Đánh giá chất lượng môi trường đất và rau trồng theo mô hình nông nghiệp hữu cơ tại xã Trác Văn, huyện Duy Tiên, Hà Nam

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 21-27 Đánh giá chất lượng môi trường đất rau trồng theo mơ hình nơng nghiệp hữu xã Trác Văn, huyện Duy Tiên, Hà Nam Nguyễn Ngân Hà*, Nguyễn Thị Hạnh, Nguyễn Thạch Thảo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 25 tháng năm 2017 Chỉnh sửa ngày tháng 10 năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 13 tháng 10 năm 2017 Tóm tắt: Xã Trác Văn, Duy Tiên, Hà Nam địa phương miền Bắc tham gia sản xuất rau theo mơ hình nơng nghiệp hữu Tuy nhiên, đánh giá môi trường đất chất lượng rau cịn hạn chế Vì vậy, nghiên cứu thực nhằm cung cấp thêm liệu thấy hiệu trồng rau hữu Các kết phân tích cho thấy, nhìn chung đất đáp ứng tiêu chí để trồng rau hữu Đất không bị ô nhiễm kim loại nặng (Cu, Zn, Pb, Cd), hàm lượng nitrat đất không cao Bên cạnh đó, lượng tồn dư kim loại nặng, nitrat sản phẩm rau thấp tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Hàm lượng nước vitamin C rau nghiên cứu đạt giá trị xấp xỉ hàm lượng trung bình rau tương ứng bảng thành phần dinh dưỡng Viện dinh dưỡng - Bộ Y tế Từ khóa: Ơ nhiễm đất, nông nghiệp hữu cơ, chất lượng nông sản Đặt vấn đề thúc đẩy việc đưa vào sản xuất mở rộng diện tích vùng trồng rau hữu nước, nhiên quy mô áp dụng bị đánh giá nhỏ lẻ Ở khu vực miền Bắc, có vài mơ hình sản xuất theo hướng hữu thức cơng nhận cấp chứng chất lượng mơ hình trồng rau hữu Sóc Sơn, Hà Nội, Lương Sơn, Hịa Bình, xã Trác Văn, Duy Tiên, Hà Nam Hệ thống sản xuất rau theo mơ hình nông nghiệp hữu từ chối sử dụng tất loại hợp chất hóa học (thuốc trừ sâu, trừ cỏ, phân bón vơ trồng biến đổi gen) Hệ thống hướng đến sử dụng phân bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật sinh học/đấu tranh sinh học (sử dụng thiên địch) làm cỏ biện pháp học (khơng hóa chất) nên vừa đảm bảo chất lượng nơng sản vừa có tác động tích cực đến môi trường [3] Rau xanh thực phẩm thiếu bữa ăn hàng ngày nhu cầu rau xanh không ngừng tăng lên theo thời gian quốc gia Tuy nhiên nay, việc lạm dụng sử dụng phân bón hóa học thuốc trừ sâu nguy hiểm thời gian dài nhiều nơi gây vấn đề an tồn nơng sản, mơi trường ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người sản xuất, người tiêu dùng [1, 2] Ở Việt Nam, người dân ngày nhận thức rõ mối nguy hại nên địi hỏi ngày cao chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm Sự gia tăng nhu cầu sử dụng rau _  Tác giả liên hệ: ĐT: 84-948573483 Email: nguyennganha@hus.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1094/vnuees.4138 21 22 N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 21-27 Xã Trác Văn, Duy Tiên, Hà Nam địa phương miền Bắc tham gia sản xuất rau theo mơ hình nơng nghiệp hữu Tuy nhiên, chưa có đánh giá đầy đủ môi trường đất ảnh hưởng đến rau cơng bố Vì vậy, nghiên cứu thực nhằm thông qua khảo sát số tiêu môi trường đất tiêu chất lượng, độ an toàn rau để đánh giá hiệu mơ hình sản xuất rau hữu góp phần thúc đẩy q trình phát triển nơng nghiệp hữu khu vực nghiên cứu Đối tượng phương pháp nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Đất trồng số loại rau điển hình mơ hình trồng rau hữu với tổng diện tích xã Trác Văn, huyện Duy Tiên, Hà Nam Các loại rau lựa chọn nghiên cứu bao gồm: rau muống (Ipomoea aquatica), su su (Sechium edule), rau cải bắp (Brassica oleraceae), cà chua (Lycopersicum esculentum), súp lơ (Brassica oleracea var botrytis), rau xà lách (Lactuca sativa L var Capitata) Đất địa bàn nghiên cứu đất phù sa chua bón lót phân hữu lần từ đầu vụ vào ruộng với lượng bón từ 600 1250 kg phân hữu cơ/ sào tùy thuộc vào loại rau [4] b) Phương pháp lấy mẫu: Các mẫu đất rau lấy vào thời điểm thu hoạch rau (tháng 3-4/2017) Ký hiệu mẫu đất rau thể Bảng - Mẫu đất: Lấy theo phương pháp lấy mẫu hỗn hợp, thực theo TCVN 7538 - 2: 2005 Đất lấy tầng canh tác (0-20 cm), khối lượng kg đất/mẫu - Mẫu rau: Đối với rau xà lách, cải bắp súp lơ lấy loại 10 (nguyên cây, phần ăn được) ruộng gộp lại theo loại thành mẫu hỗn hợp Đối với rau ăn su su, cà chua lấy loại 10 (nguyên quả) ruộng gộp lại theo loại thành mẫu hỗn hợp Với rau muống mẫu rau hỗn hợp (1 kg - phần ăn được) lấy từ điểm khác ruộng gộp lại Phương pháp lấy mẫu rau thực theo TCVN 9016:2011 Các tiêu phân tích đất, rau thực theo phương pháp phổ dụng phịng thí nghiệm Khoa Mơi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - ĐHQGHN (bảng 2) Bảng Ký hiệu mẫu đất rau nghiên cứu STT Kí hiệu mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 MĐ5 MĐ6 Kí hiệu mẫu rau R1 R2 R3 R4 R5 R6 Nơi lấy mẫu Ruộng trồng rau xà lách Ruộng trồng rau muống Ruộng trồng rau cải bắp Ruộng trồng su su Ruộng trồng súp lơ Ruộng trồng cà chua Bảng Chỉ tiêu phương pháp phân tích đất, rau STT Chỉ tiêu phân tích Chỉ tiêu phân tích đất (tính cho đất khơ kiệt) pHKCl CHC CEC Ca2+, Mg2+ trao đổi Nitơ tổng số Nitơ thủy phân P2O5 tổng số Đơn vị Phương pháp phân tích % meq/100g đất meq/100g đất % mg/100g đất % TCVN 5979:2007 TCVN 8941:2011 TCVN 8568:2010 TCVN 8569:2010 TCVN 6498:1999 TCVN 8662:2011 TCVN 8940:2011 N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 21-27 P2O5 dễ tiêu K2O tổng số 10 K2O dễ tiêu 11 NO312 Kim loại nặng (Cu, Zn, Pb, Cd) Chỉ tiêu phân tích rau (tính cho rau tươi) 13 NO314 Vitamin C 15 Kim loại nặng (Cu, Zn, Pb, Cd) mg/100g đất % mg/100g đất mg/100g đất ppm TCVN 5256:2009 TCVN 8660:2011 TCVN 8662:2011 TCVN 6643:2000 TCVN 6496:2009 mg/kg mg/100g mg/kg TCVN 8742:2011 TCVN 8977:2011 TCVN 8126:2009 23 Bảng Các tiêu hóa học đất Mẫu đất MĐ1 MĐ2 MĐ3 MĐ4 MĐ5 MĐ6 ± SD QCVN* pHKCl 6,36 7,16 7,28 7,83 7,01 6,89 7,09± 0,48 - CHC (%) 4,06 4,74 3,25 4,29 3,43 3,51 3,88± 0,58 - Ca2+ (meq/100g đất) 20,15 8,61 15,25 8,24 17,50 8,0 20,25 7,52 14,0 7,01 16,0 8,63 17,19± 8,00± 2,59 0,64 CEC Mg2+ 1,15 3,15 2,21 2,54 2,20 2,20 2,24± 0,65 - Cu Zn Pb Cd 38,2 29,6 29,2 32,5 26,7 24,4 30,10± 4,83 100 (ppm) 97,9 94,7 89,9 73,6 86,6 89,7 88,73± 8,43 200 3,1 4,7 6,3 5,8 4,2 15,7 6,63± 4,59 70 0,6 0,6 0,7 0,5 0,6 0,5 0,6± 0,1 1,5 * QCVN 03-MT:2015/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn cho phép số KLN đất, quy định cho đất nông nghiệp Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Một số tính chất hóa học đất trồng rau theo mơ hình hữu xã Trác Văn Kết phân tích số tính chất hóa học đất thể Bảng a) Giá trị pHKCl: Đất trồng rau theo mơ hình hữu xã Trác Văn, Duy Tiên, Hà Nam có giá trị pH cao, biến đổi từ trung tính đến kiềm (6,36 - 7,83) Đối chiếu giá trị với tài liệu tác giả Trần Khắc Thi [5] thấy MĐ1, MĐ5 có pH thích hợp cho trồng rau xà lách súp lơ; pH MĐ3, MĐ6 phù hợp cho trồng cải bắp cà chua Riêng MĐ2, MĐ4 có pH tương đối cao (7,16 7,83) hoạt động cải tạo đất vôi người dân q trình sản xuất, khơng coi phù hợp rau muống su su, hai loại trồng thích nghi điều kiện pH Kết nghiên cứu cho thấy việc sử dụng vôi để cải tạo đất cách làm thông thường người dân không cần thiết b) Hàm lượng chất hữu (CHC): Các mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng CHC mức không chênh lệch nhiều (3,51 - 4,74%), MĐ2 trồng rau muống có hàm lượng CHC cao (4,74%) Do vụ trồng người nông dân bổ sung lượng lớn phân hữu vào đầu vụ khơng phép bón thêm loại phân khoáng nên nguồn cung cấp dinh dưỡng cho trồng chủ yếu huy động từ khống hóa hợp chất hữu đất Do đó, việc trì ổn định bổ sung để nâng cao hàm lượng CHC đất đặc biệt cho vụ sau vùng trồng rau nghiên cứu cần thiết c) CEC Ca2+, Mg2+ trao đổi: Giá trị CEC mẫu đất MĐ1, MĐ4 đánh giá mức cao Các mẫu đất cịn lại có CEC mức trung bình khơng chênh lệch nhiều, dao động từ 14,0 - 17,5 meq/100g đất Hầu tất mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 21-27 24 Ca2+ Mg2+ mức trung bình, mẫu đất MĐ2 có hàm lượng Mg2+ mức cao Tổng hàm lượng Ca2+, Mg2+ trao đổi mẫu đất chiếm tỷ lệ từ 48,4 đến 74,7% so với giá trị CEC tương đối cao d) Hàm lượng số nguyên tố kim loại nặng (KLN) (Cu, Zn, Pb, Cd) đất: Kết nghiên cứu cho thấy tất mẫu đất không bị ô nhiễm kim loại nặng, chí giá trị chúng cịn nhỏ nhiều so với tiêu chuẩn cho phép (QCVN 03MT:2015/BTNMT) 3.2 Các nguyên tố dinh dưỡng NPK đất Kết phân tích hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng NPK tổng hợp bảng 4: - Hàm lượng nitơ: Hầu hết mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng nitơ tổng số xếp loại trung bình, ngoại trừ mẫu đất MĐ6 hàm lượng mức giàu Tuy vậy, mẫu đất lại giàu nitơ dễ tiêu, điều khẳng định q trình khống hóa hợp chất hữu đất xảy với tốc độ nhanh, giải phóng lượng lớn nitơ dễ tiêu cho đất Trong mẫu đất nghiên cứu có MĐ2 hàm lượng nitơ dễ tiêu mức trung bình (5,88 mg/100g đất), mẫu đất có hàm lượng nitơ tổng số thấp - Hàm lượng phốt pho: Tất mẫu đất nghiên cứu giàu phốt dạng tổng số (0,43 - 0,71%), lại nghèo phốt dạng dễ tiêu (1,20 - 3,03 mg/100g đất) Có thể khẳng định phần không nhỏ phốt dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu bị cố định Do cần có giải pháp tăng cường khả cung cấp phốt dễ tiêu cho trồng để đạt suất cao - Hàm lượng kali: Hàm lượng kali tổng số mẫu đất nghiên cứu không cao, dao động khoảng 0,21 - 1,15% Trong đó, hàm lượng kali tổng số mẫu đất MĐ2, MĐ3, MĐ4 mức nghèo, mẫu đất cịn lại có hàm lượng đạt mức trung bình Mẫu đất MĐ2, MĐ3 có hàm lượng kali dễ tiêu thấp xếp loại trung bình Các mẫu đất cịn lại có hàm lượng kali dễ tiêu khơng chênh lệch nhiều đạt mức giàu Như vậy, hàm lượng kali đất nghiên cứu tạm thời đảm bảo nhu cầu cho trồng lâu dài thiết phải bổ sung thêm để nâng cao lượng dự trữ kali cho đất, đặc biệt với ruộng trồng nghèo kali tổng số - Hàm lượng nitrat (NO3-) đất:NO3trong đất dạng dinh dưỡng dễ tiêu cần thiết cho trồng ảnh hưởng đến tích lũy Hàm lượng NO3- mẫu đất nghiên cứu chiếm tỷ lệ từ 20,9 đến 40,6% so với giá trị nitơ thủy phân đất Căn theo thang đo mức độ cung cấp NO3- đất cho trồng [6] thấy mẫu đất MĐ3, MĐ6 có khả cung cấp nitrat cho mức khá, mẫu đất lại cung cấp nitrat cho mức thấp Bảng Hàm lượng NPK đất Mẫu đất Chất dễ tiêu (mg/100g đất) Chất tổng số (%) N P2O5 K2O Ntp P2O5 K2O NO3- MĐ1 0,11 0,43 1,01 6,16 2,04 14,09 1,43 MĐ2 0,10 0,53 0,72 5,88 1,20 8,29 1,23 MĐ3 0,12 0,37 0,21 10,64 1,54 10,84 4,32 MĐ4 0,15 0,60 0,41 9,52 2,23 15,88 2,58 MĐ5 0,16 0,71 1,15 8,40 2,29 14,91 2,45 MĐ6 0,22 0,49 0,98 9,80 3,03 14,08 3,21 0,14±0,04 0,52±0,12 0,75±0,37 8,40±1,98 2,06±0,64 13,02±2,87 2,54±1,15 ± SD N.N Hà nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 21-27 25 Bảng Hàm lượng kim loại nặng nitrat rau Đơn vị: mg/kg rau tươi Mẫu rau R1 R2 R3 R4 R5 R6 ** FAO/WHO 1993 ***QCVN Cu 0,141 0,048 0,041 0,052 0,132 0,052 - Kim loại nặng Zn Pb 0,585