Nghiên cứu đặc điểm sinh địa hóa vùng đất tại ba vì (hà nội) và hướng hóa (quảng trị) đối với sự phát triển cây cọc rào (jatropha curcas)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Duyên NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH ĐỊA HĨA VÙNG ĐẤT TẠI BA VÌ (HÀ NỘI) VÀ HƢỚNG HÓA (QUẢNG TRỊ) ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CÂY CỌC RÀO (Jatropha curcas) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Duyên NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH ĐỊA HÓA VÙNG ĐẤT TẠI BA VÌ (HÀ NỘI) VÀ HƢỚNG HĨA (QUẢNG TRỊ) ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CÂY CỌC RÀO (Jatropha curcas) Chun ngành: Khống vật học Địa hóa học Mã số: 60440205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Hà Nội – 2014 Luận văn Thạc sĩ Khoa học LỜI CẢM ƠN Học viên trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Hồng Hà, mơn Địa chất Môi trường, khoa Địa chất hướng dẫn nhiệt tình để học viên hồn thành luận văn cách tốt Học viên xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể thầy khoa Địa chất suốt năm học vừa qua truyền đạt kiến thức quý báu để học viên ngày hôm Nhân đây, học viên xin cảm ơn tập thể cán bộ, thầy cô anh chị Trung tâm Nghiên cứu Biển Đảo, Phịng Thí nghiệm Thổ nhưỡng (Khoa Mơi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên), Trung tâm Lưu trữ Địa chất giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho Học viên hoàn thành thí nghiệm thu thập tài liệu nghiên cứu Học viên Nguyễn Thị Duyên HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan Cọc rào 1.2 Tổng quan nghiên cứu Cọc rào 1.3 Chu trình sinh địa hóa 11 1.3.1 Chu trình sinh địa hóa đồng (Cu) 11 1.3.2 Chu trình sinh địa hóa kẽm (Zn) 14 1.3.3 Chu trình sinh địa hóa mangan (Mn) 16 1.4 Giới thiệu khái quát khu vực nghiên cứu 17 1.4.1 Điều kiện tự nhiên khu vực Ba Vì (Hà Nội) 17 1.4.2 Điều kiện tự nhiên khu vực Hướng Hóa (Quảng Trị) 20 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Phương pháp tổng hợp kế thừa tài liệu 23 2.2 Phương pháp khảo sát thực địa lấy mẫu 23 2.3 Phương pháp xử lý phân tích mẫu 24 2.3.1 Mẫu đất 24 2.3.2 Mẫu Cọc rào 27 2.4 Phương pháp xử lý số liệu 27 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Đặc điểm sinh địa hóa vùng đất khu vực Ba Vì 28 3.1.1 Đặc điểm vỏ phong hóa khu vực Ba Vì 28 3.1.2 Đặc điểm môi trường đất khu vực Ba Vì 29 HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 3.1.3 Hàm lượng Cu, Mn Zn Cọc rào hệ số tích lũy sinh học 35 3.2 Đặc điểm sinh địa hóa vùng đất khu vực Hướng Hóa 36 3.2.1 Đặc điểm vỏ phong hóa khu vực Hướng Hóa 36 3.2.2 Đặc điểm môi trường đất khu vực Hướng Hóa 37 3.2.3 Hàm lượng Cu, Mn Zn Cọc rào hệ số tích lũy sinh học 40 3.3 Ảnh hưởng điều kiện sinh địa hóa khu vực Ba Vì Hướng Hóa phát triển Cọc rào 42 3.3.1 Hiện trạng phát triển Cọc rào hai khu vực nghiên cứu Ba Vì Hướng Hố 42 3.3.2 Ảnh hưởng điều kiện sinh địa hóa khu vực nghiên cứu phát triển Cọc rào 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 57 HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây hạt Cọc rào khu vực Hướng Hóa .4 Hình 1.2 Các cơng dụng lượng Cọc rào Hình 1.3 Chu kỳ tồn cầu Cu (102 Cu 102 Cu/năm) 15 Hình 1.4 Địa điểm khu vực nghiên cứu .18 Hình 2.1 Lấy mẫu đất khu vực Ba Vì Hướng Hóa 23 Hình 3.1 Hàm lượng Mn mẫu đất khu vực nghiên cứu 32 Hình 3.2 Hàm lượng Cu mẫu đất khu vực nghiên cứu 33 Hình 3.3 Hàm lượng Zn mẫu đất khu vực nghiên cứu 33 Hình 3.4 Sự phát triển Cọc rào Ba Vì 43 Hình 3.5 Sự phát triển Cọc rào Hướng Hoá 43 HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng Cu, Mn, Zn môi trường đất đá (ppm) .12 Bảng 1.2 Hàm lượng Cu, Mn Zn thực vật môi trường nước (ppm) .13 Bảng 1.3 Nhiệt độ lượng mưa trung bình tháng năm 2012 huyện Ba Vì 19 Bảng 3.1a Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Ba Vì 30 Bảng 3.1b Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Ba Vì 31 Bảng 3.1c Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Ba Vì 31 Bảng 3.2 Hàm lượng nguyên tố Cu, Zn, Mn (mg/kg khô) Cọc rào 35 Bảng 3.3 Hệ số tích lũy sinh học nguyên tố Cu, Zn, Mn Cọc rào 36 Bảng 3.4a Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Hướng Hóa 38 Bảng 3.4b Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Hướng Hóa 39 Bảng 3.4c Đặc trưng số tiêu vật lý – hóa học mơi trường đất khu vực Hướng Hóa 40 Bảng 3.5 Hàm lượng nguyên tố kim loại Cu, Zn, Mn (mg/kg khô) Cọc rào 41 Bảng 3.6 Hệ số tích lũy sinh học nguyên tố Cu, Zn, Mn Cọc rào 41 Bảng 3.7 Đánh giá chung tiêu thổ nhưỡng khu vực Ba Vì 45 Bảng 3.8 Đánh giá chung tiêu thổ nhưỡng khu vực Hướng Hoá 45 Bảng 3.9 Đánh giá mức độ tương thích nhu cầu sinh thái Cọc rào hai khu vực nghiên cứu 46 HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học MỞ ĐẦU Sự khai thác sử dụng mức nguồn nhiên liệu hóa thạch vào cuối kỷ 20 khiến trữ lượng chúng giảm mạnh, đồng thời góp phần làm gia tăng ô nhiễm môi trường gây nên tượng nóng lên tồn cầu Trong bối cảnh đó, nhiều quốc gia nỗ lực tìm kiếm loại lượng thân thiện với môi trường lượng sinh học nguồn lượng đặc biệt ý Việc trồng loại lấy dầu, đặc biệt Cọc rào (Jatropha curcas) để sản xuất dầu sinh học giải pháp nhiều quốc gia lựa chọn Ngồi ra, với đặc tính thích ứng với vùng đất cằn cằn cỗi, suy thối, vùng hoang hóa, đất cát khơ hạn, Cọc rào cịn trồng để góp phần cải tạo mơi trường đất Cây Cọc rào có nguồn gốc từ Mehico Trung Mỹ, trồng rộng rãi giới, nước Ấn Độ, Trung Quốc, Indonexia, Thái Lan, Malayxia, Myanma, Madagasca, Zambia, Ghana, Brazil… Rất nhiều cơng trình tập trung nghiên cứu hàm lượng dầu hạt Cọc rào, khả hiệu chiết xuất dầu từ Cọc rào, điều kiện ảnh hưởng đến phát triển sản lượng cây, khả sử dụng vào nhiều mục đích khác cải tạo đất, xử lý ô nhiễm môi trường, chữa bệnh… Tại Việt Nam, việc nghiên cứu phát triển Cọc rào để sản xuất dầu diesel sinh học đặc biệt ý sau đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến 2025” Phó Thủ tướng phê duyệt “Nghiên cứu, phát triển sử dụng sản phẩm Cọc rào (Jatropha curcas) Việt Nam giai đoạn 2008 – 2015 tầm nhìn đến 2025” Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn phê duyệt Các nghiên cứu Cọc rào tập trung vào số vấn đề khả sản xuất diesel sinh học, đặc tính thực vật cây, biến động suất hàm lượng dầu hạt, biện pháp kỹ thuật thâm canh Mặc dù Cọc rào phát mọc tự nhiên nhiều vùng sinh thái khác vùng trung du miền núi phía Bắc, vùng Bắc Trung Bộ, vùng duyên hải Nam Trung Bộ, HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hồng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học vùng Đơng Nam Bộ, kết trồng thử nghiệm cho thấy trồng vùng sinh thái khác có sản lượng hạt khác Bên cạnh đó, phần lớn trồng vùng trung du miền núi phía Bắc sinh trưởng kém, tỷ lệ chết cao, sản lượng thấp… Nhận thấy, đặc điểm sinh địa hóa vùng đất trồng có vai trị quan trọng đến phát triển cây, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì (Hà Nội) Hƣớng Hóa (Quảng Trị) phát triển Cọc rào (Jatropha curcas)” với mục tiêu nhiệm vụ sau: Mục tiêu: Đánh giá đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì Hướng Hóa phát triển Cọc rào Nhiệm vụ: Điều tra, thu thập tài liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên, địa chất, khí hậu khu vực Ba Vì Hướng Hóa; Tổng quan nghiên cứu Cọc rào giới Việt Nam; đặc điểm sinh thái Cọc rào; Nghiên cứu đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì Hướng Hóa; Nghiên cứu chu trình sinh địa hóa số nguyên tố vi lượng cần thiết (Cu, Mn, Zn) phát triển Cọc rào; Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng điều kiện sinh địa hóa đến phát triển Cọc rào HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan Cọc rào Cây Cọc rào có tên khoa học Jatropha curcas, thuộc chi Cọc rào, họ Thầu dầu Cây Cọc rào có nguồn gốc từ Mexico Trung Mỹ (Benge Officer, 2006) Sau người Bồ Đào Nha mang qua Cape Verde, Cọc rào lan truyền sang châu Phi, từ trồng nhiều nước trở thành địa khắp nước nhiệt đới, cận nhiệt đới toàn giới Ấn Độ, Trung Quốc, Indonexia, Malayxia, Philipin, Thái Lan, Nam Phi Cây Cọc rào có mặt Việt Nam từ trước kỉ XIV Cây Cọc rào mọc hoang dại nhiều vùng sinh thái khác như: vùng trung du miền núi phía Bắc (Lào Cai, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hịa Bình, Lạng Sơn); vùng Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Quảng Trị); vùng duyên hải Nam Trung Bộ (Ninh Thuận, Bình Thuận, Khánh Hịa); vùng Đơng Nam Bộ (Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Lâm Đồng) (Bộ Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn, 2008) Hiện trồng rải rác nhiều địa phương Đồng Nai, Đắc Lắc, Ninh Thuận, Bình Thuận, Phú Thọ, Quảng Trị… (Lê Quốc Huy nnk, 2008) Cây Cọc rào bụi với nhánh lan rộng, phát triển lên đến 20 m điều kiện thuận lợi (Benge Officer, 2006) Cây nhân giống từ hạt thường có năm rễ, có gốc rễ bốn rễ phụ Cây nhân giống phương pháp hom thường phát triển rễ phụ rễ dài 1/2 1/3 chiều dài rễ thơng thường Cây sống 30 – 50 năm nên trồng loại công trồng lần đầu cho thu hoạch năm sau (Nguyễn Công Tạn, 2008) Thân Cọc rào có màu xám trắng, vỏ mịn, có mủ Lá lớn có màu xanh nhạt xếp theo kiểu so le Cây có chế rụng vào mùa đông Bằng cách này, sống nhiều tháng với hàm lượng nước tối thiểu thể Hoa loài theo cụm hình thành nách Cây thường hoa vào cuối mùa nóng với kiểu hoa đơn tính đơi có hoa lưỡng tính Nếu HV: Nguyễn Thị Duyên NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 3.3.2 Ảnh hƣởng điều kiện sinh địa hóa khu vực nghiên cứu phát triển Cọc rào Chất lượng đất quy định nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm: loại đất, độ sâu tầng đất, hàm lượng mùn, độ pH, kết cấu đất, N, K, P… (WeiGuang nnk, 2009) Cây phát triển tốt lớp đất dày 50 – 75 cm với hàm lượng mùn dao động từ 3,5 – 5%, song độ dày thích hợp đất phát triển phải ≥ 75 cm lượng mùn đất phải ≥ 5% (WeiGuang nnk, 2009) Khu vực có nhiều đất sét khơng phù hợp với Cọc rào khơng thích hợp với điều kiện ngập nước Nồng độ pH đất tốt nên mức từ 6,0 đến 8,0/8,5, đất chua ảnh hưởng nhiều tới tích luỹ chất dinh dưỡng đất, từ ảnh hưởng tới phát triển Qua phân tích cụ thể mục trên, ta có bảng tổng kết 3.7 3.8 Theo đó, đa số tiêu vật lý hóa học môi trường đất “Không đạt”, “Nghèo” “Thấp” Nhưng quan trọng tiêu hàm lượng dễ tiêu nguyên tố đa lượng nguyên vi lượng Hàm lượng Kdt giàu Ba Vì nghèo Hướng Hố; Ndt giàu Ba Vì đạt trung bình Hướng Hố; Pdt hai khu vực mức nghèo Nhìn chung, ta kết luận đất khu vực Ba Vì Hướng Hố xấu, bạc màu Điều cho thấy khả phát triển Cọc rào điều kiện môi trường đất khơng thuận lợi Điều kiện thổ nhưỡng cản trở đến sinh trưởng tự nhiên Do đó, để cải thiện sinh trưởng cần sử dụng biện pháp nơng nghiệp, đặc biệt bón phân tưới tiêu nước Trong đất hàm lượng Mn thấp, Zn cao, riêng Cu cao Ba Vì thấp Hướng Hố Ngồi ra, dựa vào kết phân tích hàm lượng Cu, Mn, Zn Cọc rào trạng phát triển Cọc rào hai khu vực nghiên cứu học viên thấy rằng: kết chưa đủ sở để nhận định tương quan hàm lượng nguyên tố Cu, Mn, Zn đất với phát triển Chỉ có biểu Zn vàng, rụng sớm, cành nhiều q Tuy nhiên, biểu tượng thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến phát triển HV: Nguyễn Thị Duyên 44 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học Bảng 3.7 Đánh giá chung tiêu thổ nhƣỡng khu vực Ba Vì Số mẫu xếp loại TT Chỉ tiêu 10 11 12 TPCG Độ xốp pHKCl Nts Ndt Pts Pdt Kts Kdt Cu Mn Zn Nghèo/thấp TB Giàu/ Cao 0 10 6 11 11 2 11 Không đạt Đạt Đánh giá chung 10 (chua) - - Không đạt Không đạt Khơng đạt Trung bình Giàu Giàu Nghèo Nghèo Giàu Trung bình Thấp Cao Nguồn: Bộ Tài ngun Mơi trường, 2012 Bảng 3.8 Đánh giá chung tiêu thổ nhƣỡng khu vực Hƣớng Hoá Số mẫu xếp loại TT Chỉ tiêu 10 11 12 TPCG Độ xốp pHKCl Nts Ndt Pts Pdt Kts Kdt Cu Mn Zn Nghèo/thấp TB Giàu/ Cao - - - 9 10 10 7 3 0 0 Không đạt Đạt Đánh giá chung 10 10 (chua) - 0 - Không đạt Không đạt Khơng đạt Nghèo Trung bình Nghèo Nghèo Nghèo Trung bình Thấp Thấp Cao Nguồn: Bộ Tài ngun Mơi trường, 2012 HV: Nguyễn Thị Duyên 45 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học Bảng 3.9 Đánh giá mức độ tƣơng thích nhu cầu sinh thái Cọc rào hai khu vực nghiên cứu Nhu cầu sinh thái Nhiệt độ trung bình năm (0C) Lượng mưa trung bình năm (mm) Độ dốc Độ cao địa hình (m) Loại đất Yêu cầu Cọc rào Tiêu chuẩn đánh giá Phù hợp Không Tương đối Khoảng Khoảng tối phù hợp phù hợp dao động ưu Điều kiện khu vực nghiên cứu Ba Vì Hướng Hố ≤ 70 17 – 20 20 – 28 23,4 – 26,2 23,3 24,9 ≤ 300 600 – 900 1207 – 3121 1207 – 2001 1708,2 2350 ≥ 250 150 – 250 ≤ 150 3-8 - 15 – 500 m 20 – 40 504 Đất cát, pH= 6,0 – 8,0/8,5 pH=3,76 pH=4,39 ≥ 75 90 100 3,07 1,4 Đất ngập nước đất sét Độ sâu đất (cm) ≤ 30 50 – 75 Độ mùn (%) ≤ 1.5 2,5 – 3,5 3,5 – ≥5 Nguồn: Maes nnk, 2007; Achten, 2008; Brittaine Lataladio, 2010; Gour, 2006; FACT, 2007 Mặc dù Cọc rào có biên độ sinh thái rộng thích nghi với điều kiện khắc nghiệt (vùng đất cằn cằn cỗi, suy thối, vùng hoang hóa, đất cát khơ hạn), nhiên để phát triển tốt suất hạt, tỷ lệ dầu hạt cao đòi hỏi yêu cầu sinh thái định nhiệt độ, nước, độ ẩm, ánh sáng, chất dinh dưỡng (Bảng 3.9) Nhiệt độ trung bình, lượng mưa trung bình hàng năm, độ ẩm trung bình Ba Vì 23,30C, 1.708,2 mm/năm 84 %, Hướng Hóa 24,90C, 2350 mm/năm 85 % Các điều kiện địa hình ảnh hưởng lớn đến phân bố khả phát triển trồng Các yếu tố liên quan đến địa hình hướng sườn, độ dốc, độ cao địa hình Khu vực nghiên cứu Ba Vì có độ cao khoảng 20 – 40 m so với mực nước biển với độ dốc từ 30 – 80; khu vực nghiên cứu Hướng Hóa có độ cao khoảng 504 m so với mực nước biển với độ dốc – 150 HV: Nguyễn Thị Duyên 46 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học Dựa vào Bảng 3.9, ta thấy Cọc rào hai khu vực nghiên cứu phát triển nhiệt, lượng mưa, độ cao địa hình, độ dốc tương đối phù hợp với đặc điểm sịnh thái Tuy nhiên khu vực Ba Vì, mùa đơng thường xảy tượng sương mù, tháng thường lạnh có nhiệt độ giảm xuống 8,4 oC; riêng khu vực Hướng Hố tháng nóng rơi vào tháng tháng 7, nhiệt độ có lên tới 42 oC, tháng lạnh rơi vào tháng (nhiệt độ trung bình thấp 17 oC, ngày lạnh khoảng 7,7 oC), điều ảnh hưởng lớn đến khả phát triển thời gian hoa, kết cây, ảnh hưởng đến suất trồng Qua việc đánh giá “Ảnh hưởng điều kiện sinh địa hóa khu vực nghiên cứu phát triển Cọc rào” bao gồm đánh giá ảnh hưởng môi trường đất, nguyên tố vi lượng, yếu tố khí hậu phát triển Cọc rào, học viên thấy rằng: nhìn chung, kết nghiên cứu luận văn cho thấy đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì (Hà Nội) Hướng Hóa (Quảng Trị) khơng phù hợp phát triển Cọc rào Nhìn chung, đất hai khu vực nghiên cứu nghèo chất dinh dưỡng có thượng thiếu hụt Cu, Mn lại thừa Zn Tuy nhiên, thiếu hụt dư thừa hàm lượng nguyên tố vi lượng đa lượng đất bổ sung điều chỉnh qua trình canh tác, bón phân Vậy yếu tố ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển tối đa cho Cọc rào yếu tố khí hậu Mặc dù nhiệt độ dao động, lượng mưa trung bình năm, địa hình, độ dốc khu vực Ba Vì Hướng Hố tương đối phù hợp với phát triển số tượng thời tiết cực đoan nêu làm gián đoạn tới q trình phát triển cây, có tượng vàng rụng sớm, từ ảnh hưởng tới suất trồng Điều hoàn toàn phù hợp với kết trồng thử nghiệm thực tế cho thấy trồng khu vực thuộc vùng trung du miền núi phía Bắc tỉnh Lào Cai (Sa Pa), Lai Châu (Tam Đường, Sìn Hồ, thị xã Lai Châu), Điện Biên (thành Phố Điện Biên), Sơn La (Thuận Châu, Yên Châu, thị xã Sơn La), Hịa Bình (Lạc Thủy, Hương Sơn, Lương Sơn), Lạng Sơn (Chi Lăng, Lộc Bình, Mẫu Sơn, Tân Thanh) sinh trưởng kém, sản lượng kém… HV: Nguyễn Thị Duyên 47 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học (Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, 2010) Tại Việt Nam năm 2010, tổng số 3.358,8 trồng Cọc rào (bao gồm nhiều giống khác nhau), có tới 2.473 đất trồng Cọc rào Công ty Núi Đầu trồng Tràng Định (Lạng Sơn) cho thấy phần lớn sinh trưởng kém, non (trồng từ hạt) bị sâu bọ cắn, phá, tỷ lệ chết nhiều (Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn, 2010) Trong đó, trồng đất hoang hóa, bạc màu Khánh Hịa, Ninh Thuận, Tây Ninh có tỷ lệ sống đạt 95%, phát triển tốt so với trồng phía bắc Ngồi ra, theo nhận định Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn (2008), phần lớn đất trồng Cọc rào Việt Nam đất hoang hóa, bạc màu Sự khác biệt từ nghiên cứu cho thấy điều kiện khí hậu nguyên nhân dẫn đến khác biệt phát triển Cọc rào nước ta Tuy nhiên, nghiên cứu phạm vi luận văn kết bước đầu Để làm sáng tỏ vùng đất trồng Cọc rào với mục đích lấy dầu cải tạo đất cần phải có nghiên cứu sâu nhiều vùng sinh thái khác nhau, so sánh với Cọc rào trồng mọc tự nhiên Bên cạnh đó, kết nghiên cứu Phạm Phú Thịnh nnk (2009) cho thấy với giống (Ấn Độ) điều kiện canh tác, Cọc rào trồng Đơng Nam Bộ có sản lượng hạt cao so với trồng duyên hải miền Trung (1.705 kg/ha so với 314 kg/ha) HV: Nguyễn Thị Duyên 48 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đất tầng mặt khu vực trồng Cọc rào Ba Vì Hướng Hóa có dung tích hấp phụ thấp, dung lượng cation trao đổi thấp, đất có độ xốp thấp không đáp ứng yêu cầu với tầng đất canh tác Về đặc tính hóa học, đất chua; hàm lượng Kali tổng số nghèo, hàm lượng Nitơ tổng số đạt nghèo đến trung bình, hàm lượng Phốtpho tổng số giàu Ba Vì nghèo Hướng Hóa; hàm lượng Nitơ dễ tiêu giàu Ba Vì đạt trung bình Hướng Hoá; hàm lượng Kali dễ tiêu đạt trung bình Hướng Hóa, giàu Ba Vì; Phốtpho dễ tiêu hai khu vực nghèo Kết phân tích hàm lượng Cu, Mn, Zn đất hai khu vực có tượng thừa Zn, thiếu Mn, riêng Cu đủ Ba Vì thiếu Hướng Hóa Nhìn chung hàm lượng Mn, Cu Zn Ba Vì lớn Hướng Hóa Hàm lượng Cu Cọc rào mức đủ, thừa Mn thiếu Zn Sự tích lũy sinh học Cọc rào Ba Vì Hướng Hóa theo quy luật Mn > Cu > Zn Ngoài ra, hệ số tích lũy sinh học nguyên tố Mn, Cu Zn khu vực Hướng Hóa cao nhiều so với khu vực Ba Vì Kết ảnh hưởng tổng độ xạ khu vực Hướng Hóa lớn khu vực Ba Vì Cây Cọc rào trồng khu vực Hướng Hóa phát triển tốt khu vực Ba Vì; nhiên, mức độ phát triển Cọc rào khu vực gây trồng không đồng đều, sinh khối chưa cao, đến thời kỳ kết lượng Hướng Hóa Ba Vì chưa có Sự khác biệt sinh khối hai khu vực điều kiện nhiệt độ, lượng mưa, tổng xạ nhiệt ảnh hưởng đến mức độ linh động di chuyển nguyên tố đa lượng vi lượng Kết nghiên cứu cho thấy đặc điểm sinh địa hoá hai khu vực nghiên cứu khơng thích hợp cho phát triển Cọc rào Cần phải có nghiên cứu chi tiết hơn, quy mô rộng với nhiều vùng sinh thái khác để làm sáng tỏ vùng đất thích hợp để thử nghiệm phát triển Cọc rào Việt Nam HV: Nguyễn Thị Duyên 49 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 177/2007/QĐ-TTg Quyết định Thủ tướng Chính phủ việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” Đỗ Văn Ái, 2012 Địa chất sinh thái, NXB Giáo Dục Lê Huy Bá, 2000 Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia TP HCM Đào Đình Bắc, 1997 Địa Mạo – Thổ Nhưỡng định hướng sử dụng đất khu vực Ba Vì – Sơn Tây, Tạp chí Khoa học Đất, số 9, trang 11 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, 2008 Quyết định số 1842/QĐ-BNNLN việc Phê duyệt đề án “Nghiên cứu, phát triển sử dụng sản phẩm cọc rào (Jatropha Curcas L.) Việt Nam giai đoạn 2008 – 2015 tầm nhìn đến năm 2025” Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn, 2010 Báo cáo số 3435/BNN-TCLN tình hình nghiên cứu phát triển Cọc rào (Jatropha curcas L.) Việt Nam Bộ Tài nguyên Môi trường, 2012 Thông tư số 14/2012/TT-BTNMT quy định kỹ thuật điều tra thối hóa đất Nguyễn Dược, 1968 Thổ nhưỡng sản xuất nông nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội Vũ Mạnh Điền, 1997 Báo cáo Địa chất Khống sản, nhóm tờ Hướng Hóa, tỷ lệ 1:50.000 10 Fridland, 1972 Đất vỏ phong hóa nhiệt đới ẩm, NXB Khoa học Kỹ thuật, 315 11 Nguyễn Xuân Hiền, Vũ Minh Kha, Nguyễn Văn Uyển, Nguyễn Thị Xuân, Vũ Hữu Yêm, 1977 Nguyên tố vi lượng trồng trọt, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 12 Lê Quốc Huy, Ngô Thị Thanh Huệ, Nguyễn Thu Hương, 2008 Kết bước đầu nghiên cứu gây trồng phát triển Cọc rào cho sản xuất dầu diesel sinh học Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Sinh học Lâm nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam HV: Nguyễn Thị Duyên 50 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 13 Lê Văn Khoa, 2000 Đất môi trường, NXB Giáo Dục 14 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh, 2001 Phương pháp phân tích Đất – Nước – Phân bón – Cây trồng, NXB Giáo dục, Hà Nội 15 Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp, Trịnh Thị Thanh, 1996 Hóa học nơng nghiệp, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Hoàng Ngọc Kỷ, 2005 Bản đồ Địa Chất Khoáng sản, tờ Hà Nội, tỷ lệ 1:200.000 17 Đặng Mai, 1994 Đặc điểm địa hóa – khống vật vỏ phong hóa vùng Hà Nội phụ cận, Luận án tiến sỹ Địa lý – Địa chất, Hà Nội 18 Đặng Mai, 2004 Địa hoá học, NXB Hà Nội 19 Mai Trọng Nhuận, 2001 Địa hóa Mơi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 20 Nguyễn Công Tạn, 2008 Năng lượng sinh khối Diesel sinh học Jatropha (Cọc rào), Đại học Thành Tây 21 Tống Duy Thanh, Vũ Khúc, Đặng Trần Huyên, Đoàn Nhật Trưởng, Đỗ Bạt, Nguyễn Địch Dỹ, Nguyễn Hữu Hùng, Phạm Huy Thông, Phạm Kim Ngân, Tạ Hòa Phương, Trần Hữu Dần, Trần Tất Thắng, Trần Văn Trị, Trịnh Văn Long, 2005 Các phân vị địa tầng Việt Nam, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 22 Phạm Phú Thịnh, Thái Nguyễn Quỳnh Thư, Nguyễn Đăng Phú, Hà Văn Hân, Ngô Thị Lam Giang, Lại Văn Sấm, 2009 Nghiên cứu phát triển Jatropha làm nguyên liệu sản xuất dầu biodiesel, Viện nghiên cứu dầu có dầu 23 Đặng Trung Thuận, 2005 Địa hóa môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 24 Phan Tuấn Triều, 2009 Tài nguyên Môi trường, Đại học Bình Dương 25 Trần Đăng Tuyết, 1989 Báo cáo Địa chất, Nhóm tờ Hà Đơng – Hịa Bình, tỷ lệ 1:50.000 HV: Nguyễn Thị Duyên 51 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 26 Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp, 2003 Thuyết minh đồ Quảng Trị 27 Nguyễn Thành Vạn, Ngô Quang Toàn, Mai Trọng Nhuận, 1995 Các kiểu vỏ phong hoá miền Bắc Việt Nam, Địa chất Khoáng sản Dầu khí Việt Nam 28 Phạm Thế Vĩnh, 2012 Phân tích sơ điều kiện địa lý cảnh quan phục vụ quy hoạch vành đai cung cấp sản phẩm tự nhiên vùng đệm xung quanh núi Ba Vì, Viện Địa Lý – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Tiếng Anh 29 Achten W.M.J., L Verchot, Y.J Franken, E Mathijs, V.P Singh, R Aerts, B Muys, 2008 Jatropha bio-diesel production and use, Biomass and Bioenergy 32, 1063-1084 30 Achten W.M.J., W.H Maes, B Reubens, E Mathijs, V.P Singh, L Verchot, B Muy, 2010 Biomass production and allocation in Jatropha curcas L seedings under different levels of drought stress, Biomass and Bioenergy 34, 667-676 31 Alloway B.J., 1995 Heavy metals (2nd ed), Blackie and Professional, London, UK, 3845 32 Bashkin V and R.W Howarth, 2002 Modern Biogeochemistry, Kluwer Academic Publishers, New York 33 Benge M., S.A Officer, 2006 Assessment of the potential of Jatropha curcas, (biodiesel tree) for energy production and other uses in developing countries, USAID 34 Brittaine R., N Lutaladio, 2010 Jatropha: A Smallholder Bioenergy Crop, The Potential for Pro-Poor Development, Integrated Crop Management, FAO, Rome 35 Bowen H.J.M., 1979 Environmental Geochemistry of the Elements, Academic Press, London HV: Nguyễn Thị Duyên 52 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 36 Broecker W.S., Peng T.H., 1982 Tracers in the Sea, Eldigio Press, LamontDoherty Geol Observ., Columbia Univ., New York 37 Dobrovolsky V.V., 1994 Biogeochemistry of the World’s Land Boca Raton – Ann Arbor-Tokyo-London: Mir Publishers, Moscow/CRC Press, 362 38 FACT, 2007 Position Paper on Jatropha curcas L State of the art, small and large scale project development, Fuels from Agriculture in Communal Technology 39 FAO, 2006 World reference base for soil resources 2006 World Soil Resources Reports 103, FAO, Rome 40 Fontanilla C.S., V.C Cuevas, 2010 Growth of Jatropha curcas L seedling in Copper – Contaminated Soil Amended with Compost and Trichoderma pseudokoningii Rifai 41 Gour V.K., 2006 Production practicesincluding post – harvest management of Jatropha curcas, In: Singh B., Swaminathan R., Ponraj V (eds), Proceedings of the biodiesel conference to ward energy independence – focus of Jatropha curcas L., Hyderabad, India, New Delhi, Rashtrapati Bhawan, 223-251 42 Heller J., 1996 Physic nut Jatropha curcas L., Promoting the conservation and use of underutilized and neglected crop, Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research, Gatersleben/ International Plant Genetic Resources Institute, Rome 43 Herron M.H., C.C Langway, H.V.Weiss, J.H Gragin, 1997 Atmospheric trace metals and sulfates in the Greenland Ice sheet, Geochemical and Cosmochemical Acta 41, 915-922 44 Jamil S., P.C Abhilash, N Singh, P.N Sharma, 2009 Jatropha curcas: A potential crop for phytoremediation of coal fly ash, Journal of Hazardous Materials 172, 269-275 45 Jongschaap R.E.E., W.J Corré, P.S Bindraban, W.A Brandenburg, 2007 Claims and Facts on Jatropha curcas L., Plant Research International B.V, Wageningen HV: Nguyễn Thị Duyên 53 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 46 Kabata – Pendias A., H Pendias, 1986 Trace elements in soil and plants, CRC Press, Inc, Boca Raton, Florida, 315 47 Kalam M.A., J.U Ahamed, H.H Masjuki, 2012 Land availability of Jatropha production in Malaysia, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, 39994007 48 Kandpal J.B and M Madan, 1995 Jatropha curcas: a renewable source of energy for meeting future energy needs, Renewable Energy 6(2), 159-160 49 Liao Y.C., S.W Chang Chien, M.C Wang, Y Shen, P.L Hung, Biswanath Das, 2006 Effect of transpiration on Pb uptake by lettuce and on water soluble low molecular weight organic acids in rhizosphere, Chemosphere 65(2), 343351 50 Mazumdar P., V.B Borugadda, V.V Goud, L Sah, 2012 Physicochemical chracteristics of Jatropha curcas L of North East India for exploration of biodiesel, Biomass and Bioenergy 46, 546-554 51 Maes W.H., A Trabucco, W.M.J Achten, B Muys, 2009 Climatic growing conditions of Jatropha curcas L., Biomass and Bioenergy 33, 481-485 52 Nriagu J.O., 1979 Copper in the Environment, Part I: Ecological cycling, Environmental Science and Technology, Wiley-Interscience, New York 53 Rajaona A., H Brueck, F Asch, 2011 Effect of pruning history on growth and dry mass partitioning of Jatropha curcas L on a plantation site in Madagascar, Biomass and Bioenergy 35, 4892-4900 54 Sahoo N.K., A Kumar, S Sharma, S.N Nail, 2009 Interaction of Jatropha curcas Plantation with Ecosystem, Proceedings of International Conference on Energy and Enviroment, ISSN, 2070-3740 55 Salah S.A., S.F Barrington, 2006 Effect of soil fertility and transpiration rate on young wheat plants (Triticum aestivum) Cd/Zn uptake and yield, Agricultural Water Management 82(1-2), 177-192 HV: Nguyễn Thị Duyên 54 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 56 Sharma D.K, A.K Pandey, Lata, 2009 Use of Jatropha curcas hull biomass for bioactive compost production Biomass and Bioenergy 33, 159-162 57 Tani F.H., S Barrington, 2005a Zinc and copper uptake by plants under two transpiration rates, Part I: Wheat (Triticum aestivum L.), Environmental Pollution 138(3), 538-547 58 Tani F.H., S Barrington, 2005b Zinc and copper uptake by plants under two transpiration rates, Part II: Buckwheat (Fagopyrum esculentum L.), Environmental Pollution 138(3), 548-558 59 Taylor S.R., 1964 Abundance of elements in the continental crust, Geochim Cosmochim Acta 28, 1273-1286 60 Wani T.A., S Kitchlu, G Ram, 2012 Genetic variability studies for morphological and qualitative attributes among Jatropha curcas L accessions grown under subtropical conditions of North India, South A frican Journal of Botany 79, 102-105 61 Wedepohl K.H., 1969 – 1974 Handbook of Geochemistry, Springer-Verlag, Berlin 62 Wu W.G., J.K Huang, X.Z Deng, 2009 Potential land for plantation of Jatropha curcas as feedstocks for biodiesel in China, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academ of Sciences, Beijing 100101, China 63 Yadav S.K., A.A Juwarkar, G.P Kumar, P.R.T Sanjeev, K Singh, T Chakrabarti, 2009 Bioaccumulation and phyto-translocation of arsenic, chromium and zinc by Jatropha curcas L.: Impact of dairy sludge and biofertilizer 64 Zahawi R.A., 2005 Establishment and growth of living fence species: an overlooked tool for the restoration of degraded areas in the tropics Restoration Ecology 13, 92-102 HV: Nguyễn Thị Duyên 55 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học 65 Gunaseelan V.N., 2009 Biomass estimates, characteristics, biochemical methane potential, kinetics and energy flow from Jatropha curcas on dry lands, Biomass and Bioenergy 33(4), 589-596 66 Liu Y., H Lu, W Jiang, D Li, S Liu, B Liang, 2012 Biodiesel production from crude Jatropha curcas L oil with trace acid catalyst, Chinese journal of Chemical engineering 20(4), 740-746 67 Pandey V.C., K Singh, J.S Singh, A Kumar, B Singh, R.P Singh, 2012 Jatropha curcas L.: A potential biofuel plant for sustainable environmental development, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16(5), 2870-2883 68 Qian J., H Shi, Z Yun, 2010 Preparation of biodiesel from Jatropha curcas L oil produced by two-phase solvent extraction, Bioresource Technology 101(18), 7025-7031 69 Behera S.K., P Srivastava, R Tripathi, J.P Singh, N Singh, 2010 Evaluation of plant performance of Jatropha curcas L under different agro-practices for optimizing biomass – A case study, Biomass and Bioenergy 34(1), 30-41 70 Zippel J., T Wells, A Hensel, 2010 Arabinogalactan protein from Jatropha curcas L seeds as TGFβ1-mediated inductor of keratinocyte in vitro differentiation and stimulation of GM-CSF, HGF, KGF and in organotypic skin equivalents, Fitoterapia 81(7), 772-778 HV: Nguyễn Thị Duyên 56 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà Luận văn Thạc sĩ Khoa học PHỤ LỤC Tƣơng quan số tiêu vật lý – hóa học mơi trƣờng đất với hàm lƣợng Cu, Zn, Mn Ba Vì Độ ẩm Độ ẩm (%) % sét – 0,16 0,28 – 0,97 – 0,46 – 0,23 – 0,001 Độ xốp 0,21 – 0,95 0,94 0,13 Tỉ trọng 0,13 – 0,98 0,94 0,29 0,95 Cu 0,31 0,50 – 0,38 – 0,56 – 0,57 – 0,56 Zn 0,27 0,40 – 0,34 – 0,32 – 0,32 – 0,40 0,50 Mn 0,14 0,54 – 0,46 – 0,40 – 0,59 – 0,58 0,94 0,67 H+ CEC Al3+ Mg2+ Fe3+ Cu Zn % limon % cát pH(KCl) pH(KCl) + % limon % sét % cát Độ xốp (%) Zn Mn Mn – 0,96 0,39 – 0,28 3+ – 0,96 1,0 – 0,28 2+ 0,96 – 0,95 0,51 – 0,95 3+ Al Cu CEC H Tỉ trọng (g/cm3) Mg – 0,20 0,25 – 0,11 0,25 – 0,30 Cu – 0,21 0,07 0,24 0,07 – 0,10 – 0,11 Zn – 0,10 0,18 0,61 0,18 0,02 0,01 0,5 Mn – 0,10 0,03 0,41 0,03 – 0,02 0,01 0,94 0,67 Fe TOC TOC %P2O5 Pdt Nts Ndt Kts Kdt Cu Zn Mn %P2O5 0,37 Pdt 0,23 0,46 Nts 0,89 0,45 0,04 Ndt 0,43 0,64 0,26 0,36 Kts 0,60 0,37 0,69 0,41 0,53 Kdt 0,46 0,45 0,38 0,52 0,27 0,47 Cu – 0,13 0,41 0,65 – 0,16 – 0,08 0,09 0,29 Zn 0,58 0,61 0,87 0,40 0,36 0,68 0,53 0,50 Mn – 0,05 0,36 0,82 – 0,17 – 0,09 0,24 0,33 0,94 0,67 57 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà HV: Nguyễn Thị Duyên Luận văn Thạc sĩ Khoa học Tƣơng quan tiêu vật lý – hóa học đất với Cu, Zn, Mn Hƣớng Hóa Độ ẩm (%) Độ ẩm % limon % sét Độ xốp (%) % cát Tỷ trọng Cu Zn Mn %sét 0,31 – 0,50 – 0,89 0,58 0,34 – 0,73 Độ xốp – 0,43 – 0,95 0,90 – 0,45 Tỷ trọng – 0,48 – 0,16 0,43 – 0,64 0,10 Cu 0,20 0,18 – 0,28 0,31 – 0,09 – 0,27 Zn 0,39 0,73 – 0,67 0,29 – 0,60 – 0,31 0,69 Mn 0,12 0,59 – 0,53 0,21 – 0,52 – 0,003 0,35 0,74 Mg2+ Fe3+ % limon % cát H+ pH(KCl) pH(KCl) H + Al Cu Zn Mn – 0,95 0,97 – 0,95 – 0,95 1,00 – 0,95 CEC 3+ Al3+ CEC 2+ 0,96 – 0,95 0,10 – 0,95 – 0,75 0,86 – 0,77 0,86 – 0,77 Cu 0,18 – 0,12 0,19 – 0,12 0,23 – 0,21 Zn 0,40 – 0,22 0,38 – 0,22 0,37 – 0,28 0,69 Mn 0,66 – 0,48 0,59 – 0,48 0,54 – 0,54 0,35 0,74 Mg Fe3+ TOC TOC %P2O5 Pdt Nts Ndt Kts Kdt Cu Zn Mn %P2O5 0,53 Pdt 0,34 0,83 Nts 0,60 0,84 0,66 Ndt 0,48 – 0,13 – 0,29 – 0,33 Kts – 0,11 – 0,23 – 0,27 – 0,23 – 0,06 Kdt 0,07 0,35 0,12 0,35 – 0,33 0,47 Cu 0,45 0,51 0,25 0,47 0,08 – 0,25 0,63 Zn 0,66 0,56 0,50 0,77 – 0,11 – 0,53 0,19 0,69 Mn 0,36 0,61 0,72 0,77 – 0,44 – 0,45 0,15 0,35 0,74 HV: Nguyễn Thị Duyên 58 NHD: TS Nguyễn Thị Hoàng Hà ... Thị Duyên NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH ĐỊA HĨA VÙNG ĐẤT TẠI BA VÌ (HÀ NỘI) VÀ HƢỚNG HÓA (QUẢNG TRỊ) ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CÂY CỌC RÀO (Jatropha curcas) Chuyên ngành: Khoáng vật học Địa hóa học Mã... Hướng Hóa; Tổng quan nghiên cứu Cọc rào giới Việt Nam; đặc điểm sinh thái Cọc rào; Nghiên cứu đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì Hướng Hóa; Nghiên cứu chu trình sinh địa hóa số nguyên tố vi... quan trọng đến phát triển cây, học viên lựa chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu đặc điểm sinh địa hóa vùng đất Ba Vì (Hà Nội) Hƣớng Hóa (Quảng Trị) phát triển Cọc rào (Jatropha curcas)? ?? với mục tiêu nhiệm