Giáo trình bạc màu và ô nhiễm đất trong sản xuất nông nghiệp

GIAO TRINH BAG MAU VA NHIEM DAT TRONG SAN XUAT NONG NGHIEP BQ GIAO DUG VA DAO TAO TRUCiNG DAI HOC CLfU LONG GIAO TRiNH BAG MAU VA NHIEM DAT TRONG SAN XUAT NONG NGHIEP ^Diing cho sinh vien nganh nong nghiep) I f I’ w , •/- 'U,- BgjjOlgsa NHA XUAT BAN QUAN DOI NHAN DAN Hd Noi - 2020 MUC LUC • • Trang DANH SACH HINH 12 DANH SACK BANG 15 DANH MUC Ttf VIET TAT 17 MO DAU 19 Phan I BAC MAU DAT NONG NGHIEP 21 Chuxmg 1: Gl6l THBEU BAC MAU DAT NONG NGHIEP 21 1.1 Nguyen nhan cua bac mau dat 23 1.1.1 Phd rung 23 1.1.2 Du canh 28 1.1.3 Chan thd qua muc 29 1.1.4 Lay di Idp ddt mat 30 1.1.5 Doc canh 32 1.1.6 Quan ly nude tudi 32 1.1.7 May ndng nghiep nqng 33 1.2 Danh gia va xep loai bac mau dat 33 1.2.1 Ccic dang bac mau ddt 36 1.2.2 Muc bac man ddt 39 Chuong 2: BAC MAU DAT LY HOC 41 2.1 Tien trinh va phan loai bac mau dat ly hoc 41 2.1.1 Lien ket 42 2.1.2 Dong van 42 3.3 Sy axit hoa 79 3.3.1 Nguyen nhdn cua su axit hoa 81 3.3.2 Anh hucmg cua ddt cd tinh axit 87 3.3.3 Quan ly ddt cd tinh axit 94 3.3.4 Ddt phen 99 3.4 Man hoa dat 101 3.5 Cay chiu man 110 Chirong 4: BAC MAU DAT SINH HOC 113 4.1 Vai tro sinh vat dat 113 4.2 Danh gia sinh hoc dat 114 Phan II: O NHIEM DAT NONG NGH1EP 117 Chiro’ng 5: CAC KHAI NIEM VE O NHIEM 117 5.1.0 nhiem va phan loai 117 5.2 Nguong sinh thai va kha nang dong hoa chat nhiem cua moi trirdng 119 5.2.1 Nguong sinh thai cua chat d nhiem 119 5.2.2 Kha nang tu dong hod chat d nhiem 122 5.3 O nhiem moi trudng dat 124 5.3.1 Cdc nhdm ddt d nhiem 124 5.3.2 Chat gay d nhiem 125 5.3.3 Cdc bieu hien d nhiem ddt 128 5.3.4 Xdm nhdp cua d nhiem ddt ddi vdn sue khoe ngudi 129 5.4 Anh huang nguyen to hoa hoc va doc chat tren sue khoe nguoi 132 5.4.1 Anh hudng cua nguyen to hod hoc 132 6.5.2 Quan ly phan P lien he den sir dung ddt 160 6.5.3 Str dung phdn hiru co' 160 6.5.4 Ung dung cua mo hinh hod dir dodn d nhiem tir bon phdn 160 Chuong 7: O NHIEM DAT DO NONG DUOC 162 7.1 Khai niem ve nong dugc 162 7.2 Nguon gay nhiem 163 7.2.1 Lieu Iirong sir dung vd dir hrang cua ndng dirac ddt 163 7.2.2 O nhiem kirn loqi ndng tir viec sir dung ndng dupe 165 7.2.3 Sir d nhiem ndng dirac a ndng thdp 166 7.3 Dac tinh hoa ly cua ndng dugc 167 7.3.1 Tinh chat ion hod vd sir cam giir ddt 167 7.3.2 Tinh hoa tan 170 7.3.3 Tinh bay hoi 171 7.4 Cac lien trinh phan huy nong dugc dat 172 7.4.1 Cac tien trinh ly hoc 173 7.4.2 Tien trinh phdn huy khdng sinh hoc vd sinh hoc 175 7.5 Tac dong cua sir dung nong dugc tren he sinh vat 183 7.5.7 Tac dong ddi vol VST vd dong vat ddt 184 7.5.2 Tac dong ddi vdi triing 185 7.5.3 Tac dong ddi vdi thirc vat 185 7.5.4 Tac dong ddi vdi thuy sinh vat 185 7.6 Cac bien phap han che nhiem nong dugc 186 7.6.1 Bien phap canh tac 186 9.2.2 Chien dich rdi chat doc hod hoc cua qudn My xudng mien Nam cuoc chien tranh d Viet Nam 220 9.2.3 Ddnh gid o nhiem ddt khai quang then chien d Viet Nam 222 9.2.4 Sir hay diet khu he thirc vat cua cdc chat diet cd lam trui Id cay vd chat dioxin 224 9.2.5 Tdc hqi cua dioxin ddi vdi d nhiem ngudn nude vd sue khde cua ngudi 226 9.2.6 Bien phdp xu ly d nhiem moi trudng bdi dioxin vd cdc chat lam trui la cay 228 9.3 O nhiem PCB 236 9.4 O nhiem mot so kim loai nang dien hinh 239 9.4.1 Cadmium 239 9.4.2 nhiem kem - Zn 245 9.4.3 O nhiem thuy ngdn - Hg 246 9.4.4 O nhiem selenium - Se 248 9.4.5 O nhiem chi - Ph 250 9.5 Anh hudng ciia yen to pH tren kha nang hoa tan cua kim loai nang 251 9.6 Anh hudng cua chat thai cd chua kim loai nang tren sir phat trien vi sinh vat dat ndng nghiep 252 9.6.1 Anh hudng tren sinh khdi cua vi sinh vat ddt 9.6.2 Anh hudng tren su khodng hod 253 254 9.6.3 Anh hudng tren cd dinh dam cua cay ho dan 254 9.6.4 Anh hudng tren Mycorrhiza 254 9.7 Xu ly kim loai nang 255 TAI LIEU THAM KHAO 258 11 I i 6.4 Anh huong cua phircmg phap bon va loai phan tren kha nang tham cua phan vao tang dat dual 147 6.5 Do pH cua nude ruong vao sau bon phan N; lua b 21 sau sa 149 6.6 Anh phong dai ciia loai tao roi (dinoflagelates) co ten Uroglena americana (a), la thu pham tao thuy trieu cua mot vung thuy vuc rong 1cm (b)., Seo Paolo, Brazil 156 7.1 Nong duoc duac phun xuong mat dat bang may bay 164 7.2 Su ion hoa cua Atrazin va 2,4D lien quan den su bien doi cua pH 168 7.3 Cac tien trinh phan huy nong duoc tu nhien (Brady, 1995) 174 7.4 Su hydroxy hoa cua atrazin 177 7.5 So sanh su phan huy cua nong duoc phan ung hoa hoc va vi sinh vat dat 183 8.1 Su oxy hoa cua pyrite tac dung vdi H2O2 phuong phap xac dinh vat lieu sinh phen (FeS2) ngoai dong 193 8.2 Nguon nude ao ho vung dat phen (bac Ha Tien - Kien Giang) vdi su hien dien cua Fe'1 d nong cao 195 8.3 Dang tong quat cua vimg dat ven bien d DBSCL 201 8.4 Nude bien duoc dua vao ruong de tham canh tom su (An Bien - Kien Giang) 207 13 i DANH SACH BANG Trang Tya bang Bang Loai va loai phu bac mau dat 1.1 37 1.2 Dien tlch dat bi suy thoai d cac vung khac tren the giai 39 3.1 Mhc bac mau dat toan cau (trieu hecta) mat chat dinh duong, nhiem man va axit hoa 71 3.2 Can bang dinh duong mot so nude chau Phi 73 3.3 Su 13y di chat dinh duong bbi thu hoach cac vu mua (kg ha'1) 80 3.4 Su nhay cam/chiu dung nhom cua mot so cay 81 3.5 Luong voi can thiet cho mot don vi so luong cua mot so phan bon 84 3.6 Cac muc toi han cua mangan doi voi mot so cay (Upjohn et at., 2005) 90 3.7 Bang thong ke khoang pH phu hop cho tung loai cay 91 3.8 Dien tich dat phen phan phoi toan cau 100 3.9 3.10 Muc nhiem man ngubi gay 103 107 \ r r Phan loai dat bi anh huong bbi man 3.11 Kha nang chiu man cua mot sb cay quan 110 6.1 Nhu cau nhap khau phan bon cua Viet Nam nam 2000 va 2010 140 15 DANH MUC TU VIET TAT i » Tieng Viet BVTV Bao ve thuc vat DBSCL Dong bang song Cuu Long LHQ Lien Hiep quoc Tieng Anh ASSOD Assessment of human-induced soil degradation for South and Southeast Asia DDT Dichlorodiphenyltrichloroethane FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations GEF Global Environmental Facility GLADA Global assessment of land degradation in arid lands GLASOD LADA LD5o SMP Global assessment of human-induced soil degradation SOTER Soil and Terrain Digital Database UNCCD United Nations Desertification UNEP United Nations Environment Programme Land Degradation Assessment for Dryland Areas Lethal Dose 50 Shoemaker-McLean-Pratt Convention to Combat 17 L ——r - Hinh 9.6 Xtr ly dat nhiem dioxin tai san bay Da Nang nam 2016 Hinh 9.7 Le cong bo hoan va ban giao dat “Dy an xu ly moi tnibng nhiem dioxin tai san bay Da Nang” 7/11/2018 231 *■ • Hinh 9.9 Phuong phap khu doc dat nhiem dioxin d san bay Bien Hda bang phuong phap phan huy sinh hoc □ Thu nghiem cong nghe rua dat nhiem dioxin Ngay 4/9/2018, Bo Qu6c phong va Tap doan Shimizu da cong bd bien ban ghi nhb hop tac va ke hoach thu nghiem cong nghe rua dat nhiem dioxin tai san bay Bien Hda (Dong Nai) Vdi cong nghe nay, ddt d nhidm se dupe sang de phan cd hat, rdi rua va cha Sau se tuyen ndi de cac chat d nhiem ndi len, dinh vao be mat cua cac bot kill va dupe lay f Trude day dht bi nhiem dioxin thudng dupe xu ly bdng each xu ly gia nhiet (d nhiet tren 850 dp C) 233 r r □ Qua trinh san xuat giayva viec phan buy rac la chat nhua, tui ni long o nhiet thap cung lam san sinh dioxin Trong vice thu gom rac, can tach nhung loai rac bang nhua, nilong rieng khdi cac loai rac khac va phan buy chung d nhiet cao hem 900°C thi moi khdng tao ch4t dioxin Co quan xu ly moi tmong khdng nen lam ngo trudc each xu ly cac loai rac bang nhua, nilong khdng dung ky thuat Han che tiep xue vdi dioxin Mot so luong nhd dioxin tham nhap vao co the mot then gian dai cung gay tac hai ddi vdi sue khoe /x r Tai Anh, Ha Lan va mot so cac nude chau Au khac da cd quy dinh han che su tiep xue cua ngudi ddi vdi dioxin, theo tieu chuan ve sinh cho phap moi ngay, mdi ngudi chi duqc phep hap thu 10 microgam dioxin/kg the ■» Hop tac qudc te Cac nude edng nghiep can hop tac vdi theo loi keu goi cua Lien Hiep qudc ve “Tuyen bd ve bien Bae” vao nam 1990 lam cho bien giam 70% ham luong dioxin va cac chat doc khac vao nam 1995 cac nha may thai r \ r y f □ Tien hanh bien phap giao due C&n lam cho moi ngudi hieu rd hiem hoa cua dioxin ddi vdi mdi trudng sinh thai va sue khoe cua ngudi 235 e A Alabama da ket toi cong ty Monsanto ve hanh vi “vd nhan dao” thai hang tan chat PCB vao Anniston, va da che day hanh vi ca thap ky, cong ty quyen kiem soat 3.500 ngu’bi dan dia phuang va thang kien Ion ve van de moi truong ' • r a l Trong thap ky qua, da co nhieu nghien cuu ve kha nang cua d nhiem PCB den gay benh ung thu vu Phan Ion cac nghien cuu da khdng tim thay mdi lien he giua muc d nhiem cao dua den ung thu vu, nhung hau het cac nghien cuu chi quan tarn ve muc d nhiem tong quat cua PCB ma chua nghien cuu chuyen sau ve cac dang cua PCB Cac khoa hoc gia cho rang (07/21/1998) gdu B^c cue duoc sinh mang tinh trang ludng tinh d nhiem PCB va cd the bi tuyet chung vdng 50 nam tdi Hien chdt PCB duoc biet la chat d nhiem tren toan cau va nd duoc ket luan la tac nhan gay nhieu loai benh tren da, rdi loan sinh san, benh than, ung thu, chung liet nao va nhieu chung benh khac Chinh quyen My gdn day da lenh cho tong cong ty dien luc chi 460 trieu la dd nao vet chat PCB kiwi song Hudson, nhung cac nha khoa hoc cho r^ng tinh hinh d Anniston lai cang te hai DSt dai va kenh dao dupe ghi nhan d nhiem PCB nhiem muc cao chua tung thay va cong dong dan chung d day chua the tien doan muc PCBs mau cua ho That trudc nam 1996 ngudi dan Anniston da chua hieu ve su d nhiem PCB ddi vdi ho, mac du vu kien 237 r r # □ Khiem khuyet hoac kem phat trien tri thong minh: Nghien cixu tren cac dua duoc nudi bang sua me tu nhtmg ngu’di me an ca o ho Michigan vao nam 19701980, cac tnicmg hop deu cho thay tre co chi so thong minh thap nhat va kha nang doc cung rat kem □ Roi loan noi tiet: Ket qua nghien cmi tren tre Ha Lan duoc nudi bang sua me, su d nhiem PCB ndng cao dua den rdi loan kich thich to tuyen giap ma cac kich thich to can thiet cho su phat trien ve than kinh binh thudng □ Suy giam he mien dich: Mot so tre bi nhiem PCB tu da hoac qua sua me se de bi nhiem benh qua tai hoac dudng hd hap □ Ton thuong gan: Tang khdi u cua gan tren chudt d nhiem dang PCB hien dien thong thuong mdi trubng r □ Chuc bang sinh san: Trung tarn phdng chdng benh Qudc gia cua My cdng bd rang su d nhiem PCB da dua den suy giam kha nang sinh san 9.4 O nhiem mot so kim loai nang dien hinh 9.4.1 Cadmium Cadmium khdng cd chuc nang ve sinh hoc thiet yeu lai cd ddc hai cao ddi vdi thuc vat va dong vat Nguy hai chinh doi vdi sue khoe ngudi tu Cd la su tich tu man tinh cua nd d than nd cd the gay rdi loan chuc nang than neu luong tap trung d than len den 239 - Trong Ni-Cd lam khd td bao pin va su dung nhung tap chSt khac, kd ca phim anh va quan ly nhung sat tron Id vu hat nhan Nhung ngudn dat d nhiem chinh Cd gay la khai thac mb, vice nau chay Cd va Zn, su d nhiem quyen tu nhung khu edng nghiep, viec xu ly rac thai cd chua Cd Viec su dung phan photphat lien tuc dan ddn viec tang dang kb lupng Cd tich tu tren nhibu vung dbt ndng nghiep Phan photphat chua luong Cd cao Nhung phan photphat dang trb ngudn cua Cd cd mat hiu nhu khip noi gay d nhiem cho dat ndng nghiep Su tap trung cua Cd dat lam tang tu 0,07mg/kg tarn kidm soat dbn Omg/kg tren manh dat mau mb Nbi chung phan bbn b nude Uc chua tu 25 - 50 mg/kg Cd Phan photphate chua tu - mg/kg Cd duoc su dung thai gian dai thi nghiem tren canh dong cd d Rothamsted U.K Su tap trung Cd dat d My qua mot cuqc khao sat dat tu nhung vung khbng bi b nhiem d 36 tieu bang gdm 3305 mau, phat hien luong chua Cd tu 0,005 de 2,4 mg/kg va trung binh la 0,20mg/kg Nhin chung than bun co chua nhibu Cd nhdt, co thb viec dung chung cho san xuat rau vdi ung dung cao phan photphate va nhung kim loai nhung van de huu co Mot cudc khdo sat 2276 mau dat d Anh va Vales da cho muc trung binh la 0,9mg/kg Nude cong hoac da bi d nhiem nen ndng Cd len dbn 114mg/kg Ngudn d nhiem Cd khac la chinh ndng Cd co s^n dat 241 r r r r ** pH cua dat la mot yeu to chinh quyet dinh su san co cua Cd dat boi vi no anh hirdng co che gin nude va sir hoa tan cua kim loai dac biet dat co Cd Ty le tich luy Cd cao nhat co xu huong xuat hien cay duoc tren dat axit r A a Ngoai sir tieu thu xuyen qua re, Cd co the duoc hap thu manh me vao tan la va sir di chuyen xung quanh thuc vat va dieu la mot vdng co y nghia cua Cd chudi thuc vat o nhung khu vuc bi anh huong boi sir d nhiem bau quyen Vai d nhiem Cd dien hinh: □ Ham luong Cd dat 540mg/kg dat bi d nhiem boi ngudn Pb-Zn, d phia bac xu Wales a W'gs ► SSIL - ; ■'i i Hinh 9.10 Ba Komatsu bi lun xuong 31 cm vi chung benh Itai-itai (do cadmium) 243 » » r d nhiem len tren dat bi nhiem Phuong phap thi khong kha thi doi vdi nhung vung dat nong nghiep rong Ion khong ngap nuoc Khong cay luong thuc hoac la nhung truong hop bi nhiem nhe, nhung loai hoac loai cay co kha nang tich luy Cd thap Mot each luan phien, thuc an cho gia sue co the dugc va su tich tu Cd cac bo phan cua cac thu nhu than da bi loai bd doi vdi su tieu thu cua nguai 9.4.2 nhiem kem - Zn Kem la nguyen to vi luong rat can cho dong thuc vat Nong Zn dat phu hop vdi sinh vat la tu 20 40ppm Trong dat d cac vung run troi manh, tren cac cat gid tao, kem thudng rat ngheo Thieu kem, thuc vat se cho nang suat thap, it hat hoac mat mua Cac giai doan non cua dong vat va ngudi rat can kem, Thieu kem se giam kha nang lanh vet thuong, rdi loan to chuc xuong, khdp va kha nang chdng chiu cua da Thieu kem cung gay cac benh man tinh ve mach mau, ung thu phdi va mot so benh khac Viec bd sung kem vao dat la rat cd ich viec ngan chan su chain Ion cua cay va vat nudi, nhien kem kem pham chat lai hay di cung Cd, la tac nhan gay benh xdp xuong, tim va ung thu r \ •> r r r r r x Chat kem rat can cho cac chuc nang boat dong cua nao dac biet la cho kha nang nhd cua nao mot thdi gian ngan Nhung kem cung cd the la mot chat nguy hiem Cac nha nghien cuu My nhan thay rang luong kem qua 245 Ham luong Hg dat khong bi d nhiem thuong dirdi 0,1 ppm Trong dat bi d nhiem ham luong Hg dat 24-120ppm Hg thuong tap trung tren lop tren cung cua phau dien dat Cung cd trudng hop Hg khdng thay ddi theo sau Ngudn cap Hg dat cung tu phong hoa da va quang chua Hg, su dung thudc bao ve thuc vat, chat thai cdng nghiep, khai thac khoang san va luyen kim yr r r Su tang cao ham luong Hg mun la hap thu bdi vat lieu huu co, set Su cd mat cua nguyen to b tang C lien quan den qua trinh rua bdi nude mua hoac nude tudi Trong mdi trudng dat, cac hop chat vd co, huu co cd Hg, HgS, hop chat phuc cua Hg, v.v su chuyen hoa lien quan tdi qua trinh sinh hoc: mdi trudng dat Hg se bi chelat hoa bdi hop chat huu co, bdi humic chua S giu Hg d dang hoa tan Cac dang clorua va va hydroxit ciia Hg rat khdng ben dung dich dat Tom lai, cac yeu to quyet dinh tdi tdc linh dong cua Hg mdi trudng dat va phan (hop chat huu co, khoang vat), tinh chat (cau true, Id hong, pH, Eh ) cua dat, dang ton tai cua Hg (cac hop chat chua Hg), boat dong nhan sinh cung nhu tac dong cua quyen (qua mua axit) A r r a 9 r r r ry Cd khoang 20 thudc tru nam benh cd chua thuy ngan, chat cd chua gdc alkyl thuy ngan ma chat cd the duoc phong thich vao mdi trudng qua su phan huy Cac ndng duoc alkyl thuy ngan duoc xac dinh cd tiem nang tang ndng co the sinh vat qua 247 sue, mac du luang selen dat co the khong Ion (Ippm) Selen co xu huong tich luy co the song Mot sd loai thuc vat giau selen chua mo cua chung tren 2.000ppm Luong selen mau ngudi tu 0,1 den 0,4ppm, gdp 1.000 lan hrong selen nude song va nhieu ngan lan nude bien Vi le dat giau mun va cac tram tich huu co (than, dau) rat giau Se, dot than va dau, ngudi ta da xa Se vao moi trudng Selen ton tai dat d cac dang chu yeu sau day: selennite (SeO32’), selenate hop chat huu co, hap phu tren bd mat khoang vat set va keovo co, huu co, v.v Ham lupng Se dat khong d nhiem khoang 0,1 - 2ppm, cd thd tdi 6ppm dat tren vd phong hoa chua Se nhu d vung Nebraska Se tap trung kha cao dat giau khoang vat set va vat lieu huu co Do boat dong cua vi sinh vat dat ma Se de dang bi methyl hoa, tao phuc huu co kem ben (metabolit) Ngudn Se dat lien quan tdi boat dong nui lira, phong hoa cac da (sunfua hoa) boat dong nhan sinh (xa thai edng nghiep, su dung, thudc bao ve thuc vat ) Trong vung hau khd lanh dSt de bi d nhiem selen hon vi Se dd dang duoc luu giu va duoc buy dong tu cac lop dat phia dudi cung nhu tu san pham phong hoa hon so vdi vung nhiet ddi Canh tac ndng nghiep khong duoc quan ly tot cung cudng hoa d nhiem Se dat d vung hau ndi tren Tu dat, Se de dang tham nhap vao thuc vat 249 ► r •> r 9.5 Anh hirong cua yeu to pH tren kha nang hoa tan cua kim loai nang Nuac ngam vung dat chua co kha nang hoa tan nhieu nguyen to vet dat da Cac nguyen to nhanh chong chuyen vao chudi thuc an trirdc het la qua thuc vat Cac nguyen to gay doc cho dong vat an cd gdm Be, Cu, Mo, Ni, Co Trong Co, Cu, Mo tac hai den chuc nang trao ddi chat cua dong vat an cd gay rdi loan qua trinh Ion, dinh dudng, sinh san, gay thiet hai den nen chan nudi gia sue Bang 9.2 Dac tinh pH va ham luong kim loai nang cd nude thai cua cac md khoang vung thung lung Sacramento (tac gia) Nong (ppb) Ten mo r-r-' /\ -» PH As Cd Cu Zn Plumbago 7.9 >64