Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhưỡng, hàm lượng một số nguyên tố vi lượng mn, cu, zn, mo và các nguyên tố đất hiếm trong đất ngập mặn ở xã hộ độ và xã thạch hạ tỉnh hà tĩnh, đề xuất phương án sử dụng

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH PHAN THỊ HƯƠNG XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Mn, Cu, Zn, Mo VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở XÃ HỘ ĐỘ VÀ XÃ THẠCH HẠ TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHỆ AN - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Mn, Cu, Zn, Mo VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở XÃ HỘ ĐỘ VÀ XÃ THẠCH HẠ TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60.44.0113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN QUỐC THẮNG Học viên thực hiện: PHAN THỊ HƯƠNG NGHỆ AN, 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: -Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quốc Thắng – giao đề tài, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu hồn thành luận văn - Cơ giáo PGS.TS Phan Thị Hồng Tuyết thầy giáo PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa dành nhiều thời gian đọc viết nhận xét cho luận văn - Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học thầy giáo, giáo thuộc Bộ mơn Hóa vơ khoa Hoá học trường ĐH Vinh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn tất người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Tp Vinh, tháng 11 năm 2014 Phan Thị Hương MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược đất ngập mặn nhiễm mặn .3 1.1.1 Xâm nhập mặn Việt Nam[44] .3 1.1.2 Đất mặn đất chua mặn [41] .5 1.1.3 Nhóm đất mặn [41, 46] 1.1.3.1 Diện tích phân bố .5 1.1.3.2 Phân loại mô tả đặc tính tính chất đất 1.1.4 Nhóm đất phèn (đất chua mặn) [41, 46] .8 1.2 Rừng ngập mặn[14, 43] 10 1.3 Vài nét vùng nghiên cứu 13 1.3.1 Đất ngập mặn Hà Tĩnh[34] 13 1.3.2 Thổ nhưỡng xã Hộ Độ xã Thạch Hạ 14 1.3.2.1 Hộ Độ [31, 32, 40] 14 1.3.2.2 Thạch Hạ [33, 40] 15 1.4 Tầm quan trọng đất số tiêu dinh dưỡng đất trồng trọt .16 1.4.1 Tầm quan trọng đất[9, 13, 19, 35, 36] 16 1.4.2 Dạng tồn Mo, Mn, Zn, Cu đất chức sinh lý chúng trồng [7, 8, 9, 21, 22, 23, 24, 37, 38] 17 1.4.2.1 Nguyên tố Cu [7, 8, 9, 37, 38, 45] 18 1.4.2.2 Nguyên tố kẽm [7, 8, 9, 37, 38, 45] .20 1.4.2.3 Nguyên tố Mangan [7, 8, 9, 37, 38, 45] 24 1.4.2.4 Nguyên tố molipden [7, 8, 9, 37, 38] .26 1.4.3 Dạng tồn nguyên tố đất đất chức sinh lý chúng trồng 28 1.4.3.1 Dạng tồn [3] .28 1.4.3.2 Chức sinh lý [3] .29 1.5 Các phương pháp nghiên cứu .31 1.5.1 Các phương pháp chung 31 1.5.2 Phương pháp phân tích kích hoạt nơtron [5, 16, 20, 39] .31 1.5.3 Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử lửa theo TCVN 6496-1999[25] 33 1.5.4 Phương pháp UV-ViS [5, 16] 33 1.5.4.1 Định luật Lambert – Beer 34 1.5.4.2 Kỹ thuật định lượng phổ UV- ViS 35 Chương 2: THỰC NGHIỆM .37 2.1 Phương pháp thu xử lý mẫu 37 2.1.1 Thu mẫu .37 2.1.2 Xử lý mẫu .38 2.2 Hoá chất , dụng cụ , máy móc .38 2.2.1 Hoá chất .38 2.2.2 Dụng cụ, máy móc .39 2.3 Pha chế dung dịch phân tích [1, 2, 6, 10, 17, 18] 39 2.3.1 Dung dịch muối Morh 0,2N 39 2.3.2 Dung dịch K2Cr2O7 0,4N .39 2.3.3 Thuốc thử điphenylamin 39 2.3.4 Một số hoá chất khác 39 2.3.5 Điều chế dung dịch gốc dung dịch tiêu chuẩn Cu[25] .40 2.4.1.1 Thiết bị thí nghiệm 40 2.4.1.2 Tiến hành thí nghiệm 40 2.4.2 Xác định độ ẩm đất [4, 12, 13, 29] 41 2.4.2.1 Nguyên tắc 41 2.4.2.2 Thiết bị 41 2.4.2.3 Quy trình phân tích .41 2.4.4 Xác định tổng lượng mùn đất phương pháp Chiurin [4, 12, 13] 42 2.4.4.1 Nguyên tắc 42 2.4.4.2 Quy trình phân tích .43 2.4.5 Phương pháp xác định tỉ trọng đất theo TCVN 4195-1995[27] .44 2.4.6 Phương pháp xác định độ xốp (khối lượng thể tích) phương pháp dao vòng theo TCVN 4202-1995[28] .46 2.5 Xác định tổng số vi lượng Cu theo TCVN 6496-1999, Mo theo TCN-STPT 1999 46 2.5.1 Xác định hàm lượng đồng theo TCVN 6496:1999 [25] 46 2.5.2 Xác định Mo theo TCN – STPT 1999 [26] 47 2.6.3 Q trình thí nghiệm 48 Chương THẢO LUẬN KẾT QUẢ 50 3.1 Về thành phần cấp hạt 50 3.2 Độ ẩm 51 KẾT LUẬN .57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Danh mục bảng Bảng 1.1: Đất mặn phân loại đất mặn Hà Tĩnh Bảng1.2: Khoảng tối thích ngưỡng giới hạn Cu (mg/kg) lúa Bảng 1.3: Khoảng tối thích ngưỡng giới hạn (mg/kg) Zn lúa Bảng 1.4: Khoảng tối thích ngưỡng giới hạn Mn (mg/kg) lúa Bảng 3.1: Thành phần cấp hạt mẫu đất Bảng 3.2: Thành phần cấp hạt mẫu đất Bảng 3.3: Thành phần cấp hạt mẫu đất Bảng 3.4: Độ ẩm mẫu đất Bảng 3.5: Tổng khoáng mẫu đất Bảng 3.6: Tổng lượng mùn mẫu đất Bảng 3.7: Một số tiêu đất Bảng 3.8: Hàm lượng số nguyên tố vi lượng Cu Mo Bảng 3.9: Hàm lượng số nguyên tố vi lượng đất Bảng 3.10: hàm lượng nguyên tố vi lượng nguyên tố đất đất nhiễm mặn trồng lúa MỘT BỤI ĐỎ huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu Trang DANH MỤC CÁC HÌNH Danh mục hình Hình 1.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu đề tài Hình 2.1 Quang cảnh vùng lấy mẫu Trang MỞ ĐẦU Thạch Hạ thuộc thành phố Hà Tĩnh Hộ Độ thuộc huyện Lộc Hà hai xã tỉnh Hà Tĩnh có vị trí gần biển Đơng, có hệ thống sơng ngịi bao quanh, đất ngập mặn chiếm diện tích lớn Nhà nước có sách đầu tư định để ổn định rừng ngập mặn, rừng phòng hộ nghiên cứu khai thác vùng đất hiệu chưa cao đầu tư chưa nhiều Vì vậy, nghiên cứu thổ nhưỡng vùng đất này, đặc biệt nghiên cứu thổ nhưỡng, nguyên tố vi lượng dinh dưỡng đất đất ngập mặn Thạch Hạ Hộ Độ, đề xuất phương án sử dụng hướng nghiên cứu cần thiết có ý nghĩa địa phương Trong năm gần đây, việc nghiên cứu khôi phục phát triển rừng ngập mặn, rừng phòng hộ nhiều nước giới quan tâm Mỹ, Pakistan , Panama, Ostraylia, Trung Quốc, Ấn Độ, Philippin Kết nghiên cứu theo hướng mang lại số kết tốt việc làm hạn chế suy giảm, khôi phục rừng ngập mặn[42] Ở Việt Nam, có kết nghiên cứu thử nghiệm đất nhiễm mặn, ngập mặn chưa nhiều, chưa quan tâm mức Hiện số tỉnh Thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hịa, Cà Mau, Nam Định … có đề tài khoa học theo hướng áp dụng để khôi phục rừng ngập mặn địa phương Đặc biệt tỉnh Bạc Liêu sử dụng đất ngập mặn trung bình để sản xuất lúa MỘT BỤI ĐỎ thu kết tốt[15] Ở Hà Tĩnh vấn đề nghiên cứu thổ nhưỡng đất ngập mặn cịn ỏi, có đề tài hướng bắt đầu triển khai Hà Tĩnh Vì vậy, chọn đề tài: "Xác định số tiêu thổ nhưỡng, hàm lượng số nguyên tố vi lượng Mn, Cu, Zn, Mo nguyên tố đất đất ngập mặn xã Hộ Độ xã Thạch Hạ tỉnh Hà Tĩnh, đề xuất phương án sử dụng" làm nội dung khoa học cho luận văn cao học thạc sĩ Đề tài đặt cần thiết vừa mang ý nghĩa khoa học vừa mang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu thực tế Hà Tĩnh Đặc biệt kết đề tài tài liệu để quan chức tham khảo, từ trồng loại thích hợp với vùng đất góp phần sử dụng cách có hiệu vùng đất ngập mặn nhiễm mặn địa phương Thực đề tài giải vấn đề sau: Lấy mẫu, xử lý mẫu Xác định số tiêu đất ngập mặn như: Cấp hạt, tỷ trọng, độ xốp, tổng mùn, tổng khoáng, độ ẩm Xác định tổng số vi lượng Cubằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử Xác định Mo phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến Xác định Zn, Mn nguyên tố đất đất phương pháp kích hoạt nơtron So sánh lí giải kết phân tích mẫu cần phân tích So sánh với kết nghiên cứu vùng đất khác, so sánh kết luận văn với kết tài liệu tham khảo Rút kết luận, nhận xét cần thiết Chương TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược đất ngập mặn nhiễm mặn 1.1.1 Xâm nhập mặn Việt Nam[44] Sự xâm nhập mặn nước biển dâng giải thích mùa khơ, nước sơng cạn kiệt khiến nước biển theo sông, kênh dẫn tràn vào gây mặn Hiện tượng tự nhiên xảy năm dự báo trước Nhưng bên cạnh đó, vùng đất ven biển có nguy nhiễm mặn thẩm thấu tiềm sinh Với vùng ven biển cấu tạo địa chất cồn cát lớn, bùn phù sa lấp đầy dạng mềm đồng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long, chứa đựng nhiều thấu kính cát có khả mao dẫn, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập vào đất liền Cịn nơi có nguồn gốc vùng sình lầy ven biển, trình khai hoang lấn biển biến thành vùng hóa để trồng lúa, đất keo sét vùng giữ hàm lượng muối định.Khi đắp đê, vùng sình lầy bị tù hóa, chuyển từ mơi trường có mặn tiềm sinh thành mơi trường bị ơxy hóa Như vậy, lượng muối tồn chuyển sang bốc lên bề mặt Bài học lịch sử cho trường hợp thấy vùng chiêm trũng Hà Nam Trong vùng cụ thể, xâm nhập mặn nhóm ba nhóm nguyên nhân nêu Ở châu thổ sông Hồng sông Cửu Long, trình hóa ven biển diễn nhanh, lượng nước từ sông Hồng sông Cửu Long đổ biển lớn nên tương tác xảy theo xu hướng nghiêng phía sơng Nước biển xâm nhập vào sơng Hồng sâu 15-16 km, có nơi sâu km Ngược lại, vùng bờ biển có cấu trúc cửa sơng rộng, hình phễu tương tác 50 Chương THẢO LUẬN KẾT QUẢ Qua số liệu thực nghiệm mà chúng tơi thu tình bày chương 2, nhận thấy: 3.1 Về thành phần cấp hạt Các kết phân tích Trung tâm Phân tích Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt Bảng 3.1: Thành phần cấp hạt mẫu đất Chỉ tiêu phân tích Đường kính/Đơn vị >10 mm Hạt sạn sổi 10-5mm (%) 5-2mm Cát thô 2-1mm Cát thô 1-0,5mm Hạt cát (%) Cát trung 0,5-0,25mm Cát nhỏ 0,25-0,10mm Cát bụi 0,10-0,05mm Bụi to 0,05-0,01mm Hạt bụi (%) Bụi nhỏ 0,01-0,005mm Hạt sét (%) / 10 mm 10-5mm 5-2mm 2-1mm 1-0,5mm 0,5-0,25mm 0,25-0,10mm 0,10-0,05mm 0,05-0,01mm 0,01-0,005mm Kết 0 0 3,06 8,31 6,09 12,36 22,66 15,74 31,78 Kết 0,00 0,00 0,00 0,00 2,85 7,43 6,26 13,09 23,12 16,69 51 Hạt sét (%) / 10 mm 10-5mm 5-2mm 2-1mm 1-0,5mm 0,5-0,25mm 0,25-0,10mm 0,10-0,05mm 0,05-0,01mm 0,01-0,005mm % : Rất giàu Qua bảng 3.6 cho thấy hàm lượng mùn mẫu thấp, đất nghèo mùn, mẫu hàm lượng mùn nghèo mẫu giàu mùn nhất, điều giải thích tương tự 3.5 Tỷ trọng, độ xốp 53 Các kết phân tích Trung tâm Phân tích Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt Bảng 3.7: Một số tiêu đất Chỉ tiêu Tỷ trọng Độ xốp Đơn vị g/cm3 n (%) mẫu 2,766 50,83 mẫu 2,748 51,43 mẫu 2,759 51,02 Theo bảng 3.7, tiêu tỷ trọng, độ xốp có tính tương đồng mẫu đất, nhiên tiêu độ xốp mẫu có thấp tỷ trọng cao mẫu cịn lại Qua số tiêu nêu trên, kết luận mẫu đất lấy thuộc thành phần đất giới trung bình 3.6 Về nguyên tố vi lượng Các kết phân tích Trung tâm Phân tích Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt Bảng 3.8: Hàm lượng số nguyên tố vi lượng Cu,Zn, Mn Mo Nguyên tố Cu Mo Zn Mn Đơn vị mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mẫu 7,85 1,12 13,2 165 mẫu 36,1 2,34 179 290 mẫu 15,7 0,63 41,2 98,6 Từ số liệu bảng 3.8 cho thấy: Các nguyên tố vi lượng Cu, Mo, Zn, Mn mẫu cao cao hẳn mẫu lại, điều mẫu vũng ngập bùn sâu, tích tụ kim loại nặng dễ dàng hơn, phân hủy xác động thực vật góp phần tích tụ kim loại Đối chiếu với 54 số liệu phần tổng quan nhận thấy rằngcác mẫu đất nghiên cứu giàu Cu, Zn, Mn chí thừa Mn 3.7 Về hàm lượng nguyên tố đất Các kết phân tích Trung tâm Phân tích Viện nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt Bảng 3.9: Hàm lượng số nguyên tố vi lượng đất Nguyên tố Pr Nd Gd Tb Dy Ho Er Tm La Sm Lu Yb Eu Ta Đơn vị mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Mẫu 2,47 15,1 1,72 0,20 1,66 0,30 0,73 0,11 13,7 2,33 0,15 3,32 0,39 0,46 Mẫu 2,31 14,0 1,89 0,22 2,07 0,40 0,97 0,12 13,4 2,42 0,15 1,14 0,38 1,41 Mẫu 0,93 5,40 0,62 0,07 0,96 0,12 0,22 0,04 5,20 0,91 0,06 0,31 0,14 1,14 Từ bảng 3.9 cho thấy hàm lượng đất có khác mẫu, mẫu giàu đất nhất, mẫu nghèo Tuy nhiên, theo cách phân loại Trung Quốc [3] hàm lượng đất xác định mẫu đất thấp mức trung bình, nghĩa cho đất vùng loại đất nghèo đất Về nguyên tố vi lượng đất mà đề tài nghiên cứu, so sánh với tài liệu tham khảo đất nhiễm mặn trồng lúa MỘT BỤI ĐỎ huyện Hồng Dân 55 tỉnh Bạc Liêu [15] (mẫu so sánh) cho thấy, hàm lượng NTĐH, Zn, Cu đất Thạch Hạ Hộ Độ thấp đất so sánh nhiều lần, hàm lượng Mn Mo lại lớn nhiều (ngoại trừ mẫu 3) Bảng 3.10: hàm lượng nguyên tố vi lượng nguyên tố đất đất nhiễm mặn trồng lúa MỘT BỤI ĐỎ huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc Liêu Stt 4 10 11 12 13 14 Chỉ tiêu phân tích Cu Mn Mo Zn La Sm Ce Eu Yb Lu Pr Nd Gd Tb Dy Ho Er Tm Đơn vị tính mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg Q-1 33,6 127 0,71 259 41,8 6,96 101 1,35 3,9 0,58 6,99 25,2 5,45 0,73 3,74