity) with a little reducing of growth and they were able to produced high proline content, high salinity tolerance and good salt absorption in environmental condition The results of improving saline soil chemistry by phytoremediation in net house condition showed that: among study plants, growing S rostrata was able to reduce the pHe, soil salinity (ECe), decreasing ex Na+ and increasing ex.Ca2+ content, especially when combining with 50-100% CaCO3 and herefore, it can reduce significantly ESP and SAR

Key words: improving saline soil, salt tolerance plant, S rostrata, S.occidentalis L

vi

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trong công trình nghiên cứu này nằm trong khuôn khổ dự án NCKH cấp Bộ, MS: B2015-16-53 do Ts Nguyễn Minh Đông làm chủ nhiệm, và tôi có tham gia thực hiện các thí nghiệm trong thời gian nghiên cứu của dự án Dự án có quyền sử dụng kết quả của luận văn để phục vụ cho báo cáo tổng kết của dự án Những kết luận mới về khoa học của công trình nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

An Giang, ngày 20 tháng 10 năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Trung Chánh

vii

MỤC LỤC Nội dung Trang

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN 4

2.1.1 Khái niệm và phân loại đất nhiễm mặn 4

2.1.2 Ảnh hưởng của đất nhiễm mặn lên sự sinh trưởng của thực vật 6

2.1.3 Các biện pháp cải tạo đất nhiễm mặn 8

2.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THỰC VẬT CHỊU MẶN TRÊN THẾ GIỚI 10

2.2.1 Định nghĩa và phân nhóm thực vật chịu mặn 10

2.2.2 Cơ chế chịu mặn của thực vật 12

2.2.3 Cơ chế cải thiện độ mặn đất của cây trồng chịu mặn 14

2.2.4 Các tiêu chí của thực vật dùng cho cải thiện độ mặn đất 14

2.2.5 Các nghiên cứu ngoài nước về sử dụng thực vật cải tạo đất nhiễm mặn 15

2.2.6 Các nghiên cứu trong nước về thực vật cải tạo mặn 20

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 22

viii

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 22

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu 22

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 1 23

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 2 25

3.3.3 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 3 26

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 THU THẬP VÀ ĐỊNH DANH MỘT SỐ LOẠI CÂY HOANG DẠI CÓ TIỀM NĂNG CHỊU MẶN Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐBSCL 30

4.1.1 Thu thập và định danh một số loại cây hoang dại chịu mặn 30

4.1.2 Đánh giá nhanh tiềm năng chịu mặn các cây hoang dại thu thập được 34

4.1.2.1 Đặc tính hóa học đất vùng rễ của các cây thu thập 34

4.1.2.2 Độ mặn nguồn nước có khả năng cung cấp cho cây thu thập 34

4.1.2.3 Hàm lượng natri hấp thu trong thân lá cây hoang dại 35

4.2 ẢNH HƯỞNG MẶN TRÊN SINH TRƯỞNG VÀ HẤP THU KHOÁNG CỦA MỘT SỐ LOẠI CÂY HOANG DẠI TRONG ĐIỀU KIỆN THỦY CANH 37

4.2.1 Sự thay đổi độ mặn dung dịch thủy canh sau khi trồng cây hoang dại 37

4.2.1.1 Diễn biến độ mặn (EC) của dung dịch thủy canh 37

4.2.1.2 Sự thay đổi hàm lượng natri hòa tan trong dung dịch thủy canh 38

4.2.2 Ảnh hưởng mặn trên sinh trưởng và sinh khối các cây thủy canh 39

4.2.2.1 Ảnh hưởng của mặn trên sinh trưởng các cây thủy canh 39

4.2.2.2 Ảnh hưởng của mặn trên sinh khối các cây thủy canh 40

4.2.2.3 Ảnh hưởng của mặn trên sản sinh proline của các cây thủy canh 41

4.2.3 Ảnh hưởng mặn trên hấp thu khoáng và dưỡng chất của cây thủy canh 42

4.2.3.1 Ảnh hưởng của mặn trên hấp thu khoáng của các cây thủy canh 42

4.2.3.2 Ảnh hưởng mặn trên hấp thu dưỡng chất cây trồng thủy canh 44

4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TRỒNG CÂY CHỊU MẶN KẾT HỢP BÓN VÔI TRÊN THAY ĐỔI HÓA HỌC ĐẤT PHÙ SA NHIỄM MẶN 45

4.3.1 Ảnh hưởng của trồng cây chịu mặn kết hợp bón vôi trên thay đổi hóa học đất phù sa nhiễm mặn 45

4.3.1.1 Trị số pHe dung dịch đất trích bão hòa sau khi trồng cây chịu mặn 45

4.3.1.2 Độ mặn đất (ECe) sau khi trồng cây chịu mặn 46

ix

4.3.1.3 Hàm lượng natri và canxi trao đổi trong đất sau khi trồng cây 47

4.3.1.4 Trị số SAR và ESP của đất sau khi trồng cây chịu mặn 48

4.3.2 Ảnh hưởng của mặn và bón vôi trên hấp thu khoáng của cây chịu mặn 49

4.3.2.1 Ảnh hưởng mặn và bón vôi trên hấp thu natri và canxi của cây trồng 49 4.3.2.2 Ảnh hưởng mặn và bón vôi trên hấp thu dinh dưỡng của cây trồng 51

4.3.3 Ảnh hưởng của mặn và bón vôi trên sinh trưởng và sinh khối cây trồng 52

4.3.3.1 Tích lũy proline và chỉ số SPAD của cây chịu mặn 52

4.3.3.2 Ảnh hưởng của mặn và bón vôi trên chiều cao cây chịu mặn 54

4.3.3.3 Ảnh hưởng của mặn và bón vôi trên sinh khối cây chịu mặn 54

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Đề nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 66

x

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 5: Năng suất tiềm năng của một số loại cây trồng ở các độ mặn vùng rễ 18

Bảng 6: Đặc tính hóa học đất lúa nhiễm mặn trước khi xử lý ngập mặn nhân tạo 23

Bảng 9: Một số phương pháp phân tích mẫu đất, nước và thực vật thí nghiệm 28

Bảng 10: Danh lục các cây hoang dại có tiềm năng chịu mặn thu thập được 31

Bảng 11: Tính chất hóa học đất vùng rễ thời điểm thu mẫu các cây hoang dại 34

Bảng 12: Trị số pH và độ mặn nguồn nước có thể cung cấp cho cây hoang dại 35

Bảng 13: Hàm lượng natri hấp thu trong thân lá thời điểm thu mẫu thực vật 35

Bảng 14: Khối lượng tươi cây hoang dại khi kết thúc thí nghiệm thủy canh 40

Bảng 15: Sinh khối khô thân lá cây hoang dại khi kết thúc thí nghiệm thủy canh 41

Bảng 16: Hàm lượng proline tích lũy trong thân lá các cây trồng thủy canh 41

Bảng 18: Hàm lượng khoáng và hấp thu dưỡng chất của các cây thủy canh 44

Bảng 19: Trị số pHe của đất sau khi kết thúc trồng cây hoang dại chịu mặn 45

Bảng 20: Trị số ECe của đất sau khi kết thúc trồng cây hoang dại chịu mặn 46

Bảng 21: Hàm lượng cation trao đổi trên keo đất sau khi kết thúc thí nghiệm 48

Bảng 22: Tỷ số hấp phụ natri (SAR) và phần trăm natri trao đổi (ESP) của đất 49

Bảng 23: Hàm lượng natri và canxi trong thân lá cây thời điểm thu hoạch 50

Bảng 25: Hàm lượng proline tích lũy và chỉ số SPAD cây chịu mặn lúc thu hoạch 53

xi

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2: Bố trí thí nghiệm thủy canh của một số cây trồng trong thí nghiệm 26

Hình 3: Bố trí thí nghiệm chậu đất của một số cây trồng trong thí nghiệm 27

Hình 4: Độ mặn (EC) dung dịch thủy canh trước và sau khi kết thúc thí nghiệm 37

Hình 5: Hàm lượng natri hòa tan dung dịch thủy canh khi kết thúc thí nghiệm 38

Hình 6: Chiều cao cây và chiều dài rễ các cây hoang dại thí nghiệm thủy canh 39

Hình 7: Tổng lượng natri tích lũy trong sinh khối khô các cây trồng thủy canh 43

Hình 8: Tổng lượng natri tích lũy trong sinh khối khô của các cây trồng chịu

mặn trong thí nghiệm chậu

51

xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

CEC: Cation Exchange Capacity (Khả năng trao đổi Cation) ESP: Exchangeable Sodium Percentage

SAR: Sodium Adsorption Ratio

EC: Electrical Conductivity (Độ dẫn điện)

ECe: Electrical Conductivity (Độ dẫn điện) trích bão hòa

ANOVA: Phân tích phương sai

CLUES: Climate change and affecting land use in the Mekong Delta: Adaptation of rice-based cropping systems

1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là vựa lúa của cả nước, với diện tích

gieo trồng 3,9 triệu ha, chiếm 90% tổng sản lượng lúa xuất khẩu của cả nước

(Nguyễn Duy Cần và cs., 2007) Hiện nay, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã và

đang gây ra các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt như nhiệt độ bình quân tăng, nước

biển dâng, xâm nhập mặn cho các tỉnh ven biển ĐBSCL Ngoài ra, tình trạng xâm

nhập mặn vào mùa khô xuất hiện ngày càng sớm, nghiêm trọng và kéo dài trong

những năm qua, nhiệt độ trung bình ở nước ta tăng 2,30C, mực nước biển dâng

75cm và vùng ĐBSCL sẽ bị ngập khoảng 20% diện tích; nếu mực nước biển tăng 1

m thì diện tích ngập khoảng 38% (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2009) Với diện

tích chiếm khoảng 16% (603,190 ha) so với tổng diện tích đồng bằng (Võ Quang

Minh và Lê Văn Khoa, 2013), nhóm đất phù sa nhiễm mặn đóng góp phần không

nhỏ cho việc sản xuất nông nghiệp, xuất khẩu lúa gạo, đảm bảo an ninh lương thực

cho vùng và quốc gia Do đó, nhiều công trình nghiên cứu về biện pháp cải thiện

đất nhiễm mặn canh tác lúa ở ĐBSCL cũng đã được thực hiện (Trịnh Thị Thu

Trang và Ngô Ngọc Hưng., 2006, Nguyễn Văn Bo và cs., 2011) và bước đầu đem

lại hiệu quả nhất định Bón vôi trên đất mặn làm tăng hàm lượng Ca2+ và làm giảm

Na+ trong phức hệ hấp phụ của đất Nghiên cứu cho thấy bón vôi dạng CaSO4 có

khuynh hướng làm giảm thấp ESP và SAR hơn so với sử dụng vôi dạng CaCO3

(Ngô Ngọc Hưng và cs., 2011) Các nghiên cứu này còn đề nghị cần nghiên cứu

thêm sự kết hợp giữa bón Ca2+ và các biện pháp rửa mặn nhằm loại bỏ lượng Na+

hòa tan trong dung dịch đất để nâng cao hơn nữa hiệu quả của việc xử lý và cải tạo

mặn trong đất (sử dụng nước, thực vật hấp thu…) Tuy nhiên, việc sử dụng vôi cho

cải tạo đất mặn (so với đất phèn) cho mục đích trồng trọt ít được nông dân ĐBSCL

chú ý do hiệu quả kinh tế không cao Phần lớn nông dân ĐBSCL sử dụng vôi cho

xử lý mầm bệnh, tạo màu tảo cho các ao nuôi tôm sú hơn là cho các ruộng canh tác

cây trồng và việc sử dụng kết hợp giữa vôi và các biện pháp cải tạo đất mặn khác

không được nông dân quan tâm (CLUES, 2013) Việc tìm ra giải pháp kỹ thuật

giúp nông dân các tỉnh ven biển ĐBSCL cải thiện và khai thác nhóm đất mặn cho

việc trồng trọt hiệu quả thì rất có ý nghĩa Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có công

trình nghiên cứu nào về việc sử dụng thực vật nhằm canh tác giúp hỗ trợ rửa mặn

hiệu quả trên các vùng đất canh tác nông nghiệp thiếu nước ngọt, có nguy cơ bị

xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu gây ra

Vì vậy, nghiên cứu những giải pháp kỹ thuật hỗ trợ, giúp nông dân ở các tỉnh

ven biển ĐBSCL thích ứng với sự xâm nhập mặn là yêu cầu cấp thiết trong thời

2

gian gần đây Việc tìm ra các biện pháp cải tạo đất mặn hiệu quả, rẻ tiền, có hiệu quả kinh tế và bền vững cho xuất nông nghiệp là vấn đề cần nhận được nhiều sự quan tâm và nghiên cứu Hơn nữa, nó sẽ giúp nâng cao khả năng mở rộng khai thác diện tích đất canh tác nông nghiệp và hiệu quả sử dụng đất mặn được bền vững hơn

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Thu thập, định danh và đánh giá tiềm năng chịu mặn của một số loại thực vật hoang dại phân bố phổ biến ở các tỉnh ven biển vùng Đồng bằng sông Cửu Long

- Đánh giá hiệu quả của việc trồng cây cây hoang dại kết hợp bón vôi trên thay đổi hóa học đất phù sa nhiễm mặn ở điều kiện nhà lưới

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: Một số loại thực vật hoang dại, được thu thập ở một

số vùng ven biển, có tiềm năng hấp thu muối trong đất trồng lúa bị xâm nhiễm mặn trong mùa khô hạn ở Đồng bằng sông Cửu Long

- Phạm vi nghiên cứu: trên đất phù sa trồng lúa bị nhiễm mặn vào mùa khô, cần thời gian nghỉ để rửa mặn ở ĐBSCL Các thí nghiệm đánh giá được thực hiện trong điều kiện thí nghiệm chậu đất ngập mặn nhân tạo trồng trong nhà lưới

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài được thực hiện qua 3 nội dung nghiên cứu sau:

- Nội dung 1: Khảo sát và thu thập một số loại cây hoang dại có tiềm năng chịu mặn ở các vùng ven biển, thuộc khu vực Đồng bằng sông Cửu Long

- Nội dung 2: Đánh giá tiềm năng chịu mặn của một số loại cây hoang dại trong điều kiện thủy canh nhà lưới

- Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng của trồng cây hoang dại chịu mặn kết hợp bón vôi trên thay đổi hóa học đất phù sa nhiễm mặn trong thí nghiệm nhà lưới

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Đã thu thập và định danh được 6 loại cây hoang dại, thuộc 2 họ: (i) họ đậu – Fabaceae (đậu điều, đậu xăng, điên điển mấu, muồng lá khế) và (ii) họ dền Amaranthaceae (rau diệu biển, dền dại) có thể canh tác trên đất nhiễm mặn vào mùa khô ở ĐBSCL Phần lớn các cây hoang dại này đều có khả năng chịu hạn, chịu mặn khá tốt Kết quả đánh giá nhanh cho thấy trong 6 loại cây hoang dại thu thập được thì có 4 loại cây có tiềm năng chịu mặn khá cao, đạt ngưỡng ECe > 6,0 mS/cm gồm: điên điển mấu, dền dại, rau diệu biển và muồng lá khế Hầu hết các cây hoang dại thu thập có tiềm năng chịu mặn khá cao với nồng độ muối gây giảm 30% sinh trưởng ở ngưỡng giới hạn độ mặn lên đến 50 mM NaCl (≈ 3,0‰), đặc biệt là

3

muồng lá khế, điên điển và rau diệu biển thì có tiềm năng chịu mặn khá tốt so với các cây còn lại với khả năng sản sinh proline cao, chịu mặn và hấp thu muối rất tốt trong môi trường thủy canh Trồng điên điển mấu kết hợp bón vôi trong điều kiện nhà lưới rất có hiệu quả trong việc làm giảm độ mặn, hàm lượng Na+ trao đổi, tăng

Ca2+ trao đổi trong keo đất và qua đó giúp làm giảm chỉ số ESP và SAR rất ý nghĩa

so với không trồng cây hay cải tạo đất mặn chỉ bằng cách bón vôi

Như vậy, với kết quả thí nghiệm đạt được, nghiên cứu này sẽ đóng góp ý nghĩa và hỗ trợ trong việc cải thiện, làm giảm các tác hại của đất nhiễm mặn, đặc biệt là đất nông nghiệp cho canh tác lúa bền vững ở các tỉnh ven biển vùng ĐBSCL

4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN

2.1.1 Khái niệm và phân loại đất nhiễm mặn

Sự thoái hóa đất do mặn hóa hay sodic hóa là một trong những trở ngại lớn nhất đối với sản xuất nông nghiệp và sự phát triển bền vững, đặc biệt cho những vùng khô hạn, bán khô hạn hay bị xâm nhập mặn (Pitman & Lauchli, 2002) Đất nhiễm mặn (salt-affected soils) được mô tả là đất có sự tích lũy quá mức hàm lượng muối hòa tan và/hoặc ion Na+ trong dung dịch đất cũng như trên phức hệ hấp phụ (Ashraf và cs., 2010) Ngoài ra, đất nhiễm mặn thường có độ dẫn điện của dung dịch trích bão hòa (ECe) từ 4 mS/cm trở lên ở 25oC Đây là ngưỡng mà vượt quá mức này năng suất lúa sẽ giảm đáng kể do lượng muối gia tăng (Akbar & Ponnamperuma, 1980)

Sự mặn hóa đất là quá trình gia tăng nồng độ của muối hòa tan trong dung dịch đất do quá trình tự nhiên hoặc do con người gây ra (Ghassemi và cs., 1995) Theo Horneck và cs (2007), muối gồm các ion tích điện dương (cation) và các ion tích điện âm (anion) Chúng có thể hòa tan trong nước (muối hòa tan) hoặc có trong chất rắn Muối trong đất có thể bắt nguồn từ vật liệu hình thành đất; nước tưới; từ phân bón, phân chuồng, phân hữu cơ, … Muối chiếm ưu thế tích tụ trong đất là canxi, magiê, natri, kali, sulfat, clorua, cacbonat và bicarbonat Bất cứ muối nào tích

tụ trong đất đều có thể gây ra vấn đề cho đất Nồng độ cao của một số muối trong đất cũng có thể gây độc đối với thực vật Đất mặn thường có thành phần cơ giới nặng, tỉ lệ sét từ 50-60%, thấm nước kém, khi ướt thì dẻo, dính, khi khô thì co lại, nứt nẻ, rắn chắc, khó làm đất Do đất chứa nhiều muối tan dưới dạng NaCl,

Na2SO4 nên áp suất thẩm thấu của dung dịch đất lớn, ảnh hưởng đến quá trình hút nước và chất dinh dưỡng của thực vật

Bảng 1: Phân cấp đất mặn theo FAO

Mặn nhẹ 2 - 4 Các cây mẫn cảm sẽ bị giới hạn năng suất Mặn trung bình 4 - 8 Năng suất nhiều loại cây bị giới hạn

Mặn mạnh 8 - 16 Chỉ cây chịu mặn mới sống được

Mặn rất mạnh > 16 Chỉ một vài loại cây chịu mặn sống được Đất mặn được xác định bằng cách đo độ dẫn điện của đất (EC) Có hai cách đo

độ mặn của đất: đo theo tỉ lệ trích đất/nước là 1:5 và đo theo cách trích bảo hòa

Bảng 2: Phân loại đất nhiễm mặn và đất sodic (Horneck và cs., 2007)

(mS/cm)

Đất mặn > 4 < 8,5 < 15 < 13 Đất mặn, ảnh hưởng đến sinh

trưởng hầu hết cây trồng

Đất sodic < 4 > 8,5 > 15 > 13 Năng suất của cây trồng bị giới

hạn

Đất mặn-sodic > 4 < 8,5 > 15 >13 Đất mặn, Na+ hấp phụ cao, năng

suất nhiều loại cây trồng bị giới hạn

Đất mặn ảnh hưởng đến tính chất vật lý của đất do các cation kiềm Ca2+ và

Mg2+ có vai trò làm cho các hạt đất mịn kết dính với nhau trong một khối Quá trình này được gọi là keo tụ và có lợi về mặt thoáng khí đất, thuận lợi cho quá trình xâm nhập và sinh trưởng của rễ Tăng hàm lượng các cation Ca2+ và Mg2+ của dung dịch đất có ảnh hưởng tích cực lên sự ổn định cấu trúc đất Trong khi đó, Na+ có tác động ngược lại, gây phân tán keo đất, sự trương nở của phiến sét Các lực liên kết những hạt sét lại với nhau bị phá vỡ khi có nhiều ion Na+ hiện diện giữa các phiến sét Khi

sự trương nở xảy ra, khoảng cách giữa các hạt sét mở rộng gây ra sự phân tán đất

Sự phân tán đất làm cho các hạt đất bít các tế khổng trong đất, dẫn đến giảm tốc độ thấm nước của đất Sự hình thành lớp váng trên bề mặt đất do bị ảnh hưởng Na+, dẫn đến tình trạng cứng, giảm tính dẫn nước và không khí, chảy tràn và làm xói mòn Đất mặn thường liên kết với tính sodic Đất mặn sodic là đất là trung gian giữa đất mặn và đất sodic, có chứa hàm lượng muối hòa tan Na+ cao như đất mặn với ECe trên 4mS/cm Nhưng đất mặn sodic có Na+ hấp phụ cao, ESP cao hơn 15 và SAR bằng hoặc cao hơn 13, cũng là đất bị nhiễm mặn, nhưng đất sodic có hàm lượng muối hòa tan trung tính thấp nhưng hàm lượng Na+ trên hệ hấp phụ của đất cao Đất sodic

có EC tương đối thấp, nhưng đất có pH bằng hoặc trên 8,5 pH đất cao do sự thuỷ

6

phân của sodium carbonate Natri trên phức hệ hấp thu cũng có thể được thủy phân góp phần tăng pH đất

2.1.2 Ảnh hưởng của đất nhiễm mặn lên sự sinh trưởng của thực vật

Độ mặn trong đất ảnh hưởng đến sinh trưởng của cây trồng do gián tiếp tác động đến sự thiếu hụt dưỡng chất hoặc mất cân bằng dinh dưỡng trong cây, như tỷ

lệ Na+/Ca2+ vượt ngưỡng sự thiếu hụt Ca2+ xảy ra hoặc trực tiếp gây độc cho cây trồng bởi các ion như Na+, Cl-, B-, SO42- Nồng độ Na+ trong đất cao dẫn đến cây hút nhiều Na+ và Cl- đưa đến tỉ lệ Na/K, Na/Ca và Na/Mg cao gây rối loạn sự biến dưỡng dưỡng chất và tổng hợp protein Cây ngộ độc Na+ và Cl-, biểu hiện qua mép

lá và đầu lá bị cháy khô, cây sinh trưởng không đều và còi cọc Mặt khác, đất có pH cao đưa đến giảm độ hữu dụng của P và các nguyên tố vi lượng như Fe, Zn, Cu, Mn; ảnh hưởng bất lợi đến sự sinh trưởng phát triển của cây Độ hòa tan của B và các anion khác như HCO3-, Cl-, SO42- cao có thể gây độc cho cây trồng

Trong đất mặn, nồng độ Na+ và Cl- cao ở vùng rễ, làm chậm sự phát triển của cây bằng cách làm giảm tiềm năng thẩm thấu nước của môi trường vùng rễ hoặc gây độc (Panta và cs., 2014) Việc dư thừa muối trong đất đã làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất Cây lấy được nước và chất khoáng từ đất khi nồng độ muối tan trong đất nhỏ hơn nồng độ dịch bào của rễ, tức áp suất thẩm thấu và sức hút nước của rễ cây phải lớn hơn áp suất thẩm thấu và sức hút nước của đất Khi độ mặn của các dung dịch đất tăng làm khả năng thẩm thấu giảm, làm giảm lượng nước sẵn có của đất (Havlin và cs., 1999) Khi mức độ mặn trong vùng rễ tăng lên, nước sẽ ít đi vào gốc rễ hơn và đôi khi có thể kéo ra khỏi vùng rễ Cây không hấp thu được nước do mặn nhưng quá trình thoát hơi nước của lá vẫn diễn ra bình thường làm mất cân bằng nước gây nên hạn sinh lý, làm cho thực vật trở nên thiếu nước nghiêm trọng Lượng nước hữu dụng thấp hơn so với nhu cầu của cây, rễ kém hoạt động, giảm hàm lượng oxy và sự sinh trưởng của cây con (Qadir & Schubert, 2002) Việc gia tăng áp suất thẩm thấu trong đất mặn vượt quá mức là nguyên nhân quan trọng nhất gây ra những tổn hại cho cây trồng sống trên đất mặn

Độ mặn có ảnh hưởng đến hầu hết mọi khía cạnh về mặt sinh lý học và hóa sinh của thực vật và làm giảm đáng kể năng suất cây trồng Khi mức độ nhiễm mặn gia tăng sẽ làm ảnh hưởng tiêu cực đến sự nảy mầm, sự phát triển của cây trồng và khả năng sinh sản, cũng như các quá trình sinh lý bao gồm quang hợp, hô hấp, thoát hơi, tính chất màng, cân bằng dinh dưỡng, hoạt động enzyme và điều hòa sinh trưởng Theo Kaya và cs (2013), Geilfus và cs (2015), sự gia tăng hàm lượng muối trong đất còn làm thoái hóa tế bào, ảnh hưởng đến hô hấp và tính thấm của màng,

sự cân bằng dinh dưỡng, hoạt động enzyme, hoạt động trao đổi chất Do đó, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng của stress muối, tốc độ nảy mầm, mức độ tăng trưởng của cây trồng mà sản lượng nông nghiệp có thể giảm đáng kể Đối với hầu

7

hết các loài, năng suất giảm 10% khi EC của dung dịch đất tăng lên trong khoảng

4-8 dS/m (Ventura và cs., 2014), năng suất bắp (Zea mays L.) giảm 21% khi mỗi đơn

vị EC gia tăng trong nước tưới (Fahad & Bano, 2012; Tufail và cs., 2013)

Mặn ảnh hưởng trực tiếp lên sự quang hợp, làm giảm hàm lượng chlorophyll (Poór và cs., 2011; Jamil và Rha, 2013), gia tăng màng thẩm thấu (Mansour, 2013;

Le Gall và cs., 2015) Theo Sema (2016), việc tăng mức độ mặn làm giảm tổng hàm lượng chất khô và sản lượng trái cây một cách đáng kể, mức độ giảm khoảng 10-15% cho mỗi đơn vị gia tăng EC trong nước tưới Dưới áp lực muối, thực vật buộc phải sản xuất nhiều enzyme chống oxy hóa hơn (catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase ) để chống lại các hiệu ứng phân hủy do các gốc oxy tự do gây ra Theo nghiên cứu của Sema (2016), cây cà chua sản sinh ra nhiều proline hơn và hoạt động của malondialdehyde, catalase và peroxidase tăng cao hơn nhiều do stress muối

Trong điều kiện đất bị ảnh hưởng bởi muối, do các tương tác cạnh tranh giữa các nguyên tố và các loại muối khoáng chủ yếu (CaCl2 và NaCl) mà sự hấp thu và tích lũy các dưỡng chất khoáng của thực vật đã giảm đi (Maas & Grattan, 1999) Thông thường, sự hấp thu cây trồng đối với Ca2+ và Mg2+ đôi khi bị ảnh hưởng xấu bởi môi trường nước muối (Grattan & Grieve, 1992; Marschner, 1995), và mặn là nguyên nhân làm thiếu hụt khoáng chất như K+ và Ca2+ (Ning và cs., 2015; Bhuiyan

và cs., 2015) ở thực vật

Nhìn chung, mặn ảnh hưởng đến các hoạt động sinh lý của cây bao gồm: (i)

Sự trao đổi nước: mặn cản trở sự hấp thu nước của cây và có thể gây nên hạn sinh

lý và cây bị héo lâu dài…; (ii) Sự tổng hợp cytokinin bị ngừng vì rễ là cơ quan tổng hợp phithormon nên cây thiếu cytokinin ảnh hưởng đến sinh trưởng của các cơ quan trên mặt đất; (iii) Sự hút khoáng của rễ cây bị ức chế nên thiếu chất khoáng Do thiếu P nên quá trình phosphoryl hóa bị kìm hãm và cây thiếu năng lượng; (iv) Sự vận chuyển và phân bố các chất đồng hóa trong mạch libe bị kìm hãm nên các chất hữu cơ tích luỹ trong lá ảnh hưởng đến quá trình tích lũy vào cơ quan dự trữ…(v)

Sự dư thừa các ion trong đất làm rối loạn tính thấm của màng nên không thể kiểm soát được các chất đi qua màng, rò rỉ các ion ra ngoài rễ Quá trình trao đổi chất, đặc biệt là trao đổi protein bị rối loạn, dẫn đến tích lũy các axit amin và amit trong cây…(vi) Sự ức chế sinh trưởng của cây khi bị mặn là đặc trưng rõ rệt nhất Trong đất mặn, các thực vật kém chịu mặn ngừng sinh trưởng do các chức năng sinh lý bị kìm hãm Nồng độ muối càng cao thì kìm hãm sinh trưởng càng mạnh Tùy theo mức độ mặn và khả năng chống chịu mà cây giảm năng suất nhiều hay ít

8

2.1.3 Các biện pháp cải tạo đất nhiễm mặn

Muốn sử dụng đất mặn có hiệu quả trong sản xuất nông nghiệp thì việc cải tạo đất mặn là rất cần thiết Có nhiều biện pháp cải tạo đất nhiễm mặn như: Biện pháp canh tác (áp dụng thủy lợi, lượng mưa để rửa mặn, sử dụng giống cây trồng chịu mặn, cày sâu không lật, xới đất nhiều lần, cắt đứt mao quản làm cho muối không thể bốc lên mặt đất được); biện pháp luân canh cây trồng: lúa, cây trồng chịu mặn – tôm, lúa – cá; cải tạo đất mặn bằng áp dụng biện pháp hóa học và cải tạo đất mặn bằng áp dụng các biện pháp tổng hợp

Biện pháp thủy lợi

Thủy lợi là một biện pháp quan trọng trong quá trình rửa mặn Đất mặn có chứa chủ yếu là các muối hòa tan như Cl-, Na2SO4, Ca2+ và Mg2+, nên chúng có thể

dễ dàng được rửa trôi mà không làm tăng pH nhiều Chỉ cần rửa với nước mưa, nước thủy lợi ngọt hoặc nước có chứa Na+ hàm lượng nhỏ Đưa nước ngọt vào rửa mặn: dẫn nước ngọt vào ruộng, cày, bừa, sục bùn để các muối hòa tan, ngâm ruộng sau đó tháo nước ra kênh, mương, ra sông Lượng nước cần thiết để thực hiện hiệu quả việc rửa mặn cho đất, tùy thuộc vào các yếu tố như sau: (i) độ mặn ban đầu trong đất, (ii) mức độ mặn của đất ít nhất thích hợp cho cây trồng, (iii) độ sâu đất cần cải tạo, trong đó, đặc tính của đất là yếu tố chính để xác định lượng nước cần thiết cho việc rửa mặn Tuy nhiên, khi áp dụng biện pháp thủy lợi thì cần phải có đủ lượng nước tưới không nhiễm mặn với hệ thống thủy lợi tốt để rửa mặn (Camberato, 2001), nhưng khi ion Na+ đã chiếm tỷ lệ cao trên phức hệ hấp phụ của keo đất, phương pháp rửa mặn này sẽ không còn hiệu quả

Biện pháp hóa học

Trong đất nhiễm mặn có ion Na+ đóng vai trò hết sức quan trọng Natri thường

ở dạng muối tan như NaCl, NaHCO3, Na2SO4… và quan trọng hơn là Na+ ở dạng trao đổi hấp phụ trên bề mặt keo đất Ion này sẽ gây ra các tính chất ảnh hưởng có hại về mặt vật lí, hóa học, sinh học… Đó là nguyên lý cơ bản trong cải tạo hóa học đất mặn là nhất thiết phải loại trừ ion Na+ trong dung dịch đất và keo đất bằng việc thay thế bởi ion Ca2+ Người ta thường dùng các dạng vôi có chứa dạng Ca2+ khác nhau hoặc phân lân có chứa Ca2+ để cải tạo đất mặn Lượng vôi được bón để cải tạo đất tùy theo loại cây trồng và thành phần cơ giới đất nhẹ hay nặng: đất rất mặn thường kết hợp với chua, phèn Độ pH< 3,5 bón 2,0-5,0 tấn CaO/ha; pH từ 3,5-4,5 bón 1,0-2,0 tấn/ha; pH = 4,5-5,5 bón 0,5-1,0 tấn/ha

Lân nung chảy còn gọi là thermophosphate hoặc phosphat canxi magiê Phân lân này có chứa 18-20% P2O5, 28-30% Ca, 17-20% Mg và 24-30% Si ; được khuyến cáo sử dụng thích hợp cho đất phèn, mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long và

và giảm Na+ trong phức hệ hấp phụ của đất (Oster và cs., 1999) Theo Hamdy (2005), sử dụng thạch cao là một giải pháp điều chỉnh độ mặn phổ biến nhất trong việc cải tạo đất khi phải tưới nước muối có giá trị SAR cao Tuy nhiên, việc rửa đất mặn sau khi bón vôi cũng làm mất lượng lớn ion Ca2+ do trực di, cần phải bổ sung lại lượng lớn vôi nhằm duy trì tỷ số SAR đất, làm gia tăng chi phí rửa mặn trên cùng diện tích (Ammari và cs., 2008)

Chưa có nghiên cứu nhiều về cỏ chăn nuôi thích nghi vùng mặn Tuy nhiên trong thực tế đã có nhiều loại cỏ như cỏ chỉ, cỏ nước mặn, cỏ mồm có thể phát triển sau vụ lúa và trong giai đoạn nước mặn nuôi tôm ở vùng lúa-tôm Trồng các loài cây thực phẩm có thể chịu mặn có giá trị như: năng bộp (phổ biến ở Bạc Liêu, Sóc Trăng, Cà Mau); cây bồn bồn (làm dưa muối nổi tiếng ở Sóc Trăng) Theo Helalia

và cs (1992), khi so sánh với xử lý thạch cao, cỏ amshot làm giảm Na+ trao đổi trên

bề mặt phức hệ hấp phụ của đất là tương đương Như vậy, trồng xen canh cây chịu mặn, chọn giống cây trồng chịu mặn, sử dụng cây chịu mặn để hấp thu muối… là một biện pháp khá kinh tế để cải tạo đất nhiễm mặn (Qadir và cs., 2007) Bên cạnh

Na+, đất nhiễm mặn còn chứa các anion khác như Cl-, SO42-, và HCO3- vốn gây độc cho cây, giảm sự sinh trưởng và sinh khối của cây trồng Trồng các loại cỏ chịu mặn thì rất hiệu quả để di chuyển các anion độc này ra khỏi đất nhiễm mặn (Crescimanno và cs., 1995)

10

Biện pháp luân canh

Đây cũng gần như biện pháp canh tác nhưng có tính chất đặc biệt riêng Ở nước ta, biện pháp thích nghi sản xuất rất quan trọng nhất là trong điều kiện ứng phó với biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn Nhiều tỉnh đã có phương án giảm diện tích lúa 2-3 vụ/năm sang trồng lúa 1 vụ luân canh với nuôi tôm hoặc nuôi trồng thủy sản trong thời gian nhiễm mặn Nhiều vùng lúa-tôm đã đem lại hiệu quả cao và thu nhập ổn định cho nông dân Các tỉnh ven biển ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có mô hình luân canh tôm sú-lúa là một hệ thống canh tác đặc biệt và đã trở thành tập quán canh tác hàng chục năm nay Hiện nay ở ĐBSCL đang có 7 tỉnh

áp dụng hệ thống canh tác tôm-lúa là Sóc Trăng, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau, Bến Tre, Kiên Giang và Long An Trong đó, có một số tỉnh không chỉ có tôm sú mà còn

có các loài thủy sản khác như tôm thẻ chân trắng, tôm càng xanh, cua, cá các loại…với tổng diện tích khoảng 140.000ha, trong đó diện tích lớn nhất là Kiên Giang với 60.000ha và thấp nhất là Long An với 500ha

Tuy nhiên, hiện nay một số nơi như An Minh, An Biên của Kiên Giang vùng lúa-tôm đã không còn duy trì tốt vì mặn xâm nhập sớm, độ mặn cao nên lúa bị thất bại Cần phải nghiên cứu áp dụng mô hình luân canh cây trồng phù hợp hơn Ví dụ, các loại cỏ chăn nuôi có khả năng chịu mặn cao hơn nhiều so với cây lúa chỉ chống chịu độ mặn 5-6‰

2.2 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THỰC VẬT CHỊU MẶN TRÊN THẾ GIỚI

2.2.1 Định nghĩa và phân nhóm thực vật chịu mặn

Thực vật chịu mặn được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau Theo Flowers

và Colmer (2008), các loài thực vật chịu mặn (halophytes) là những cây có thể sống sót và sinh sản trong môi trường có nồng độ muối vượt quá 200 mM NaCl Những loài này chiếm khoảng 1% hệ thực vật thế giới Thực vật chịu mặn là cây có khả năng hoàn thành vòng đời của chúng trong điều kiện có độ muối cao (NaCl) Theo Schimper (1993), thực vật chịu mặn là các cây có khả năng tăng trưởng trong môi trường sống mặn và cũng có thể phát triển mạnh trên đất bình thường, là những cây

có thể chịu được nồng độ muối trên 0,5% ở bất kỳ giai đoạn nào của cuộc đời Theo Aziz và cs (2005), thực vật chịu mặn là những loài có khả năng chịu được hoặc tích lũy mức độ mặn có trong dạng natri, canxi, hoặc magiê clorua, hoặc các ion clorua

tự do, do đó có thể loại bỏ các muối dư thừa có trong đất

ngập mặn Ví dụ: Rhizophora mucronata, Ceriops candolleana,

Bruguiera Gymnorrhiza và Kandelia candel

Xử lý muối Các cây này điều chỉnh lượng muối bên trong thông qua các tuyến

lá Ví dụ: Avicennia officinalis, Avicennia alba, Avicennia marina,

Aegiceros corniculatum và Acanthus ilicifolius

Tích lũy muối Chúng tích tụ nồng độ muối cao trong tế bào và mô, khắc phục tình

trạng nhiễm muối bằng cách phát triển kiểu mọng nước Ví dụ:

Sonneratia apetala, Sonneratia acida, Sonneratia alba, Limnitzera racemosa, Excoecaria agallocha, Salvadora persica, Sesuvium portulacastrum, Suaeda nudiflora và Pentatropis sianshoides

Bảng 4: Một số loài thực vật chịu mặn (Hasanuzzaman và cs., 2014)

Aster tripolium 40 Ventura và Sagi, 2013

Atriplex lentiformis 500 O’Leary và cs., 1985

Atriplex triangularis 150 Gallagher, 1985

Batis maritima 500 O’Leary và cs., 1985

Salicornia europaea 500 O’Leary và cs., 1985

Salicornia persica 100 Ventura và cs., 2011

Sarcocornia fruticosa 100 Ventura và cs., 2011

Aster tripolium 300 Koyro và cs., 2011

Atriplex hortensis >250 Wilson và cs., 2000

Batis maritima 200 Debez và cs., 2010

Cochlearia officilis 100 de Vos, 2011

Crambe maritima >100 de Vos và cs., 2010

Crithmum maritimum 150 Hamed và cs., 2004

Diplotaxis tenuifolia ∼150 de Vos, 2011

Inula crithmoides 400 Tard và cs., 2006

Mesemyranthenum crystallinum 400 Herppich và cs., 2008

Plantago coronopus 250 Koyro, 2006

Portulaca oleracea <140 Yazici và cs., 2007

Salicornia sp >500 Ventura và cs., 2011

Sarcocornia sp >500 Ventura và cs., 2011

Tetragonia tetragonioides 174 Słupski và cs., 2010 Theo Koyrol và cs (2011), một cây chịu mặn là một loại cây tự nhiên phát triển và hoàn thiện vòng đời của chúng khi bị ảnh hưởng bởi mặn ở vùng rễ Sự thích nghi với môi trường nước mặn của cây chịu mặn có thể bởi việc dung nạp

12

muối hoặc loại trừ muối Cây trồng tránh ảnh hưởng của muối cao ngay cả khi chúng sống trong môi trường nước mặn Dựa vào các cơ chế thích ứng khác nhau trong điều kiện mặn, Walter (1961) đã xếp thực vật chịu mặn thành 3 loại: (i) không hấp thu muối, (ii) xử lý muối và (iii) tích lũy muối (Bảng 3)

Theo Mirza và cs (2014), dựa vào sinh thái, các thực vật chịu mặn được phân loại gồm: (i) bắt buộc, (ii) giả định và (iii) halophytes môi trường sống Chúng có

sự sinh trưởng và phát triển đầy đủ trong điều kiện nước mặn cao Nhiều loài thực

vật họ Chenopodiceae thuộc nhóm này Các loài hữu cơ có thể sinh trưởng trên đất

mặn, nhưng tối ưu ở trạng thái muối hoặc ít nhất là ít muối Hầu hết các loài

Poaceae, Cyperaceae và Brassicaceae cũng như số lượng lớn cây họ đậu Aster tripolium, Glaux maritima, Plantago maritima … thuộc nhóm này Các loài cây

không bị tác động bởi môi trường sống vẫn có thể đối phó với đất mặn trong tự nhiên Tuy nhiên, chúng thường phát triển trên đất không có muối, có khả năng cạnh tranh cao với các loài nhạy cảm với muối và chúng có thể sống trên đất mặn

Chenopodium glaucum, Myosurus minimus và Potentilla anseri có thể phát triển

trong môi trường sống bất kỳ Nhiều loài như Festru rubra, Agrostis stolonifera và

Juncus bufonius, có thể sống trên đất mặn và trên đất không mặn thì không khác

biệt về di truyền

2.2.2 Cơ chế chịu mặn của thực vật

Theo Koyrol và cs (2011), cây chịu mặn thích nghi với môi trường nước mặn bởi có thể dung nạp hoặc loại trừ muối Một số ít họ thực vật có cấu trúc, hình thái học, sinh lý và sinh hóa cho tính kháng muối Một số khác có khả năng hấp thụ muối từ đất và giữ muối trong mô, ngăn cây trồng khỏi bị ngộ độc ion và không gây nguy cơ cho cây trồng trong điều kiện mất cân bằng ion và sự cạnh tranh sinh lý (Zuccarini, 2008) Điều này phụ thuộc vào một loạt các sự thích nghi bao gồm nhiều khía cạnh của sinh lý học thực vật, sản xuất osmolyte, phản ứng nảy mầm, thích ứng thẩm thấu, succulence, vận chuyển chọn lọc và hấp thu ion, phản ứng enzyme, bài tiết muối và kiểm soát gen

Theo Marschner (1995) (trích dẫn bởi Koyrol và cs., 2011), thực vật chịu mặn

có các tế bào tuyến có thể giải phóng muối dư thừa từ các cơ quan thực vật, hình thức tuyến muối có ở nhiều nhóm thực vật Một hệ thống đơn giản với các trichome

hai tế bào đã tiến hóa để tập trung muối như cordgrasses (Sparti alterniflora, S

patens), cỏ kiềm (Puccinellia phryganodes), muối (Distichlis spicata), shoregrass

(Monthochloe littoralis) Các lá giải phóng chất điện giải thừa trong tế bào và phóng thích muối trở lại môi trường khi chúng vỡ ra Ngoài ra, lá cây Atriplex có phản xạ

màu bạc do sự hiện diện của lớp trichome đã được chứng minh là ngăn cản một số ánh sáng cực tím đến các mô lá và do đó giảm thiểu sự phát triển của các loại oxy phản ứng (ROS)

13

Ion độc tính và sự mất cân bằng dinh dưỡng là hai khó khăn chính để tăng trưởng ở môi trường sống mặn và do đó có tầm quan trọng đặc biệt đối với khả năng chịu mặn của thực vật (Mengel & Kirkby, 2001) Một số loài thậm chí cần sự

dư thừa của muối để tăng trưởng tối đa Theo Mengel và Kirkby (2001), một số cơ chế sinh lý để tránh bị tổn thương do muối (và để bảo vệ symplast) được biết đến như những phản ứng chủ yếu của cây với độ mặn NaCl bao gồm: (i) điều chỉnh tiềm năng nước, giảm khả năng thẩm thấu và tổng hợp các chất hữu cơ hòa tan; (ii) quy định về trao đổi khí (H2O và CO2), hiệu quả sử dụng nước cao hoặc/và chuyển sang CAMtype của quang hợp; (iii) Lựa chọn ion để cân bằng trong tế bào chất của các

cơ quan quan trọng; (iv) khả năng lưu trữ NaCl cao trong cơ quan ở các bộ phận già

và khô

Thực vật chịu mặn có thể phân biệt chính xác giữa các hiệu ứng trao đổi chất của cả hai ion Cl- và Na+: Một số như Scirpus americanus, Avicennia marina (cỏ

muối) có thể loại trừ Na+ và Cl- từ lá, Laguncularia racemosa (với tuyến muối) có

sự tích lũy Cl- cao trong lá (Koyro và cs., 1999), Suaeda brevifolia, Suaeda vera,

tích lũy cao trong lá (Koyro & Huchzermeyer, 1999) Salicornia rubra Salicornia

utahensis, Suaeda occidentalis, Atriplex vesicaria, Atriplex nummularia, Atriplex papula, Atriplex rosea hoặc Inula crithmoides tích lũy cả Na+ và Cl- trong lá Sự thích ứng trong trường hợp này là mọng nước lá để làm giảm nồng độ ion độc hại (Mengel & Kirkby, 2001)

Để một loài có thể sống trong điều kiện mặn, cần phải tránh sự trao đổi chất của Na+ hoặc Cl- Vì vậy, việc bảo vệ các enzyme là điều quan trọng Khả năng của

tế bào thực vật để duy trì nồng độ natri thấp là một quá trình thiết yếu cho các loài thực vật chịu mặn (Borsani và cs., 2003) Các tế bào thực vật phản ứng với stress muối bằng cách tăng lượng natri ở màng tế bào plasma và sự tích lũy natri trong không bào Do đó, các protein và các gen tham gia vào các quá trình này có thể được coi là yếu tố quyết định sự chịu mặn

Sự tích lũy các chất hòa tan tương thích trong cây ở điều kiện mặn hoặc hạn hán có thể làm cho khả năng thẩm thấu của tế bào tương đối, giúp giữ được khả năng hấp thụ nước (Aziz và cs., 1999) Proline là một chất tan, có vai trò trong việc tăng khả năng chịu mặn Proline tích lũy trong cả mô lá và rễ cà chua dưới áp lực muối (Aziz và cs., 1999) Sự gia tăng hàm lượng proline có thể giúp chống lại căng

thẳng do thẩm thấu bởi độ mặn như ở Arabidopsis, lúa mạch và cây dương

(Watanabe và cs., 2000; Chen và cs., 2007)

14

2.2.3 Cơ chế cải thiện độ mặn đất của cây trồng chịu mặn

Hình 1: Minh họa cho cơ chế cải thiện mặn bởi thực vật: gia tăng áp suất riêng phần của

CO2; tăng cường phóng thích H+ trong vùng rễ; cải thiện cấu trúc đất; muối và Na+ hấp thu

sẽ được loại bỏ khỏi đất qua sản phẩm thu hoạch (Qadir và cs., 2007)

Hàm lượng CO2 do hô hấp của rễ có lẽ là một trong những nguyên nhân chính góp phần làm giảm độ mặn trong đất Sự hiện diện của H2CO3 trong dung dịch đất làm gia tăng tỷ lệ hòa tan của CaCO3, góp phần thay thế ion Na+ trên phức hệ hấp phụ hiệu quả hơn (Qadir và cs., 2003) Kết quả là, lượng Na+ trao đổi được phóng thích ra dung dịch đất nhiều hơn và sẽ được rửa ra khỏi vùng rễ cây trồng dễ dàng hơn, ngay cả với một lượng nước ngọt vừa phải (Ashraf và cs., 2010)

Việc huy động ion canxi do sự giải phóng canxi có thể làm tăng giải phóng natri, nếu không được rửa đi thì muối sẽ được trao đổi lại trong quá trình trao đổi cation và làm sạch mặn cho đất (Qadir và cs., 2001) Do đó việc hấp thụ muối của cây trồng có thể là cơ chế loại bỏ quan trọng nhất, được hỗ trợ bởi việc giải phóng canxi làm cho natri có thể hấp thu vào thực vật

2.2.4 Các tiêu chí của thực vật dùng cho cải thiện độ mặn đất

Sự lựa chọn đầu tiên của “phytoremediation” cho việc “rửa” mặn đất là khả năng cải thiện đặc tính vật lý của đất nhiễm mặn Rễ cây trồng của một vài loài đặc biệt có khả năng ăn sâu (biological drilling), làm tơi xốp đất nhiễm mặn giống như tác dụng của cày xới (Ashraf và cs., 2010), giúp duy trì cấu trúc đất và sự hiện diện của rễ ở những độ sâu sâu hơn trong phẩu diện đất sẽ giúp cho các đại tế khổng

15

được hình thành nhờ đó giúp thúc đẩy tiến trình trực di của ion Na+ được thuận lợi hơn, sự trao đổi trên phức hệ hấp phụ được thực hiện ở độ sâu sâu hơn (Qadir và cs., 2007)

Ngoài có bộ rễ khỏe mạnh, ăn sâu, các loại cây trồng có khả năng giúp rửa mặn hiệu quả cần phải có khả năng tạo sinh khối lớn, không những giúp cây chịu đựng môi trường muối cao, điều kiện gió mạnh, sương muối, ngập úng hay đất kém màu mỡ (Qadir và cs., 2007; Kaur và cs., 2002) mà còn giúp cây tích lũy một lượng lớn muối trong sinh khối Về phương diện hấp thu, các nghiên cứu trước đây cũng cho thấy phần sinh khối thu hoạch của các thực vật chịu mặn, nếu không cày vùi trả lại cho đất thì rất có ý nghĩa cho việc di chuyển muối hòa tan và ion Na+ ra khỏi đất nhiễm mặn (Owens, 2001) Với sinh khối thực vật thu được đó là cơ hội để sử dụng chúng như là nguồn tạo năng lượng sinh học hoặc để sản xuất celullose (Glenn và cs., 2013)

Đây là những đặc tính quan trọng hàng đầu khi lựa chọn các cây trồng cho giải pháp rửa mặn hiệu quả bằng thực vật Bên cạnh đó, cây trồng được chọn cần phải đem lại cho nông dân hai lợi ích chính về kinh tế: (i) chi phí đầu tư thấp hơn so với rửa mặn bằng hóa chất và (ii) lợi nhuận tích lũy hoặc những lợi ích khác đem lại cho trang trại trong suốt thời gian rửa mặn (Qadir & Oster, 2002) Điều này có nghĩa là sản phẩm có được từ cây trồng rửa mặn phải bán được hoặc có thể sử dụng vào các mục đích khác như: cỏ khô làm thức ăn cho gia súc, gỗ xây dựng, làm chất đốt, hay có giá trị cao về dược liệu (Chaudhry & Abaidullah, 1988)

2.2.5 Các nghiên cứu ngoài nước về sử dụng thực vật cải tạo đất nhiễm mặn

Hiện nay, các biện pháp hóa học trong cải tạo đất nhiễm mặn sẽ không khả thi cho những vùng đất thiếu hoặc không đủ nguồn nước ngọt để rửa mặn Hướng tiếp cận mới nhằm rửa mặn một cách hiệu quả hơn, nghĩa là loại bỏ một lượng lớn muối với ít nước ngọt tiêu tốn trong thời gian ngắn, ít tốn kém hơn đáng được quan tâm nghiên cứu Và giải pháp được các nhà khoa học ưa chuộng hiện nay để cải tạo đất nhiễm mặn đó là sử dụng là “phytoremediation” hay “giải pháp thực vật” (Qadir và cs., 2007, Hasanuzzaman và cs., 2014) “Phytoremediation” là biện pháp sinh học thường được các nhà môi trường sử dụng từ khá lâu nhằm cải thiện các loại đất bị ô nhiễm kim loại nặng ở nồng độ cao Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy biện pháp rửa mặn dựa vào hấp thu thực vật (phytoremediation) đã đem lại nhiều hứa hẹn, chí ít cũng về mặt kinh tế (Kumar & Abrolo, 1984; Mishra và cs., 2002) Nghiên cứu về “phytoremediation” của Sandhu và Malik (1975) trên đất nhiễm mặn

ở Jordan, nơi vốn khan hiếm về nước ngọt, có hiệu quả giảm mặn rất tốt và phần sinh khối thu được của cây trồng có thể làm thức ăn cho gia súc Hiệu quả rửa mặn

trên đất mặn-sodic của cỏ linh lăng (Medicago sativa L.) được chứng minh là tương

đương so với Gypsum (CaSO4) (Qadir và cs., 2007) Sau 5 năm trồng cỏ linh lăng

16

(alfalfa) trên đất nhiễm mặn, hàm lượng Cl- và chỉ số EC giảm đi rất ý nghĩa (Cao

và cs., 2012) Ngoài ra, trồng các loại cây chịu mặn sẽ giúp cải thiện các đặc tính hóa học đất như: EC, pH, tỷ số hấp thu sodium (SAR) và chất hữu cơ của đất

(Ashraf và cs., 2010) Sau 5 năm trồng cỏ lông công (Kallar: Leptochloa fusca L.)

trên đất nhiễm mặn, EC của đất giảm đến 71% so với đối chứng và pH đất giảm đến 14,4%, trung bình 0,23 đơn vị mỗi năm (Akhter và cs., 2003)

Theo Buckner (1985), cây óc chó (Festuca arundicea) là một loại thức ăn chất

lượng cao hữu ích, sản xuất đủ sinh khối ở vùng khô cằn và mặn, có tiềm năng cải thiện đất nhiễm mặn Kết quả nghiên cứu của Salih và Halime (2012) cho thấy sinh

khối của F arundicea giảm xuống trong điều kiện đất mặn gần như gấp đôi so với đất không mặn Nghiên cứu cũng cho thấy khi thu hoạch, F arundicea đã loại bỏ

khoảng 20-33 kg muối/ha trên đất sét khô Nghiên cứu trên cây cam thảo

(Glycyrrhiza glabra), Dagar và cs (2015) nhận thấy rễ cây này có chứa hàm lượng

Na+ cao (1,95±0,06%) so với hàm lượng Ca (1,63±0,07%) Điều này đã giúp cho việc cân bằng trong vùng rễ và do đó thay thế Na+ bằng Ca2+ từ phức hệ trao đổi trong đất, từ đó giảm pH và ESP Nghiên cứu này cho thấy cây cam thảo có tiềm năng như một loại cây cao su trong tương lai đối với đất mặn bị suy thoái

Nghiên cứu so sánh cỏ linh lăng với 4 loại cây trồng khác gồm: muối (Atriplex spp.), cỏ ba lá balansa (Trifolium michelianum), subclover (Trifolium

subterraneum) và cây lúa mì cao (Thinopyrum ponticum), cỏ linh lăng Alfalfa

(Medicago sativa L.) đã được mô tả như một loại cây chịu mặn hơn (Munns, 2005)

Cây Alfalfa loại trừ muối Na+ nhưng không loại trừ Cl- (Lauchli, 1984), chúng có khả năng chịu mặn cao hơn vì có thể điều chỉnh sự hấp thu và di chuyển của Na+ và

Cl- để ngăn sự tích lũy quá nhiều các ion này trong lá (Munns, 2005) và được đánh giá là nhạy cảm với muối khi EC đạt 2,0 dS/m (1280 ppm) và ngưỡng 1,5 bar (1 bar

= 0,987 atm) (Maas & Hoffman, 1977) Giảm thêm 7% sản lượng với mỗi đơn vị độ mặn trích bão hòa (ECe) tăng (Rawlins, 1979) Một số loài cỏ linh lăng lại đặc trưng bởi sự tích lũy muối với một loạt các giá trị EC từ 6-8 (3840-5120 ppm) (Longenecker & Lyerly, 1974)

Cây ngưu tất (Haloxylon recurvum) sau 3 tháng trồng có thể tích lũy đến 17

gam muối trên cây (Shekhawat và cs., 2006) Nghiên cứu gần đây của Shelef và cs

(2012) trên cây địa phủ (Bassia indica) cũng cho thấy khả năng làm giảm độ mặn

trong đất (2 mS/cm) của cây này từ 20-60% so với đối chứng và với các cây trồng ngập nước khác, chủ yếu là do sự tích lũy của muối, dạng Na+ và K+ trong lá Củ cải

đường (Beta vulgaris L.) và lúa mạch (Hordeum vulgare L.) cũng được ghi nhận là

có khả năng hấp thu lượng rất lớn ion Na+ vào sinh khối lúc thu hoạch, lần lượt là

156 kg muối/ha và 75 kg muối/ha (Ammari và cs., 2008) Tương tự, hoa hướng

dương (Helianthus annuus L.) hay cỏ linh lăng (Medicago sativa L.) cũng có khả

17

năng tích lũy lượng lớn muối trong sinh khối lúc thu hoạch 172 kg muối/ha và 178

kg muối/ha (Gritsenko & Gritsenko, 1999)

Tương tự, các nghiên cứu gần đây cho thấy họ cải xanh hay cải mustard Ấn độ

(Brassica juncea L.) cũng được sử dụng khá phổ biến cho việc hấp thu các kim loại

nặng từ môi trường như: Pb (Lim và cs., 2004) Được xếp vào nhóm cây chịu mặn trung bình (đất: pH ≈ 8,6, EC ≈ 3,2-10 mS/cm, ESP ≈ 15) (Gupta & Abrol, 1990;

Sings & Panda, 2011; Shirazi và cs., 2011), cải xanh (Brassica juncea L.) cũng

nhận được nhiều quan tâm cho mục đích kinh tế khi rửa mặn bằng hấp thu thực vật

Chiều cao cây và trọng lượng 100 hạt của cải xanh (Brassica juncea L.) chỉ giảm

1-2% so với đối chứng khi được trồng trên đất mặn-sodic (pH ≈ 8,0-8,6; EC ≈ 22,9 mS/cm, SAR ≈ 47,9-147,9) (Shirazi và cs., 2011) Bón kết hợp N và S ở liều lượng thích hợp sẽ giúp cải xanh tăng tính chống chịu và cải thiện năng suất trong điều kiện “stress” mặn (EC ≈ 8,2 mS/cm) (Siddiqui và cs., 2012)

11,1-Theo Boonsaner và Hawker (2012), cây đậu nành (Glycine max L.) vốn là cây

có thể đem lại hiệu quả kinh tế, có tiềm năng sử dụng để cải tạo đất mặn hiệu quả (EC giảm từ 16,4-18,0 mS/cm xuống còn 1,5-2,1 mS/cm Sau khi trồng đậu nành trên đất mặn, hàm lượng NaCl vùng rễ giảm đến 90% so với trước đó, cao hơn cả

cây hương bồn (Typha angustifolia L.) (70%) và cây ô rô biển (Ancanthus

ebracteatus Vahl) (60%) (Boonsaner & Hawker, 2012) Đậu nành là cây nhạy cảm

với độ mặn, để đối phó với stress muối, một số giống đậu nành đã phát triển một số

cơ chế tích lũy các chất tan, có tiềm năng thẩm thấu cao đối với tế bào thực vật Cây đậu nành trong điều kiện được tưới với nồng độ NaCl cao (50, 100 và 200 mM NaCl) tổng hợp nhiều proline hơn so với các cây trong điều kiện bình thường Sự gia tăng hàm lượng proline được quan sát chủ yếu ở lá, sau đó ở thân Ở nồng độ

200 mM NaCl, hàm lượng proline cao nhất trong lá sau đó trong thân cây và trong

rễ proline là ít nhất (Mai & Hang, 2016)

Tàn dư thực vật được chôn vùi trên đất nhiễm mặn có vai trò làm giảm chỉ số SAR và ESP của đất (Nelson và cs., 1997) Độ bền đoàn lạp đất được cải thiện khi cày vùi tàn dư thực vật trở lại do làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, giảm tính sodic của đất (Barzegar và cs., 1997) Hàm lượng hữu cơ trên đất mặn tăng 8,2 g/kg sau 5 năm trồng cỏ Kallar

Nghiên cứu của Colla và cs (2006) cho thấy hiệu quả của Salsola soda khi trồng xen với ớt ở điều kiện mặn 4,0 và 7,8 dS/m Sự hiện diện của Salsola soda L

làm giảm 43% giá trị EC và tăng tổng sản lượng, cây trồng thương mại và tổng sinh khối lên tương ứng là 26; 32 và 22% Theo kết quả nghiên cứu của Sema (2016),

cho thấy ảnh hưởng của S soda lên sự hình thành năng suất trái khi trồng cà chua ở

độ mặn cao Trên đất có độ mặn cao, hàm lượng Na+ và Cl- trong lá giảm 46 và

28% ở nghiệm thức trồng cà chua xen với Salsola soda L so với trường hợp chỉ

18

trồng cà chua, hàm lượng proline trong lá giảm thấp còn 7,9 μmol/g lá khô so với 15,8 μmol/g ở trường hợp chỉ trồng cà chua Theo kết quả nghiên cứu của

Grafienberg và cs (2003), việc trồng xen cây S soda đã giúp cải thiện năng suất

cây cà chua dưới điều kiện muối (với 1,3 và 6,5 dS/m) là do đã tổng hợp các chất được sử dụng cho phát triển trái cây thay vì tạo ra các chất cho các cơ chế chống

chịu stress Cây S soda có vai trò giúp cây cà chua giảm sự hấp thu các ion độc tố,

sử dụng nhiều năng lượng hơn để tạo ra các thành phần hữu cơ như lycopene và protein thay vì sản sinh chất cho các cơ chế phòng vệ

Bảng 5: Năng suất tiềm năng của một số loại cây trồng ở các độ mặn vùng rễ (Qadir và

cs., 2007)

ứng với tiềm năng suất đạt

Chỉ so sánh hàm lượng Na+ hấp thụ thì Petrosimonia brachiata và Atriplex

tatarica L làm giảm SAR đất là tương đương Tuy nhiên, P brachiata cho hàm

lượng canxi, magiê và kali lớn hơn đáng kể so với A tatarica L Do đó, A tatarica

L thích hợp hơn trong giải pháp thực vật cho cải tạo đất mặn (Jesus và cs., 2015)

Theo Krishnapillai và Sri Ranjan (2005), Atriplex patula có thể chịu đựng

được nồng độ muối quá mức và phát triển mà không có bất kỳ ảnh hưởng rõ ràng

nào đối với sự phát triển của nó Do đó, Atriplex patula có thể được sử dụng để tái

19

tạo lại đất bị nhiễm muối Tác giả Aziz và cs (2005) đã nghiên cứu thấy rằng

Atriplex patula rất hiệu quả trong việc loại bỏ clorua, natri Đồng thời cũng cho thấy

một số khả năng để loại bỏ tổng số Sulfer Theo Hamidov và cs (2007), cây rau

sam (Portulaca oleracea) tích lũy muối nên thu được lượng muối cao nhất (497

kg/ha) với sản lượng sinh khối là 3948 kg/ha Nghiên cứu của Rabhi và cs (2010)

cho rằng Arthrosnemum indicum, Suaeda fruticosa và cây Sesuvium portulacastrum

trồng trên đất mặn làm giảm đáng kể độ mặn của đất và EC bằng cách hấp thu các

muối hòa tan chủ yếu là các ion natri Sesuvium portulacastrum có khả năng tích

lũy gần 30% hàm lượng Na+ Còn Ravindran và cs (2007) nhận thấy rằng S

maritima và Sesuvium portulacastrum tích lũy nhiều muối trong mô của chúng và

giảm muối trong nước mặn, ước tính có thể loại bỏ tương ứng 504 và 474 kg NaCl

từ 1 ha đất mặn trong 4 tháng

Với điều kiện xử lý không rửa đã cung cấp thêm thông tin về khả năng hấp thụ

muối của cây trồng trong đất Theo báo cáo của Rabhi và cs (2009), Suaeda

fruticosa đã góp phần làm khử muối ở vùng rễ chủ yếu nhờ cải thiện khả năng rửa

trôi do sự gia tăng cấu trúc đất, trong khi sự đóng góp của Arthrocnemum indicum

là do sự hấp thu muối Khi cả hai cây này được thử nghiệm trong điều kiện không

rửa, sự hấp thu muối tối đa của S fructicosa là cao hơn Do đó, S fructicosa cải thiện cấu trúc đất một cách hiệu quả hơn A indicum, có thể là do hệ thống bộ rễ

khác nhau, và việc rửa trôi xảy ra quá nhanh để có thể hấp thụ được lượng muối đáng kể

Theo Anusha và Bijaya (2015), cây tre được biết đến như loài cỏ hoang dã do

sự phát triển nhanh chóng của nó, giá trị kinh tế cao Trong nghiên cứu với ba loài

tre là Dendrocalamus strictus (S1), Dendrocalamus longispathus (S2) và Bambusa

bambos (S3) được khảo sát về khả năng chịu mặn trong hệ thống thủy canh Các

thông số tăng trưởng thực vật về chiều cao chồi, độ cao gốc, số lá và trọng lượng tươi được theo dõi sau 14 ngày Kết quả thấy không có ảnh hưởng đáng kể hoặc giảm nhẹ ở nồng độ muối cao hơn trong trường hợp loài S3 và S1, trong khi đối với loài S2, tất cả các thông số tăng trưởng đều bị chậm phát triển với sự gia tăng NaCl, cho thấy tính nhạy cảm của muối ở loài này Sự tích lũy proline rõ ràng so với glycine betaine (GB) trong các loài chịu mặn Các giống S2 nhạy cảm với muối được xử lý ở NaCl 100mM có proline cao hơn 7,57 và 22,85 lần so với các loài S1

và S3 được xử lý ở cùng nồng độ Trong khi đó, hàm lượng GB cho thấy một xu hướng hoàn toàn khác với nồng độ NaCl tăng cao, nồng độ của nó không thay đổi đáng kể ở các loài S2 nhưng đã giảm ở loài S3 và tăng lên với loài S1 Loài S3 và S1 được xác định là chịu được mặn trong khi loài S2 được xếp vào nhóm nhạy cảm với muối

20

Chi điền thanh hay chi điên điển (danh pháp khoa học: Sesbania), bao gồm cả

chi Sesban cũ, là loài thực vật sống trong môi trường ẩm ướt hay ngập nước Các loài trong chi này trước nay được trồng để cải tạo đất, nhằm tăng hàm lượng đạm cho các loại đất bạc màu, 1 ha trồng cây điền thanh tại Bangladesh có thể thu tới

524 kg N và 60-70 tấn sinh khối Các nghiên cứu gần đây cho thấy chi điền thanh là giải pháp hàng đầu trong việc hấp thu hiệu quả và loại bỏ ra khỏi môi trường đất các

kim loại nặng như Pb, Cu, Ni, Zn (Sesbania drummondii) (Israr và cs., 2011), Fe,

Mn, Zn, Cu, Pb, Ni (Sesbania canbi L.) (Sinha & Gupta, 2005), Cu, Zn, Cr (Sesbania virgata) (Branzini và cs., 2012) hay Pb (Sesbania exalata R.) (Begonia và cs., 2002) Hiệu quả cải tạo mặn của Sesbania trên đất kiềm-mặn-sodic (pH ≈ 8,3;

EC ≈ 9,07 mS/cm; SAR ≈ 38 và CaCO3 ≈ 8,6%) đã được minh chứng trong nghiên cứu của Ahmad và cs (2006), pH đất được cải thiện trong khi EC và SAR đều giảm

ý nghĩa ở tất cả các nghiệm thức Việc sử dụng Sesbania như là phân xanh vùi vào

đất giúp gia tăng độ di động của Ca2+, giảm ý nghĩa trị số pH và ESP trên đất nhiễm mặn cũng như gia tăng tính thấm và cải thiện năng suất lúa (Choudhary và cs.,

2011) Tuy nhiên, hiệu quả cải tạo mặn của Sesbania aculeata (L.) thì không đáng

kể khi nó không được sử dụng kết hợp với gypsum (CaSO4) (Ahmad và cs., 2006) Tóm lại, các kết quả nghiên cứu ngoài nước bên trên đã đem lại cơ sở khoa học vững chắc trong việc sử dụng thực vật nhằm cải thiện các đặc tính bất lợi về mặt phì nhiêu của nhóm đất nhiễm mặn Đối tượng nghiên cứu không chỉ dừng lại ở các loài thực vật hoang dại mà cả các loại cây trồng chịu mặn, vốn cũng có thể được ứng dụng cho mục đích cải thiện đất nhiễm mặn nhằm đem lại cả lợi ích về mặt môi trường và kinh tế Tuy nhiên, việc sử dụng giống cây trồng và loại thực vật hoang dại nào cho mục đích rửa mặn còn tùy thuộc vào đặc tính nhiễm mặn của đất, điều kiện tự nhiên cụ thể của từng vùng và phải được áp dụng cho đối tượng, hệ thống cây trồng cụ thể Phần lớn các nghiên cứu bên trên chỉ dừng lại ở phần nghiên cứu

cơ bản ngắn hạn trong điều kiện phòng thí nghiệm hay nhà lưới và chưa kết hợp nghiên cứu trên các hệ thống canh tác cây trồng khác nhau trong điều kiện đồng ruộng Hơn nữa, đa phần các loại thực vật hoang dại rửa mặn được sử dụng trong các nghiên cứu ngoài nước thường không phổ biển và tìm thấy trong ở nước ta Do

đó, việc nghiên cứu, thu thập các giống cây trồng chịu mặn và tìm hiểu về khả năng chịu mặn và cải thiện đất mặn của các nhóm thực vật phù hợp với điều kiện canh tác và các hệ thống cây trồng ở nước ta là rất có ý nghĩa

2.2.6 Các nghiên cứu trong nước về thực vật cải tạo mặn (phytoremediation)

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về cây cải tạo môi trường chỉ chủ yếu tập trung trong lĩnh vực xử lý môi trường nước bị ô nhiễm Các nghiên cứu về sử dụng thực vật để xử lý ô nhiễm hữu cơ (P, N, COD) nước thải chăn nuôi đã mang lại hiệu quả

khá cao như: rau dừa (Jussiaea repens L.) và rau muống (Ipomoea aquatica F.) hay

21

bèo tai tượng (Pistia stratiotes) và bèo tai chuột (Salvinia cucullata) (Trương Thị Nga và cs., 2007) hay sậy (Phragmites spp.) (Trương Thị Nga và cs., 2009) Nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa và cs (2009) cũng cho thấy cỏ Vetiver (Vetiveria

zizanioides) có thể được sử dụng để hấp thu và làm giảm kim loại nặng (Fe, Al, ),

cải thiện chất lượng nước phèn cho sản xuất nông nghiệp Khả năng hấp thu và làm

giảm hàm lượng As trong nước mặn bằng cây đước (Rhizophora apiculata) cũng đã

được chứng minh trong nghiên cứu của Lâm Thị Thu Hài và cs (2012) Cây điển

điển (Sesbania sesban) cũng đã được sử dụng thành công trong việc xử lý nước thải

từ nhà máy chế biến thức ăn có hàm lượng N hòa tan cao (Trương Hoàng Đan và cs., 2009)

Cây điền thanh thân xanh (Sesbania cannabina L.) là loài thực vật thủy sinh,

có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, rễ ăn sâu và rộng, mọc hoang và khá phổ biến ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (Phạm Hoàng Hộ, 1999) Đây cũng là loài thực vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng, tạo sinh khối lớn, chịu mặn cao (đất: pH ≈ 8.3, EC ≈ 9.1 mS.cm-1, 0.6 % muối, ESP ≈ 25), đặc biệt là khả năng cố định N cộng sinh do hệ thống nốt sần được tìm thấy trên cả thân và nhánh Do dó, điền thanh thân xanh có thể có khả năng hấp thu, làm giảm hàm lượng muối trong dung dịch đất hay hỗ trợ hiệu quả cho các biện pháp rửa đất nông nghiệp nhiễm mặn bằng nước hay hóa chất Cải xanh hay cải mustard Ấn độ

(Brassica juncea L.) được xếp vào nhóm cây có khả năng chịu hạn và chịu mặn ở

mức độ trung bình khá Vì vậy, cải xanh có thể được sử dụng như là giải pháp thực vật (phytoremediation) trong việc cải tạo đất nhiễm mặn trung bình Ngoài ra, ở khía cạnh kinh tế, việc trồng cải xanh trên các vùng đất bị nhiễm mặn theo mùa hay thiếu nước ngọt canh tác có thể mang lại thu nhập cho nông dân, chí ít cũng trong

vụ khô thay vì bỏ hoang đất

Tóm lại, phần lớn các nghiên cứu về “phytoremediation” trong nước chỉ tập trung trong lĩnh vực xử lý môi trường nước tự nhiên bị ô nhiễm hay xử lý nước thải

từ các khu công nghiệp, nhà máy, trang trại thủy hải sản Về phương diện cải tạo đất nhiễm mặn ở các hệ thống canh tác cây trồng khác nhau bằng hấp thu thực vật thì chưa có kết quả nghiên cứu nào được công bố trên các tạp chí khoa học trong và ngoài nước Vì vậy, tiềm năng của sử dụng thực vật trong cải thiện đất nhiễm mặn cần được quan tâm nghiên cứu Điều này là rất thiết thực và có ý nghĩa trong việc giúp nông dân ở các tỉnh ven biển ĐBSCL có thêm một giải pháp mới nhằm ứng phó với nguy cơ xâm nhập mặn và nước biển dâng do sự thay đổi cực đoan của khí hậu hiện nay

22

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Các cây hoang dại có tiềm năng chịu mặn được thu thập ở một số vùng đất bị xâm nhập mặn (Bạc Liêu, Trà Vinh) vào mùa khô năm 2017, sau đó đánh giá, định danh tại Khoa Nông nghiệp, Trường Đại Học Cần Thơ

Các thí nghiệm thủy canh, trồng cây cải tạo mặn trong chậu đất được thực hiện chủ yếu tại nhà lưới và phòng thí nghiệm của Bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ hiện từ tháng 12 năm 2017 đến tháng 12 năm

2018

Mẫu đất, nước và thực vật được phân tích tại phòng thí nghiệm Hóa lý Phì nhiêu đất của bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ Thời gian thực hiện phân tích mẫu thí nghiệm từ tháng 6/2018 đến tháng 2/2019

3.1.2 Vật liệu nghiên cứu

Vật liệu chính cho thí nghiệm thủy canh gồm:

- Hạt và hom giống các loại cây hoang dại thu thập được qua nội dung nghiên cứu 1 gồm: đậu điều, đậu săng, điên điển mấu, muồng lá khế, dền dại và rau diệu biển Các thiết bị, dụng cụ, hóa chất Phòng phân tích đất, Bộ môn Khoa học đất, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ

- Thùng xốp có thể tích 8,5 lít, có nắp đậy, dán nylon đen mặt ngoài, được dùng cho thí nghiệm thủy canh tĩnh Dung dịch dinh dưỡng Hoagland dùng trong thí nghiệm thủy canh có hàm lượng khoáng trong một lít nước với dung dịch A gồm: KNO3 (152 g), Ca(NO3)2.4H2O (240 g), Fe-EDTA (5,8 g); và dung dịch B gồm: NH4H2PO4 (57 g), MgSO4.7H2O (65 g), ZnSO4.7H2O (0,14 g), MnSO4.H2O (0,09 g), CuSO4.5H2O (0,03 g), H3BO3 (0,39 g), H2MoO4 (0,02 g)

Vật liệu chính cho thí nghiệm trồng cây cải tạo mặn trong chậu đất gồm:

Mẫu đất trồng lúa nhiễm mặn nhẹ được thu từ vùng trồng lúa 02 vụ tại Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng Đất sử dụng trong thí nghiệm được thu ở tầng mặt (0 – 20cm) vùng canh tác lúa 2 vụ nhiễm mặn vào mùa khô (Mỹ Xuyên – Sóc Trăng)

Mô hình canh tác 2 vụ lúa/năm đã chuyển đổi từ mô hình lúa-tôm được khoảng 10 năm Một số đặc tính hóa học đất được thể hiện trong Bảng 6

23

Bảng 6: Đặc tính hóa học đất lúa nhiễm mặn trước khi xử lý ngập mặn nhân tạo

pHe (trích bão hòa) 6,6 Tối hảo

ECe (trích bão hòa) mS/cm 4,0 Một số cây trồng có năng suất suy giảm

CEC

cmolc/kg

12,4 Thấp

Ghi chú: (a) theo thang đánh giá trích dẫn bởi Ngô Ngọc Hưng (2005)

Nước “ót” dùng cho thí nghiệm ngập mặn nhân tạo được thu từ ruộng làm muối của nông dân Bạc Liêu có pH ≈ 6,3, độ mặn  90‰; hàm lượng Na+ (29,0 g/L); K+ (0,7 g/L); Ca2+ (1,2 g/L) và Mg2+ (5,8 g/L) Hạt giống cây hoang dại được lựa chọn trong Nội dung 2 gồm: điên điển mấu và muồng lá khế Chậu nhựa (rộng

25 cm, cao 30 cm) được sử dụng cho thí nghiệm ngập mặn nhân tạo Máy hấp thu nguyên tử (AAS-iCE3000-Thermo), so màu (UV-1800-SHIMADZU), đo SPAD (Konica Minolta-502), sắc ký ion, pH, EC kế và các dụng cụ khác

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Đề tài được thực hiện qua 3 nội dung nghiên cứu sau:

- Nội dung 1: Khảo sát và thu thập một số loại cây hoang dại có tiềm năng chịu mặn ở các vùng ven biển, thuộc khu vực Đồng bằng sông Cửu Long

- Nội dung 2: Đánh giá tiềm năng chịu mặn của một số loại cây hoang dại trong điều kiện thủy canh nhà lưới

- Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng của trồng cây hoang dại chịu mặn kết hợp bón vôi trên thay đổi hóa học đất phù sa nhiễm mặn trong thí nghiệm nhà lưới

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 1

Phương pháp thu thập thu mẫu thực vật, đất, nước nhiễm mặn: Các mẫu

thực vật (cây hoang dại) ở các tỉnh ven biển ĐBSCL được thu vào cao điểm mùa khô năm 2017 Trên cơ sở thu thập thông tin về hiện trạng nhiễm mặn, chọn địa điểm thu mẫu thực vật, đất, nước nơi các loại cây hoang dại đang sống tốt (các ruộng canh tác lúa đang bị nhiễm mặn, ven bờ kênh nước mặn hay các ruộng lúa-tôm ở các tỉnh Trà Vinh, và Bạc Liêu, đất lúa, lúa tôm, đất hoa màu ) Trong quá

24

trình thu mẫu cây chịu mặn, mẫu nước (nếu có) cũng được thu từ các nguồn nước

có khả năng cung cấp cho cây (nước kênh, mương, ) nơi cây đang sinh sống và mẫu đất thu trực tiếp trong và xung quanh vùng rễ cây cho phân phân tích các chỉ tiêu mặn cơ bản pH, EC, Na+ hòa tan, độ mặn nước theo qui trình chuẩn

Phương pháp và chỉ tiêu phân tích mẫu đất, thực vật: Các mẫu đất vùng rễ

sau khi thu sẽ được bảo quản, chuyển về phòng thí nghiệm, phơi khô, nghiền mịn cho phân tích các chỉ tiêu đánh giá mặn gồm: pHe, ECe, Na+ trao đổi, CEC Các mẫu cây được đánh giá nhanh về sinh trưởng, sinh khối, khả năng sống sót tại thực địa thu mẫu Ngoài ra, mẫu cây cũng được thu, bảo quản mát, chuyển nhanh về phòng thí nghiệm cho định danh khoa học và xử lý, phơi khô, nghiền mịn cho phân tích hàm lượng Na+ hấp thu cho mục đích đánh giá nhanh tiềm năng chịu mặn trong điều kiện thực tế

Phương pháp định danh và xây dựng danh mục thực vật chịu mặn: Mẫu

cây hoang dại sau khi thu xong, trữ mát, đem về phòng thí nghiệm và tiến hành mô

tả, phân loại và định danh (nếu có thể) hoặc được gieo trồng, nhân giống đến khi có được đầy đủ các bộ phận (lá, thân, hoa, hạt ) cho định danh theo Phạm Hoàng Hộ (1999) hoặc dựa trên tiêu chuẩn phân loại, định danh của một số tổ chức trên thế giới (http://www.tropicalforages.info; http://www.theplantlist.org/) Cơ sở khoa học

và tiêu chí lựa chọn cây chịu mặn gồm: tham khảo lý thuyết các tài liệu nghiên cứu

về thực vật chịu mặn trong và ngoài nước trước đây để xác định, phân loại và nhóm các đối tượng hoang dại ở ĐBSCL có tiềm năng trông trên đất nhiễm mặn Trên cơ

sở đó, tiến hành xây dựng các tiêu chí chung để lựa chọn các cây chịu mặn, sử dụng cho mục đích trồng và hỗ trợ cải tạo độ mặn đất gồm:

- Loại cây phải sống tốt trong môi trường đất có trị số ECe mẫu đất trích bão hòa đạt trên 3,0 mS/cm (Qadir và cs., 2007)

- Loại cây phải có khả năng sống sót ở môi trường muối cao (Maas và Hoffman, 1977), có khả năng hấp phụ Na+ tốt (trên 3,0 gNa+/kg chất khô)

- Loại cây phải tạo sinh khối lớn, rễ phát triển khỏe trong suốt thời gian trồng trên đất nhiễm mặn (Qadir và cs., 2007)

- Loại cây phải có khả năng tạo sản phẩm sử dụng được hoặc sản phẩm có thể được sử dụng cho mục đích khác như làm dược liệu, chất đốt, thức ăn gia súc, cày vùi, cải tạo đất, (Qadir & Oster, 2002)

- Loại cây có khả năng sinh sản, nhân giống (hạt, hom, thân ) cũng được ưu tiên lựa chọn

25

3.3.2 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 2

- Phương pháp bố trí thí nghiệm thủy canh nhà lưới: Thí nghiệm thủy canh

được thực hiện trên 6 đối tượng cây hoang dại được thu thập từ nội dung nghiên cứu 1 gồm: đậu săng, đậu điều, điên điển mấu, muồng lá khế, dền dại và rau diệu biển Mỗi loại thực vật được thử nghiệm thủy canh tĩnh khả năng chịu mặn ở các mức độ muối tăng dần (0, 25, 50, 100 mM NaCl, nồng độ mặn tương đương: 0; 1,5; 3,0 và 6,0‰) Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên trong nhà lưới với 04 lần lập lại cho mỗi nồng độ muối thử nghiệm, cụ thể (Hình 2, Bảng 7):

Bảng 7: Nghiệm thức thí nghiệm thủy canh đánh giá tiềm năng chịu mặn

- Phương pháp xử lý hạt giống: hạt giống cây hoang dại được ủ cho nảy mầm

theo phương pháp của McComb và cs (2012) và của Siddiqui và ctv (2012) hay

Raziuddin và cs (2011)

- Phương pháp tiến hành thủy canh: cây con được trồng vào thùng xốp có

kích thước 22 x 20 x 30 cm, thể tích 8,5 lít, có nắp đậy, được khoét hai lỗ để đặt rọ nhựa mang cây, dán nylon đen mặt ngoài Trồng cây con vào thùng có chứa dung dịch dinh dưỡng Hoagland được ba ngày, tiếp tục bổ sung dung dịch muối dạng NaCl với liều lượng tương ứng với từng nghiệm thức Để tránh tình trạng bị sốc, NaCl được chia làm 2 lần cung cấp cách nhau 1 ngày sao cho tổng lượng NaCl nhận được ở mỗi chậu đạt mức yêu cầu cho từng nghiệm thức Điều chỉnh pH dung dịch hàng tuần bằng KOH để đạt giá trị 6,0 Theo dõi thí nghiệm trong 30-50 ngày (cho đến khi có dâu hiệu ngộ độc muối trên lá) về khả năng chống chịu mặn của loại cây hoang dại được chọn trong thử nghiệm

- Phương pháp theo dõi thu mẫu nước, thực vật cho phân tích: (i) đo EC,

hàm lượng Na+ trong nước lúc bắt đầu và kết thúc thí nghiệm; (ii) phân tích hàm lượng N, P, K, Ca2+, Mg2+, Na+, Cl- hấp thu và hàm lượng proline trong cây; (iii) Theo dõi chỉ tiêu nông học gồm: chiều dài rễ, chiều cao cây, trọng lượng tươi thân

lá (g/thùng), sinh khối khô thân lá (g/thùng) lúc thu hoạch

- Phương pháp phân tích mẫu nước, thực vật: theo qui trình chuẩn của

phòng phân tích Hóa lý, Phì nhiêu đất, bộ môn Khoa học đất, Trường Đại học Cần Thơ (Bảng 9)

26

Đậu điều (Macroptilium lathyroides L.) Đậu Săng (Cajanus cajan (L.)

Muồng lá khế (Senna occidentalis L.) Điên điển mấu (Sesbania rostrata L.)

Dền dại (Amaranthus viridis L.) Rau diệu biển (Alternanthera sessilis L.)

Hình 2: Bố trí thí nghiệm thủy canh của một số cây trồng trong thí nghiệm

- Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng Microsoft Excel để tính toán số liệu,

phần mềm Minitab 16 cho phân tích phương sai (one-way ANOVA) và so sánh sự khác biệt giữa các trung bình nghiệm thức

3.3.3 Phương pháp nghiên cứu cho nội dung 3

- Phương pháp bố trí thí nghiệm chậu đất nhà lưới: Thí nghiệm được bố trí

hoàn toàn ngẫu nhiên 2 nhân tố là: (i) 3 mức độ trồng cây (không trồng cây, muồng

lá khế, điên điển mấu) đã được lựa chọn qua thí nghiệm thủy canh và (ii) 2 liều lượng vôi (không bón vôi, bón CaCO3 liều lượng 1,2 tấn/ha), 3 lần lặp lại cho mỗi

tổ hợp nghiệm thức Trong đó, lượng CaCO3 được bổ sung sao cho tổng hàm lượng

Na+ so với Ca2+ trong đất đạt tỷ lệ Na/Ca là 5/1 (theo thí nghiệm trong chậu của