Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại xã Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội

Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại xã Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội

PHẦN I: MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Môi trường ngày nay không phải là vấn đề quan tâm của mỗi quốc gia màtrở thành vấn đề toàn cầu Bảo vệ môi trường là một tiêu chuẩn đạo đức, làđiều kiện phát triển của một cá nhân, một cộng đồng, một quốc gia Đặc biệtbảo vệ môi trường nước là vấn đề được quan tâm hàng đầu vì chúng rất dễ gâyra những ảnh hưởng trực tiếp cho con người các quần thể sinh vật đồng thời dễlan truyền những tác động xấu ra những vùng lân cận Nước là một nhân tốquyết định đến sự sống của các sinh vật trên hành tinh, hiện nay trên thế giớimức độ sử dụng nước ngày một tăng nhanh, thế giới có khoảng 14000 triệukm3 nước, nước mặn chiếm 97%, nước ngọt chiếm 3% chỉ có khoảng 10 triệukm3 nước có thể sử dụng được phần còn lại là nước đóng băng tập trung ở haicực [1] Nhu cầu nước cho các ngành cũng tăng lên khoảng 69% sử dụng trongnông nghiệp, 23% sử dụng cho công nghiệp, 8% nhu cầu cho đời sống

Dưới sức ép của sự gia tăng dân số, nhu cầu lương thực thực phẩm đangtăng lên cả về số lượng và chất lượng cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiệnđại hóa thâm canh nông nghiệp và thói quen sử dụng nước tùy tiện không quantâm đến chất lượng nước ở các nước chậm phát triển Gần 20% dân số thế giớikhông được sử dụng nước sạch và 50% thiếu nước vệ sinh an toàn

Việt Nam là một nước đang phát triển có bình quân thu nhập đầu ngườitháp, nông nghiệp chiếm một vai trò quan trọng đối với 75% lao động và 80%dân số sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp Nông nghiệp là ngành sử dụngnước nhiều nhất chủ yếu là do tưới tiêu Để đảm bảo an ninh lương thực chotoàn xã hội việc sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm nhằm tăng năng suấtcây trồng đang ngày một tăng lên Lượng phân bón hóa học sử dụng ở ViệtNam mức trung bình 62.7 kg/ha vào năm 1985 và 73.5 kg/ha vào năm 1990và vẫn còn có chiều hướng gia tăng từ năm 1990 trở lại đây [30] Đặc biệt, sử

dụng phân đạm hóa học bị lạm dụng ở một số vùng trồng rau và thâm canhlúa nước gây ra dư thừa trong nước mặt và có nguy cơ tích lũy trong nướcngầm do nông dân sử dụng một lượng lớn và không hợp lý đó là nguồn sảnsinh NO3-, NH4+ đi vào đất và nước Khi bón phân đạm vào đất chủ yếu mộtphần cây trồng sử dụng được, 30 – 40% phần còn lại bị lãng phí theo conđường bay hơi vào khí quyển, rửa trôi theo nguồn nước tích lũy trong đất.Lượng phân bón thải vào môi trường nước gây ra ảnh hưởng đến nước mặt vànước ngầm, đặc biệt là tình hình tích lũy NO3-, NH4+ trong nước.

Do vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đặc biệt là phân đạm đếnmức độ tích lũy NO3-, NH4+ là cần thiết, là cơ sở đề xuất biện pháp tránh tíchlũy NO3-, NH4+ trong nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, chúng tôi tiến

hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả

năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại xãĐặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội”.

1.2 Mục đích, yêu cầu nghiên cứu

1.2.1 Mục đích

Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến sự tích luỹ hàm

lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại một số địa điểm ở xãĐặng Xá, đề xuất hướng sử dụng phân bón hợp lý, hiệu quả nhằm hạn chếảnh hưởng tới môi trường nước.

- Tìm hiểu mối quan hệ giữa NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm.- Đề xuất một số biện pháp sử dụng phân bón hiệu quả, hợp lý

PHẦN II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU2.1 Vai trò của phân khoáng trong sản xuất nông nghiệp

Trong nền kinh tế của nước ta hiện nay, nông nghiệp chiếm một vị tríquan trọng Một trong những biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nôngnghiệp là sử dụng phân bón.Với tốc độ tăng dân số như hiện nay bình quândiện tích đất canh tác tính theo đầu người quá thấp Nhưng con số đó lại ngàycàng thấp hơn ở các nước đang phát triển do tốc độ tăng dân số và diện tíchtrồng trọt bị thu hẹp lại trong quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá Đểđảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, hướngthâm canh sản xuất nông nghiệp là biện pháp tất yếu Theo thống kê, nhândân các vùng thâm canh phải đầu tư 30 – 50% tổng chi phí trồng trọt vàophân bón khiến yêu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao.

Việt Nam có trên 80% dân số sống bằng nghề nông, nông nghiệp đãcung cấp trên 40% tổng sản phẩm quốc doanh ( GDP ) và đóng góp vai tròquan trọng trong xuất khẩu nông sản Trong vài năm gần đây kinh tế nôngnghiệp cả nước tăng trưởng ở mức ổn định 5 – 7% /năm, mang lại thu nhậpcho nông dân sống ở nông thôn, góp phần xoá đói giảm nghèo, đảm bảo anninh lương thực cho xã hội, góp phần ổn định kinh tế xã hội của đất nước.Bón phân là biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng quyết định đến năng suất, chấtlượng sản phẩm cây trồng, hiệu quả và thu nhập của người sản xuất Thực tiễnsản xuất ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta trong những năm quađã chứng minh rằng, không có phân bón đặc biệt là phân hoá học thì khôngthể đạt năng suất và sản lượng cao Nếu không có phân hoá học, nông nghiệpkhông thể nào trong tăng gấp 4 lần sản lượng trong vòng 50 năm, trở thànhmột trong các yếu tố cơ bản để tăng mức sống và trình độ văn minh Phân bónhoá học đã chiếm lĩnh chủ yếu trong các loại phân được sử dụng trong sảnxuất nông nghiệp của hầu hết các nước trên thế giới [24].

Phân bón ngoài hiệu ứng trực tiếp là tăng năng suất cây trồng, nó còncó tác động rất lớn đến việc tạo ra nền đất thâm canh mà lâu nay người sửdụng ít chú ý tới Tuy nhiên, sử dụng phân hoá học quá mức và không hợp lýđã dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông sản cũngnhư môi trường, do đó ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và động vật.

Trước thế kỷ XIX nông nghiệp thế giới nói chung và nông nghiệp ViệtNam nói riêng vốn là nền nông nghiệp hữu cơ Ở châu Âu trước khi có phânhoá học, một ha không đủ cung cấp lương thực cho một người, điều này càngkhẳng định vai trò không thể thiếu của phân hoá học trong nền nông nghiệphiện nay khi có sự bùng nổ về dân số.

Trong bốn chất dinh dưỡng N, P, K, S cho cây trồng N ( Nitơ ) là chấtdinh dưỡng số một, là nguyên tố tham gia vào tất cả các protein đơn giản vàphức tạp, là thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh của tế bào thực vật, Ncũng là thành phần các axit nucleic đóng vai trò hết sức quan trọng trong traođổi chất của cơ thể, cây trồng Khi cung cấp không đủ Nitơ cho cây trồng thìcây trồng sinh trưởng và phát triển kém, lá vàng có màu lục nhạt, năng suấtmùa màng giảm [17].

Trong các cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mỳ, lúa nước vàngô lúa là cây lương thực chính, sản phẩm lúa gạo là nguồn lương thực nuôisống hơn 1/2 dân số thế giới nhất là các nước thuộc châu Á, châu Phi, châuMỹ Latinh, lúa còn có vai trò trong công nghiệp chế biến và chăn nuôi Ở cácnước phát triển châu Âu, châu Mỹ, lúa coi là nguồn thức ăn tốt nhất cho sứckhoẻ, một số quốc gia lúa gạo còn đóng vị trí quan trọng trong vấn đề an ninhlương thực (FAO, 1999) [10].

Trong những năm qua sản xuất lúa của Việt Nam phát triển mạnh cả vềdiện tích và năng suất Năm 2000 diện tích gieo trồng là gần 7,7 triệu ha, gấp1,3 lần năm 1989 năng suất đạt 4,2 tấn/ha [27] Để đạt được những thành tựu

trên là do có những đổi mới trong chính sách sản xuất lúa đặc biệt là kỹ thuậtđầu tư sử dụng giống, thuỷ lợi và phân bón

Cây lúa bất kỳ lúa nước hay lúa trồng cạn muốn có năng suất cao cầnnguồn dinh dưỡng lớn đặc biệt là phân bón và kỹ thuật bón, phương pháp bónphù hợp cân đối Cũng như các cây trông khác, lúa hút dinh dưỡng khoángđạm, lân, kali, canxi, lưu huỳnh, magiê và nguyên tố vi lượng: Ca, Zn, Mn để sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao Đặc biệt là ba nguyên tố N, P,K yêu cầu số lượng phụ thuộc vào từng giống, từng giai đoạn sinh trưởngphát triển Theo kết quả tổng kết của Mai Văn Quyền trên 60 thí nghiệm khácnhau thực tiễn ở 40 nước có khí hậu khác nhau cho thấy Nếu năng suất lúa 3tấn thóc/ha thì lúa lấy đi hết 50 kg N, 260 kg P2O5, 80 kg K2O, 10 kg Ca, 6 kgMg, 5 kg S và nếu ruộng lúa đạt năng suất trên 6 tấn thóc/ha thì lượng dinhdưỡng cây lúa lấy đi 100 kg N, 50 kg K2O5, 160 kg K2O, 19 kg Ca, 12 kg Mg,10 kg S [11].

Trong giai đoạn hiện nay nước ta đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai,lúa cao sản cho năng suất cao như C70, VL24, NN10 những giống lúa nàyđòi hỏi yêu cầu phân bón lớn hơn nhiều so với lúa thuần, lúa đặc sản địaphương Theo Thomas Dierolf và cộng sự 2001, ở vùng Đông Nam châu Á đểcó năng suất 4 tấn hạt/ha cây lúa hút 90 kg N, 13 kg P, 108 kg K, 11 kg Ca,10 kg Mg, 4 kg S Các giống lúa địa phương cho năng suất 2 tấn/ha chỉ hút45 kg N, 7 kg P, 54 kg K, 6 kg Ca, 5 kg Mg, 2 kg S

Theo Nguyễn Văn Bộ và cộng sự ( 2003 ) trung bình cây lúa lấy đi 222kg N, 7,1 kg K2O5, 31,6 kg K2O, 3,9 kg CaO, 4 kg MgO, 0,9 kg S và 51,7 kgSi [31].

Dinh dưỡng đạm với cây lúa là vấn đề quan trọng đặc biệt là đối vớicác giống lúa lai Các nhà nghiên cứu Trung Quốc sau khi nghiên cứu phânđạm với lúa lai đã đưa ra kết luận: cùng mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng

đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở mức năng suất 75 tạ/ha lúa lai hấp thu đạmthấp hơn lúa thuần 4,8%, hấp thu P2O5 hơn 18,2%, nhưng hấp thu K2O caohơn 30%.Với ruộng lúa cao sản thì lúa lai hấp thu đạm cao hơn lúa thuần10%, hấp thu K2O cao hơn 45%, hấp thu P2O5 bằng lúa thuần [25].

Theo Bùi Huy Đáp ( 1980 ): Đạm là nguyên tố dinh dưỡng tốt nhất đốivới cây lúa trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển và chỉ khi có đủ đạmcác chất khác mới phát huy tác dụng [9].

Theo Đinh Thế Lộc, Vũ Văn Liết: Đủ đạm ở giai đoạn đầu sẽ làm pháttriển chiều cao, số nhánh, tăng kích thước lá, tăng số hạt trên bông, tăng tỷ lệ% hạt chắc Nếu thiếu đạm quá trình sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế, sốhạt trên bông giảm Lúa cần đạm ở giai đoạn đầu và giai đoạn đẻ nhánh hìnhthành số bông tối đa [22].

Theo kết quả nghiên cứu của Mitsui (1973) về ảnh hưởng của đạm đếnhoạt động sinh lý của cây lúa: sau khi tăng lượng N thì cường độ quang hợp,cường độ hô hấp và hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quanghợp hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnhhơn cường độ hô hấp 10 lần, cho nên vai trò của đạm làm tăng tích luỹ chấtkhô [21].

Hiệu suất phân đạm đối với lúa theo Iruka (1963) cho thấy (nếu bónđạm với liều lượng cao thì hiệu suất cao nhất là vào lúc lúa đẻ nhánh và sauđó giảm dần Nếu bón với liều lượng thấp thì bón vào lúc lúa đẻ và trước trỗ10 ngày có hiệu quả cao [35].

Ngoài ra khi nghiên cứu dinh dưỡng đạm của cây lúa ngắn ngày, cácnhà khoa học trong và ngoài nước cho rằng nhu cầu về đạm của cây lúa cótính chất liên tục từ đầu sinh trưởng đến lúc chín Có hai thời kỳ đặc biệttrong dinh dưỡng đạm của cây lúa thời kỳ đẻ nhánh và làm đòng Đặc điểmthời kỳ đẻ nhánh nhất là khi đẻ rộ cây lúa hút đạm nhiều nhất thường lúa hút

70% lượng đạm cần thiết trong thời gian đẻ nhánh quyết định 74% năng suất.Lúa cũng cần nhiều đạm trong thời kỳ phân hoá đòng và phát triển thành bông,tạo ra các bộ phận sinh sản Giai đoạn này lúa hút 10 – 15% lượng N là thời kỳbón đạm có hiệu suất cao Phần đạm còn lại được cây hút đến lúc chín [9].

Bảng 2.1: Động thái tích luỹ dinh dưỡng của cây lúa (%)Dinh

Từ nảy mầmđến đẻ nhánh

tối đa

Nhánh tối đađển phân hoá

Phân hoá đòngđến hình thành

Thànhbông đến

(Nguồn: Ishizuka Y, 1973 - Nguyễn Xuân Trường, 2000)

Theo nghiên cứu của Nguyễn Vi - Trần Khải (1978): Trong đất phù sasông Hồng bón đạm mức 180 kg N/ha trong vụ Xuân và 150 kg N/ha trong vụMùa cho lúa lai vẫn không làm giảm năng suất lúa Hiệu suất phân đạm đạt từ10 – 14 kg thóc/ 1 kg N đối với các giống lúa lai còn các giống lúa thuần đạttừ 7 – 8 kg thóc/ 1 kg N [20].

Ngoài đạm, lân cũng có vai trò quan trọng với mỗi cây trồng như chúngta đã biết cây cần lân tham gia vào thành phần tổng hợp hydratcacbon, Prôteinvà chất béo giữ quá trình hô hấp và quang hợp, giúp cho việc hút N tăngcường phát triển bộ rễ, kích thích nốt sần, đẻ nhánh, tăng phẩm chất nôngsản, làm quả mau chín hạt mẩy Năm 1994 kết quả thí nghiệm bón lân cho lúacủa trường Đại học nông nghiệp II tại xã Thủy Dương - huyện Hương Thủy(Thừa Thiên - Huế) cho thấy: trong vụ Xuân bón lân cho lúa từ 30 – 120 kgP2O5/ha đều làm tăng năng suất lúa 10 – 17% Với liều lượng bón 90 kg P2O5

thì năng suất cao nhất và nếu bón hơn liều lượng 90 kg P2O5 thì năng suất cóxu hướng giảm xuống Trong vụ hè thu với giống lúa VM1 bón sưpe lân haylân nung chảy làm tăng năng suất rõ rệt.

Kali là 1 trong ba yếu tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây lúa, trướctiên cây hút K sau đó hút N, để thu được 1 tấn thóc cây lúa lấy đi 22 – 26 kgK2O nguyên chất tương ứng với 36,74 – 43,4 kg KCl (60% K) K là nguyên tốđiều khiển chất lượng tham gia vào các quá trình hình thành hợp chất và vậnchuyển các hợp chất đó, K còn có tác dụng làm cho tế bào cây được củng cố,tăng tỷ lệ đường, giúp vận chuyển chất dinh dưỡng nhanh chóng về hoa và tạohạt [6].

Trên đất phù sa sông Hồng trong thâm canh lúa ngắn ngày, để đạt năngsuất lúa 5 tấn/ ha ở vụ mùa và 6 tấn/ha nhất thiết phải bón K Để đạt năng suất7 tấn/ha ở vụ Xuân cần bón 102 – 135 kg K2O/ha/vụ (ở mức 193 kg N/ha, 120kg P2O5/ha) và năng suất vụ mùa 6 tấn cần bón 88 – 107 kg K2O/ha/vụ (ở mức160 kg N/ha, 88 kg P2O5/ha/vụ) Hiệu suất phân K có thể đạt 6,2 – 7,2 kg thóc/kg K2O [4].

Vai trò cân đối của đạm và Kali càng lớn khi lượng đạm sử dụng càngnhiều K điều chỉnh dinh dưỡng đạm, làm cho cây sử dụng được nhiều đạm vàcác chất dinh dưỡng khác nhiều hơn Nếu không bón K thì hệ số sử dụng đạmchỉ đạt 15 – 30% trong khi bón K thì hệ số này tăng lên 39 – 49% Trong vụXuân ở Miền Bắc, nhiệt độ thấp, thời tiết âm u hiệu lực sử dụng phân K caohơn, cần bón K nhiều trong vụ này [6].

K được sử dụng trong nguyên sinh chất tế bào như một tác dụng kíchthích hoạt động chuyển hoá vật chất vô cơ thành hữu cơ đồng thời thúc đẩyquá trình vận chuyển sản phẩm quang hợp lên lá, hoa và hạt Sự có mặt của Kthời kỳ sau trỗ của lúa lai là một ưu thế thúc đẩy quá trình mẩy của hạt giúpnâng cao năng suất Trong vụ Xuân để đạt năng suất cao thì cần bón sớm,Bón K là yêu cầu bắt buộc đối với lúa lai ngay cả trên đất giàu K [5].

2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng trên thế giới

Một trong những yếu tố quan trọng để nâng cao năng suất cây trồng làsử dụng phân bón Để nuôi sống 7 – 8 tỷ người trên thế giới trong những nămtới, số lượng lương thực phải được gia tăng và điều đó phụ thuộc vào phânbón Chính vì vậy nhịp độ sản xuất và tiêu thụ phân bón hoá học của thế giớităng không ngừng Nhờ phân bón mà năng suất cây trồng có thể tăng từ 30 –50% nhưng để sản lượng tăng lên gấp đôi thì chi phí phân bón, thuốc trừ sâuvà kỹ thuật tăng lên gấp 10 lần [32].

Theo FAO: toàn thế giới năm 1960 sử dụng 10 triệu tấn phân đạm, năm1980 là 62,7 triệu tấn đến năm 1990 là 150 triệu tấn Về phân lân của nhữngnăm 60 thế giới sử dụng 2,1 triệu tấn (P2O5) đến năm 1990 là 40 triệu tấn.Như vậy, về tổng thể không thể phủ nhận vai trò của phân hoá học trong thựctế, đây là nhu cầu quan trọng nhằm tăng tính sản xuất của đất

Hiện nay trên thế giới việc sử dụng phân bón rất biến động, tuy nhiênnơi sử dụng nhiều nhất vẫn là các nước Tây Âu và một số nước châu Á Cònở Châu Phi, vùng Trung Đông và các nước Mỹ la tinh nhìn trung lượng phânhóa học sử dụng còn thấp hơn nhiều mức bình quân thế giới.

Bảng 2.2: Tình hình sử dụng phân hóa học của các nước Quốc gia Lượng phân hoá học bình quân sử

dụng cho 1 ha gieo trồng (kg/ha)

Hà LanHàn QuốcNhật BảnTrung QuốcViệt Nam

75846743039080 - 90

( Nguồn: Nông nghiệp và môi trường, Lê Văn Khoa, NXBNN)

Qua bảng trên ta thấy trong khu vực châu Á lượng phân bón sử dụngcho một ha gieo trồng năm 2001 ở Hà Lan lớn nhất 758 kg/ha, Việt Nam chỉ

bằng 30,8% lượng sử dụng ở Trung Quốc và 19,4% lượng sử dụng ở NhậtBản Năng suất lúa của Việt Nam bằng 53,9% của Trung Quốc, 48,1% củaNhật Bản.

Theo kết quả nghiên cứu của Hiệp hội công nghiệp phân bón thế giớiIFA: nhìn tổng thể xu hướng tiêu thụ phân bón giảm xuống từ đầu những năm90: năm 1990 đến 1992 giảm 9 triệu tấn, năm 1993 đến 1994 giảm gần 14triệu tấn Tuy nhiên, ở các nước đang phát triển xu hướng sử dụng phân bónvẫn tăng lên Năm 1993 đến 1994 các nước đang phát triển tiêu thụ phân bóntăng lên 55%, năm 1998 đến 1999 tăng lên 58% Vì lẽ đó sản xuất phân đạmcũng tăng lên ở các nước phát triển, năm 1980 đến năm 1981 tăng 31% đếnnăm 1992 – 1993 tăng lên 45% [23].

Phân hóa học đặc biệt là phân đạm đã đóng góp vai trò quan trọngtrong tăng năng suất cây trồng, phân bón đã tăng ở các nước công nghiệp pháttriển: tại Mỹ ure tăng 11 lần, Pháp tăng 6 – 8 lần, Liên Xô cũ tăng 11 – 13lần các nước đang phát triển như châu Phi tăng 2 lần, châu Mỹ la tinh tăng2,5 lần, châu Á tăng 3 lần

Bảng 2.3: Nhu cầu phân bón trên thế giới

(Nguồn: Lê Văn Khoa, 2001)

Vào những năm 1900 mức tiêu thụ phân đạm của thế giới là 2 triệu tấn,50 năm sau lên tới 14 triệu tấn, năm 1978 là 100 triệu tấn, đến năm 1982 là130 triệu tấn, năm 2000 khoảng 180 triệu tấn Về phân lân những năm 60 thếgiới sử dụng 21 triệu tấn (P2O5) đến năm 1990 là 40 triệu tấn [30].

Hiệp hội phân bón quốc tế IFA cho biết trong giai đoạn 5 năm tới nhu

cầu phân bón thế giới dự kiến sẽ đạt 171,9 triệu tấn trong năm 2010/2011,tăng 11,6% so với năm 2005/2006, tương ứng mức bình quân 2,2%/năm trongđó K, phân lân và phân đạm dự kiến tăng lần lượt 3%, 2,6% và 1,8%.

Trong giai đoạn 2006 – 2010 dự báo của IFA về nhu cầu tiêu thụ củatừng loại phân bón:

- Đối với phân ure: nhu cầu tiêu thụ toàn cầu sẽ tăng bình quân 3%/nămvà đạt 143,6 triệu tấn vào năm 2010 Sản lượng toàn cầu dự kiến sẽ tăng 40triệu tấn vào năm 2010, đạt 180 triệu tấn Riêng năm 2010 sản lượng phân urecủa thế giới có khả năng tăng thêm 14 triệu tấn, chủ yếu nhờ sự gia tăng sảnlượng của khu vực Tây Á và Trung Quốc

- Phân đạm và amoniac: năm 2010 sản lượng amoniac toàn cầu có thểđạt 202 triệu tấn tăng 35 triệu tấn so với 167 triệu tấn năm 2006 sản lượngamoniac của thế giới dự kiến tăng bình quân 7%/năm trong giai đoạn 2006 –2009 và có thể tăng thêm 15 triệu tấn năm 2010 khu vực Tây Á có thể chiếm1/3 mức gia tăng sản lượng trong khoảng thời gian trên.

Theo IFA, nhu cầu tiêu thụ phân đạm của thế giới trong giai đoạn2006-2010 dự kiến tăng bình quân 1,8%/năm đạt 99,1 triệu tấn vào năm 2010.nguồn cung ứng phân đạm toàn cầu có thể tăng bình quân 5,4%/năm, trongkhi nhu cầu tiêu thụ chỉ tăng 2,1%.

- Đối với lân: sản lượng phân lân của thế giới sẽ tăng bính quân khoảng2%/năm từ 177 triệu tấn trong năm 2006 lên 195 triệu tấn năm 2010 Trong đóTrung Quốc có khả năng chiếm 1/3 mức gia tăng này trong thời gian trên Ngoàira sản lượng phân lân của các nước và khu vực Tây Á, châu Phi, Đông Á và Mỹla tinh dự kiến sẽ tăng lên khi tình hình sản xuất tại Mỹ không thuận lợi

- Đối với phân DAP: sản lượng DAP toàn cầu dự kiến tăng thêm 3,3triệu tấn P2O5 vào năm 2010, đạt 24,1 triệu tấn P2O5 Trung Quốc chiếm 40%mức gia tăng sản lượng DAP kể trên

- Đối với phân MOP: sản lượng phân kali (MOP) toàn cầu năm 2010dự báo sẽ đạt 71,3 triệu tấn, tăng mạnh so với 64,3 triệu tấn năm 2005 IFAdự đoán sản lượng phân kali (K2O) của thế giới có thể đạt 41,4 triệu tấn vàonăm 2010, tăng so với mức 37,5 triệu tấn trong năm 2006, trong khi nhu cầutiêu thụ loại phân này dự kiến đạt 30,8 triệu tấn vào năm 2010, tăng so với27,1 triệu tấn năm 2006.

Theo IFA, hầu hết sự gia tăng nhu cầu tiêu thụ phân bón đều xuất pháttừ thị trường châu Á, trong đó khu vực Nam Á và Đông Á chiếm hơn một nửatổng mức tăng này Ngoài ta, các khu vực khác trên thế giói dự kiến mức tiêuthụ tăng trưởng bình quân hàng năm: Mỹ la tinh và vùng Caribe (3%), BắcMỹ (2,1%), Đông Nam Á (3,3%), Đông Âu và Trung Á (3%), châu ĐạiDương (2,1%), Tây Á và Đông Bắc Phi (1,9%) Nhu cầu phân bón của thịtrường châu Phi giai đoạn 2006 – 2009 dự kiến tăng 4,2% so với năm2005/2006, thị trường châu Âu giai đoạn này tăng nhẹ [13].

2.2.2 Tình hình sản xuất và sử dụng phân khoáng ở Việt Nam

Việt Nam là một nước nông nghiệp trồng lúa nước nhưng so với thếgiới mãi đến năm 50 của thế kỷ này mới bắt đầu làm quen với phân bón hóahọc Tuy vậy mức độ sử dụng phân bón hóa học ở Việt Nam mỗi năm mộttăng Năm 1980 cả nước sử dụng 500.000 tấn phân đạm (quy về đạm tiêuchuẩn) và trên 200.000 tấn phân lân ( quy về super photphat đơn) Đến năm1990 đã sử dụng 2,1 triệu tấn phân đạm và 650.000 tấn phân lân [30].

Mức độ sử dụng phân bón hóa học (N + P2O5 + K2O) trong 17 năm(1985 – 2001) tăng bình quân 9%/năm và đang có xu hướng mỗi năm tăngkhoảng 10% trong thời gian tới Từ năm 1985 đến nay sử dụng phân đạm tăngtrung bình 7,2%/năm, phân lân tăng 13,9%/năm, phân kali tăng tốc độ caonhất 23,9 %/năm Tổng lượng dinh dưỡng (N + P2O5 + K2O) sử dụng năm1985/1986 là 385,6 ngàn tấn, năm 1989/1990 là 541,7 ngàn tấn thì năm1990/2000 là 2234,0 ngàn tấn tăng 5,8 lần so với năm 1985/1986 [16].

Trong 5 năm trở lại đây (2001 – 2005) lượng dinh dưỡng sử dụng chotrồng trọt đang ngày một gia tăng:

Bảng 2.4: Số lượng phân hóa học được sử dụng qua các năm

Đơn vị: 1000 tấn dinh dưỡng

NămNP2O5K2O NPK (kg/ha)Tỷ lệ N:P2O5:K2O

2000/2001 1245,5 475,0 390,0 171,5 1:0,38:0,312001/2002 1071,4 620,2 431,9 165,5 1:0,58:0,42002/2003 1251,8 668,0 411,0 179,7 1:0,53:0,332003/2004 1317,5 733,2 480,0 - 1:0,56:0,362004/2005 1385,5 806,6 516,0 - 1:0,58:0,37

(Nguồn: Đất và phân bón, Bùi Huy Hiền, 2005[3])

Theo bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ở nước ta lượng phânbón sử dụng trong nông nghiệp ngày càng tăng cả về số lượng và chủng loại.Hàng năm ít nhất có 1.420 loại phân bón khác nhau được đưa ra thị trường.Trong đó phân đơn, phân NPK khoảng 1.084 loại, phân hữu cơ – khoáng,phân vi sinh, phân trung – vi lượng và các loại phân khác.

Nhìn chung, mức sản xuất và sử dụng dinh dưỡng cho cây trồng thấpvà không cân đối Phân đạm ure mới chỉ đáp ứng được 10% so với nhu cầusản xuất, phân lân đáp ứng 60 – 70%, phân Kali phải nhập khẩu hoàn toàn[32] Hàng năm nhập khẩu khoảng 1,4 triệu tấn ure/năm 200 – 300.000 tấnlân/năm và 150 – 200.000 tấn/năm Kali [18] Tỷ lệ dinh dưỡng trung bình thếgiới là N : P2O5 : K2O là 1 : 0,47 : 0,36 trong đó các nước đang phát triển tỷ lệnày là 1 : 0,37 : 0,17 Ở Việt Nam mới chỉ đạt 1 : 0,23 : 0,04 mức độ sử dụngphân bón khác nhau ở nhiều vùng [30].

Lượng phân bón sử dụng cho lúa không đều giữa các vùng trong cảnước Liều lượng phân hóa học sử dụng đối với lúa ở Đồng Bằng sông Hồng155 – 210 kg NPK/ha, vùng Đồng Bằng sông Cửu Long 150 – 200 kgNPK/ha một vụ Khoảng 80% lượng phân học sử dụng ở nước ta tập trung ởvùng trồng lúa (lượng phân bón thích hợp cho lúa thể hiện ở bảng 2.5, phần

phụ lục).

Tuy nhiên, do hệ số sử dụng đạm của lúa không cao nên lượng đạmbón cho lúa cao hơn nhiều so với nhu cầu Trên các loại đất khác nhau tỷ lệliều lượng phân bón cho lúa rất khác nhau (bảng 2.6, phần phụ lục).

Mặc dù lượng phân bón hóa học ở nước ta còn chưa cao so với một sốquốc gia phát triển song đã tồn tại một số hạn chế gây sức ép lên vấn đề môitrường do:

- Sử dụng không đúng kỹ thuật nên hiệu quả phân bón thấp

- Bón phân không cân đối giữa tỷ lệ NPK, nặng về sử dụng phân đạm.Cả nước tỷ lệ NPK là 1,0 : 0,3 : 0,1 trong khi tỷ lệ thích hợp là : 1 : 0,5 : 0,3.

- Chất lượng phân bón không đảm bảo: Hiện nay ngoài lượng phân bónnhập khẩu do nhà nước quản lý hoặc các doanh nghiệp công nghiệp trongnước sản xuất, còn một lượng lớn phân bón nhập lậu không được kiểm soátvà một số cơ sở nhỏ lẻ sản xuất trong nước không đảm bảo chất lượng Chínhlượng phân bón này gây ra áp lực và ảnh hưởng xấu tới môi trường đất.

2.2.3 Tình hình sử dụng phân khoáng ở Đồng bằng sông Hồng

Đồng bằng sông Hồng là một vùng trọng điểm trồng lúa quan trọng cónhiệm vụ cùng với Đồng bằng sông Cửu Long thâm canh lúa nhằm đảm bảoan toàn lương thực cho cả nước Cả nước hiện có khoảng 9.415.568 ha đất sảnxuất nông nghiệp chiếm 28,43% tổng diện tích đất tự nhiên và chiếm 37,93%tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp Trong đó Đồng bằng sông Hồng diệntích sản xuất nông nghiệp 764.024,56 ha chiếm 8,11%diện tích đất sản xuấtnông nghiệp của cả nước [14] Diện tích cây lương thực hàng năm 1.576,7nghìn ha, sản lượng thóc trung bình hàng năm khoảng 5 triệu tấn Do nằmtrong vùng đất chật người đông, diện tích đất nông nghiệp của Đồng bằngsông Hồng tính theo đầu người khoảng 560 m2 vì thế thâm canh tăng vụ cùngvới sử dụng phân hóa học là con đường duy nhất giải quyết vấn đề lương thực

tạo sản phẩm hàng hóa, tăng thu nhập cho người dân [7].

Theo số liệu điều tra 420 hộ giàu, nghèo ở Đồng bằng sông Hồng về sửdụng phân bón cho thấy hộ giàu bón trung bình 280 kg NPK nguyên chất có14,9 tấn phân chuồng, hộ trung bình bón 258 kg NPK nguyên chất và 13,8 tấnphân chuồng, hộ nghèo cũng bón 103 kg NPK nguyên chất và 9,7 tấn phânchuồng (cho 1 ha gieo trồng) [29].

Ở vùng Đồng bằng sông Hồng với năng suất lúa trung bình mỗi vụ 5triệu tấn thóc/ha cây trồng sử dụng 100 kg N, 60 kg P2O5, 200 kg K2O, 22 kgCaO và 9 kg S, tỷ lệ N : P : K = 1 : 0,6 : 2,1 Trên đất phù sa sông Hồng để cónăng suất cao có thể đầu tư 150 – 160 kg N phối hợp 16 tấn phân chuồng 90kg P2O5 và 60 kg K2O/ha Muốn hiệu quả kinh tế cao chỉ nên đầu tư phânkhoáng ở mức 120 kg N + 60 kg P2O5 + 30 kg K2O/ha.

Bảng 2.7: Hệ số sử dụng phân khoáng của cây lúa trên đất phù sa sông Hồng (%) [12].

Các loại phân N, P, K hóa học đều có hiệu lực rõ trong bón phân cholúa trên đất phù sa sông Hồng Trong đó phân đạm có hiệu lực cao nhấtnhưng với trình độ canh tác hiện nay chỉ nên bón 120 kg/ha là mức đạm bóncó thể đạt năng suất 5 – 5,5 tấn/ha/vụ Mặt khác để đảm bảo chất lượng tốt,hiệu suất bón phân cao và ổn định độ phì nhiêu của đất cần phối hợp N vóiP,K theo tỷ lệ N : P : K là 1 : 0,5 : 0,5 Với mức độ bón 80 kg N/ha/vụ có thểđạt năng suất 5 tấn/ha/vụ nhưng không đảm bảo được độ phì nhiêu của đất.

2.3 Sự mất đạm trong đất ngập nước

Đất lúa nước do đặc điểm của quá trình phát sinh cùng với quá trìnhcanh tác trong lớp đất cày phân hóa thành hai ranh giới rõ ràng : tầng oxy hóavà tầng khử Tầng oxy hóa là lớp đất trên cùng của tầng canh tác, dày từ vàimm tới 1cm, ở đó vi sinh vật tồn tại trong điều kiện hảo khí Do lớp nước trênmặt ruộng lúa giàu oxy, nhờ quá trình quang hợp của những thực vật thủysinh sống trong ruộng lúa và tiếp xúc với không khí Dưới tầng oxy hóa làtầng khử, vi sinh vật tồn tại trong điều kiện yếm khí

Do đặc điểm trên khi bón phân đạm cho lúa diễn ra quá trình sau: Thủyphân Urea, mất đạm ở thể hơi NH3, mất đạm do qúa trình Nitrat hóa và phảnNitrat hóa và quá trình mất đạm do rửa trôi bề mặt hoặc thấm sâu theo chiềuthẳng đứng.

Hiện tượng mất đạm khi bón vãi trên mặt ruộng do bón đạm amon hoặcđạm Ure khi bón vào tầng oxy hóa bị các vi khuẩn Nitrat hóa thành NO3-.Nitrat không được keo đất giữ lại, bị rửa trôi xuống tầng khử oxy ở dưới rồitham gia vào quá trình phản đạm do vi sinh vật sống trong điều kiện yếm khícó đủ chất khử thành N2 bay vào không khí, một phần bị rửa trôi hoặc ngấmxuống tầng đất phía dưới Cơ chế của các quá trình mất đạm trong đất diễn ranhư sau :

2.3.1 Sự mất đạm ở thể hơi NH3

- Quá trình thủy phân Urê: là quá trình chuyển hóa đạm urê sang dạngamon nhờ xúc tác của men Ureaza theo phương trình :

+ Nồng độ NH+

4trong nước ruộng

+ pH nước ruộng: theo tính toán của Vlek và Stumpl năm 1978 thìnồng độ NH3 trong nước ruộng tăng 10 lần khi pH tăng 7 – 9 Ở pH 9,2 có50% NH4+ trong nước ruộng chuyển hóa thành NH3.

+ Nhiệt độ nước ruộng và tốc độ gió ảnh hưởng đến quá trình bay hơi

2.3.2 Sự mất đạm do quá trình Nitrat hóa và phản Nitrat hóa

- Quá trình Nitrat hóa:

Dưới tác dụng của một số loài vi sinh vật đặc biệt, NH3 được hìnhthành do quá trình amon hóa hoặc NH4+ ở các dạng phân hóa học sẽ tiếp tụcchuyển hóa thành NO2- rồi sau đó thành NO3-.

Quá trình Nitrat hóa chia thành hai giai đoạn:+ Giai đoạn Nitrit hóa:

♦ pH: khi pH < 5,5 hoạt tính của quần thể vi sinh vật sẽ thấp, hoạt độngtối thích của vi sinh vật ở pH trung tính

♦ Nhiệt độ: vi sinh vật chịu tác động của nhiệt độ, quá trình Nitrat hóahoạt động ở nhiệt độ tối thích 30 – 35oC.

♦ Tốc độ Nitrat hóa còn phụ thuộc vào nồng độ NH+

4 dễ tiêu trong đấtTuy nhiên, quá trình Nitrat hóa sẽ làm NO3- dễ bị rửa trôi và làm chuađất, là nguồn N của vi khuẩn phản Nitrat hóa làm cho đất mất đạm ở dạng N2.

- Quá trình phản Nitrat hóa:

NO3- dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí sẽ chuyển hóa thành N2:NO3-→ NO2- → NO → N2O →N2

Quá trình phản Nitrat hóa chỉ xảy ra khi có Nitơ bị oxy hóa và có ítOxy trong một môi trường thích hợp cho vi khuẩn phản Nitrat hóa hoạt động.Các vi khuẩn phản Nitrat hoạt động ở pH trung tính 6 – 8, tỷ lệ nước/ khôngkhí thích hợp và nhiệt độ đất khoảng 20 – 30oC.

Quá trình phản Nitrat hóa chịu ảnh hưởng của các yếu tố:+ Hàm lượng chất hữu cơ trong đất

+ Nồng độ NO3- trong đất: khi nồng độ NO3- 40 mg N/g chất khô sẽkhông xuất hiện quá trình phản Nitrat hóa Trong điều kiện khí hậu nhiệt đớitốc độ phản Nitrat hóa nhanh, nhiệt độ tối thích là 60 – 65oC Quá trình phảnNitrat hóa diễn ra chậm ở pH thấp, thích hợp ở khoảng pH từ trung tính đếnhơi kiềm Quá trình này diễn ra mạnh trên đất bão hòa nước hoặc ngập nước.

2.3.3 Sự mất đạm do rửa trôi bề mặt hoặc thấm sâu theo chiều thẳng đứng

Sự tích đọng mạnh của NH3 hoặc NH+

4 có tác động khác nhau tới môitrường Sau khi bón phân Urê hoặc các loại phân khác có NH4+ ở đất lúa ngậpnước xuất hiện sự lắng đọng NH3, NH+

4 NO3- tạo ra do quá trình oxy hóa sẽtác động tới mực nước ngầm và rửa trôi bề mặt Theo Bùi Huy Đáp năm 1980bón vãi phân N trên mặt ruộng lúa đối với đất có thành phần cơ giới nhẹ sau

15 ngày làm mất 50% N, đối với đất thịt nhẹ sau một tháng mất 40% N Đạmbị mất ảnh hưởng đến môi sinh nếu chúng bị rửa trôi dạng Nitrat, bị bay hơi ởdạng NH3 hoặc bị loại ra ở dạng NO2- Đạm bị rửa trôi xuống các tầng đất sâuhơn hòa vào nước ngầm và các tầng đất ngập nước gây ô nhiễm.

Đạm Urê được đất giữ lại bám và di chuyển tự do theo nước và đất.Đạm Amon tồn tại trong đất đa dạng: NH4+ và khí NH3 (hay NH4OH).Sự cân bằng giữa hai dạng này trong đất hoàn toàn phụ thuộc vào pH đất IonNH4+ ít di động trong đất còn NH4OH và NH3 di động tự do trong đất Trongđất cát amon di chuyển nhanh hơn trong đất sét, trong đất kiềm lại lớn hơn sovới đất axit nhẹ Khi phức hệ trao đổi của keo đất đã hấp thụ bão hòa amon thìsự rửa trôi amon lớn hơn Trong dung dịch đất amon có thể trao đổi với ionCa2+ do chuyển lên mặt đất và ở mặt đất nhiều hơn K+ và các ion khác nhất làtrong đất kiềm Amon có thể mất dạng khí NH3 và bị rửa trôi theo nước xuốngnước ngầm.

2.4 Phân đạm và vấn đề tích lũy NO3-, NH4+ trong nước mặt và nướcngầm.

2.4.1 Độc tính của NO3- và NH4+ đối với cơ thể người và động vật

Do hệ số sử dụng đạm được xác định trung bình 30 – 40%, lượng cònlại bị mất và là nguồn ô nhiễm đối với môi trường đất, nước Lượng đạm caotích luỹ trong sản phẩm nông nghiệp sẽ xâm nhập vào cơ thể Vì chạy theonăng suất và thói quen sử dụng phân đạm (đặc biệt ở các vành đai rau màucủa các thành phố lớn) nhân dân sử dụng với liều lượng cao làm xuất hiệntrong đất, sản phẩm có chứa nhiều NO3-, NO2- Các hợp chất này dẫn đến hộichứng Methaemoglobinaemia (hội chứng trẻ da xanh) hiện tượng rất phổ biếnhiện nay ở các nước đang phát triển Trong các loại lương thực thực phẩm, nướcuống rau được sử dụng hàng ngày đưa vào cơ thể lượng NO3- lớn nhất [28].

Sự tích lũy NO3- trong mô cây không độc với cây trồng, nhưng nó có

thể làm hại gia súc, người và đặc biệt là trẻ em khi sử dụng lương thực, thựcphẩm có hàm lượng NO3- cao Thực ra tính độc của NO3- rất thấp, NO3- tronglương thực thực phẩm, nước uống đe dọa sức khỏe của con người là do khảnăng khử NO3- thành NO2- trong quá trình bảo quản, vận chuyển và ngaytrong bộ máy tiêu hóa của con người.

Trong dạ dày, do tác dụng của hệ vi sinh vật, các loại enzym và do cácquá trình hóa sinh mà NO2- dễ dàng tác dụng với các axit amin tự do tạo thànhNitrosamie là hợp chất gây ung thư [37].

Các axit amin trong môi trường axit yếu (pH = 3 – 6) đặc biệt với sự cómặt của ion Nitrit sẽ dễ bị phân hủy thành anđêhit và axit amin bậc 2, từ đótiếp tục vận chuyển thành Nitrosamie Nitrit có mặt trong rau quả thường vàokhoảng 0,05 – 2 mg/kg.

Ngày nay, nhiều tác giả nhắc đến Nitrosamie như là một tác nhân làm

sai lệch NST, dẫn đến truyền đạt sai thông tin di truyền Đối với người NO3

-có thể gây ngộ độc ở liều lượng 4 g/ngày, ở liều lượng 5 g/ngày -có thể gâychết, 13 – 18 g/ngày gây chết hoàn toàn Việc sử dụng nước có tồn dư NO3-

qúa cao gây bệnh methemoglobin lần đầu tiên được phát hiện vào năm 1945.Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) và cộng đồng kinh tế châu Âu (EEC) giớihạn hàm lượng NO3- trong nước uống là 50 mg/l Trẻ em thường xuyên uốngnước có hàm lượng NO3- cao hơn 45 mg/l sẽ bị rối loạn trao đổi chất giảm khảnăng kháng bệnh của cơ thể Theo một số tác giả nhiễm độc NO3- ít xảy ra vớingười lớn [36].

Tính độc của NO3- cũng được các tác giả tính theo liều độc LD50ngưỡng tối đa, liều gây chết tức thì Thêm nữa, tính độc lại phụ thuộc vàolượng NO2- được tạo thành từ NO3- , vì vậy các tác giả đưa ra ngưỡng hàmlượng rất khác nhau Theo Jecfa (1974), người nặng 60 kg liều lượng NO3-

chấp nhận được là 220 – 440 mg, còn NO2- chỉ là 8 – 16 mg [33] Theo Simon(1966) liều độc của NO3- là 5000 mg trong khi đối với NO2- chỉ là 500 mg Cácloại rau thường được sử dụng làm thức ăn cho trẻ đã được tính toán cho rằnghàm lượng NO3- không được quá 300 mg/kg [40] (Bảng 2.8, phần phụ lục).

Theo Lê Doãn Diên (1993) ngộ độc Nitrat và Nitrit có các biểu hiện khitrong máu có từ 30 – 40% Methaemoglobin cơ thể sẽ bị hôn mê nhẹ, lên tới50% có biểu hiện nghiêm trọng, 70 – 80% thì có thể thiếu oxy nghiêm trọngdẫn đến suy tim mạch và chết trong trạng thái tím tái Ngoài ngộ độc còn cómột số biểu hiện mạch máu ngoại vi dãn rộng, huyết áp thấp, niêm mạc tái,hoạt động của tuyến giáp giảm, vitamin B2, B6 không được tổng hợp, VitaminA thiếu [8].

Độc NO3-, NO2- và bệnh lý methaemoglobin với động vật nhai lại cũngđược nhiều tác giả đề cập đến Năm 1950 ở bang Missouri (Mỹ) nhiều gia súcbị chết ngạt do bệnh methaemoglobin, do gia súc ăn cỏ có hàm lượng NO3-

quá cao Nhìn chung độc NO3- xảy ra đối với cừu (ovis arils) biểu hiện rốiloạn màu, da, thở nhanh, máu biến đổi thành nâu và có thể xảy ra hiện tượngxảy thai và sau đó gia súc bị chết [41].

Các nghiên cứu về tồn dư NO2- cho thấy hàm lượng chất này trongnước uống, trong rau và trong thực phẩm là không nhiều thậm chí ở trongnước uống là không đáng kể.Tuy nhiên các công trình nghiên cứu thấy phânđạm tăng tồn dư NO3- trong nông sản khi bón đạm 30 – 180 kg N/ha thì lượngtồn dư trong cà rốt và củ cải tăng 21,7 lên 40,6 mg/kg và 236 lên 473 mg/kg.Theo Bùi Quang Xuân (1998) ảnh hưởng của phân bón tới năng suất và hàmlượng NO3- trong cà chua, hành tây cho thấy: bón phân đạm tăng năng suấtnhưng cũng tăng hàm lượng NO3- trong củ hành tây 72,8 – 87,4 mg/kg, càchua 300 – 485 mg/kg [33] Chính vì vậy số lượng thực phẩm ăn có nồng độNO3- cao trong rau là nguồn NO2- quan trọng, chiếm 75% tổng mức cung cấp.

2.4.2 Sự tích lũy NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm

Nhiều nhà khoa học quốc tế cho rằng muốn thâm canh tăng năng suấtcây trồng thì đất nào cũng phải sử dụng phân hóa học Những mối lo ngại vềmôi trường trong lĩnh vực nông nghiệp ở các nước phát triển và đang pháttriển thông thường hay nói đến các vùng thâm canh, nơi sử dụng phân bónhóa học với mức độ cao, cây trồng không sử dụng hết dẫn đến tồn dư tích luỹcủa N trong đất nước mặt và rửa trôi xuống tầng nước ngầm Theo viện tàinguyên thế giới, đến năm 1993 quỹ đất của toàn nhân loại là 14.042 triệu ha.Như vậy mỗi năm theo mức sử dụng phân đạm hóa học năm 1995 mỗi haphải gánh chịu: 200 triệu tấn NO3- Tuy nhiên, cũng theo tư liệu của viện tàinguyên thế giới, đất trồng trọt chiếm 20,6 % Như vậy, lượng NO3- tích lũytrong đất trồng trọt tăng lên gấp 5 lần, nghĩa là 75 kg NO3-/ha Nếu tính lượngđất trên 1 ha có phân bố NO3- ngấm sâu 0,5 m thì sau 1 năm sử dụng phânđạm khoáng hàm lượng NO3- trong đất khoảng 7,5 – 8 ppm Một số nghiên

cứu xác định được rằng lượng đạm sản sinh ra trên đồng ruộng chỉ khoảng 35– 55 % có nguồn gốc phân hóa học, phần lớn vẫn nhờ phân hữu cơ Như vậy,NO3- tích lũy sẽ lớn hơn rất nhiều giá trị 8 ppm [23].

Mặc dù thực vật rất cần Nitơ nhưng nguyên tố này gần như được hấpphụ rất ít và rất yếu trong đất nhờ khả năng hấp phụ của phức hệ keo đất vàchúng thường tồn tại trong dung dịch đất dưới dạng Ion NO3- linh động, dễ bịrửa trôi vào các nguồn nước và thấm sâu vào đất Chính vì thế mà nhiều nơitrên thế giới nước mặt, nước ngầm đã bị nhiễm bẩn do quá trình hoà tan vàtích lũy NO3- gây ra Theo kết quả nghiên cứu của Russel (1972) ở 18 consông ở nước Anh cho thấy hệ số tương quan giữa sự gia tăng hàm lượng NO3-

ở nước sông và mức sử dụng phân đạm có tương quan r = + 0,7 Trong nướcao, hồ, nồng độ Nitơ dạng Nitrat (NO3-) có thể thay đổi từ 0 – 4 mg/l đôi khilên tới 10 mg/l Trên thế giới 10% số sông được khảo sát bởi hệ thống GEMSđều cho thấy hàm lượng NO3- vượt tiêu chuẩn của WHO đối với nước uống.Ở châu Âu, hơn 90% các sông được khảo sát đều có hàm lượng nitrat khácnhau và có 5% số sông có hàm lượng cao hơn 200 lần so với nồng độ nền củacác sông chưa bị ô nhiễm Ở Mỹ, dòng chảy từ các trang trại đã gây ô nhiễmchính, 64% các sông và 57% các hồ bị hại từ nghiêm trọng đến trung bình doô nhiễm trên diện rộng.

Một thông báo của Ấn Độ cho biết: vùng Haryana đã bị nhiễm bẩnNitrat, một số giếng nước ngầm có nồng độ Nitrat rất cao (so với tiêu chuẩnquốc gia 45 ppm) từ 114 ppm đến 1800 ppm Nghiên cứu sự nhiễm bẩn NO3-

vào nước ngầm Diez và cộng sự (1994) đã thấy rằng lượng Nitrat thấm vàonước ngầm phụ thuộc vào 2 nguyên tố chính là nồng độ NO3- trong dịch đấtvà lượng mưa Mặt khác những kết quả nghiên cứu bằng nguyên tử đánh dấucũng khẳng định NH4+ trong nước có nguồn gốc chủ yếu từ Nitơ bón vào đất.Nồng độ NO3- trong nước phụ thuộc chặt chẽ vào hàm lượng Nitrat bón và

chiếm khoảng 0,2 – 1,5% Tùy theo liều lượng bón và phân bón, hàm lượngNH4+ có thể đạt tới 9,4 mg/l Sau khi bón thúc hàm lượng NO3- trong nước đãtăng nhanh trong một số ngày đầu và qua 6 ngày đêm chiếm khoảng 11,5 –17,4% tổng liều lượng Nitơ bón cho lúa [18] Tuy nhiên, thực tế cũng chothấy dù lượng N được sử dụng rất nhiều trong sản xuất nông nghiệp song quátrình Nitrat và phản Nitrat là quá trình mất đạm, mất chất dinh dưỡng đối vớicây trồng cũng diễn ra khá mạnh và nếu đứng từ góc độ môi trường thì quátrình chuyển hoá đạm ở các dạng NO3-, NO2- về dạng Nitơ phân tử trở lại khíquyển góp phần làm cân bằng, ổn định hài hòa thành phần môi trường

2 NH3 + 3 O3 → 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O 4 NO2 + O2 + 2 H2O → 4 HNO3

NO3- + 5 (CH2O) + 4 H+ → 2 N2 + 5 CO2 +7 H2O

Quá trình này thực hiện trong môi trường nhờ sự hoạt động của 2 loạivi sinh vật chủ yếu Nitrosomonas và Nitrit bactri Quá trình phản Nitrat nhờvi sinh vật, quá trình rửa trôi theo các mặt là thấm sâu dưới tầng đất làm(NO3-) giảm xuống trong 1 năm canh tác Khi nghiên cứu sự nhiễm do NO3-,trong canh tác ngô khi không bón phân, có bón urê, bón Floranid và Compostvới 2 chế độ tưới là: tưới bình thường theo truyền thống canh tác và tưới tốiưu có quản lý đã cho kết quả rất khác nhau về nồng độ NO3- trong đất [23].

Bảng 2.9: Hàm lượng NO3- trong dung dịch đất ở độ sâu 50 và 140 cm(mg/l)

Không phân bón 92,7 ± 86 193 ± 33 59,3 ± 43 Bón ure 447,2 ± 90 425 ± 53 215,2 ± 71 413 ± 55Bón Floranid – 32 188,9 ± 54 341 ± 21 170,4 ± 46 375 ± 84Bón Compost 131,1 ± 61 404 ± 48 187,7 ± 65 219 ± 53

(Nguồn J.A.Diez và cộng sự 1994)

-Từ kết quả cho thấy: Ở độ sâu 50 cm khi bón ure, hàm lượng NO3- caohơn hẳn khi bón phân ủ và bón Floranid – 32 Ở độ sâu cao hơn 140 cm hàmlượng NO3- chỉ cao hơn so với phân ủ và Floranid – 32 Cả hai kiểu tưới ởtầng sâu 140 cm hàm lượng NO3- trong dung dịch đất đều cao hơn.

Như vậy, sử dụng phân hóa học ure dẫn đến khả năng tích đọng NO3

-lớn hơn thì khả năng rửa thấm NO3- theo chiều sâu phẫu diện cũng cao hơn Kết quả tổng hợp của J.Hajin và Anat Lowenegarit (1996) đã cho thấy:gia tăng sử dụng phân hóa học sẽ làm tăng lượng dinh dưỡng trong nướcngầm và nước mặt Từ năm 1936 đến nay, mức tăng sử dụng nitrogen từ4,2kg lên đến 153 kg N/ha đã làm cho hàm lượng (NO3-) trong các giếng nướctăng từ 40mg/l (1953) lên đến 105 mg/l như hiện nay Nước sông Thames cóhàm lượng nitrat là 2 mg/l (1938) và hiện nay đã đạt tới 10mg/l (1984) Hai tácgiả nêu ra hiện tượng đặc biệt nguy hiểm từ kết quả nghiên cứu với 4 mức bónĐạm và Lahav và Kalmar (1993) cho thấy: khi sử dụng phân đạm hóa học ở 4mức bón từ 80 kgN/ha đến 640 kgN/ha đã làm cho hàm lượng (NO3-) ở lớp đấtmặt (0 – 30 cm) thay đổi từ 4,2 mg/kg lên đến 427,2 mg/kg Từ kết quả đó cầnphải thấy rằng: quá trình tích lũy (NO3-) trong đất ở các lớp đất khác nhau phụthuộc vào nhiều yếu tố nhưng khi tăng mức bón lên 8 lần ( theo lượng N bón)thì tích lũy (NO3-) ở lớp mặt tăng lên không phải 8 lần mà là 102 lần còn tích

lũy ở tầng đất 60 – 90 cm sẽ tăng lên đến 464 lần [23].

Ở Việt Nam cũng có một số nghiên cứu ô nhiễm N trong nước ngầm.Tuy nhiên, những nghiên cứu theo hướng này chưa nhiều Theo Lê Văn Tiến(1997) Viện KHKTNN Việt Nam kết luận hàm lượng đạm tích tụ trong nướcngầm ở Thanh Trì ngoại thành phía nam Hà Nội cũng là dạng NH4+ tích tụkhá cao hàm lượng này đạt khoảng 1 – 2 mg N/l và nước cất từ nguồn nàykhông thể dùng để phân tích đúng nếu không xử lý qua cột lọc Cationit đểloại trừ đạm Nhiễm bẩn môi trường từ phân bón là một vấn đề nguy hại.Nguồn gốc trong nước là do bón phân vô cơ và hữu cơ nguyên nhân là nhândân không biết cách bón, bón không đều và bón thúc vào thời kỳ cây khôngcần Theo Bùi Quang Xuân (1999) phân Urê CO(NH2)2 sau khi được vùi vào đấtsẽ nhanh chóng thủy phân chuyển thành đạm dễ tiêu NH4+ Khoảng 8 ngày sauđó lượng NH4+ đạt mức cao nhất, sau đó giảm nhanh chóng và đến sau khoảng16 ngày trở đi hàm lượng NH4+ giảm xuống gần như bằng không Ngược lại,hàm lượng NO3- trong đất bắt đầu tăng dần từ sau bón Urê 4 – 8 ngày và đạt caonhất sau khi bón từ 12 – 16 ngày Tăng liều lượng Ure làm tăng hàm lượng NO3-

trong đất Phân Ure được hòa vào nước tưới có hàm lượng NO3- cao nhất ở 4ngày sau tưới và sau đó thì hàm lượng này sẽ giảm dần [34] Lượng phân bónhóa học tùy từng nơi, từng lúc, tùy vào yêu cầu sử dụng đất, mức độ thâm canh mà gây ra tình tranạg tích lũy NO3-, NH4+ khác nhau

Theo Trần Công Tấu (1997) khi nghiên cứu xác định hàm lượng NO3

-trong nước ngầm trên cánh đồng lúa Minh Khai – Hà Nội thấy hàm lượngNO3- trong nước ngầm xu hướng tăng từ mùa khô sang mùa mưa và dao độngtừ 111,2 – 116,9 mg/l Hàm lượng trung bình 41,7 mg/l đến 116,9 mg/l Nếuso với nước uống (tiêu chuẩn do Bộ Y tế Việt Nam ban hành) thì hàm lượngNitrat trong nước ngầm ở khu vực nghiên cứu vượt quá ngưỡng giới hạn chophép 8 – 11 lần (tiêu chuẩn cho phép là 10 mg/l) [23].

Hàm lượng NO3- cũng có sự thay đổi theo từng loại đất, vùng nước vàtheo thời gian Nitrat ở kênh tưới rau tháng 1 là 0,45 mg/l và đến tháng 7 là0,24 mg/l [26].

Theo Đỗ Trọng Sự (1991) đã nghiên cứu khá toàn diện sự biến đổi cácthành phần hóa học của nước ngầm ở Hà Nội theo các mùa trong các năm1991 – 1993 cho thấy: hàm lượng các thành phần nghiên cứu đều tăng theothời gian và mùa khô lớn hơn mùa mưa Hàm lượng NH4- mùa mưa năm 1991là 2,9 mg/l tăng lên 4.9mg/l vào mùa mưa năm 1992, muà khô năm 1992 là5,12mg/l tăng lên 6,06mg/l vào năm 1993 Hiện tượng tương tự cũng thấy ởcác chỉ tiêu NO2-, NO3- và các thành phần khác Tuy nhiên chưa thể coi đây làquy luật diễn biến của các thành phần hóa học theo thời gian vì thời gian theodõi còn quá ngắn [19].

Nguồn NO3- có thể tạo ra từ chất hữu cơ trong đất, phân chuồng, phânbắc tươi, và phế phụ phẩm nông nghiệp, khoảng 35 – 55% đạm sản sinh trênđồng ruộng có nguồn gốc từ phân hóa học, phần còn lại nhờ phân hữu cơ.Ngoài ra nguồn gốc gây tích lũy NO3-, NH4+ còn thấy xuất hiện ở các consông ven các nhà máy Theo hội bảo vệ thiên nhiên và môi trường Việt Nam(2004) tại một số điểm xả thải tại nhà máy giấy Bãi Bằng, nhà máy supe phốtphát Lâm Thao, khu công nghiệp Việt Trì – Phú Thọ một số chỉ tiêu ô nhiễmvượt mức giới hạn cho phép Đoạn sông Hồng từ Diên Hồng tới ngã ba ViệtTrì về mùa cạn nhiều chỉ tiêu ô nhiễm vượt TCCP đối với nước mặt loại A:NO2- vượt 1,4 lần, NH4+ vượt 2 lần Tại cầu Việt Trì NO2- cao hơn TCCP đốivới nước mặt loại A từ 4 – 20 lần [15].

Các chỉ tiêu tích lũy NO3-, NH4+ đang tăng ở các lưu vực sông đặc biệtở các lưu vực sông Cầu, sông Nhuệ - Đáy Hàm lượng nitrit là yếu tố ô nhiễmcao nhất cả về quy mô phân bố cũng như hàm lượng tập trung trên đoạn sôngđi qua khu Thái Nguyên, Cam Gía, chợ Mới (Bắc Cạn), cầu Loàng, thác

Huống Giá trị trung bình tại các vị trí quan trắc là 0,05 – 0,2 mg/l vượt quáTCCP mức A từ 5 – 20 lần và 4 lần so với mức B Giá trị cao nhất đạt 2 – 2,8mg/l cao hơn TCCP 56 lần so với mức B Giá trị thấp nhất thường < 0,01 –0,07 mg/l ở mức xấp xỉ và vượt quá TCCP mức A 1,4 lần Trên đoạn sôngNhuệ, sông Đáy, mức độ ô nhiễm nitrit đã đến mức báo động, hầu hết cácđiểm đo trong lưu vực có giá trị vượt tiêu chuẩn mức A gấp 4 – 5 lần Tíchlũy NH4+ diễn ra trên diện khá rộng trong lưu vực Tại các vị trí lấy mẫu trênsông Nhuệ hàm lượng NH4+ trung bình đạt 1,2 – 1,7 mg/l vượt tiêu chuẩn A(TCVN 5942 – 1995) từ 25 - 33 lần và vượt quá tiêu chuẩn B (TCVN 5942 –1995) từ 1,2 – 1,7 lần Trên sông Đáy, hàm lượng NH4+ tại các vị trí đo đạt từ0,06 – 1,5 mg/l vượt quá tiêu chuẩn A từ 1,2 – 30 lần Hàm lượng NH4+ tạicác điểm đo trên các sông thuộc nội thành Hà Nội đạt trên 20mg/l vượt tiêuchuẩn B từ 10 – 20 lần [2]

Nguy hại hơn mức ô nhiễm đang tăng dần theo thời gian từ 2002 –2003 Xã Yên Sở trong năm 2002 kết quả đo đạc cho thấy hàm lượng NH4+ là37,2 mg/l đến năm 2003 tăng lên 45,2 mg/l, phường Bách Khoa mức ô nhiễmNH4+ từ 9.4 – 14,7mg/l có nơi chưa từng bị ô nhiễm NH4+ xong nay cũng đãvượt TCCP như Long Biên, Tây Mỗ, Đông Ngạc hiện bản đồ nguồn nướcbẩn bị nhiễm bẩn đã lan rộng ra toàn thành phố Theo Lê Huy Hoàng mức ônhiễm các hợp chất N và P trong nước dưới đất ở Hà Nội đang tăng lên Diệntích nước dưới đất bị nhiễm bẩn tăng từ năm 1992 – 1995 Điều tra 109 giếngcủa 28 nhà máy nước có 48,6% số giếng khoan nhiễm bẩn bởi NH4+ trên 63%giếng nhiễm bẩn NO3-, 4% nhiễm bẩn NO2- [2].

PHẦN III: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: hàm lượng N (NH4+,NO3-) trong nước ruộnglúa, mương lúa và nước giếng khoan tại xã Đặng Xá - Gia Lâm - Hà Nội.

- Phạm vi nghiên cứu: trên diện tích đất đai thuộc các thôn: Đặng, AnĐà, Cự Đà, Kim Âu, Lở xã Đặng Xá - Gia Lâm - Hà Nội.

3.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội tại xãĐặng Xá.

- Điều tra cơ cấu cây trồng, mức độ sử dụng phân bón (tập trung vào phânđạm sử dụng cho cây trồng chính) trong nông hộ tại các điểm nghiên cứu

- Phân tích, giám sát biến động hàm lượng NO3-, NH4+ trong vụ ĐôngXuân ở nước mặt và nước ngầm tại một số địa điểm ruộng lúa, mương lúa vàgiếng khoan của vùng nghiên cứu.

- So sánh, đánh giá hàm lượng NO3-, NH4+ với tiêu chuẩn Việt Nam vềchất lượng nước sử dụng trong nông nghiệp và nước sinh hoạt.

- Đề xuất giải pháp sử dụng hiệu quả phân đạm cho lúa, tránh lãng phívà giảm ảnh hưởng tích lũy của chúng đối với nước mặt và nước ngầm.

3.3 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện mục đích, yêu cầu và nội dung nghiên cứu của đề tài chúng tôisử dụng một số phương pháp sau:

3.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu sơ cấp và thức cấp

* Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Tại phòng nông nghiệp và

phòng quản lý đất đai của xã về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, tình hìnhsản xuất nông nghiệp trong các năm gần đây.

* Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp:

- Xác định lượng phân bón sử dụng cho cây trồng trên cơ sở điều traphỏng vấn 30 nông hộ sản xuất nông nghiệp trên địa bàn xã Đánh giá tình

hình sử dụng phân bón của các nông hộ trong sản xuất trên một số cây trồngchính trong hệ thống sử dụng đâtsanr xuất cây trồng: lúa, ngô, rau

- Lấy mẫu trong nước mặt và nước ngầm định kỳ, phân tích xác địnhhàm lượng NO3-, NH4+ ở các thời điểm từ tháng 3 đến tháng 5 vụ Đông Xuân2008 để tìm hiểu sự thay đổi hàm lượng NO3-, NH4+, DO, pH, thế oxy hoá -khử (Eh) trong nước mặt, nước ngầm và mối quan hệ của chúng với điều kiệnmôi trường nước mặt và nước ngầm.

- Phương pháp và địa điểm lấy mẫu:

Chúng tôi đã tiến hành lấy 12 mẫu nước tại 12 điểm (4 mẫu nước ngầmvà 8 mẫu nước mặt) vào các thời điểm xác định ( 12 và 27 hàng tháng) mỗimẫu lấy 500 ml/lần đựng vào chai 500 ml.

- Ký hiệu mẫu:

Ký hiệumẫu

Địa điểm lấy mẫuĐặc điểm nơi lấy mẫu

GK1 Giếng khoan tại hộ giađình ở thôn Đặng

Các giếng khoan có độ sâu từ 12 đến25 m Nước giếng được lấy trực tiếptừ máy bơm.

GK3 Giếng khoan tại 2 hộ giađình ở thôn Kim ÂuGK4

ML1 Mương tưới cho lúa ởthôn Đặng, thôn An Đà,Thôn Kim Âu, thôn Lở

Mương cung cấp nước tưới và thoátnước cho cánh đồng chuyên trồnglúa 2 vụ cho 4 thôn.

RL1 Ruộng lúa tại thôn Đặng,An Đà, Kim Âu, Lở

Nước mặt ở ruộng lúa được lấy theođịnh kỳ trong thời gian từ tháng 3đến tháng 5.

- Sơ đồ khu vực lấy mẫu:

Hướng Bắc

Đê sông Đuống

● GK1 ♦→ ML1

▀ RL1 ● GK2

Trạm Y tế xãCổ Bi

●GK4 ▀ RL3

3.2.2 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

- Các mẫu sau khi lấy đưa về phòng thí nghiệm đo ngay các thông số:DO, pH metter (D – 51) và máy đo Eh (D – 52).

- Phân tích chỉ tiêu NO3- và NH4+:a) Phân tích NO3-:

- Mẫu nước lắc đều, lọc qua giấy lọc, lấy dịch trong

Lấy chính xác 20 ml nước sau lọc, cho vào cốc chịu nhiệt (50 100oC)

Đun trên bếp cách cát ở nhiệt độ to= 70 - 80oC đến khi cạn mẫu, tránhlàm cháy mẫu

- Thêm chính xác 0,2 ml nước cất và chính xác 0,8 ml dung dịch axitsalilic 5% trong H2SO4 Lắc nhẹ mẫu

- Thêm vào 19ml NaOH 2N

- Đem so màu tại bước sóng 410 nm bằng máy đo UV để xác định hàmlượng Nitrat

b) Phân tích NH4+: Phương pháp Indophenol

- Mẫu nước lắc đều, lọc qua giấy lọc, lấy dịch trong- Lấy 3ml nước sau lọc, cho vào bình định mức 25 ml- Thêm 1 ml EDTA - Na tạo phức, tránh kết tủa cation - Thêm 4 ml hỗn hợp salicilat nitroprusside

- Thêm H2O gần đến vạch ( gần tới 20 ml )- Thêm 2 ml dung dịch đệm hypoclorit, pH = 13- Để ra ngoài trong vòng 2h

- Đem so màu tại bước sóng 667 nm bằng máy đo UV để xác định hàmlượng Amon.

3.2.3 Các phương pháp xử lý và đánh giá số liệu

Số liệu thu thập và các số liệu phân tích đo đạc được tính toán theochương trình Excel.

Hàm lượng NH4+, NO3- trong nước mặt và nước ngầm được so sánh vớiTCVN:

- Nước mặt so sánh với TCVN 5942 - 1995- Nước ngầm so sánh với TCVN 5944 - 1995

PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN4.1 Đặc điểm địa bàn nghiên cứu

Có các tuyến đường giao thông chính chạy qua địa phận xã: Đê sôngĐuống, đường 181 và đường 179 (đường Ỷ Lan) với các hướng đi: CầuĐuống - Phú Thị - Quốc Lộ 5, Dốc Lời đi Phú Thị - Quốc lộ 5, Dốc Lời đicầu Đuống, Dốc Lời đi Đình Tổ - Bắc Ninh Cảng Dốc Lời trên đoạn sôngĐuống thuộc địa phận xã là nơi chu chuyển các nguyên vật liệu xây dựng.

Xã Đặng Xá là xã thuận lợi về giao thông cả đường bộ lẫn đường sôngở Huyện Gia Lâm.

* Đặc điểm khí hậu và thuỷ văn- Khí hậu:

Đặng Xá nằm trong vùng Đồng Bằng Bắc Bộ nên chịu ảnh hưởng củavùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 23 -24oC, tháng nóng nhất là tháng 6, 7 nhiệt độ lên tới 39oC, tháng lạnh nhất làtháng giêng nhiệt độ thấp tuyệt đối là 8oC Số giờ nắng trong năm là 1970 giờtương đối cao đảm bảo yêu cầu nhiệt cho sản xuất cây trồng Lượng mưatrung bình hàng năm khoảng 1600 - 1800 mm/năm, tháng có lượng mưa lớnnhất là tháng 7, 8 (330 mm), tháng có lượng mưa thấp nhất là tháng 12, 1 (18mm) Độ ẩm không khí trung bình năm 83%, tháng có độ ẩm cao nhất là

tháng 3, 4 lên tới 87 - 89%, tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng 11 (68%).

- Thuỷ văn:

Chạy qua địa phận xã Đặn Xá là 2 con sông: Sông Đuống và sông Thiên Đức.Đây là nguồn cung cấp nước chính cho sản xuất cũng như đời sống sinh hoạtcủa nhân dân trong toàn xã và vùng Nam Đuống.

Nhìn chung với điều kiện khí hậu và thuỷ văn trên Đặng Xá là nơi thíchhợp cho sự phát triển sản xuất nông nghiệp cụ thể đối với cây lúa và nhiềuloại cây rau, màu.

- Vùng đất ngoài đê: Là đất phù sa được bồi hàng năm của sông Đuốnggồm cả hai phần tả và hữu sông Đuống, độ cao trung bình so với mặt nướcbiển là 6,9 m Diện tích là 47,7 ha chiếm 8,1% diện tích tự nhiên, thích hợpcho việc trồng các loại cây công nghiệp ngắn ngày như đậu, đỗ, lạc, các loạirau màu trong thời gian không bị ngập.

Số liệu đất sản xuất nông nghiệp và đất phi nông nghiệp của toàn xãtrình bày ở bảng 4.1: