Sử dụng phân hóa học và vấn đề ô nhiễm đất nông nghiệp ở việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN THỔ NHƯỠNG Nhóm : 10 Mơn : Thổ Nhưỡng HÀ NỘI - 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Chuyên đề: SỬ DỤNG PHÂN HĨA HỌC VÀ VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM ĐẤT NƠNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM Mơn: Thổ Nhưỡng Nhóm 10: …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… Hà Nội, Tháng năm 2012 Mục lục Mở đầu Giới thiệu chung phân bón 1.1 1.1.1 Phân loại phân bón 1.1.2 Tác dụng phân bón 1.1.3 Sự tồn lưu phân bón đất 10 1.1.4 Sự chuyển hóa phân bón đất 11 1.2 Tình hình sản xuất sử dụng phân bón Việt Nam 12 1.3 Khái quát vấn đề môi trường phân bón gây 18 Ảnh hưởng phân bón tới mơi trường đất 20 2.1 Thối hóa đất phân bón 20 2.2 Ơ nhiễm đất phân bón 25 2.3 2.2.1 Ô nhiễm đất phân hóa học 25 2.2.2 Ô nhiễm đất phân hữu 29 2.2.3 Ô nhiễm nguyên tố vi lượng 32 Ảnh hưởng phân bón lên sinh vật đất 37 Kết luận 40 Tài liệu tham khảo 44 Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Mở đầu 1.1 Giới thiệu chung phân bón Nơng nghiệp phải sản xuất lượng lớn thức ăn không để đáp ứng nhu cầu nước mà phục vụ việc xuất Trong đó, diện tích đất trồng trọt tính theo đầu người ngày giảm dân số gia tăng phát triển thành phố, kỹ nghệ việc sử dụng cho mục đích phi nơng nghiệp Do đó, người ta cần phải thâm canh mạnh hơn, dẫn tới việc làm xáo trộn dòng lượng chu trình vật chất hệ sinh thái nông nghiệp Một biện pháp thâm canh sử dụng nhiều tăng cường sử dụng loại phân bón để thúc đẩy sinh trưởng phát triển thực vật 1.1.1 Phân loại phân bón Phân bón đưa vào đất có tác dụng trực tiếp cải thiện dinh dưỡng trồng cải thiện độ phì nhiêu đất Phân bón chủ yếu chia làm hai nhóm chính: - Nhóm phân vô cơ: bao gồm phân N, P, K, Mg, phân Bo, Mo phân hỗn hợp Hình Phân vơ ( Phân khống ) Thổ Nhưỡng Nhóm 10 - Nhóm phân hữu cơ: bao gồm phân chuồng, phân bắc, phân than bùn, phân xanh phân rác Hình Mơ hình ủ phân hữu từ bùn phế phẩm Một số nguồn nguyên liệu dùng làm phân bón hữu cơ: - Rác ủ hoai mục: Rác sinh hoạt sau loại bỏ vật rắn sành sỏi, thủy tinh, kim loại, ni lông… ủ cho mục để làm phân bón - Phân xanh: số cỏ dại có hàm lượng dinh dưỡng cao ủ cho hoai mục để làm phân bón - Bã đậu phộng, đậu nành, hạt bơng vải có hàm lượng dinh dưỡng cao - Bột máu động vật, bột xương, phế phẩm từ lò mổ, nhà máy chế biến đồ hộp… nguồn nguyên liệu có hàm lượng dinh dưỡng cao xử lý để làm phân bón hữu - Phân chuồng: Các nguồn phân thải từ gia súc, gia cầm phần lớn có hàm lượng dinh dưỡng cao nên nguyên liệu chủ yếu dùng làm Nhóm 10 Thổ Nhưỡng phân bón hữu Tuy nhiên nên lưu ý đến cách ủ cho hoai mục cần thiết phải loại bỏ mầm bệnh thường có phân chuồng - Mạt cưa: Có thể dùng làm phân hữu phải ủ cho hoai trước đưa xuống đất để tránh tượng tranh thủ đạm trồng trình phân hủy Về ý nghĩa dinh dưỡng, phân bón chia thành phân có tác dụng trực tiếp cung cấp chất dinh dưỡng cho phân bón có tác dụng gián tiếp sử dụng để cải thiện tính chất đất (vơi) Trong loại phân phân vô chủ yếu sử dụng nhiều Các loại phân vô phổ biến là: - Phân đạm: cung cấp N cho trồng Các loại phân đạm hay dùng gồm: Phân đạm amoni (là muối NH4+), phân ure (NH2)2CO, phân nitrat (là muối NO3-) - Phân lân: cung cấp P cho trồng dạng H(PO4)2- H2PO4- Các loại phân lân phổ biến supe photphat đơn (chứa 14 – 20% P2O5, hỗn hợp gồm Ca(H2PO4)2 CaSO4) supe photphat kép (chứa 40 – 50% P2O5 với thành phần Ca(H2PO4)2) - Phân kali: cung cấp cho nguyên tố K dạng K+, thành phần chủ yếu KCl K2SO4 Hình Một số loại phân bón hóa học (từ trái qua): Phân đạm Phân lân Phân Kali Phân tổng hợp Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Ngoài ra, loại phân tổng hợp dùng ngày phổ biến Phân tổng hợp loại phân có từ dưỡng chất trở lên Các loại phân thông dụng là: DAP, NPK 16-16-18, NPK 20-20-15,… Phân tổng hợp sử dụng tiện lợi phân đơn, tác dụng tương đương phân đơn bón lượng nguyên chất Đối với lúa dùng giai đoạn đầu 20-25 sau sạ, giai đoạn sau nên dùng phân đơn urê, kali để bón phun Nitrat kali qua nồng độ 1-2% trước trổ tuần Bảng Tỉ lệ % dưỡng chất có phân tổng hợp 1.1.2 Tác dụng phân bón Phân đạm thúc đẩy trồng tăng trưởng mạnh, kích thích lúa đẻ chồi, phát Loại phân % dưỡng chất triển xanh đậm, tăng số hạt bông, tăng tỷ lệ hạt hàm lượng Protein hạt Loại phân Đạm Lân Kali DAP 18 46 Thiếu đạm: Cây phát triển còi cọc, nẩy chồi kém, nhỏ ngắn sau chuyển 16-16-8 16 ngắn cho suất 16 thấp sang NPK màu vàng nhạt, lùn, NPK 20-20-0 20 20 NPK 20-20-15 20 20 15 Thừa đạm: Thân phát triển mạnh, mềm yếu dễ bị lốp đổ ngã mùa mưa (vụ hè thu), ảnh hưởng đến thời gian sinh trưởng kéo dài, trổ chín chậm, sâu bệnh phát triển mạnh Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Phân lân giúp cho lúa có rễ phát triển mạnh, tăng hiệu sử dụng phân đạm, sớm phục hồi sau cấy, cho nhiều hạt phẩm chất cao, lúa chín sớm Ngồi lân có tác dụng hạ phèn tạo điều kiện lúa phát triển tốt Thiếu lân : lúa phát triển còi cọc, nở bụi Lá lúa nhỏ ngắn già chuyển sang màu mâu đỏ màu tía, số lượng hạt thấp suất giảm Phân kali xúc tiến trình quang hợp, hình thành vận chuyển chất dinh dưỡng, chất bột đường Kali giúp cứng cáp chống đổ ngã, giảm tác dụng vươn lóng, vươn bón thừa đạm, tăng khả chống chịu với sâu bệnh, tăng phẩm chất gạo Thiếu kali : Cây có triệu chứng sau: - Cây sinh trưởng còi cọc, hạn chế nẩy chồi, lúa lùn lúa xòe cò màu xanh đậm - Lá lúa xuất nhiều đốm nâu bề mặt lúa - Lúa dễ bị nhiễm sâu bệnh, suất phẩm chất gạo giảm Thực tiễn Việt Nam nhiều nước giới cho thấy, phân bón hóa học đóng góp vào việc tăng tổng sản lượng nhiều so với tăng diện tích tăng vụ Kết theo dõi nhiều năm Việt Nam cho thấy, bón 1kg N bội thu từ 10 – 15kg thóc Ngồi phân vơ cung cấp nguyên tố vi lượng cho trồng Tác dụng số nguyên tố vi lượng trồng1: Khi dùng khái niệm nguyên tố đa lượng hay nguyên tố vi lượng, người ta vào hàm lượng chúng đất thể sống Thông thường người ta gọi nguyên tố cần thiết cho thể sống với lượng nhỏ chúng thực chức sinh lí quan trọng nguyên tố vi lượng Ví dụ: Fe Mg Đối với đất hai nguyên tố xếp vào dạng đa lượng thể sống chúng thuộc dạng vi lượng, tham gia vào thành phần clorophyl Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Canxi (Ca) : Canxi có vai trò quan trọng việc hình thành tế bào, hình thành mơ quan Chúng có ý nghĩa quan trọng việc trung hòa độ chua đất việc khử độc có mặt cation (Na+, Al3+ ) nguyên sinh chất tế bào Cùng với P, Ca nguyên tố hàng đầu để tăng suất chất lượng họ đậu Khi thiếu Ca đỉnh sinh trưởng chóp rễ bị ảnh hưởng nghiêm trọng mô phân sinh ngừng phân chia, sinh trưởng bị ức chế Triệu chứng đặc trưng thiếu Ca bị dị dạng, chóp uốn câu, rễ phát triển, ngắn, hóa nhầy chết Ca chất không di động nên biểu thiếu Ca thường thể non trước Magiê (Mg) : Magiê thành phần quan trọng phân tử diệp lục nên định hoạt động quang hợp Đây chất hoạt hóa nhiều enzym quan trọng q trình hơ hấp trao đổi chất Mg cần ngắn ngày lúa, ngô, đậu, khoai tây Mg làm tăng hàm lượng tinh bột sản phẩm Thiếu Mg làm chậm trình hoa, thường bị vàng thiếu diệp lục Triệu chứng điển hình gân xanh phần thịt biến vàng Xuất mô hoại tử thường từ phía dưới, trưởng thành lên non, Mg ngun tố linh động, dùng lại từ già Sắt (Fe) : Vai trò quan trọng sắt hoạt hóa enzym q trình quang hợp hơ hấp Nó khơng tham gia vào thành phần diệp lục có ảnh hưởng định tới tổng hợp diệp lục Hàm lượng sắt có quan hệ mật thiết đến hàm lượng diệp lục chúng Sự thiếu hụt Fe thường xảy đất có đá vơi Lá thiếu sắt chuyển từ màu xanh sang vàng hay trắng phần thịt lá, gân xanh Triệu chứng thiếu sắt xuất trước hết non, sau đến già, Fe khơng di động từ già non Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Mangan (Mn): Mn nguyên tố hoạt hóa nhiều enzym q trình quang hợp, hơ hấp cố định nitơ phân tử Triệu chứng điển hình thiếu Mn phần gân mạch dẫn biến vàng, nhìn tồn có màu xanh sáng, sau xuất đốm vàng phần thịt phát triển thành vết hoại tử Nếu thiếu nghiêm trọng gây khô chết Triệu chứng thiếu Mn biểu già hay non tùy theo loại Đồng (Cu): Đồng nguyên tố hoạt hóa nhiều enzym trình tổng hợp protein, axit nucleic dinh dưỡng nitơ Hiện tượng thiếu đồng thường xảy vùng đất đầm lây, ruộng lầy thụt Cây trồng thiếu đồng thường hay có tượng chảy gôm (rất hay xảy ăn quả), kèm theo vết hoại tử hay Với họ hòa thảo, thiếu đồng làm màu xanh phần Bo (B): B nguyên tố vi lượng có hiệu với trồng B tác động trực tiếp đến q trình phân hóa tế bào, trao đổi hocmon, trao đổi N, nước chất khoáng khác, ảnh hưởng rõ rệt B tới mô phân sinh đỉnh sinh trưởng q trình phân hóa hoa, thụ phấn, thụ tinh, hình thành Khi thiếu B chồi bị chết, chồi bên thui dần, hoa khơng hình thành, tỷ lệ đậu kém, dễ rụng, rễ sinh trưởng kém, bị dày lên Molypden (Mo) : Mo có vai trò quan trọng việc trao đổi nitơ, tổng hợp Vitamin C hình thành lục lạp Thiếu Mo ức chế dinh dưỡng đạm trồng nói chung, đặc biệt họ đậu Kẽm (Zn) : Zn tham gia hoạt hóa khoảng 70 enzym nhiều hoạt động sinh lý, sinh hóa Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Thiếu Zn gây rối loạn trao đổi auxin nên ức chế sinh trưởng, bị biến dạng, ngắn, nhỏ xoăn, đốt ngắn biến dạng Tác dụng phân hữu làm tăng suất trồng, giúp trồng hấp thu dinh dưỡng tốt hơn, tăng hiệu lực phân hóa học, cải tạo đất, giữ pH đất mức độ trung hòa hợp lý; tăng chất mùn cho đất, chứa kích thích tố giúp cho rễ phát triển nhanh hơn; chứa chất kháng sinh, vi sinh vật đối kháng hay vitamin để tăng khả chống chịu trồng điều kiện bất lợi 1.1.3 Sự tồn lưu phân bón đất Khi bón phân vào đất có q trình sau xảy ra: - - nhiễm Hg đến ppm Nhiễm bẩn Pb, Cd nơi xảy Kim loại nặng có xu hướng tích lũy đất, đặc biệt lớp đất gần bề mặt Do vậy, mức độ độc hại lâu dài phải ý đến Tính độc kim loại nặng biểu chỗ gây nên sụt giảm số lượng đa dạng vi sinh vật đất, ảnh hưởng lên vi sinh vật có lợi cho đất (ví dụ vi sinh vật cải thiện hô hấp đất, phân hủy chất hữu cơ, 33 Nhóm 10 Thổ Nhưỡng cố định nitơ…) Kim loại nặng có tác dụng gián tiếp làm giảm phân hủy thuốc trừ sâu chất hữu khác thông qua việc tiêu diệt loại vi khuẩn nấm mà điều kiện bình thường, chịu trách nhiệm phân giải chất nguy hại (Silsoe Research Institute, 2003) (nguồn: SSLRC, National soil inventory - MAFF project, University of Reading) Hình 10 Sự tích tụ số kim loại nặng đất Bảng Hàm lượng kim loại nặng số phân bón thơng thường (mg/kg) 34 Nhóm 10 Thổ Nhưỡng Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đất gây việc sử dụng phân bón hữu Ví dụ, việc cho thêm kẽm vào thức ăn cơng nghiệp cho gia súc nhằm phòng bệnh tăng khả tiêu hóa xem yếu tố gây nên ô nhiễm kim loại nặng cho môi trường cần quan tâm Người trồng rau phần lớn sử dụng phân chuồng từ heo, gà, gia súc gia cầm nuôi từ thức ăn tổng hợp phổ biến Thức ăn dạng có nhiều khống vi lượng Hàm lượng kim loại nặng phân xâm nhập vào đất trồng tồn lưu loại nông sản đặc biệt loại rau ăn cải ngọt, cải xanh, xà lách Hàm lượng kim loại nặng bùn thải sinh hoạt cao Phân chuồng chứa Nguyên Bùn thải Phân Phân lân Vôi Phân kim loại nặng mức sinh nguồn cung cấp dinh dưỡng vi lượng cho Với phân lân, đặc tố hoạt chuồng đạm – 26lượng kim –loại 25 nặng2nhất – 1200 0.1 yếu – 24là Cd2.2 – 120lượng sử biệt supeAslân có chứa2 định, chủ dụng chưaCd cao nên nguy ô nhiễm0.3 đất–và sản– chưa có 0.05 – 8.5 – 1500 0.8nông0.1 170 Cd 0.04 – 0.1 Cr 20 – 40600 5.2 – 55 66 – 245 10 – 15 3.2 – 19 Ngồi ra, q trình sản xuất phân hóa học ngun liệu khơng tinh khiết Cosố nguyên2 tố – 260 24 nghiệp – sản 12 xuất phân 0.4 – 3lân liên5.4 12 số đem lại có hại Ví 0.3 dụ, –cơng tục– với Cusẽ làm tăng – hàm 3300lượng –nguyên 60 – 300 – 125 15 phân lượng nhiều tố1 As, Cd, đất Nếu