ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tuyến ẢNH HƢỞNG CỦA HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN VI SINH VẬT ĐẤT TRỒNG CHÈ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Văn Tuyến ẢNH HƢỞNG CỦA HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT ĐẾN VI SINH VẬT ĐẤT TRỒNG CHÈ Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Xuân Cự Hà Nội - 2012 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BVTV Bảo vệ thực vật C Các bon CFU Đơn vị hình thành khuẩn lạc GDP Tổng thu nhập quốc dân HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật Kts Kali tổng số Kdt Kali dễ tiêu N Nitơ Nts Nitơ tổng số Ndt Nitơ dễ tiêu NN & PTNT Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn OM Hàm lƣợng chất hữu cơ tổng số Pdt Phốt pho dễ tiêu pH Độ chua Pts Phốt pho tổng số TPCG Thành phần cơ giới USD Đô la Mỹ VSV Vi sinh vật MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật 3 1.1.1. Khái niệm và phân loại hóa chất BVTV 3 1.1.2. Thực trạng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật 5 1.1.3. Tồn lưu và chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trường 8 1.2. Vi sinh vật trong đất 13 1.2.1. Thành phần và sự đa dạng của các VSV đất 13 1.2.2. Vai trò của vi sinh vật đất 17 1.2.3. Sự phân bố của sinh vật trong đất 18 1.2.4. Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường tới phân bố vi sinh vật đất 22 1.3. Tác động của hóa chất BVTV tới VSV đất 24 1.4. Một số tính chất cơ bản của HCBVTV sử dụng trong thí nghiệm 30 1.4.1. Tính chất cơ bản của Actardor 100 WP 30 1.4.2. Tính chất cơ bản của Reasegant 3.6 EC 31 CHƢƠNG 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 34 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 34 2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu 34 2.2.2. Phương pháp khảo sát thực địa 34 2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm trong nhà lưới 34 2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 36 2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu 37 CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38 3.1. Tình hình sử dụng đất và sản xuất chè tại vùng nghiên cứu 38 3.1.1. Tình hình sử dụng đất tại Tân Cương 38 3.1.2. Tình hình sản xuất chè ở Tân Cương 38 3.1.3. Tình hình sử dụng thuốc BVTV tại Tân Cương 39 3.2. Một số tính chất cơ bản trong đất nghiên cứu 41 3.3. Ảnh hƣởng của việc sử dụng hóa chất BVTV hóa học Actardor 100 WP tới khu hệ vi sinh vật đất 42 3.3.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng Actardor 100WP tới thành phần vi sinh vật tổng số 43 3.3.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng Actardor 100 WP tới sinh khối vi sinh vật 49 3.4. Ảnh hƣởng của việc sử dụng hóa chất BVTV sinh học Reasegant 3.6EC tới VSV trong đất 54 3.4.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất Reasegant 3.6 EC tới thành phần vi sinh vật tổng số 54 3.4.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng Reasegant 3.6 EC tới sinh khối vi sinh vật 60 3.5. Đề xuất sau nghiên cứu 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 73 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Phân nhóm độc chất HCBVTV tại Việt Nam 5 Bảng 1.2. Thời gian tồn lƣu của một số hóa chất BVTV trong môi trƣờng 12 Bảng 1.3. Phân loại vi khuẩn theo hình thái 14 Bảng 1.4. Các nhóm vi khuẩn theo đặc điểm dinh dƣỡng 15 Bảng 1.5. Số lƣợng VSV ở một số loại đất khác nhau 19 Bảng 1.6. Thành phần và số lƣợng VSV trong một số loại đất ở Việt Nam 20 Bảng 1.7. Sự phân bố VSV theo chiều sâu trong đất 22 Bảng 1.8. Ví dụ về ảnh hƣởng của hóa chất BVTV tới sinh vật đất 25 Bảng 1.9. Một số tính chất của Imidacloprid 30 Bảng 1.10. Một số tính chất của Abamectin 32 Bảng 2.1. Các công thức thí nghiệm 35 Bảng 3.1. Một số loại thuốc bảo vệ thực vật đƣợc sử dụng ở Tân Cƣơng 39 Bảng 3.2. Một số tính chất đất thí nghiệm 41 Bảng 3.3. Số lƣợng vi khuẩn tổng số trong các mẫu đất TN1 43 Bảng 3.4. Số lƣợng xạ khuẩn ở các mẫu đất TN1 45 Bảng 3.5. Số lƣợng nấm ở các mẫu đất thí nghiệm 1 47 Bảng 3.6. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1 49 Bảng 3.7. Tổng N trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 1 52 Bảng 3.8. Số lƣợng vi khuẩn tổng số trong mẫu đất thí nghiệm 2 55 Bảng 3.9. Số lƣợng xạ khuẩn ở các mẫu đất trong TN2 57 Bảng 3.10. Số lƣợng nấm ở các mẫu đất trong TN2 59 Bảng 3.11. Tổng C trong sinh khối VSV ở các mẫu đất thí nghiệm 2 61 Bảng 3.12. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2 62 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sự chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trƣờng 11 Hình 1.2. Ảnh hƣởng của yếu tố khí hậu tới vi sinh vật đất 23 Hình 1.3. Công thức cấu tạo của hoạt chất Imidacloprid 30 Hình 1.4. Công thức cấu tạo của hoạt chất Abamectin 32 Hình 3.1. Số lƣợng vi khuẩn tổng số trong TN1 bổ sung Actardor 100WP 44 Hình 3.2. Số lƣợng xạ khuẩn ở thí nghiệm 1 bổ sung Actardor 100WP 46 Hình 3.3. Số lƣợng nấm ở các công thức trong TN1 bổ sung Actardor 100WP 48 Hình 3.4. Tổng C trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1 51 Hình 3.5. Tổng Nitơ trong sinh khối VSV ở mẫu thí nghiệm 1 53 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới vi khuẩn tổng số 56 Hình 3.7. Ảnh hƣởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới xạ khuẩn 58 Hình 3.8. Ảnh hƣởng của hóa chất Reasegant 3.6EC tới nấm tổng số 60 Hình 3.9. Tổng C trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2 62 Hình 3.10. Tổng N trong sinh khối VSV ở thí nghiệm 2 63 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 1 MỞ ĐẦU Việt Nam là nƣớc sản xuất nông nghiệp, với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm rất thuận lợi cho sự phát triển của cây trồng nhƣng cũng tạo điều kiện tốt cho sự phát sinh, phát triển của sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng. Do vậy việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật để phòng trừ sâu hại, dịch bệnh giữ vững an ninh lƣơng thực quốc gia vẫn là một biện pháp quan trọng và chủ yếu. Cùng với phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật đƣợc kì vọng là yếu tố quan trọng để đảm bảo cho một vụ mùa bội thu. Tuy nhiên, do các loại hóa chất bảo vệ thực vật thƣờng là các chất hoá học có độc tính cao nên mặt trái của chúng là rất độc hại với sức khoẻ con ngƣời và là một đối tƣợng có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trƣờng sinh thái nếu không đƣợc quản lý chặt chẽ và sử dụng đúng cách. Trên thực tế, việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật chỉ một phần là tác dụng trực tiếp còn lại đến 50% là thất thoát vào môi trƣờng, nhất là môi trƣờng đất. Do đó, chúng là tác nhân quan trọng ảnh hƣởng trực tiếp đến môi trƣờng đất. Hệ vi sinh vật đất là yếu tố rất quan trọng ảnh hƣởng tới khả năng chuyển hóa và cung cấp dinh dƣỡng cho cây trồng, đồng thời thực hiện chức năng duy trì sự sống trong đất. Việc nghiên cứu về sự phân bố, động thái của vi sinh vật đất, tìm kiếm những chủng mạnh, vừa có hoạt tính sinh học cao vừa phù hợp với điều kiện sinh thái là một trong những hƣớng đi đúng đắn nhằm thực hiện định hƣớng phát triển nền nông nghiệp bền vững. Tuy nhiên, hiện nay vấn đề ô nhiễm đất đã ảnh hƣởng không nhỏ đến khu hệ vi sinh vật trong đất, làm thay đổi theo chiều hƣớng tiêu cực đối với chất lƣợng đất. Là một trong những nƣớc xuất khẩu chè lớn trên thế giới, nƣớc ta có rất nhiều vùng chè đặc sản nhƣ Thái Nguyên, Phú Thọ, Lâm Đồng…. Các vùng chè này không chỉ đƣợc biết đến với hƣơng vị chè của địa phƣơng mà còn đƣợc biết đến vì kĩ thật thâm canh cây chè cao. Hóa chất bảo vệ thực vật đã trở thành một yếu tố không thể thiếu để đảm bảo năng suất chè của các vùng thâm canh cao này. Tuy nhiên hóa chất Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 2 bảo vệ thực vật là một trong những nhân tố gây ô nhiễm môi trƣờng do bị lạm dụng, thiếu kiểm soát hoặc dùng sai. Nhiều mặt tiêu cực của hóa chất bảo vệ thực vật đã bộc lộ nhƣ gây ô nhiễm nguồn nƣớc và đất; để lại dƣ lƣợng trên nông sản, gây độc cho ngƣời và nhiều loài động vật máu nóng; gây mất cân bằng trong tự nhiên; làm giảm tính đa dạng sinh học, xuất hiện nhiều loại dịch hại mới, tạo tính chống thuốc của dịch hại và làm đảo lộn các mối quan hệ giữa các loài sinh vật trong hệ sinh thái, gây bùng phát và tái phát dịch bệnh [15]. Hiện nay, tình hình dịch hại ngày càng phát triển mạnh với nhiều loài sâu bệnh đột biến kháng thuốc nên mức độ sử dụng và chủng loại hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng cao. Chúng ta vẫn luôn nhận thức đƣợc ảnh hƣởng của hóa chất bảo vệ thực vật đối với môi trƣờng sinh thái nói chung cũng nhƣ vi sinh vật đất nói riêng, tuy nhiên mức độ ảnh hƣởng cụ thể ra sao thì chƣa có nhiều nghiên cứu đặc biệt là trong các đất trồng chè. Do đó đề tài “Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè” đƣợc thực hiện. Những nghiên cứu của đề tài góp thêm vào cơ sở dữ liệu về ảnh hƣởng của một số hóa chất bảo vệ thực vật đến tính đa dạng của vi sinh vật đất ở vùng nghiên cứu và làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp ứng dụng vào thực tiễn sản xuất ở địa phƣơng. [...]... K18 Trang 17 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè VSV đất phân giải dƣ lƣợng thuốc BVTV, các hợp chất hóa học, kim loại nặng và các chất thải công nghiệp khác, góp phần quyết định vào vi c bảo vệ hệ sinh thái đất thoát khỏi sự ô nhiễm hóa học Sự tổng hợp các chất mùn đặc trƣng của VSV nhƣ humic, fulvic…đóng vai trò quan trọng trong vi c tạo nên kết cấu đất, duy trì độ.. .Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè CHƢƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về hóa chất bảo vệ thực vật 1.1.1 Khái niệm và phân loại hóa chất BVTV 1.1.1.1 Khái niệm hóa chất BVTV Hóa chất dùng trong công tác BVTV bao gồm các hóa chất trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ, diệt chuột… đều đƣợc mang tên chung... dạng của các VSV đất VSV đất là những sinh vật vô cùng nhỏ bé sống trong đất, chúng rất đa dạng và phong phú Dựa vào đặc điểm cấu tạo và hình dạng cơ thể các VSV đất đƣợc chia làm 5 nhóm chính: vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm, tảo và nguyên sinh động vật (prozota) Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 13 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Thƣờng trong các loại đất, vi khuẩn... học KHMT K18 Trang 10 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Hình 1.1 Sự chuyển hóa của hóa chất BVTV trong môi trƣờng Thời gian tồn lƣu đƣợc tính là thời gian bán phân hủy của hóa chất BVTV trong môi trƣờng Nếu các hóa chất BVTV có thời gian phân hủy ngắn thì ít có khả năng tồn lƣu và di chuyển trong môi trƣờng (bảng 1.2) Thời gian tồn lƣu của hóa chất BVTV phụ thuộc vào... tính hiện tại của tổng số lƣợng sử dụng hàng năm trên thế giới vƣợt quá 1800000 tấn Khoảng 50% trong số này đƣợc sử dụng trong vi c bảo vệ cây trồng nông nghiệp (Bradly, 1980) Hóa chất bảo vệ thực vật đƣợc sử dụng rộng rãi khắp thế giới Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 27 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè để kiểm soát nấm và côn trùng phá hoại cây trồng Tuy nhiên,... động của VSV Hóa chất BVTV bị phân hủy khi tồn tại ở trên bề mặt đất, do tác động bởi các quá trình quang hóa, rửa trôi hay thất thoát nhờ gió Do vậy, sự chuyển hóa của các chất BVTV trên bề mặt đất là không liên tục và khó có thể dự đoán trƣớc [31] Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 11 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Bảng 1.2 Thời gian tồn lƣu của một số hóa. .. bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè nhau, có thể phân loại vi khuẩn đất theo các chất mà chúng tham gia chuyển hóa, ví dụ nhƣ vi khuẩn phân hủy xenlulo (Clostridium, Cellulomonas, Myrothecium), vi khuẩn sắt, vi khuẩn lƣu huỳnh, các vi khuẩn chuyển hóa nitơ, bao gồm vi khuẩn amon hóa (Micrococcus, bacillus) Vi khuẩn nitrat hóa giữ vai trò chuyển hóa NH4+  NO3- nhờ quá trình oxy hóa; vi khuẩn... 4,8 3,2 Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 20 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Đất cát biển Hậu Lộc, Thanh Hóa Chuyên màu Đất vàng trên đá biến chất, Hà Giang Sắn 18,9 85,6 10,5 3,9 11,8 87,0 8,0 5,0 Nguồn: [19] 1.2.3.2 Sự phân bố của sinh vật theo độ sâu Quần xã sinh vật thƣờng phân bố nhiều nhất tại tầng đất mặt, có điều kiện môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, ánh sáng,... Trang 25 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Đôi khi các sản phẩm của suy thoái của HCBVTV dƣới tác động của vi khuẩn là các chất độc hại hơn so với các chất hóa học ban đầu Jill Clapperton và cộng sự (2009) đã nghiên cứu sự phân hủy của hai thuốc trừ cỏ ba lá chọn lọc là Mikado và Callisto (tên thƣơng mại ở Châu Âu) và so sánh độc tính của sản phẩm phân hủy với các chất. .. nấm có cả 3 hình sinh sản: sinh sản sinh dƣỡng, sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính Sinh sản sinh dƣỡng là hình thức sinh sản mà một Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 16 Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè đoạn sợi nấm riêng rẽ trong môi trƣờng thích hợp và gặp điều kiện thuận lợi sẽ phát triển thành hệ sợi nấm mới Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản bằng . thâm canh cao này. Tuy nhiên hóa chất Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè Nguyễn Văn Tuyến – Cao học KHMT K18 Trang 2 bảo vệ thực vật là một trong những nhân. mức độ ảnh hƣởng cụ thể ra sao thì chƣa có nhiều nghiên cứu đặc biệt là trong các đất trồng chè. Do đó đề tài Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến vi sinh vật đất trồng chè đƣợc thực. chủng loại hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng cao. Chúng ta vẫn luôn nhận thức đƣợc ảnh hƣởng của hóa chất bảo vệ thực vật đối với môi trƣờng sinh thái nói chung cũng nhƣ vi sinh vật đất nói