Đang tải... (xem toàn văn)
1 ĐAỊ HOC̣ QUỐC GIA HÀ NÔỊ TRƢỜNG ĐAỊ HOC̣ KHOA HOC̣ TƢ ̣NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT XÁM BẠC MÀU Ở XÃ TÂY ĐẰNG, HUYỆN BA VÌ, T[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT XÁM BẠC MÀU Ở XÃ TÂY ĐẰNG, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 -1- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN NGUYỄN THỊ BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI ĐỂ CẢI TẠO ĐẤT XÁM BẠC MÀU Ở XÃ TÂY ĐẰNG, HUYỆN BA VÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chun ngành: Khoa học mơi trường Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS LÊ VĂN THIỆN Hà Nội - 2012 -2- MỤC LỤC Mở đầu Chƣơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu 13 1.1 Tổng quan đất xám bạc màu biện pháp cải tạo đất thối hóa, đất xám bạc màu 13 1.1.1 Khái niệm đất xám bạc màu 13 1.1.2 Sự phân bố phân loại 13 1.1.3 Điều kiện hình thành 16 1.1.4 Tính chất đất xám bạc màu 16 1.1.5 Một số biện pháp cải tạo 19 1.2 Tổng quan nghiên cứu tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than ứng dụng nông nghiệp, xử lý môi trường 21 1.2.1 Khái niệm chung 21 1.2.2 Phân loại 21 1.2.3 Tính chất lý – hóa học tro bay 22 1.2.4 Ứng dụng tro bay 24 1.2.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng tro bay giới Việt Nam 24 1.2.6 Ứng dụng tro bay cải tạo đất và làm tăng xuất trồng 27 1.3 Tổng quan địa bàn nghiên cứu 36 1.3.1 Vị trí địa lý, tự nhiên 36 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hợi huyện Ba Vì 37 Chƣơng Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 39 2.1 Đối tượng nghiên cứu 39 2.2 Nội dung nghiên cứu 39 2.2.1 Nghiên cứu thành phần vật chất tính chất tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại (cấp hạt, thành phần hóa học ) cho mục đích cải tạo đất 39 2.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến tính chất đất xám bạc màu Tây Đằng, Ba Vì, Hà Nợi 39 2.2.3 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng việc sử dụng tro bay tới sinh -3- trưởng trồng và môi trường đất 40 2.2.4 Nghiên cứu liều lượng thích hợp tro bay, kết hợp tro bay với phân bón NPK để cải tạo đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nợi 40 2.3 Phương pháp nghiên cứu 40 2.3.1 Phương pháp kế thừa 40 2.3.2 Phương pháp thu thập thông tin, số liệu thứ cấp 40 2.3.3 Phương pháp khảo sát, điều tra thực địa 40 2.3.4 Phương pháp xác định một số tính chất vật lý, hóa học đất phịng thí nghiệm 43 2.3.5 Phương pháp tiến hành thí nghiệm chậu vại 43 2.3.8 Phương pháp lấy mẫu để phân tích VSV 49 2.3.7 Phương pháp phân tích VSV phịng thí nghiệm 51 2.3.8 Phương pháp xử lý số liệu 51 Chƣơng Kết nghiên cứu thảo luận 52 3.1 Nghiên cứu thành phần vật chất tính chất tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại phục vụ mục đích cải tạo đất 52 3.1.1 Thành phần vật chất tính chất tro bay 52 3.1.2 Phân tích KLN tro bay 57 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến tính chất lý học, hóa học sinh học đất xám bạc màu Tây Đằng, Ba Vì, Hà Nợi 58 3.2.1 Ảnh hưởng việc bón tro bay đến mợt số tính chất lý học đất 58 3.2.2 Ảnh hưởng việc bón tro đến tính chất hóa học đất 67 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay đến khu hệ vi sinh vật đất 90 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến tốc độ sinh trưởng trồng 110 3.3.1 Ảnh hưởng tro bay đến sinh trường phát triển lạc 110 3.3.2 Ảnh hưởng đến tình hình sâu bệnh trồng 115 3.3.3 Tỷ lệ bón tro tối ưu để cải tạo đất 116 Kết luận 117 Tài liệu tham khảo 120 -4- DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số chất dinh dưỡng đất xám bạc màu 17 Bảng 1.2 Thành phần hóa học loại tro bay 21 Bảng 1.3 Mợt số tính chất vật lý điển hình tro bay 22 Bảng 1.4 Thành phần hóa học tro bay ứng với nguồn khác 23 Bảng 1.5 Hiện trạng sử dụng tro bay nước giới 25 Bảng 1.6 Lượng tro tạo nhà máy nhiệt điện phía bắc 26 Bảng 1.7 Tro bay giúp tăng khả hấp thu chất dinh dưỡng trồng 29 Bảng 1.8 Khả tiết kiệm phân bón hóa học và tăng hiệu sử dụng chất dinh dưỡng tro bay đất trồng lạc lúa 32 Bảng 3.1 Kết phân tích mợt số tiêu lý hoá tro bay 52 Bảng 3.2 Thành phần nguyên tố tro 56 Bảng 3.3 Hàm lượng một số KLN tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 57 Bảng 3.4 Kết phân tích dung trọng, tỷ trọng, đợ xốp 58 Bảng 3.5 Bảng số liệu phân tích thành phần giới cơng thức mẫu sau 4, 12, 20 tuần bón tro 61 Bảng 3.6 Kết phân tích hàm lượng chất dinh dưỡng 67 Bảng 3.7 Kết phân tích hàm lượng chất dinh dưỡng 71 Bảng 3.8 Kết phân tích hàm lượng chất dinh dưỡng 72 Bảng 3.9 Kết phân tích hàm lượng Ca2+, Mg2+ và CEC đất công thức theo thời gian nghiên cứu 75 Bảng 3.10 Ảnh hưởng tro bay đến hàm lượng kim loại nặng 79 Bảng 3.11 Kết phân tích VSV mẫu đất đối chứng công thức sau 20 tuần nghiên cứu 91 Bảng 3.12 Bảng theo dõi sinh trưởng phát triển trồng sau tuần nghiên cứu 110 Bảng 3.13 Bảng theo dõi sinh trưởng phát triển trồng sau tuần nghiên cứu 110 Bảng 3.14 Bảng theo dõi sinh trưởng phát triển trồng sau 12 tuần nghiên cứu 111 -5- DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mía mẫu đối chứng mẫu trồng với tro bay 29 Hình 1.2 Khoai tây mẫu đối chứng (trái), sau trồng với tro bay (phải) 31 Hình 1.3 Bản đồ hành huyện Ba Vì, thành phố Hà Nợi 37 Hình 2.1 Bản đồ đất huyện Ba Vì, thành phố Hà Nợi 42 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chậu vại 45 Hình 2.3 Nguyên lý phép phân tích EDS 47 Hình 2.4 Sơ đồ ngun ký ghi nhận tín hiệu phổ EDS TEM 47 Hình 2.5 Phổ tán xạ lượng tia X mẫu màng mỏng ghi nhận 48 Hình 3.1 Phổ chụp X-ray tro bay 53 Hình 3.2 Kết chụp SEM vị trí thứ 54 Hình 3.3.Kết chụp SEM vị trí thứ hai 54 Hình 3.4 Kết đo EDS vị trí thứ 55 Hình 3.5 Kết đo EDS vị trí thứ hai 55 Hình 3.6 Kết đo EDS vị trí thứ ba 56 Hình 3.7 Sự thay đổi thành phần giới công thức đối chứng CT2 – 5% sau 20 tuần nghiên cứu 63 Hình 3.8 Sự thay đổi công thức đối chứng CT2 -10% 63 Hình 3.9 Sự thay đổi thành phần giới 64 Hình 3.10 Sự thay đổi thành phần giới 64 Hình 3.11 Sự thay đổi thành phần giới 65 Hình 3.12 Sự thay đổi thành phần giới 65 Hình 3.13 Sự thay đổi thành phần giới 66 Hình 3.14 Sự thay đổi thành phần giới CT7 CT5 – 10% 66 Hình 3.15 Biểu đồ thể % hàm lượng chất hữu mẫu thí nghiệm sau tuần nghiên cứu 68 Hình 3.16 Biểu đồ thể % hàm lượng chất hữu mẫu thí nghiệm sau 12 tuần nghiên cứu 69 Hình 3.17 Biểu đồ thể % hàm lượng chất hữu mẫu thí nghiệm sau -6- 20 tuần nghiên cứu 69 Hình 3.18 Biểu đồ thể hàm lượng CHC công thức sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu 74 Hình 3.19 So sánh hàm lượng Ca2+, Mg 2+ dung tích hấp phụ đất sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT2 77 Hình 3.20 So sánh hàm lượng Ca2+, Mg2+ dung tích hấp phụ đất sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT3 77 Hình 3.21 So sánh hàm lượng Ca2+, Mg2+ dung tích hấp phụ đất sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT4 78 Hình 3.22 So sánh hàm lượng Ca2+, Mg2+ dung tích hấp phụ đất sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT5 78 Hình 3.23 So sánh hàm lượng Ca2+, Mg2+ dung tích hấp phụ đất sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu mẫu đất đối chứng khơng có trồng 79 Hình 3.24 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Cuts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT2 81 Hình 3.25 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Cuts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT3 82 Hình 3.26 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Cuts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT4 82 Hình 3.27 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Cuts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT5 83 Hình 3.28 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Cuts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu của cơng thức đối chứng có không trồng 83 Hình 3.29 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Znts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT2 84 Hình 3.30 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Znts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT3 85 Hình 3.31 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Znts đất -7- nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT4 86 Hình 3.32 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Znts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT5 86 Hình 3.33 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Znts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu cơng thức đối chứng có không trồng 86 Hình 3.34 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Pbts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT2 87 Hình 3.35 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Pbts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT3 88 Hình 3.36 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Pbts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT4 88 Hình 3.37 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Pbts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu CT5 89 Hình 3.38 Ảnh hưởng việc sử dụng tro bay đến hàm lượng Pbts đất nghiên cứu sau 4, 12 20 tuần nghiên cứu cơng thức đối chứng có không trồng 89 Hình 3.39 Biểu đồ so sánh số lượng VSV tổng số phân giải cellulose CT2 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 93 Hình 3.40 Biểu đồ so sánh số lượng VSV tổng số phân giải cellulose CT3 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 94 Hình 3.41 Biểu đồ so sánh số lượng VSV tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 94 Hình 3.42 Biểu đồ so sánh số lượng VSV tổng số phân giải cellulose CT5 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 95 Hình 3.43 Biểu đồ so sánh số lượng VSV tổng số phân giải cellulose mẫu đối chứng trồng không trồng sau 20 tuần nghiên cứu 95 Hình 3.44 Biểu đồ so sánh số lượng Vi khuẩn tổng số phân giải cellulose CT2 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 97 -8- Hình 3.45 Biểu đồ so sánh số lượng Vi khuẩn tổng số phân giải cellulose CT3 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 98 Hình 3.46 Biểu đồ so sánh số lượng Vi khuẩn tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 98 Hình 3.47 Biểu đồ so sánh số lượng Vi khuẩn tổng số phân giải cellulose CT5 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 99 Hình 3.48 Biểu đồ so sánh số lượng Vi khuẩn tổng số phân giải cellulose mẫu đối chứng trồng không trồng sau 20 tuần nghiên cứu 99 Hình 3.49 Biểu đồ so sánh số lượng Nấm mốc tổng số phân giải cellulose CT2 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 101 Hình 3.50 Biểu đồ so sánh số lượng Nấm mốc tổng số phân giải cellulose CT3 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 101 Hình 3.51 Biểu đồ so sánh số lượng Nấm mốc tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 102 Hình 3.52 Biểu đồ so sánh số lượng Nấm mốc tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 102 Hình 3.53 Biểu đồ so sánh số lượng Nấm mốc công thức đối chứng trước sau trồng sau 20 tuần nghiên cứu 103 Hình 3.54 Biểu đồ so sánh số lượng nấm men tổng số phân giải cellulose CT2 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 104 Hình 3.55 Biểu đồ so sánh số lượng nấm men tổng số phân giải cellulose CT3 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 104 Hình 3.56 Biểu đồ so sánh số lượng nấm men tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 105 Hình 3.57 Biểu đồ so sánh số lượng nấm men tổng số phân giải cellulose CT5 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 105 Hình 3.58 Biểu đồ so sánh số lượng nấm men tổng số phân giải cellulose công thức đối chứng trước sau trồng sau 20 tuần nghiên cứu 106 Hình 3.59 Biểu đồ so sánh số lượng xạ khuẩn tổng số phân giải cellulose -9- CT2 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 107 Hình 3.60 Biểu đồ so sánh số lượng xạ khuẩn tổng số phân giải cellulose CT3 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 107 Hình 3.61 Biểu đồ so sánh số lượng xạ khuẩn tổng số phân giải cellulose CT4 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 108 Hình 3.62 Biểu đồ so sánh số lượng xạ khuẩn tổng số phân giải cellulose CT5 và CT1 (đối chứng) sau 20 tuần nghiên cứu 108 Hình 3.63 Biểu đồ so sánh số lượng xạ khuẩn tổng số phân giải cellulose mẫu đối chứng trước sau trồng sau 20 tuần nghiên cứu 109 Hình 3.64 So sánh chiều cao lạc cơng thức q trình thí nghiệm (CT4 CT6) 112 Hình 3.65 So sánh chiều cao đậu cô ve cơng thức q trình thí nghiệm (CT7 CT5) 112 -10- Hình 3.13 Sự thay đổi thành phần giới CT7 CT5 – 5% sau 20 tuần nghiên cứu Hình 3.14 Sự thay đổi thành phần giới CT7 CT5 – 10% sau 20 tuần nghiên cứu Theo kết phân tích bảng 3.5 cho thấy thành phần giới đất nghiên cứu xếp vào loại cát pha thịt, hàm lượng cấp hạt sét (