Nghiên cứu biện pháp sinh học để cải tạo phục hồi đất canh tác sau khai thác khoáng sản tại thái nguyên

1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Việc khai thác khống sản với mục đích phục vụ cho kinh tế nhân rộng khắp vùng lãnh thổ Tuy nhiên, phát triển bền vững địi hỏi ngồi phát triển kinh tế cịn phải ổn định xã hội đảm bảo chất lượng mơi trường Cũng việc khai khống, vấn đề hồn cải lại mơi trường sau khai khống, đảm bảo chất lượng mơi trường xung quanh q trình khai thác hạn chế thực tế việc bảo vệ môi trường chưa cao Sự phát triển ngành khai thác khống sản khơng đồng với biện pháp bảo vệ môi trường để lại hậu suy thối mơi trường nhiều vùng khai thác khống sản, như: - Một diện tích lớn đất nơng, lâm nghiệp trước bị chiếm dụng cho mục đích khai thác khống sản để hoang hóa sau khai thác - Tầng đất mặt bị xáo trộn, gây khó khăn cho việc hồn thổ phục hồi mơi trường - Cân nước khu vực bị phá vỡ, gia tăng tượng trượt lở, bồi lấp, tích tụ chất rắn biến đổi chế độ thủy văn dòng chảy mặt dòng chảy ngầm - Chất lượng nước vùng khai thác khoáng sản bị ảnh hưởng Phần lớn nước vùng khai thác khoáng sản bị ảnh hưởng độ đục cao lượng bùn mịn nước thải cao Các loại thuốc tuyển khống cịn dư lại bùn thải có khả gây nhiễm nguồn tiếp nhận Ở số khu vực đất đá thải cịn có tiềm hình thành dịng axit mỏ, có khả hịa tan kim loại nặng độc hại nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng nước mặt nước ngầm khu vực - Hệ sinh thái cảnh quan khu vực bị biến đổi Biểu rõ nét suy thoái thảm thực vật, suy giảm diện tích rừng, cạn kiệt trữ lượng gỗ, suy giảm chủng loại số lượng loài động vật hoang dã - Các cố rủi ro môi trường vùng khai thác trượt lở, sập hầm … Ảnh hưởng suy thối nhiễm đặc biệt môi trường đất nước gây hậu nghiêm trọng, dẫn đến nhiều diện tích đất canh tác nơng nghiệp phải bỏ hoang, diện tích đất trống đồi trọc tăng lên, suất trồng giảm, làm nghèo thảm thực vật, suy giảm đa dạng sinh học Sự tích tụ cao chất độc hại, kim loại nặng đất làm tăng khả hấp thụ nguyên tố có hại trồng, vật nuôi gián tiếp gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người Thái Nguyên tỉnh Trung du miền núi phía Bắc, tỉnh có chứa số lượng quặng lớn Việt Nam Theo sổ mỏ điểm quặng, địa bàn tỉnh Thái Nguyên phát 177 điểm quặng mỏ khoáng sản rắn mỏ nước khoáng Hiện nay, tổng số mỏ đưa vào khai thác (kể khai thác tận thu khai thác cát sỏi) 45 mỏ Số lượng mỏ khoáng sản sản lượng đưa vào khai thác ngày tăng Số lượng doanh nghiệp, đơn vị tham gia khai thác, chế biến khống sản gia tăng nhanh chóng Hoạt động khống sản doanh nghiệp đóng góp vào nguồn thu ngân sách tỉnh tăng trưởng liên tục qua năm Song toán vấn đề môi trường đã, đặt cho cấp có thẩm quyền địa phương giải Mới năm gần hoạt động bảo vệ môi trường nói chung khu khai khống nói riêng cấp quyền quan tâm giải Chính nhận thức rõ quan điểm chủ trương Đảng Nhà nước công tác bảo vệ môi trường thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa, năm 2006, Hội đồng nhân dân tỉnh Thái Nguyên thông qua Đề án “Bảo vệ môi trường thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa giai đoạn 2007-2010 năm địa bàn tỉnh Thái Nguyên” Mục tiêu là: Phòng ngừa, hạn chế, khắc phục có hiệu nhiễm, suy thối mơi trường; xây dựng Thái Nguyên thành tỉnh có phát triển hài hòa tăng trưởng kinh tế với thực tiến xã hội bảo vệ môi trường Việc phục hồi cải tạo đất sau khai khoáng vấn đề cần thiết Tuy nhiên chưa có biện pháp hữu hiệu đáp ứng vấn đề đặt sản xuất bảo vệ môi trường Nhằm nâng cao hiệu sử dụng đất đai sau khai thác khoáng sản, đề tài: “Nghiên cứu biện pháp sinh học để cải tạo phục hồi đất canh tác sau khai thác khoáng sản Thái Nguyên” thực mục tiêu đề án 1.2 Mục đích yêu cầu đề tài Nghiên cứu biện pháp sinh học để cải tạo phục hồi đất bị thối hóa suy kiệt tác động hoạt động khai khống nhằm tăng diện tích đất sử dụng cho sản xuất nơng lâm nghiệp có chất lượng tốt PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình nghiên cứu giới Ở nước có ngành cơng nghiệp khai thác mỏ phát triển Anh, Thụy Điển, Australia, … số nước khác khu vực Malaysia, Indonesia vấn đề hồn thổ phục hồi mơi trường trở thành quy chế bắt buộc Trước tiến hành hoạt động khai thác, chủ mỏ bắt buộc phải lập kế hoạch hồn thổ phục hồi mơi trường hay ký quỹ môi trường Kế hoạch phận tách rời kế hoạch khai thác mỏ Trong kế hoạch hồn thổ phục hồi mơi trường vấn đề như: hướng sử dụng đất sau khai thác, quy trình cơng nghệ hồn thổ, tiến độ thực kinh phí đề cập chi tiết với hướng dẫn cụ thể khoa học Việc lưu giữ mẫu đất đá giống nguyên thủy thực cẩn thận để phục vụ cho việc hồn thổ phục hồi mơi trường nhiều năm sau (Channey R et al (1997) [22] Hoạt động khai thác khoáng sản phát triển mạnh từ thập kỷ trước nhiều quốc gia giàu tài nguyên Nga, Mỹ, Australia, Campuchia, Indonesia, Phillipines, Trung Quốc, Ấn Độ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng nguyên liệu khoáng giới quặng sắt, chì, kẽm, thiếc, than đá, đồng loại khoáng sản khác, Ngành khai thác khoáng sản ngành sử dụng diện tích đất lớn, mặt khác đa số mỏ nằm cánh rừng thủy vực có chức tạo sinh kế cho người dân Hoạt động khai thác khoáng sản dẫn đến suy thoái tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài nguyên nước, lớn (Hiếu Anh, 2010), [1].Tổ chức Bảo vệ môi trường Green Cross Thụy Sĩ Viện Blacksmith Mỹ công bố kết nghiên cứu đưa 10 nguyên nhân ô nhiễm môi trường gây tác hại nghiêm trọng giới, có ngun nhân gây nhiễm thối hóa mơi trường đất có liên quan đến khai khống - Khai thác vàng thủ công: Với phương tiện đơn giản quặng vàng trộn lẫn với thủy ngân, hỗn hợp nung chảy, thủy ngân bốc hơi, chất lại vàng Hậu quả, người khai thác hít khí độc, cịn chất thải thủy ngân gây nhiễm, mơi trường đất từ tích tụ cối, động vật từ lan sang chuỗi thực phẩm - Khai khống cơng nghiệp: Khó khăn lớn xử lý chất thải dạng đất đá bùn Chất thải có hóa chất độc hại mà người ta sử dụng để tách quặng khỏi đất đá Chất thải mỏ thường có hợp chất sulfid-kim loại, chúng tạo thành axít, với khối lượng lớn chúng gây hại đồng ruộng nguồn nước xung quanh Bùn từ khu mỏ chảy sông suối gây ùn tắc dịng chảy từ gây lũ lụt [4] Trong năm gần đây, người ta quan tâm nhiều công nghệ sử dụng thực vật để xử lý mơi trường, có xử lý ô nhiễm kim loại nặng chất nguy hại khác đất Nhiều nhà khoa học đặc biệt Mỹ châu Âu có nhiều đề tài nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ cơng nghệ mang tính chất thương mại Cơng nghệ có ưu điểm chi phí đầu tư thấp, dễ thực hiện, an tồn thân thiện với môi trường Năm 1998, Cục môi trường châu Âu (EEA) đánh giá hiệu kinh tế phương pháp xử lý kim loại nặng đất phương pháp truyền thống phương pháp sử dụng thực vật 1.400.000 vị trí bị nhiễm Tây Âu Kết cho thấy chi phí trung bình phương pháp truyền thống đất từ 0,27 đến 1,6 triệu USD, phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp 10 đến 1000 lần Ngày nay, 450 lồi thực vật có khả hấp thu cao kim loại công bố Các họ thực vật “siêu hấp thụ” Asteraceae, Brassicaceae, Caryopyllaceae, Cyperaceae, Conouniaceae, Fabaceae, Flacuortiaceae, Lamiaceae, Poaceae, Violaceae Euphobiaceae Bên cạnh cơng trình nghiên cứu nhằm tạo lồi thực vật vừa có khả tích tụ kim loại cao lại vừa cho suất sinh học cao để dùng công nghệ xử lý sinh học ngày phát triển Số lượng cơng trình nghiên cứu thực vật có khả chiết rút kim loại từ đất (Phytoextraction), cố định kim loại (Phytostabilisation), hoá (Phytovolatilization) hay lọc kim loại rễ (Rhizofiltration) để sử dụng xử lý môi trường ô nhiễm phong phú (Lombi E cs, 2001) [24] Nghiên cứu cho thấy, loài thực vật khác có khả hấp thu KLN khác Cây Thlaspi caerulescens sinh trưởng 391 ngày loại bỏ 8mg Cd/kg đất 200mg Zn/kg đất tương ứng với 43% Cd 7%Zn đất bị ô nhiễm Theo Diels L cộng (1999), loài dương xỉ Pteris vittata L có khả tích lũy 14.500 ppm As mà chưa có triệu chứng tổn thương Lồi sinh trưởng nhanh, có sức chống chịu cao với As đất (As > 1.500ppm) bị độc nồng độ 22.630ppm qua tuần Theo nhà khoa học Mỹ, Pteris vittata L chứa tới 22g As/kg Họ chứng minh vòng 24 giờ, loài dương xỉ giảm mức As nước từ 200µg/l xuống gần 100 lần Theo nghiên cứu Avílio A Franco and Sergio M De Faria (1996) Các loài họ đậu rhizobia bradyrhizobia cung cấp khoảng 12 hữu khô 190 kgN/ha/năm Các thí nghiệm với lồi địa họ đậu thành công việc cải tạo đất, khu vực khai thác mỏ lộ thiên dư lượng axit từ khai thác bauxite mà không cần bổ sung chất hữu Tuy nhiên, cần bổ sung phosphate, thạch cao, vi chất dinh dưỡng kali [20] Gần nhà khoa học Trung Quốc bắt đầu tiến hành dự án thử nghiệm giới trồng để thu gom As độc hại đất Theo Chen Toongbin thuộc Viện khoa học địa lý Tài nguyên dự án thực ba địa điểm tỉnh Hồ Nam, Triêt Giang Quảng Đông Mỗi địa điểm thử nghiệm có diện tích trồng 30 hạt Pteris vittata L., loại dương xỉ hấp thu 10% As từ đất vòng năm Các nhà khoa học Trung Quốc hoàn thiện kỹ thuật trồng dương xỉ (Pteris vittata L.) vetiver để “hút” nguyên tố kim loại nặng đất thạch tín, đồng, kẽm… Với kỹ thuật này, họ hy vọng giải vấn đề ô nhiễm kim loại nặng vùng hạ du Trung Quốc q trình khai khống gây nên (Shu W S cộng sự, 2002) [25] Một mục tiêu cơng tác hồn thổ lập lại thảm thực vật nhằm làm cho khu vực ổn định, bền vững ngăn ngừa, kiểm sốt xói mịn Với đặc trưng sinh lý hình thái độc đáo, cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) sử dụng hiệu không để kiểm sốt xói mịn mà cịn lồi có khả chống chịu cao loại đất bị ô nhiễm kim loại nặng Nhiều nghiên cứu cho thấy, lồi cỏ phát triển tốt nhiều loại đất khác nhau, chí điều kiện môi trường đất khắc nghiệt: chua, kiềm, hàm lượng Mn Al di động cao Vì vậy, cỏ vetiver sử dụng thành công phục hồi cải tạo đất vùng mỏ như: mỏ than, vàng, bentonit, bôxit Australia; mỏ vàng, kim cương, platin Nam Phi; mỏ đồng Chi Lê; mỏ chì Thái Lan, mỏ chì, kẽm, bơxit Trung Quốc v.v…(Chantachon S cộng sự, 2003) [21] Ở số nước, nội dung thiết lập thảm thực vật chương trình hồn thổ cịn bao gồm việc sử dụng phân bón Những khu vực xác định cải tạo để sử dụng cho mục đích nơng nghiệp thường phải có chương trình trì việc bổ sung phân bón Tùy trường hợp cụ thể mà người ta sử dụng thạch cao vôi để điều chỉnh độ pH, tùy theo loại giống trồng, loại mật độ cây, tỷ lệ sinh trưởng mà người ta sử dụng thêm loại phân đạm, lân kali Một số loại chất thải hữu sử dụng phân, máu, xương động vật, bùn cống rãnh …chúng vừa có tác dụng phân bón vừa có tác dụng bổ sung chất đất Có thể sử dụng cải tạo đất trồng nghèo kiệt để tăng lượng chất hữu (Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên, 2002) [16] 2.2 Tình hình nghiên cứu nước Việt Nam có nguồn tài ngun khống sản phong phú đa dạng Cho đến nay, xác định 5000 điểm quặng với 60 loại khoáng sản có ích với quy mơ trữ lượng khác Tiềm phát triển ngành khai thác khoáng sản kim loại Việt Nam to lớn, mở nhiều hội phát triển cho ngành công nghiệp có liên quan tạo cơng ăn việc làm cho lực lượng lao động đáng kể vùng có hoạt động khai thác khống sản mà phần lớn nằm vùng nông thôn, miền núi, vùng sâu vùng xa Tuy nhiên đôi với phát triển ngành công nghiệp khai thác chế biến khống sản thách thức vấn đề mơi trường trở nên nghiêm trọng cấp bách Cùng với phát triển ngành khai thác khoáng sản gia tăng tất yếu tác động mơi trường có vấn đề cộm làm hoang hóa thối hóa diện tích lớn đất dân cư, đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp đất hữu ích nói chung (Lưu Thế Anh, 2007) [2] Tác giả Trần Miên, Ban môi trường, Tập đồn Than khống sản Việt Nam (TKV) bắt đầu trồng cỏ vetiver từ tháng 10/2007 bãi có nguy sạt lở cao Cọc Sáu - Hồng Thái, Nam Đèo Nai, Hà Tu Núi Béo Năm 2009, TKV đẩy nhanh trồng 50ha, bãi thải Đông Tụ Bắc, Đông Cao Sơn, Đông Bắc Khe Rè, bãi thải Bắc, Nam Cao Sơn Khe Chàm III; cho thấy “Do đất bãi thải nghèo chất dinh dưỡng, cần rễ cỏ vetiver đạt độ dài hai đến bốn mét việc sạt lở bãi thải khống chế Thời gian ngắn tới đây, màu xanh lại bãi thải, vốn khu “đất chết” vùng mỏ trước đây” [12] Theo tác giả Trần Minh Huân thuộc Hội Khoa học Công nghệ Mỏ Việt Nam, (2011), Từ năm 1963 đến năm 2006, công ty Alcoa khôi phục 12.594 Tây Úc thu dọn 15.222 khác Khu vực thu dọn khôi phục cách sử dụng kỹ thuật khôi phục mới, bao gồm chuyển đổi trực tiếp lớp đất bề mặt để kích thích nẩy mầm trở lại thực vật địa [8] GS.TS Đặng Đình Kim, Chủ tịch Hội đồng khoa học Viện Công nghệ môi trường, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu sử dụng thực vật để cải tạo đất bị ô nhiễm kim loại nặng vùng khai thác khoáng sản" cho biết từ năm 2007 thu thập 157 loài thực vật bãi thải quặng vùng phụ cận số mỏ quặng Thái Nguyên chọn lọc 33 lồi Kết phân tích cho thấy, có loài thuộc họ dương xỉ (Pteris vittata Pityrogramma calomelanos) cỏ trầu (Eleusine indica) có khả tích lũy kim loại nặng, hàm lượng asen lên đến 5.876ppm rễ 2.642ppm Nghiên cứu cho thấy cỏ vetiver có khả chống chịu vùng nhiễm chì cao [9] Nghiên cứu cho thấy, lồi dương xỉ Pteris vittata Dennstaedtia scabra, khơng có khả tích luỹ cao As mà cịn có khả hấp thu đồng thời KL khác Mn, Cu, Fe, Zn Pb đất bị nhiễm có hàm lượng As 3528 ppm, hàm lượng As rễ thân D.scabra tương ứng 965,47 ppm 2241,63 ppm (Bùi Thị Kim Anh cộng sự, 2008) [3] Lê Đức cs (2005) nghiên cứu khả chống chịu kim loại nặng cải hoa vàng (Brassica juncea) cho thấy: Nồng độ gây ô nhiễm Pb cho đất 1300 ppm trở lên bắt đầu có ảnh hưởng đến sinh trưởng cải hoa vàng [6] Lương Thị Thúy Vân (Đại học Thái Nguyên) cộng thuộc viện Công nghệ Môi trường tiến hành nghiên cứu sinh khả tích lũy chì cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) trồng đất ô nhiễm khai thác khống sản có kết luận khả quan khả cải tạo đất nhiễm lồi cỏ Sinh trưởng cỏ tăng trồng đất có nồng độ 1055,15 ppmPb Hàm lượng chì tích lũy cỏ tỷ lệ thuận với nồng độ chì đất thời gian trồng cỏ [18] Nghiên cứu khả chống chịu tích lũy As hai loài dương xỉ thu từ vùng khai thác mỏ, Bùi Thị Kim Anhvà cộng (2008) [3]cho thấy, khoảng nồng độ mà chống chịu được, Pteris vittata tích lũy lượng As từ 307 - 6042 ppm thân rễ 131 - 3756 ppm Loài Pityrogramma calomelanos tích lũy lượng As thân rễ tương ứng 885 - 4034 ppm 483 - 2256 ppm Trong năm 1926 – 1927 Nguyễn Cơng Tiễu có nghiên cứu khám phá tác dụng bèo hoa dâu đồng báo cáo Hội nghị khoa học châu Á Yorjakarta (1972) Cùng thời gian đó, nhà nơng học Pháp Chauvin thu thập thử nghiệm Pleiku tập đoàn phân xanh gồm 62 giống địa nhập nội từ Jakarta Kết chọn 12 giống phân xanh thích hợp để làm tiên phong cải tạo đất trồng xen vườn lâu năm chè, cà phê, cao su, ăn Đó cây: Đậu triều, đậu long, đậu bướm, lục lặc mũi mác, muồng tròn, muồng dài, hàn the, chàm, trinh nữ loại cốt khí (Nguyễn Tử Siêm cs 2002) [16] Từ 1949 Trung tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Blao (Lâm Đồng), tập đoàn phân xanh phủ đất thuộc họ đậu gồm 21 giống khảo nghiệm A.Chavaney J.Lanfranchi Sau năm nghiên cứu hai ông rút kết luận đất đỏ bazan có phủ đất tốt Đó là: đậu triều, muồng long, q dại loại cốt khí Q dại cho suất chất xanh cao nhất, tới 100 tấn/ha sau năm trồng (Nguyễn Tử Siêm cs, 2002) [16] Sau nhiều năm tập trung nghiên cứu trồng thực nghiệm, Trung tâm nghiên cứu Đất, Phân bón Mơi trường Tây Ngun (Bộ Nơng nghiệp Phát 10 triển Nông thôn) chọn xác định số lồi trồng thích hợp để làm phân bón, cải tạo phục hồi dinh dưỡng chống xói mịn đất có hiệu Qua thực tế nghiên cứu, trung tâm xác định loại Muồng hoa vàng hạt lớn Muồng hoa vàng hạt nhỏ loại dễ trồng với suất chất xanh cao Các loại Cốt khí, đậu Săng, đậu Kiếm loại trồng phổ biến vùng đất đồi núi để cải tạo đất chống xói mịn [19] Tác giả Trần An Phong: - Cây cốt khí (Tephrosia candida D.C): đất trồng cốt khí sau thời gian hàm lượng mùn đất tăng lên, rụng xuống để lại lớp thảm mục bề mặt; rễ có nhiều nốt sần, rễ to nhiều rễ nhỏ tăng độ xốp đất - Cây Trinh nữ không gai (Mimosa sp): Cây Trinh nữ không gai phân xanh có tác dụng che phủ đất chống xói mịn, lấn át cỏ dại, đồng thời làm phân xanh tốt, tỷ lệ đạm chiếm 3,32% so với trọng lượng chất khô (Trần An Phong, 1977) [14] Ngồi tác dụng hạn chế rửa trơi xói mịn đất, trồng chè có xen cốt khí sau - năm hàm lượng mùn đất tăng 40% (140% so với hàm lượng mùn đất đồi trọc), hàm lượng lân tổng số tăng 80%, lượng kali tổng số tăng 260% (Lê Văn Khoa cs, 1989) [8] Đối với lâu năm cà phê tác giả Nguyễn Khải Hịa, 1994, [7] có kết nghiên cứu: năm đầu trồng cà phê, không xen muồng lượng đất rửa trôi 76 tấn/ha, trồng xen muồng lượng đất giảm 26 tấn/ha/năm Khả linh động tiếp xúc sinh học KLN chịu ảnh hưởng lớn đặc tính lý hóa mơi trường đất như: pH, hàm lượng khoáng sét, chất hữu cơ, CEC nồng độ KLN đất Thông thường pH thấp, thành phần giới nhẹ, độ mùn thấp, thực vật hút KLN mạnh [23] Thái Nguyên tỉnh nằm vùng trung du miền núi Bắc Bộ, có diện tích tự nhiên 3.541 km2, vùng sinh khống Đơng Bắc Việt Nam, thuộc vành đai sinh khống Thái Bình Dương Thái Ngun có nguồn khống sản phong phú, có khoảng 34 loại hình khống sản phân bố tập trung vùng giáp thành phố Thái Nguyên, Trại Cau (Đồng Hỷ), Thần Sa (Võ Nhai)… Khoáng sản Thái Nguyên chia làm loại, bao gồm: than mỡ 52 4.4.1 Sinh trưởng trồng Bảng 4.16 Động thái sinh trưởng trồng sau trồng năm Chỉ tiêu Công Chiều cao Số nhành Nốt sần NS chất xanh NS chất khô thức (cm) (nhánh/cây) (nốt/cây) (tấn/ha) (tấn/ha) Ct1 164,78 13,27 622,67 44,79 16,99 Ct2 60,40 5,97 34,67 5,25 2,17 Ct3 138,39 7,77 94,67 8,12 3,84 Ct4 210,75 20,27 1077,00 43,35 15,31 Ct5 168,70 4,80 27,33 13,25 5,20 Ct6 104,50 403,67 3,90 1,48 Ct7 98,08 11,83 54,67 8,89 4,60 CV(%) 13,4 4,1 0,7 2,8 1,2 LSD05 31,60 0,78 3,91 0,88 0,15 (Nguồn:Kết theo dõi thí nghiệm năm 2010 – 2011) Ghi chú: Cây Xục xặc khơng phân cành chúng tơi không đưa vào bảng theo dõi; Cây Trinh nữ- theo dõi chiều dài thân bị Kết theo dõi thí nghiệm cho thấy Muồng nhọn, Trinh nữ không gai, Đậu ren sinh trưởng chiều cao tốt Chúng tiến hành trồng thử nghiệm loài thuộc giống họ đậu, sau năm lại lồi (Muồng nhọn, Đậu ren, Cốt khí), lồi cịn lại kết thúc chu kỳ sinh trưởng Sau năm trồng: Trinh nữ không gai (20,27 nhánh/cây) Muồng nhọn (13,27 nhánh/cây) có khả phân cành tốt lồi cịn lại; Sunnhemp có số cành thấp (4,80 nhánh/cây) Sau trồng năm: Tring nữ khơng gai có số lượng nốt sần nhiều (1.077,00 nốt/cây), Muồng nhọn (622,67 nốt/cây), thấp Sunnnhemp (27,33 nốt/cây) Tổng sinh khối năm loài khác nhau; Muồng nhọn cho suất chất xanh cao (44,79 tấn/ha); Trinh nữ không gai (43,35 tấn/ha); thấp Xục xặc (3,90 tấn/ha) Sau trồng năm tổng lượng vật chất khô trả lại cho đất Cây muồng nhọn cao (16,99 tấn/ha) 53 4.4.2 Đánh giá đất 4.4.2.1 Sự thay đổi lý tính đất Bảng 4.17 Sự thay đổi lý tính đất trước sau trồng năm Dung trọng (g/cm3) Độ xốp (%) Công Sau Thay đổi Trước Sau Thay đổi Trước thức trồng dung trọng trồng trồng dung trọng trồng Ct1 1,23 1,17 - 0,06 52,08 54,43 + 2,34 Ct2 1,22 1,20 - 0,03 52,21 53,26 + 1,04 Ct3 1,23 1,18 - 0,05 51,82 53,78 + 1,95 Ct4 1,23 1,16 - 0,07 51,95 54,82 + 2,86 Ct5 1,22 1,20 - 0,02 52,21 53,13 + 0,91 Ct6 1,24 1,21 - 0,03 51,56 52,60 + 1,04 Ct7 1,22 1,18 - 0,04 52,21 53,78 + 1,56 Ct8 1,21 1,23 + 0,02 52,60 51,82 - 0,78 CV(%) 0,80 1,10 0,10 0,20 LSD05 0,02 0,02 0,09 0,18 (Nguồn:Kết theo dõi thí nghiệm năm 2010 – 2011) Sau năm trồng thay đổi dung trọng thí nghiệm có trồng dao động khoảng từ 0,02 – 0,07 g/cm3, cơng thức trồng có dung trọng giảm, riêng ô đối chứng tăng Sự thay đổi độ xốp công thức trồng thí nghiệm dao động khoảng từ 0,91 – 2,87%, thí nghiệm trồng có độ xốp cao đối chứng Trong Trinh nữ khơng gai có thay đổi độ xốp cao (2,86%), muồng nhọn (2,34%) Công thức đối chứng có độ xốp giảm (do tác động yếu tố ngoại cảnh) làm cho đất bị chặt Như mức độ chênh lệch dung trọng đất thí nghiệm khơng lớn thay đổi dung đất trước sau trồng không đáng kể Về mặt lý tính đất có cải thiện, nhiên chưa rõ rệt Để cải tạo tính chất đất mặt lý tính cần có thời gian; đất sau khai thác khoáng sản chịu tác động yếu ngoại cảnh 54 4.4.2.2 Sự thay đổi hóa tính đất Bảng 4.18 Chỉ tiêu dinh dưỡng đất sau trồng năm Chỉ tiêu Công thức Mùn (%) N (%) P2O5 (%) K2O (%) Độ pH Ct1 (Muồng nhọn) 2,017 0,069 0,194 0,197 5,45 Ct2 (Đậu công) 1,131 0,042 0,119 0,167 5,22 Ct3 (Đậu ren) 1,374 0,056 0,150 0,196 5,34 Ct4 (Trinh nữ không gai) 1,269 0,059 0,141 0,112 5,38 Ct5 (Sunnhemp) 1,191 0,044 0,099 0,191 5,31 Ct6 (Xục xặc) 1,127 0,036 0,129 0,108 5,29 Ct7 (Cốt khí) 1,145 0,047 0,133 0,178 5,27 Ct8 (ĐC) 0,946 0,032 0,098 0,143 5,19 (Nguồn: Kết phân tích Viện Khoa học sống – Trường ĐH NL Thái Nguyên) Qua bảng 1.18 cho thấy: Các cơng thức có trồng cải tạo đất hàm lượng chất dinh dưỡng đất cao so với công thức đối chứng (không trồng cây) Hàm lượng mùn đất sau trồng năm dao động khoảng từ 0,964 đến 2,017% Trong cao lượng mùn cơng thức trồng Muồng nhọn (2,017%), Muồng nhọn sinh trưởng tốt, lượng vật chất khô trả lại cho đất lớn Cơng thức khơng trồng có hàm lượng mùn thấp nhất, khơng có trả lại vật khô bị tác động ngoại cảnh (mưa, gió…) làm rửa trơi chất dinh dưỡng đất Theo số liệu Agricultural Compendium, 1989, hàm lượng mùn đất cơng thức thí nghiệm mức thấp (1,0 – 2,0 %) đến thấp (