Hồ Chí MinhViện Khoa Học Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường BÁO CÁO THỰC HÀNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG Đề Tài: Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Độ Mặn Trong Nước Lên Sự Phát Nảy Mầm Và Phát Triển Của Cây
Trang 1Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Viện Khoa Học Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường
BÁO CÁO THỰC HÀNH ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG
Đề Tài:
Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Độ Mặn Trong Nước Lên Sự Phát Nảy Mầm Và Phát Triển Của Cây Lúa
Lớp ĐHMT 4b Nhóm 2_K1 GVHD: Th.s Nguyễn Văn Phương
Trang 2NỘI DUNG ĐỀ TÀI
đồng bằng sông Cửu Long của Việt Nam.
II Tính cấp thiết lựa chọn đề tài.
của độ mặn lên cây lúa.
mặn lên cây Lúa.
Trang 3I. Hiện trạng và ảnh hưởng của nước nhiễm mặn tại đồng bằng sông
Cửu Long.
I.1. Hiện trạng nhiễm mặn
Ngay từ đầu mùa khô, mực nước trên sông Mekong và các dòng sông khác ởcác tỉnh, thành trong vùng ĐBSCL xuống thấp nên nước mặn từ các cửa biển có điềukiện lấn sâu vào nội đồng Vựa lúa, vựa thuỷ sản và trái cây miệt vườn ĐBSCL đangđối diện với những khó khăn cả về sản xuất lẫn đời sống dân sinh
Tiến sĩ Lê Anh Tuấn, Viện Nghiên cứu biến đổi khí hậu, trường Đại học CầnThơ nhận định: Nguồn nước từ thượng nguồn sông Mekong trong mùa mưa lũ chảyvào ĐBSCL đang có xu hướng giảm dần Năm 2010, mực nước lũ tại Châu Đốc thấpnhất trong 85 năm qua Chính vì dòng chảy giảm nên mặn xâm nhập sâu vào đất liền;sản lượng cá đánh bắt tự nhiên trên sông Mekong cũng giảm hẳn
Những ngày cuối tháng 3-2011, các tỉnh ven biển trong vùng ĐBSCL như BếnTre, Tiền Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang đã bị mặn tấncông Năm nay, mức độ mặn ngày càng khốc liệt hơn và phạm vi ngày càng rộng ra
Dự báo của Viện Lúa ĐBSCL cũng cho thấy, các tiểu vùng trong khu vực như bánđảo Cà Mau, Đồng Tháp Mười, Tứ giác Long Xuyên, Tây sông Hậu đều bị ảnh hưởnghạn, mặn Khoảng 500.000 ha lúa ở ĐBSCL đứng trước nguy cơ thiếu nước tướitrong vụ Đông Xuân 2010 – 2011 và hơn 100.000 ha lúa có nguy cơ bị nước mặn xâmnhập nặng nề, chủ yếu ở các tỉnh Tiền Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, KiênGiang, Bến Tre và Hậu Giang 3 huyện Trà Cú, Cầu Ngang và Châu Thành, tỉnh TràVinh có khoảng 4.000 ha lúa đứng trước nguy cơ bị thiệt hại 30-70% do khô hạn vàmặn xâm nhập Hiện tại, tỉnh Kiên Giang nước mặn đã xâm nhập vào trong đất liềnvài chục cây số theo các con sông nối ra biển Đặc biệt là nông dân vùng bán đảo CàMau (tỉnh Kiên Giang) đang đối mặt với tình trạng xâm nhập mặn ngay từ đầu vụ.Các tỉnh ven biển như Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Cà Mau đã chỉ đạo đóng cáccống ngăn mặn từ những ngày đầu năm 2011 Còn nhớ, năm ngoái, tỉnh Hậu Giang
Trang 4tuy cách xa cửa biển đến hơn 50 km nhưng mới đầu tháng 3-2010, nước mặn đã theodòng kênh xáng Xà No lấn sâu đến thành phố Vị Thanh làm nhà máy nước phải tạmđóng cửa và phải khẩn trương xây dựng đường ống dẫn nước từ huyện Châu Thành A(cách Vị Thanh 15 km) để dẫn nước ngọt về phục vụ cho hơn 200.000 dân thành phố
Vị Thanh Năm nay, nước mặn lại tiếp tục tấn công Hậu Giang đang đe dọa gần20.000ha lúa và hoa màu ở các huyện Long Mỹ và thành phố Vị Thanh Nước mặn đãvượt khỏi thành phố Vị Thanh
(Nguồn: Khánh – Minh – Phú - daidoanket.vn 30/03/2011
http://daidoanket.vn/index.aspx?Menu=1422&Chitiet=26810&Style=1 )
I.2 Ảnh hưởng nước nhiễm mặn
Đa số ý kiến của lãnh đạo Sở Nông nghiệp các tỉnh đang bị nhiễm mặn nặng vàhạn hán cho rằng, năm nay mặn về sớm nên người dân gặp rất nhiều khăn về nướctrong sinh hoạt; đặc biệt, nước cung cấp cho sản xuất luá xuân hè
Ông Vũ Quang Nhận, Trưởng phòng kế hoạch Sở Nông nghiệp Kiên Giang tỏ
ra lo ngại cho việc sản xuất hơn 10.000ha lúa xuân hè tại các địa phương như GòQuao, An Biên, Vĩnh Thuận và một số vùng sản xuất đặc thù tại Hòn Đất, KiênLương, Hà Tiên đang bị đe dọa vì thiếu nước ngọt Trong khi đó, ông Đinh Văn Đình,Trưởng phòng kế hoạch Sở Nông nghiệp tỉnh Sóc Trăng, cho biết, đến nay vẫn chưathống kê được diện tích lúa bị thiệt hại ở địa phương do hạn hán và mặn về sớm Tuynhiên ông Đình khẳng định rằng, một số huyện duyên hải như Vĩnh Châu, Long Phú
bị ảnh hưởng rất nhiều
Riêng tại khu vực Bắc Cà Mau, hơn 90.000 ha đất sản xuất lúa, rau màu ở cáchuyện Trần Văn Thời, Thới Bình, U Minh và một phần thành phố Cà Mau đã bị hạncục bộ nhiều ngày qua.Còn tại vùng Nam Cà Mau, do hệ thống thủy lợi chưa hoànchỉnh nên đã gây thiếu nước cục bộ tại một số địa phương vùng sâu, vùng xa làm ảnhhưởng đến việc thả tôm nuôi của bà con
Trang 5Sự nhiễm mặn đã ảnh hưởng không nhỏ tới sự sinh trưởng và phát triển củacây lúa như: giảm sức nảy mầm của lúa, giảm chiều cao và khả năng đẻ nhánh, hệ rễphát triển kém, giảm sự cố định đạm sinh học và quá trình khoáng hoá đạm trong đất.Tính trung bình năng suất lúa có thể giảm tới 20-25%, thậm chí tới 50%
I.3 Một số hình ảnh về ảnh hưởng của nhiễm mặn lên cây lúa
Ông Nguyễn Văn Tố, Phó chủ tịch Hội Nông dân xã Đại Phước (Nhơn Trạch)chỉ cánh đồng Vàm Ô bị nhiễm mặn làm lúa chết khô, nông dân phải đốt bỏ
( Nguồn: Hương Giang- Nhơn Trạch: Lúa mất trắng do nhiễm mặn (20:56
23/03/201) http://www.baodongnai.com.vn/default.aspx?
tabid=587&idmid=2&ItemID=62170 )
Trang 6Ruộng lúa bị nhiễm mặn ở Bến Tre
(Nguồn: 27/03/2011 05:05 Bài toán “ An ninh dòng chảy kiệt”_
Cuoi/44324,Bai-toan-An-ninh-dong-chay-kiet.ttm ).
http://m.tuoitre.vn/chuyen-trang/Tuoi-Tre-Cuoi-tuan/TTCT-Ban-doc-va-Tuoi-Tre-Nhiều diện tích lúa ở vùng bán đảo Cà Mau đang chết dần vì nhiễm mặn
Trang 7(Nguồn: Kiên Giang: Lúa chết rũ trên ruộng tôm _
Giang:-Lua-chet-ru-tren-ruong-tom )
http://www.kiengianghomnay.net/news.php?nt=14&nc=17&nid=155&title=Kien-II Tính cấp thiết lựa chọn đề tài
Vài năm gần đây, biến đổi khí hậu toàn cầu (BĐKHTC), nước biển dâng được
dự báo là đại nạn cho ĐBSCL, vựa lúa cả nước Thông qua những hiện tượng thời tiếtnguy hiểm, đại nạn này không chỉ đe dọa đến năng suất, mà còn thu hẹp đất trồng lúa
Biến đổi khí hậu tác động rất lớn đến sản xuất nông nghiệp của Đồng bằngsông Cửu Long - vựa lúa lớn nhất cả nước, chiếm hơn 50% diện tích và sản lượng,đóng góp đến 90% sản lượng gạo xuất khẩu hiện nay của nước ta Biến đổi khí hậuvới hiệu ứng là nhiệt độ tăng cao và mực nước biển dâng đã và đang làm gia tăng sựkhác biệt về tổng lượng nước giữa hai mùa trong năm ở Đồng bằng sông Cửu Long,ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất nông nghiệp của vùng này Sự cạn kiệt nguồntài nguyên nước ngọt trong các lưu vực sông vào mùa khô, kèm theo xâm nhập mặngia tăng, gây thiếu nước trầm trọng cho nông nghiệp
Đồng bằng sông Cửu Long gồm có 13 tỉnh: Long An, Tiền Giang, Vĩnh Long,Bến Tre, Đồng Tháp, Trà Vinh, Cần Thơ, Hậu Giang, Bạc Liêu, Sóc Trăng An Giang,Kiêng Giang và Cà Mau Với diện tích 39.712 km2, chiếm 12,1% diện tích cả nước,dân số 17,4 triệu vào năm 2006, chiếm 21% dân số cả nước Đồng bằng sông CửuLong là vùng đất sản xuất 40% GDP về nông nghiệp của Việt Nam, so với cả nước,sản lượng của lương thực, trái cây và thủy sản của khu vực chiếm lần lượt là 50%,90% và 70%, trong đó xuất khẩu lúa gạo chiếm 90%, xuất khẩu thủy sản chiếm 70%.Nhưng đây là vùng đất thấp nên ảnh hưởng nặng nề triều cường của biển đông và biểntây Ngoại trừ một phần vùng đất cao của tỉnh An Giang và Kiêng Giang, các phầnkhác còn lại đều có cao trình dưới 2m
Triều cường cao của biển đông (dâng cao đến 2,14m) tiến sâu vào đất liền ảnhhưởng nặng nề đến đời sống của người dân Trong tương lai vùng này sẽ chịu ảnhhưởng càng nặng khi nước biển dân Theo dự báo của Nhóm chuyên gia liên chínhphủ về biến đổi khí hậu (International Panel on Climate Change IPCC) năm 2007,trong trường hợp nước biển dâng lên 1m sẽ nhấn chìm 15,000 đến 20,000 km2 của
Trang 8vùng đồng bằng này sẽ chìm trong nước Nếu tác động này không được quan tâm vàtìm hướng giải quyết sẽ ảnh hưởng lớn đến kinh tế của cả nước và đe dọa an ninhlương thực
Theo dự báo của các nhà khoa học và tổ chức quốc tế đã xếp Việt Nam, đặcbiệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long có nguy cơ bị tổn thương cao do tác động củahiện tượng biến đổi khí hậu và nước biển dâng (Peter and Greet, 2008; Dasgupta et al,
2009, IPCC, 2007; UNDP, 2007; WB, 2007; ADB, 1994) Tác động nóng ấm toàncầu thể hiện rõ nhất là ảnh hưởng của triếu cường ngày càng trầm trọng Nó ảnhhưởng lớn ở cả nông thôn và thành thị Phần lớn các thành phố ven biển như TràVinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, đều ngập khi triều cường
- Nhiệt độ cao nhất trung bình của mùa khô sẽ tăng từ 33-35 oC lên 35-37oC
- Lượng mưa đầu vụ Hè thu (15/4-15/5) sẽ giảm khoảng 10-20%
Theo Bộ Tài nguyên Môi trường
- Khi mực nước biển dâng thêm 65cm, diện tích đất bị ngập 5.133 km2(12,8%)
- Khi mực nước biển dâng thêm 75cm, diện tích bị ngập 7.580 km2 (19%)
- Khi nước biển dâng 1 m ước tính diện tích bị ngập là 15.116 km2 (27,8%)
- Khi đó diện tích lúa 2 vụ giảm 1,8% cho đến giữa thập niên 2030
- Diện tích lúa 3 vụ giảm 2,7% khi đến thời gian trên (Nguyễn Văn Sánh2010)
Đồng bằng Cửu Long có độ cao 0- 4 m trên mực nước biển, riêng vùng CàMau chỉ cao hơn mực biển 0-0.5 m, trong lúc thuỷ triều cao 4m, nên khả năng chìmdưới mặt biển khá lớn, nhất là vùng rừng ngập mặn hiện nay, và coi như một phần lớnđồng bằng bị đe doạ bởi triều cường từ phía biển hay nước lủ phía thượng lưu sôngCửu Long Nếu nước biển dâng cao thêm 0.2 m, khoảng 706 km2 đất bị chìm ngập, vànếu dâng cao 0.6 m sẽ có khoảng 994 km2 đất bị chìm ngập (Kỹ Quang Vinh 2008).Theo Bộ Nông Nghiệp VN, nếu mực nước biển dâng cao 1m, ĐBCL sẽ mất từ 15,000đến 20,000 km2 đất Tuy nhiên, nhờ số lượng phù sa do sông Cửu Long mang vào địaphận Việt Nam hàng năm khoảng 240 triệu tấn, một phần lắng tụ trên đồng bằng làm
Trang 9phì nhiêu đất đai, một phần bồi đắp lấn ra biển dọc duyên hải, nhờ rừng ngập mặn.Trước đây, hàng năm đất lấn ra biển từ 6 m đến 80 m, nhất là ở Mủi Cà Mau, và lậpnhiều cồn, đảo phù sa nhỏ ở ngoài khơi từ Bến Tre cho tới Sóc Trăng Hiện tại, nướcbiển đang dâng cao Nếu rừng ngập mặn không bị hủy diệt, và sự can thiệp của conngười, các giồng cát thiên nhiên sẽ được thành hình thêm, chạy dọc theo bờ biển, bảo
vệ vùng đất trủng bên trong Nhờ các loạt giồng duyên hải cao hơn mực biển 3-4 m đãtạo thành trong 6,000 năm qua, chạy song song với bờ biển, che chắn phần đất trủngbên trong, nên diện tích mất đất vì nước biển dâng cao sẽ không nhiều ở ĐBCL như
đã dự đoán)
Vì mực nước biển dâng cao, ảnh hưởng của triều cường, và lưu lượng dòngsông xuống thấp trong mùa khô hạn, nên nước biển xâm nhập sâu vào nội địa Riêngnăm hạn hán 1993 và 1998, nước ngọt sông Cửu Long xuống rất thấp ở vùng Cà Mau,nên khoảng 1/3 diện tích Cà Mau bị nhiểm mặn 0.4% muối, không canh tác được.Năm 1999, riêng tại các tỉnh Bến Tre, Trà Vinh, Tiển Giang và Cà Mau khoảng100,000 ha đất canh tác bị nhiểm mặn Ngay cả đầu năm 2001, khi bắt đầu mùa mưavào tháng 5, một số tỉnh đồng bằng Cửu Long vẫn bị nước mặn xâm nhập trầm trọng
Độ nhiểm mặn có khuynh hương gia tăng hàng năm Chẳng hạn, độ nhiểm mặn đocùng một địa diểm ở vùng Long An gia tăng từ 300 mg muối/lít vào tháng 3/2002 lên
1800 mg/l vào tháng 3/2004 Tại cống Cái Xe (rạnh Mỷ Xuyên và thị xả Sóc Trăng)ngày 20/2/2005 độ mặn trong nước là 5,900 mg/lít
Tại ĐBCL, vào năm bình thường, khoảng 320 ngàn ha đất nhiểm mặn, nhưngvào năm hạn hán khoảng 744 ngàn ha đất nhiểm mặn (18.9% diện tích ĐBCL) (9)
Sự tác động mạnh mẽ của nước nhiễm mặn lên cây lúa là một tổn thất rất lớn cho nền kinh tế nước ta, chính vì thế cần phải khảo sát và nghiên cứu nồng độ gây ảnhhưởng đến sự nảy mầ và phát triển của cây lúa để từ đó xây dựng và tìm ra những biện pháp khắc phục hiệu quả
III Cơ sở lý thuyết và tiến trình thí nghiệm ảnh hưởng của độ mặn lên cây
Lúa.
Trang 10III.1 Cơ sở lý thuyết về ảnh hưởng của độ mặn lên cây Lúa và cơ chế gây
độc
Hiện nay, đã phát hiện có tất cả 60 nguyên tố hòa tan trong nước biển và phầnlớn tồn tại dưới dạng ion, những ion này có biến đổi theo sự khác nhau của nhữngđiều kiện lý, hóa, sinh học và địa chất của vùng biển Trong nước biển, ngoài thànhphần hóa học phức tạp ra còn có sinh vật, những thể hữu cơ này rất cần nhiều thànhphần hóa học để sống và khi sinh vật chết đi sẽ trả lại thành phần hóa học trong cơ thểcủa chúng vào trong nước biển Vì vậy nước biển không chỉ là thành phần hóa họcphức tạp mà còn là thể tổng hợp của thể hữu cơ
Thành phần hóa học của nước biển có những đặc tính sau đây:
Tất cả nước biển đều có thành phần muối hòa tan phong phú, trừ những vùngbiển đặc biệt, nói chung là có nồng độ muối tương đối ổn định, khoảng 35‰ Thànhphần hóa học của tất cả nước biển đều giống nhau và thành phần tương đối ổn định,trong đó ion Cl- chiếm 55,25%, ion Na+ chiếm 30,63%, ion SO42- chiếm 7,74%, muốicacbonate chiếm 0,3% tổng số các ion hòa tan, các muối của N, P, Si và vật chất hữu
cơ chiếm khoảng 0,3 %
Thành phần ion của tất cả nước biển hầu như không biến đổi theo thời gian vàkhông gian Trong nước biển có các nguyên tố: Cl, Na, Mg, S, Ca, K, Br, C, Sr, B, F,
Si, N, Al, Rb, Li, P, Ba,I As, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Se, Cs, V, Mo, Th, Ce, Ag, La, Y,
Ni, Sc, Hg, Au, Ro, Cd, Co, Sn, O, H, Ar, He, Ne, 11 nguyên tố đầu là nhữngnguyên tố chủ yếu trong thành phần nước biển Hàm lượng PO43- ít hơn muối nitratekhoảng 10 lần, ở tầng nước mặt hàm lượng PO43- không vượt quá 0.02 ppm Ở dướisâu hàm lượng các muối hòa tan của nitơ, phosphor nhiều hơn trên tầng mặt tới hàngchục hay hàng trăm lần Hàm lượng các muối hòa tan của sắt trong nước biển thườngrất thấp, thấp hơn hàng trăm lần so với hàm lượng sắt trong các thủy vực nước ngọt
Cơ chế gây độc:
Do nồng độ muối cao nên áp suất thẩm thấu của dung dịch đất ở đây rất cao, cóthể đạt 200-300atm hay còn có thể cao hơn Do đất mặn có áp suất thẩm thấu cao chonên cây không thể hút được nước nếu không có cơ chế thích nghi, do đó gây nên hiệntượng hạn sinh lý Cây bình thường không thể sống trong môi trường có áp suất thẩmthấu trên 40 atm
Một tác hại khác của đất mặn là trong dung dịch đất chứa nhiều ion độc Một
số ion ở nồng độ thấp không độc nhưng ở nồng độ cao lại gây độc Các ion này lại
Trang 11cạnh tranh với chất dinh dưỡng trong quá trình hút của rễ làm cho rễ khó hút chất dinhdưỡng
Đặc biệt khi cây hút các ion độc vào trong tế bào sẽ gây rối loạn trao đổi chấtcủa tế bào Các ion độc sẽ ức chế hoạt động các enzim, các chất kích thích sinh trưởngcho nên làm rối loạn hoạt động trao đổi chất- năng lượng, các hoạt động sinh lý bìnhthường của tế bào
Các chất độc còn ảnh hưởng theo chiều hướng bất lợi đến nguyên sinh chấtnhư làmgiảm mạnh độ nhớt, tính thấm của nguyên sinh chất tăng mạnh nhất làtăng mạnh ngoại thẩm làm cho tế bào mất chất dinh dưỡng Các hoạt động sinh lý của
tế bào cũng bị ảnh hưởng: quá trình quang hợp giảm mạnh do lá kém phát triển, sắc tố
ít do các chất độc ức chế quá trình tổng hợp sắc tố, các quá trình xảy ra trong quanghợp bị giảm sút do ảnh hưởng của chất độc và thiếu nước Quá trình hô hấp tăngmạnh, các cơ chất bị phân huỷ mạnh, nhưng hiệu quả năng lượng thấp, phần lớn nănglượng của các quá trình phân huỷ đều thải ra dưới dạng nhiệt làm cho tế bào thiếuATP để hoạt động Phân huỷ mạnh, tổng hợp lại yếu nên không bù đủ lượng vật chất
do hô hấp phân huỷ, chất dự trữ dần dần bị hao hụt, cây không sinh trưởng được, dovậy cây còi cọc, năng suất thấp Nếu cây bị mặn nặng hay mặn kéo dài sẽ bị chết
Mức độ thừa hay gây độc: nồng độ các nguyên tố cần thiết hay bất cứ một
nguyên tố nào khác cao, đủ để làm giảm sự sinh trưởng và năng suất của cây trồng.Nồng độ dinh dưỡng thừa có thể gây ra sự mất cân bằng giữa các chất dinh dưỡng cầnthiết khác và sự mất cân bằng này cũng có thể làm giảm năng suất
Năng suất bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi bị thiếu chất dinh dưỡng và khi điềuchỉnh được sự thiếu hụt chất dinh dưỡng này, sự sinh trưởng của cây trồng tăng nhanhhơn nhiều so với sự gia tăng nồng độ chất dinh dưỡng trong cây Trong trường hợp bịthiếu nghiêm trọng, nếu được bón phân thì năng suất có thể tăng nhanh, nhưng nồng
độ chất dinh dưỡng đó trong cây có thể bị giảm
Khi nồng độ đạt đến mức độ tới hạn, năng suất cây trồng thường đạt tối đa.Nồng độ chất dinh dưỡng đủ thoả mãn nhu cầu của cây thường nằm một khoảng biên
độ rộng, nếu nồng độ dinh dưỡng nằm trong khoảng này sẽ không ảnh hưởng đến
