Đánh giá hiện trạng môi trường đất trồng chè và đề xuất các giải pháp quản lý, sử dụng theo hướng bền vững tại vùng chè đặc sản Tân Cương, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - ĐÀO TIẾN HUÂN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG ĐẤT TRỒNG CHÈ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG THEO HƢỚNG BỀN VỮNG TẠI VÙNG CHÈ ĐẶC SẢN TÂN CƢƠNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐÀO TIẾN HUÂN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG ĐẤT TRỒNG CHÈ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ, SỬ DỤNG THEO HƢỚNG BỀN VỮNG TẠI VÙNG CHÈ ĐẶC SẢN TÂN CƢƠNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Mã số: Khoa học môi trƣờng 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGÔ VĂN GIỚI Hà Nội - năm 2014 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Ngô Văn Giới - Trƣờng Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên giúp định hƣớng nghiên cứu, xây dựng ý tƣởng tận tình hƣớng dẫn tơi thời gian nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp Đồng thời, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô giáo Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội truyền thụ kiến thức quý báu cho tơi suốt q trình học tập Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trƣờng, lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Công nghệ môi trƣờng tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp bên suốt chặng đƣờng đi, động viên, hỗ trợ giúp đỡ để hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2014 Học viên Đào Tiến Huân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các nghiên cứu nƣớc 1.1.1 Các nghiên cứu nước 1.1.2 Các nghiên cứu Việt Nam 1.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 14 1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Thái Nguyên 14 1.2.2 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng chè đặc sản Tân Cương 20 CHƠNG - ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Đối tƣơng nghiên cứu 23 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.3.1 Phương pháp thu thập, kế thừa tài liệu, số liệu 23 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu trường phân tích phịng thí nghiệm: 24 2.3.3 Phương pháp tổng hợp, phân tích đánh giá số liệu: 25 CHƢƠNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1 Hiện trạng môi trƣờng đất khu vực nghiên cứu 26 3.1.1 Hiện trạng số thông số vật lý đất khu vực nghiên cứu 26 3.1.2 Hàm lượng số kim loại nặng đất khu vực nghiên cứu 28 3.1.3 Hàm lượng số thông số dinh dưỡng đất khu vực nghiên cứu 32 3.1.4 Hiện trạng số nhóm vi sinh vật đất khu vực nghiên cứu 37 3.2 Kết nghiên cứu suất chè khu vực nghiên cứu 40 3.3 Các giải pháp quản lý sử dụng đất canh tác chè theo hƣớng bền vững 41 3.3.1 Nhóm giải pháp quản lý 41 3.3.2 Nhóm giải pháp kỹ thuật 42 3.3.3 Sử dụng phương pháp tưới hợp lý 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT DẠNG VIẾT DẠNG ĐẦY ĐỦ TẮT KLN Kim loại nặng BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam VSV Vi sinh vật KHKT NLN Khoa học kỹ thuật nơng lâm nghiệp PT Phúc Trìu PX Phúc Xuân TC Tân Cƣơng 10 MĐPT Mẫu đất Phúc Trìu 11 MĐPX Mẫu đất Phúc Xuân 12 MĐTC Mẫu đất Tân Cƣơng DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Tỷ lệ cấp hạt sét vật lý cát vật lý mẫu đất khu vực nghiên cứu 27 Bảng 3.2: Hàm lƣợng kim loại nặng đất khu vực nghiên cứu (ppm) 28 Bảng 3.3: Hàm lƣợng số chất dinh dƣỡng dạng tổng số dễ tiêu đất khu vực nghiên cứu 33 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1: Cây guột (Gleichenia linearis Clarke) cách tủ gốc chè 43 Hình 3.2: Một số lồi thiên địch sử dụng chè 46 Hình 3.3: Một số loại thuốc trừ sâu sinh học áp dụng chè 48 Hình 3.4: Sử dụng bả sinh học bẫy vật lý nƣơng chè 49 Hình 3.5: Sử dụng tƣới phun mƣa cho chè 50 MỞ ĐẦU Xƣa nay, nói đến trà Việt, ngƣời ta nghĩ đến trà Thái Nguyên Mặc dù diện tích trồng chè đứng thứ nƣớc, nhƣng Thái Nguyên nằm vùng chè lâu đời Việt Nam, với sản phẩm chè có hƣơng vị đặc trƣng mà khơng nơi khác có đƣợc Từ lâu, chè Thái Nguyên đƣợc tôn vinh “đệ danh trà” đất nƣớc Thái Ngun khơng có tiềm phát triển kinh tế cơng nghiệp mà cịn có điều kiện cho chè phát triển chè thực trở thành sản phẩm mang tính đặc thù vùng đất Thái Nguyên Khác với vùng đất trồng chè khác đất nƣớc, chè Thái Nguyên trở thành thƣơng hiệu tiếng đƣợc ngƣời tiêu dùng đánh giá cao Đất Thái Nguyên, đặc biệt vùng chè đặc sản Tân Cƣơng đƣợc coi vùng cung cấp loại chè ngon tiếng Tân Cƣơng Thái Nguyên vùng chè đặc sản, tiếng khơng nƣớc mà cịn có mặt nhiều thị trƣờng khó tính nhƣ Mỹ, Nhật, Pháp, Đài Loan, Trung Quốc, Ấn độ, Cộng hịa Séc, số nƣớc Trung Đơng Sở dĩ Tân Cƣơng có loại chè ngon phần chất đất đƣợc trời phú cho tƣơi tốt có “duyên” với chè Với truyền thống canh tác diễn từ lâu khoảng 50 năm chất lƣợng đất chè nơi có dấu hiệu suy giảm Trong trình thâm canh ngƣời dân thƣờng sử dụng loại phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật… để đảm bảo trì suất chè, hoạt động diễn thời gian dài có tác động lớn tới mơi trƣờng đặc biệt môi trƣờng đất nhƣ ảnh hƣởng tới chất lƣợng sản phẩm chè Hiện tại, có nghiên cứu đánh giá cách tổng hợp trạng môi trƣờng đất nhằm đánh giá trạng tổng thể môi trƣờng đất vùng đặc sản chè Tân Cƣơng xây dựng giải pháp quản lý sử dụng đất canh tác chè theo hƣớng bền vững (VietGAP) Xuất phát từ thực trạng đó, tác giả tiến hành thực đề tài “Đánh giá trạng môi trường đất trồng chè đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng theo hướng bền vững vùng chè đặc sản Tân Cương, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” Đề tài đƣợc thực với mục tiêu sau: - Đánh giá trạng môi trƣờng đất trồng chè vùng chè đặc sản Tân Cƣơng - Xây dựng giải pháp quản lý sử dụng đất canh tác chè theo hƣớng bền vững Hình 3.2: Một số loài thiên địch sử dụng chè 46 - Thuốc trừ sâu sinh học: Có thể sử dụng loại chế phẩm sau  Chế phẩm Lục cƣơng A để phịng trừ xén tóc sâu hại đất  Chế phẩm Nấm Beauveria phòng trƣ̀ rệp sáp , sâu ăn số nấm bệnh đất  Thuốc trừ sâu sinh học Takare EC có hoạt chất Karanijin chiết xuất từ hoa đào Ấn Độ (Derris indica) phòng trừ nhện, bọ trĩ  Thuốc trừ sâu sinh học Anisaf SH-01 để phòng, trừ rầy xanh hại chè (Empoasca flaescens Fabr.& E Onukii Mats.), Bọ xít muỗi (Helopelthis theivora Waterh.), Bọ cánh tơ (Physothrips setiventris Bagn.), Nhện đỏ nâu (Oligonychus coffeae Niet.), Đốm xám (Pestalozia theae Saw), Bệnh phồng chè (Exobasidium vexans Mas.) 47 Hình 3.3: Một số loại thuốc trừ sâu sinh học áp dụng chè 48 - Bả sinh học: Bắt ruồi, bƣớm xua đuổi côn trùng gây hại búp chè - Bẫy vật lý: Bẫy ánh sáng để bắt bƣớm Hình 3.4: Sử dụng bả sinh học bẫy vật lý nƣơng chè 3.3.3 Sử dụng phương pháp tưới hợp lý Mục tiêu: Nhằm bảo vệ nguồn nƣớc, tránh rửa trôi đất trồng chè 49 - Thời gian tƣới: Tƣới vào thời gian từ tháng 11 năm trƣớc đến tháng năm sau sào thời gian có hạn kéo dài 15 ngày - Kỹ thuật tƣới: Tƣới theo phƣơng pháp phun mƣa bề mặt với vịi tƣới di động cố định Hình 3.5: Sử dụng tƣới phun mƣa cho chè 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Qua kết phân tích đánh giá thấy đất trồng chè khu vực nghiên cứu chƣa bị coi ô nhiễm Kim loại nặng (As, Cd, Pb, Hg) nhiên có cảnh báo mẫu MĐPT-2 xóm Khn I, xã Phúc Trìu; mẫu MĐPT-3 xóm Khn II, xã Phúc Trìu mẫu MĐTC-7 xóm Hồng Thái 2, xã Tân Cƣơng Các nhóm vi sinh vật mẫu đất đa số thuộc mức trung bình thấp Quần thể vi khuẩn chiếm chủ yếu sau đến xạ khuẩn, nấm mốc cuối nấm men Đất nghiên cứu có biểu bị chua hóa (pHKCl nằm khoảng 3,7-4,2) Chất hữu mức trung bình, hàm lƣợng kali mức nghèo Có dấu hiệu suy thối đất trồng chè khu vực Tân Cƣơng hàm lƣợng Nitơ tổng số, phốt tổng số mẫu đất nghiên cứu mức giàu - Năng suất chè có thay đổi rõ rệt nƣơng chè có thời gian canh tác sau 50 năm có suất thấp so với nƣơng chè đƣợc canh tác với giống chè trung du (chè ta) Đây dấu hiệu cho thấy phần đất trồng có dấu hiệu bạc mầu, chế độ canh tác khơng cịn hợp lý để chè cho suất tốt Kiến nghị: Để quản lý sử dụng đất canh tác chè theo hƣớng bền vững áp dụng đồng số giải pháp: - Giải pháp quản lý: Ban hành chế, sách phục vụ công tác quản lý, tăng cƣờng nghiên cứu khoa học sử dụng bền vững tài nguyên đất khu vực nghiên cứu đồng thời tăng cƣờng công tác phổ biến, tuyên truyền sử dụng đất hợp lý để phát triển bền vững đến ngƣời dân; - Giải pháp kỹ thuật: Sử dụng vật liệu che phủ, sử dụng kết hợp phân khoáng với phân hữu vi sinh, sử dụng thuốc trừ sâu sinh học, bả thực vật, bẫy vật lý, áp dụng phƣơng pháp tƣới hợp lý 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Thi ̣Ngo ̣c Bin ̀ h, Hà Mạnh Phong (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu rác tủ đến suất, chấ t lượng chè Trung Quố c nhập nội Tạp chí khoa học cơng nghệ nơng nghiệp Việt Nam ,Viê ̣n Khoa ho ̣c nông nghiê ̣p Viê ̣t Nam sớ 3, tr.72-77 Nguyễn Thị Ngọc Bình cộng (2011), Nghiên cứu chuyển giao kỹ thuật chế biến phân hữu vi sinh từ phế phụ phẩm nông nghiệp phục vụ sản xuất chè an tồn Thuộc chƣơng trình/đề tài: Dự án Khoa học Cơng nghệ Nơng nghiệp Viện KHKTNLN Miền núi phía Bắc chủ trì Nguyễn Thị Dần cộng (1974 – 1977), Biện pháp chống hạn cho chè đông xuân (tháng 11 – 4) tủ nilon tồn hàng sơng, tủ nilon gốc chè 50% hàng sông, để cỏ mọc tự nhiên, trồng cỏ stilô hàng sông, với giống chè Trung du gieo hạt 14 tuổi, đất feralit phiến thạch vàng đỏ Gị Trại cũ Viện Nơng hóa Thổ nhƣỡng Lê Quốc Doanh, Nguyễn Văn Bộ, Hà Đình Tuấn (Chủ biên) (2003), Nơng nghiệp vùng cao – Thực trạng giải pháp NXB NN Hà Nội Lê Quốc Doanh, Bùi Huy Hiền, Đậu Quốc Anh (1994), Một số vấn đề HTCT vùng Trung du miền núi Kết nghiên cứu khoa học nông nghiệp 1994 – NXB NN Hà Nội Lê Quốc Doanh, Hà Đình Tuấn, Andre Chabanne (2005), Canh tác đất dốc bền vững (Tái lần có bố sung) NXB NN Hà Nội Trần Thị Thu Huyền, Đặng Văn Minh (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng biện pháp giữ ẩm cho đất tới suất chè vụ đông chất lượng đất Tạp chí Khoa học Đất, số 28 Nguyễn Mỹ Hoa cộng (2008), Đánh giá chất lượng phân hữu vi 52 sinh – vi sinh ủ từ nguồn phế thải thực vật nông thôn, Tạp chí Khoa học đất, Số 30/2008, trang 26 – 29 Lê Tất Khƣơng (1997), Đại học Nông lâm Thái Nguyên Nghiên cứu biện pháp kỹ thuật nâng cao suất, chất lượng chè vụ đông xuân Bắc Thái 10 Đinh Thị Ngọ (1996), Nghiên cứu ảnh hưởng phân xanh, phân khoáng đến sinh trưởng, phát triển, suất chất lượng chè đất đỏ vàng Phú Hộ, Luận án phó tiến sỹ khoa học nông nghiệp 11 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (1996), Phương pháp phân tích Đất, Nước, Phân bón, Cây trồng, Nhà xuất giáo dục 12 Lê Thị Nhung cộng (2000), Nghiên cứu thực tiễn giữ ẩm – tưới nước cho chè giai đoạn: 1945 – 1999 Viện Nghiên cứu Chè 13 Nguyễn Hữu Phiệt (1967), Tác dụng kỹ thuật tủ chè kinh doanh đất phiến thạch phù sa cổ NTQD Tân Trào Trường Trung cấp Nông lâm Tuyên Quang, Bộ Nông trƣờng 14 Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên (1999), Đất đồi núi việt nam thoái hoá phục hồi, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, trang 291 - 291 15 Nguyễn Văn Tồn, Nguyễn Thị Ngọc Bình (2006), Ảnh hưởng kỹ thuật tủ rác, tưới nước đến suất, chất lượng, hiệu sản xuất chè an toàn Thái Nguyên Trong: Kết Nghiên cứu Khoa học Chuyển giao Công nghệ giai đoạn 2001 – 2005, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, trang 59 – 64 16 Nguyễn Văn Tồn, Nguyễn Thị Ngọc Bình (2007), Hiê ̣u quả sử dụng phân lân hữu sinh học sông Gianh sản xuấ t chè an toàn Tạp chí khoa học cơng nghệ nơng nghiệp Việt Nam ,Viê ̣n Khoa ho ̣c nông nghiê ̣p Viê ̣t Nam sớ 4, tr.96-100 53 17 Hà Đình Tuấn, Lê Quốc Doanh cộng (2006), Nghiên cứu, áp dụng biện pháp che phủ đất phục vụ phát triển nông nghiệp bền vững vùng cao Trong: Kết Nghiên cứu Khoa học Chuyển giao Công nghệ giai đoạn 2001 – 2005 Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, trang 255 – 267 18 Viện KHKT Nông Lâm Nghiệp miền núi phía Bắc (2006), Nghiên cứu, sản xuất chè an toàn chất lượng cao Thuộc chƣơng trình/đề tài: Nghiên cứu giải pháp KHCN, tổ chức sản xuất quản lý để sản xuất nông sản thực phẩm an toàn chất lƣợng cao 19 Viện KHKT Nơng nghiệp Việt Nam, Chƣơng trình Sơng Hồng (2000), Nghiên cứu phát triển nông nghiệp vùng miền núi – NXB NN Hà Nội 20 http://ebook.moet.gov.vn, Thực tập đánh giá đất 21 http://www.ebook.edu.vn, Nông – lâm nghiệp Tiếng anh: 22 Anja B and Alain A (2005), Soil and Water Conservation and crops rotaion with Leguminous shrubs- Acase of study on Runoff and Soil loss under natural rainfall Western Kenya Proceedings of the III World Congress on Conservation Agriculture Nairobi, Kenya: 3-7 October 2005 23 Benchaphun Ekasingh; Chapika S; Jirawan K; Pornsiri S (2007), Competitive Commercial Agriculture in the Northeast of Thailand 24 Bhupen K Baruah, Bhanita Das, Chitrani Medhi, and Abani K Misra1 (2013), Fertility Status of Soil in the Tea Garden Belts of Golaghat District, Assam, India Journal of Chemistry, Volume 25 Hussion, O.; Lienhard, P and Seguy, L (2001) Development of direct sowing and mulching techniques as alternatives to slah-and-burn 54 systems in Northern Vietnam Proceedings of the I World Congress on Conservation Agriculture, Madrid 26 Lal R (1977), Soil management systems and erosion control In: Soil Conservation and Management in the Humid Tropics Ed by D.J.Greenland and R.Lal PP: 93-97 International Book Distributors, Dehra Dun, India, First Indian Reprint 1989 27 Landers, J N; Clay, J and Weiss, J (2005), Five case studies: Integrated crop/livestock ley farming with zero tillage-the win-win-win strategy for sustainable farming in the tropics Proceedings of the III World Congress on Conservation Agriculture, Nairobi, Kenya 28 Rolf Derpsch (2005) The extent of Conservation Agriculture adoption worldwide: Implications and impact Proceedings of the III World Congress on Conservation Agriculture Nairobi, Kenya 29 Senapati B K., P Lavelle, P K Panigrahi, S Giri and G G Brown (2002), restoring soil fertility and enhancing productivity in Indian tea plantations with earthworms and organic fertilizers In: Soil biodiversity management for sustainable and productive agriculture: lessons from case studies food and agriculture organization of the united nations, Rome, pp.11 – 12 30 W A J M De Costa, P Surenthran, K B Attanayake (2005), Treecrop interactions in hedgerow intercropping with different tree species and tea in Sri Lanka: Soil and plant nutrients Agroforestry Systems June 2005, Volume 63, Issue 3, pp 211-218 31 Wang Hui-Hai, Sha Li-Qing, Yang Xiao-Dong (2006) Effects of rice straw mulch on ecological environment of soil in organic tea plantation Chinese Journal of Eco-Agriculture, Vol 2006-04 55 PHỤ LỤC Ảnh 1: Ngày 01/07/2014 lấy mẫu đất nƣơng Chè nhà Ông Mai Văn Tiên, xóm Cây De, xã Phúc Trìu, thành phố Thái Nguyên Tọa độ:N 21o33'.591'' – E 105o44'.983'' Ảnh 2: Ngày 01/07/2014 lấy mẫu đất nƣơng Chè nhà Ông Trần Xuân Trƣờng, xóm Giữa II, xã Phúc Xuân, thành phố Thái Nguyên Tọa độ: N 21o34'.648'' – E 105o45'.644'' Ảnh 3: Ngày 01/07/2014 lấy mẫu đất nƣơng Chè nhà Ơng Lê Văn Tốn, xóm Hồng Thái 2, xã Tân Cƣơng, thành phố Thái Nguyên Tọa độ: N 21o32'.953'' – E 105o 45'.237'' Ảnh 4: Ảnh điều tra, vất nông hộ Ảnh 5: Công đoạn nghiền mẫu đất phịng thí nghiệm Ảnh 6: Cơng đoạn chiết mẫu đất phịng thí nghiệm Ảnh 7: Cơng đoạn chiết mẫu đất phịng thí nghiệm Ảnh 8: Cơng đoạn phân tích mẫu đất phịng thí nghiệm