Nghiên cứu đồng (cu) trong đất bạc màu miền bắc việt nam

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp I ------------------------------------------ nguyễn Thị Huệ Nghiên cứu đồng (cu) trong đất bạc màu miền bắc Việt Nam luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp Chuyên ngành: khoa học đất Mã số: 60.62.15 Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Phạm quang hà Hà Nội 2007 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ----------------------- i Lêi cam ®oan Tôi xin cam ñoan số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực. Các thông tin cũng như các số liệu thu thập khác trong luận văn ñều ñược trích dẫn ñầy ñủ. ðây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không trùng lặp với các công trình nghiên cứu của các tác giả khác. Một số kết quả mà cá nhân là tác giả hoặc ñồng tác giả ñã ñược ñăng tải trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tác giả Nguyễn Thị Huệ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ----------------------- ii Lêi c¶m ¬n Trước hết, tôi xin cảm ơn các thầy, cô giáo trường ðại học Nông nghiệp I Hà Nội ñã truyền ñạt những kiến thức bổ ích, quí giá trong thời gian học 2005-2007 tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Quang Hà (Trưởng bộ môn Môi trường ñất - Viện Thổ nhưỡng Nông hoá) ñã tận tình hướng dẫn giúp ñỡ tôi suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh ñạo Viện Thổ nhưỡng Nông hoá, lãnh ñạo và các ñồng nghiệp trong bộ môn Nghiên cứu Môi trường ñất ñã tạo mọi ñiều kiện, ñộng viên, giúp ñỡ ñể tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn chủ trì ñề tài “Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nền môi trường ñất Việt Nam” và dự án CIAR/LWR/1998/119 “Tác ñộng của kim loại nặng ñối với tính bền vững của việc sử dụng phân bón và tái sử dụng chất thải trong nông nghiệp ngoại thành và thâm canh ở ðông Nam Á” ñã tạo ñiều kiện cho tôi tham gia thực hiện và sử dụng một số mẫu ñất phân tích phục vụ luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè và gia ñình ñã ñộng viên, giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này. Nguyễn Thị Huệ Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ----------------------- iii Mục lục Lời cam đoan .i Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Thuật ngữ viết tắt trong luận văn v Danh sách bảng .vi Danh sách hình .viii 1. Mở đầu 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài .1 1.2. Mục đích nghiên cứu: .2 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2 2. Tổng quan và tài liệu .3 2.1. Khái quát về đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam. .3 2.2. Tổng quan các nghiên cứu về nguyên tố đồng .4 2.2.1. Giới thiệu về nguyên tố đồng 4 2.2.2. Phản ứng của nguyên tố đồng trong đất với thành phần đất .6 2.2.3. Ô nhiễm đất do nguyên tố Cu và ảnh hởng của Cu đối với cây trồng 7 2.2.4. Các nghiên cứu về nguyên tố Cu .12 2.2.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới 12 2.2.4.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam .21 3. Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu 35 3.1. Đối tợng nghiên cứu .35 3.2. Nội dung nghiên cứu 35 3.3. Phơng pháp nghiên cứu 35 3.3.1. Phơng pháp lấy, xử lý và bảo quản mẫu 35 3.3.2. Phơng pháp phân tích 36 3.3.3. Phơng pháp thí nghiệm bón CuSO 4 .5H 2 O .37 3.3.4. Phơng pháp xử lý số liệu .37 4. Kết quả nghiên cứu 39 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ----------------------- iv 4.1. Hàm lợng đồng tổng số và dễ tiêu trong đất nghiên cứu. 39 4.1.1. Đồng tổng số .39 4.1.2. Đồng dễ tiêu. .44 4.1.2.1. Đồng dễ tiêu chiết rút bằng dung dịch DTPA 44 4.1.2.2. Đồng dễ tiêu chiết rút bằng dung dịch HCl 0,1N. .49 4.2. Mối quan hệ giữa đồng tổng số và đồng dễ tiêu với một số tính chất lý hoá học của đất nghiên cứu. 51 4.2.1. Mối quan hệ giữa hàm lợng các dạng đồng với pH KCl 53 4.2.2. Mối quan hệ giữa đồng và hàm lợng sét trong đất 54 4.2.3. Mối quan hệ giữa đồng với hàm lợng lân dễ tiêu trong đất 56 4.2.4. Mối quan hệ giữa đồng với dung tích hấp thu (CEC) trong đất 57 4.2.5. Mối quan hệ giữa đồng với hàm lợng các bon hữu cơ trong đất 58 4.2.6. Mối quan hệ giữa đồng với axit humic (AH) và axit fulvic (AF) trong đất 59 4.2.7. Mối quan hệ giữa Cu với các hàm lợng Zn và Pb tổng số trong đất .60 4.3. Khả năng di động của Cu theo chiều sâu phẫu diện đất 61 5. Kết luận và đề nghị 66 5.1. Kết luận 66 5.2. Đề nghị .67 Tài liệu tham khảo 69 Phụ lục . 76 Các bài báo đã đăng tải và sẽ đăng tải liên quan đến luận văn 88 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ----------------------- v ThuËt ng÷ viÕt t¾t trong luËn v¨n Chữ viết tắt Nghĩa của từ viết tắt AF Axit Fulvic AH Axit Humic Cu.ts ðồng tổng số Cu.dt1 ðồng dễ tiêu chiết rút bằng dung dịch DTPA Cu.dt2 ðồng dễ tiêu chiết rút bằng dung dịch HCl 0,1N CEC Dung tích hấp thu DTPA Diethylenetriaminpentaaxetic axit (C 14 H 23 O 10 N 5 ) Dung dịch DTPA DTPA (C 14 H 23 N 5 O 10 ) 0,005M + CaCl 2 0.01M + TEA {N(CH 2 CH 2 OH) 3 } 0,1M FAO Tổ chức nông lương của Liên hợp quốc WHO Tổ chức y tế thế giới nnk Những người khác KHM Ký hiệu mẫu ctv Cộng tác viên NXB Nhà xuất bản Pdt Lân dễ tiêu PC Phân chuồng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TPCG Thành phần cơ giới TB Trung bình Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ----------------------- vi Danh sách bảng Bảng 2.1 Các loại đất xám của Việt Nam .3 Bảng 2.2 Ô nhiễm Cu trong đất mặt của một số nớc trên thế giới 8 Bảng 2.3 ả nh hởng của đồng đến năng suất cây cốc 10 Bảng 2.4 Kết quả thí nghiệm bón Cu cho cây mạ ở các mức độ khác nhau. .11 Bảng 2.5 Lợng chứa đồng trong các mẫu chất tạo thành đất .12 Bảng 2.6 Hàm lợng đồng trong một số loại đá mẹ .13 Bảng 2.7 Tổng lợng chứa đồng trong trong một số loại đất .14 Bảng 2.8 Hàm lợng đồng trong một số đất tầng mặt ở một số nớc trên thế giới .16 Bảng 2.9 Hàm lợng đồng di động trong một số loại đất .18 Bảng 2.10 Mức bảo đảm đồng dễ tiêu trong đất đối với cây trồng .19 Bảng 2.11 Mức nhu cầu của cây về phân đồng dựa trên lợng chứa đồng di động trong đất 19 Bảng 2.12 Hàm lợng đồng trong một số loại cây trồng trên đất Secnozem sâu màu 20 Bảng 2.13 Hàm lợng Cu của một số loại phân bón .21 Bảng 2.14 Hàm lợng đồng tổng số và dễ tiêu trong một số loại đất chính ở miền Bắc Việt Nam .23 Bảng 2.15 Hàm lợng đồng trong một số loại đất chính Việt Nam .24 Bảng 2.16 Hàm lợng đồng tổng số trong đất mặt theo hớng và khoảng cách khu vực tái chế đồng ở x Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hng Yên 26 Bảng 2.17 Các dạng liên kết của đồng trong các mẫu đất nghiên cứu. 26 Bảng 2.18 Hàm lợng Cu tổng số trong đất trồng và rau muống vùng Thanh Trì - Hà Nội (mg/kg) .27 Bảng 2.19 Hàm lợng Cu trung bình trong các hợp phần khác nhau ở mạng lới sông thoát nớc thải. 30 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ----------------------- vii Bảng 2.20 Giá trị trung bình của hàm lợng Cu trong các loại trầm tích khác nhau .31 Bảng 2.21 Hàm lợng Cu trong nớc và trầm tích ở các kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh 32 Bảng 2.22 Hàm lợng Cu trong một số loại phân ở miền Bắc Việt Nam .33 Bảng 2.23 Trung bình hàm lợng đồng trong một số cây trồng chính ở miền Bắc Việt Nam 34 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phơng pháp phân tích 36 Bảng 3.2 Hàm lợng Cu áp dụng trong ô thí nghiệm .37 Bảng 4.1 Hàm lợng đồng tổng số trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam .39 Bảng 4.2 Mật độ xắc suất P (%) theo hàm lợng Cu tổng số trong đất 40 Bảng 4.3 Hàm lợng đồng trong một số đất xám bạc màu .42 Bảng 4.4 Thông số về Cu tổng số, năng suất cây trồng và liều lợng phân bón trung bình trong đất xám bạc màu phát triển trên phù sa cổ có tầng loang lổ.43 Bảng 4.5 Hàm lợng đồng dễ tiêu trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam .45 Bảng 4.6 Mật độ xắc suất P (%) theo hàm lợng Cu dễ tiêu trong đất .46 Bảng 4.7 Hàm lợng đồng dễ tiêu trong một số đất xám bạc màu .47 Bảng 4.8 Hàm lợng đồng dễ tiêu chiết rút bởi các dung dịch khác nhau .51 Bảng 4.9 Thống kê các chỉ tiêu vật lý của đất xám bạc màu 52 Bảng 4.10 Thống kê các chỉ tiêu hóa học của đất xám bạc màu 53 Bảng 4.11 Hàm lợng trung bình các dạng Cu và pH KCl trong một số đất xám bạc màu 54 Bảng 4.12 Hàm lợng Cu.dt1, lân dễ tiêu và lợng phân khoáng bón vào đất 57 Bảng 4.13 Một số kết quả phân tích đất trớc thí nghiệm 62 Bảng 4.14 Trung bình hàm lợng đồng tổng số và dễ tiêu tầng đất mặt sau thí nghiệm. 62 Bảng 4.15 Hàm lợng Cu tổng số và dễ tiêu theo chiều sâu phẫu diện đất 63 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ----------------------- viii Danh sách hình Hình 4.1 Hàm mật độ xác suất đồng tổng số trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam theo phân bố Normal. .40 Hình 4.2 Hàm lợng đồng tổng số trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam .41 Hình 4.3 Mối quan hệ giữa hàm lợng Cu tổng số và dễ tiêu 45 Hình 4.4 Hàm mật độ xác suất đồng dễ tiêu trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam theo phân bố Normal 46 Hình 4.5 Hàm lợng đồng dễ tiêu trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam .47 Hình 4.6 Mối quan hệ giữa Cu tổng số và pH KCl trong một số đất xám bạc màu .54 Hình 4.7 Mối quan hệ giữa Cu.dt1 và hàm lợng % sét trong đất 55 Hình 4.8 Mối quan hệ giữa Cu.dt1 và lân dễ tiêu trong đất 56 Hình 4.9 Mối quan hệ giữa Cu.dt1 và CEC trong đất .58 Hình 4.10 Mối quan hệ giữa Cu.dt1 và các bon hữu cơ OC% 59 Hình 4.11 Mối quan hệ giữa Cu.dt1 và axit fulvic 60 Hình 4.12 Mối quan hệ giữa Cu tổng số và Zn tổng số trong đất .61 Hình 4.13 Hàm lợng Cu di chuyển xuống tầng sâu (20-40cm) theo các công thức bón Cu vào đất. 64 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn Thc s khoa hc Nụng nghip ------------------------- 1 1. Mở đầu 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, vấn đề môi trờng ngày càng trở nên bức xúc không chỉ cho sự bảo vệ bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên mà còn cho cả các vấn đề kinh tế-x hội và thơng mại. Ngời ta nói nhiều đến sự nhiễm bẩn các nguồn nớc sạch, nông sản bị nhiễm bẩn do sự tích luỹ quá mức cần thiết chất dinh dỡng khoáng nitrat, thuốc bảo vệ thực vật và kim loại nặng . Đối với môi trờng đất của Việt Nam, vấn đề kim loại nặng đợc đặt ra do quá trình thâm canh và công nghiệp hoá, các làng nghề tái chế kim loại hoặc chất thải công nghiệp và đô thị. Do áp lực về tăng trởng kinh tế và dân số ở Việt Nam, kéo theo nó là sự xuất hiện một loạt các khu đô thị và công nghiệp mới cũng nh việc gia tăng năng suất và sản lợng cây trồng. Điều đó đồng nghĩa với việc môi trờng đất phải gánh chịu một lợng chất thải cũng nh tích luỹ các kim loại nặng ngày càng lớn từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp, chất thải công nghiệp, đô thị ., và sự tích luỹ các chất kim loại nặng này thông qua một số con đờng cụ thể nh: sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, sử dụng nớc thải để tới, sử dụng rác thải và bùn thải làm phân bón, sự tích đọng từ khói bụi trong khí quyển . Các nghiên cứu vấn đề ô nhiễm môi trờng đất do kim loại nặng nói chung và Cu nói riêng ở Việt Nam còn rất ít và khá mới. Hơn nữa, các nghiên cứu về Cu trên từng loại đất với khả năng lan rộng, thấm sâu và mối quan hệ với tính chất lý hoá học trong đất cũng nh quan hệ đất - cây còn rất hiếm và cha đợc làm rõ. Đồng trong đất có ý nghĩa rất quan trọng đối với đời sống thực vật, ở một mức độ vừa phải thì nó là chất dinh dỡng nhng nếu nó tồn tại với nồng độ lớn thì lại rất độc đối với cây trồng. Đồng tồn tại trong đất dới nhiều dạng khác nhau, hấp phụ, liên kết với các hợp chất hữu cơ, vô cơ hoặc tạo thành các chất phức hợp (chelat) và tuỳ theo mức độ tồn tại của từng dạng mà nó ảnh hởng khác nhau đến cây trồng. . trờng đất xám sẽ rất lớn. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài Nghiên cứu đồng (Cu) trong đất bạc màu miền Bắc Việt Nam với. trên đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam. 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Đánh giá đợc thực trạng hàm lợng Cu trong đất xám bạc màu miền Bắc Việt Nam