Nâng cao hiệu quả sản xuất rau màu trên đất phèn nhiễm mặn bằng các vật liệu thân thiện môi trường

Sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam đang chịu tác động mạnh của biến đổi khí hậu, đặc biệt là nước biển dâng và xâm nhập mặn, làm gia tăng diện tích đất phèn nhiễm mặn và suy giảm hiệu quả sản xuất, nhất là đối với cây rau màu. Bên cạnh đó, quỹ đất nông nghiệp ngày càng thu hẹp buộc phải khai thác các loại đất có chất lượng thấp. Đất phèn nhiễm mặn là nhóm đất có đồng thời độ chua cao (pH thấp), độ mặn lớn (EC cao), thiếu lân và chứa hàm lượng Al, Fe độc hại, gây hạn chế nghiêm trọng đến khả năng hấp thu dinh dưỡng và sinh trưởng của cây trồng. Việt Nam hiện có khoảng 1,8 triệu ha đất phèn, trong đó Đồng bằng sông Cửu Long chiếm khoảng 1,6 triệu ha và khoảng 0,74 triệu ha đất mặn hoặc nhiễm mặn. Tại các tỉnh ven biển, xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu làm gia tăng diện tích đất phèn nhiễm mặn. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu cải tạo đất phèn hoặc đất mặn, các giải pháp hiện nay chủ yếu xử lý riêng lẻ từng loại đất và chưa giải quyết đồng thời cả hai vấn đề.
Đề tài tập trung đánh giá hiệu quả của các vật liệu thân thiện môi trường gồm than trấu, phân bò và vôi trong cải tạo đất phèn nhiễm mặn trồng Cải Thìa thông qua các thí nghiệm nhà lưới và thực địa. Mục tiêu là đồng thời giảm độ chua, hạn chế ảnh hưởng của mặn và nâng cao độ phì nhiêu đất. Kết quả cho thấy các biện pháp cải tạo giúp giảm đáng kể độ chua và độc tính, đồng thời cải thiện hàm lượng dinh dưỡng đất từ 32–128%, trong khi hiệu quả giảm mặn còn hạn chế (25–26%). Phối hợp than trấu và phân bò cho hiệu quả cao nhất, giúp sinh khối Cải Thìa tăng trên 200%, nhờ cải thiện khả năng giữ nước, cung cấp dinh dưỡng và giảm các yếu tố bất lợi của đất. Kết quả nghiên cứu khẳng định tiềm năng ứng dụng vật liệu hữu cơ sẵn có trong cải tạo đất phèn nhiễm mặn, góp phần giảm sử dụng phân bón hóa học, thúc đẩy nông nghiệp tuần hoàn và phát triển sản xuất rau màu bền vững tại Đồng bằng sông Cửu Long.
Một số kết quả tiêu biểu của đề tài:
Địa điểm nghiên cứu: (10.380791°N, 106.773088°E) thuộc xã Kiểng Phước, huyện Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang (nay là tỉnh Đồng Tháp).

Trong nghiên cứu này, chỉ số chất lượng đất (Soil quality index – SQI) được tính toán từ 17 thông số hóa học của đất sau quá trình thí nghiệm, nhằm đánh giá xu hướng biến đổi tổng thể của đất dưới ảnh hưởng của các biện pháp cải tạo như than trấu, vôi, phân bò đơn lẻ cũng như sự kết hợp giữa than trấu với các vật liệu này (Hình 1). Kết quả nghiên cứu cho thấy, đất có sử dụng than trấu đơn lẻ, than trấu kết hợp với vôi hoặc than trấu kết hợp với phân bò đều có chỉ số SQI tổng thể cao hơn đáng kể so với đất không sử dụng than trấu hay chỉ sử dụng riêng lẻ vôi hoặc phân bò ở cả hai vụ thí nghiệm. Đặc biệt, CT5 sử dụng than trấu kết hợp với vôi đạt giá trị SQI cao nhất, phản ánh hiệu quả vượt trội của sự kết hợp này trong việc cải thiện chất lượng đất. Ngược lại, CT1 không sử dụng than trấu cũng như bất kỳ vật liệu cải tạo nào có chỉ số SQI thấp nhất, cho thấy đất không được cải tạo kém hiệu quả trong việc duy trì độ phì nhiêu và hạn chế tác động tiêu cực của môi trường. Những phát hiện này khẳng định vai trò quan trọng của than trấu trong việc cải thiện đặc tính đất phèn nhiễm mặn, đặc biệt khi kết hợp với vôi, giúp nâng cao chất lượng đất một cách bền vững.

Hình 1. SQI sau thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi các vật liệu

Chất lượng đất phèn nhiễm mặn có thể được phân loại thành bốn nhóm đặc trưng, bao gồm tính chua, tính mặn, tính độc và tính dinh dưỡng. Chỉ số chất lượng đất (SQI) của từng nhóm này được thể hiện trong Hình 2, cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các công thức xử lý trong nghiên cứu.

Tính chua (pH đất, hàm lượng SO42-, độ chua trao đổi và H+): Công thức sử dụng than trấu kết hợp với vôi (CT5) mang lại hiệu quả cải thiện tính chua tốt nhất, với chỉ số SQI cao nhất ở cả hai vụ và sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các công thức khác.

Tính mặn (EC, Cl– và Na): Tác động của các công thức xử lý đối với tính mặn có sự khác biệt giữa hai vụ thí nghiệm. Ở vụ 1, công thức sử dụng than trấu kết hợp với phân bò (CT6) giúp cải thiện chỉ số SQI tính mặn tốt nhất, trong khi ở vụ 2, công thức chỉ sử dụng vôi đơn lẻ (CT2) cho kết quả cao nhất.

Tính độc (hàm lượng Al, Fe, Mn trao đổi): Các nguyên tố kim loại như Al, Fe và Mn trong đất phèn có thể gây độc cho cây trồng nếu không được kiểm soát. Công thức sử dụng than trấu kết hợp với vôi (CT5) giúp giảm đáng kể các kim loại trao đổi này, đạt chỉ số SQI cao nhất trong nhóm tính độc. Kế đến là công thức sử dụng than trấu đơn lẻ (CT4), tiếp theo là công thức chỉ sử dụng vôi đơn lẻ (CT2) ở cả hai vụ.

Tính dinh dưỡng (bao gồm 7 thông số dinh dưỡng đất): Việc cải thiện khả năng cung cấp dinh dưỡng của đất thể hiện rõ nét qua chỉ số SQI. Công thức sử dụng than trấu kết hợp với phân bò (CT6) đạt giá trị SQI cao nhất, cho thấy sự kết hợp này giúp gia tăng khả năng giữ và cung cấp dinh dưỡng hiệu quả nhất. Ngược lại, công thức không sử dụng than trấu cũng như bất kỳ vật liệu cải tạo nào (CT1) có chỉ số SQI thấp nhất, phản ánh sự suy giảm đáng kể về độ phì nhiêu của đất khi không có biện pháp cải tạo thích hợp.

Hình 2. Chỉ số chất lượng đất tính axit (a), tính mặn (b), tính độc (c) và tính dinh dưỡng (d) sau thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi các vật liệu

Hình 3 thể hiện mối tương quan giữa bốn chỉ số chất lượng đất thành phần (SQI) với tổng sinh khối Cải Thìa. Kết quả cho thấy, trong bốn nhóm chỉ số SQI, tính dinh dưỡng có mối quan hệ mật thiết nhất với tổng sinh khối Cải Thìa, thể hiện qua hệ số quyết định (r2) giữa tổng sinh khối và SQI tính dinh dưỡng. Khi chỉ số SQI dinh dưỡng tăng, tổng sinh khối Cải Thìa cũng tăng một cách có ý nghĩa thống kê. Cụ thể, phần trăm đóng góp của SQI dinh dưỡng vào tổng sinh khối đạt 32,05% ở vụ 1 và 27,77% ở vụ 2, vượt trội hơn so với các chỉ số SQI tính chua, tính mặn và tính độc. Điều này phản ánh rằng tính dinh dưỡng là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của Cải Thìa trên đất phèn nhiễm mặn.

Hình 3. Sự tương quan giữa chỉ số chất lượng đất tính axit (a), tính mặn (b), tính độc (c) và tính dinh dưỡng (d) với tổng sinh khối Cải Thìa sau thí nghiệm bị ảnh hưởng bởi các vật liệu