Đánh giá khả năng giảm sự hấp thu asen và cadimi trên cây đậu phộng bằng biện pháp bón vôi và mụn dừa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢM SỰ HẤP THU ASEN VÀ CADIMI TRÊN CÂY ĐẬU PHỘNG BẰNG BIỆN PHÁP BÓN VÔI VÀ MỤN DỪA NGUYỄN VĂN CHƢƠNG AN GIANG, 7/2019 Đề tài cấp trƣờng “Đánh giá khả giảm hấp thu Asen Cadimi đậu phộng biện pháp bón vơi mụn dừa”, tác giả Nguyễn Văn Chƣơng công tác Khoa Nông nghiệp & TNTN thực Thƣ ký Phản biện Phản biện HIỆU TRƢỞNG AN GIANG,7/2019 LỜI CẢM TẠ Thành kính biết ơn: Cán trạm khuyến nơng huyện An Phú, xã Quốc Thái, học viên cao học khóa Đỗ Trần Vĩnh Lộc giúp đỡ cộng tác để thực đề tài Quý thầy cô Trƣờng Đại học An Giang, thầy cô Khoa Nông Nghiệp Tài Nguyên Thiên Nhiên góp ý kiến thức q báu cho tơi việc xây dựng đề cƣơng Xin chân thành cảm ơn: Các phòng ban Trƣờng Đại học An Giang nhiệt tình giúp đỡ hƣớng dẫn tơi hồn thành thủ tục trình thực đề tài An Giang, ngày tháng năm Ngƣời thực TS Nguyễn Văn Chƣơng i LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan đề tài “Đánh giá khả giảm hấp thu Asen Cadimi đậu phộng biện pháp bón vơi mụn dừa” cơng trình nghiên cứu thân tơi Các số liệu, kết trình bày đề tài trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình luận văn trƣớc An Giang, ngày tháng năm Ngƣời thực TS Nguyễn Văn Chƣơng ii TÓM TẮT Asen Cadimi hai kim loại nặng có độc tính cao gây nguy hiểm cho sức khỏe ngƣời đƣợc cảnh báo ô nhiễm nặng nhiều nơi huyện An Phú Đề tài “Đánh giá khả giảm hấp thu Asen Cadimi đậu phộng biện pháp bón vơi mụn dừa” đƣợc thực với mục tiêu: (i) Khảo sát trạng hàm lƣợng As môi trƣờng nƣớc, đất Cd đất trồng xã Quốc Thái, huyện An Phú, tỉnh An Giang; (ii) Đánh giá hiệu biện pháp bón vơi mụn dừa lên hấp thu tích lũy Asen, Cadimi đậu phộng Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu khối hồn tồn ngẫu nhiên với nghiệm thức lần lặp lại gồm: Đối chứng (khơng bón vơi, mụn dừa); bón vơi (5 tấn/ha); bón mụn dừa (5 tấn/ha); bón kết hợp vơi (5 tấn/ha) với mụn dừa (5 tấn/ha) Kết nghiên cứu cho thấy mẫu đất thí nghiệm có lƣợng Asen tăng từ 47,4 mg.kg-1 đến 50,73 mg.kg-1; Cadimi tăng từ 190 µg.k-1 đến 230 µg.kg-1 chứng tỏ vơi mụn dừa giữ Asen Cadimi lại đất giúp hạn chế hấp thu kim loại vào trồng nên hàm lƣợng Asen hạt thân đậu phộng thấp nghiệm thức khơng có bón vơi mụn dừa lần lƣợt 47% 54% Cadimi hạt thân đậu phộng thấp nghiệm thức khơng có bón vơi mụn dừa lần lƣợt 34% 19% Bên cạnh chiều cao, số chồi suất đậu phộng đƣợc cải thiện so với đối chứng khơng bón vơi, mụn dừa Kết nghiên cứu cho thấy hiệu việc bón vơi (5 tấn/ha) kết hợp với mụn dừa (5 tấn/ha) việc giảm hấp thu Asen, Cadimi tăng suất đậu phộng Vì nơng dân nên sử dụng vơi mụn dừa để bón cho trồng nhƣ biện pháp canh tác an toàn hiệu đất trồng nhiễm Asen Cadimi Từ khóa: Asen, Cadimi, An Phú, vôi, mụn dừa, đậu phộng iii ABSTRACT Arsenic and Cadmium is a heavy metal highly toxic dangerous for human health warnings seriously polluted in many places in An Phu district Thesis "Assessment of Arsenic and Cadmium absorption reduction in peanut by means of lime and coco peat" The objectives of this research were to: (i) Evaluation of the storage of Arsenic in water, soil and Cadmium in soil used in cultivation in Quoc Thai commune, An Phu district; (ii) Assessing the effectiveness of measures and coco peat liming on the uptake and accumulation of Arsenic, Cadmium in peanut The experiment was arranged in a randomized complete block design, treatments and repetitions as follows: Control (no lime, Coco peat); lime (5 tons/ha); coco peat Fertilizers (5 tons/ha); combine lime fertilizer (5 tons/ha) with coco peat (5 tons/ha) The study results showed that the amount of acres experiments have Arsenic increased from 47.4 mg.kg-1 to 50.73 mg.kg-1; Cadmium increased from 190 μg.kg-1 to 230 μg.kg-1 proved lime and coco peat has maintained Arsenic and Cadmium in the soil help to limit the absorption of these metals in the plant should amount Arsenic, Cadmium in seed and body of peanuts less than treatments without liming and coco peat and 47% respectively 54% Cadmium in the particle and in the body of peanuts lower than without lime treatments and coco peat, respectively 34% and 19% Besides the height, number of tree buds and peanut yield is also improved compared to control without lime, coco peat The results show that the effect of lime (5 tons/ha) combined with coco peat (5 tons/ha) in decreasing the absorption of Arsenic, Cadmium and increased peanut yields Farmers should use lime and coco peat as a safe and effective way to cultivate Arsenic and Cadmium Keywords: Arsenic, Cadmium, An Phu district, lime, coco peat , peanuts iv MỤC LỤC Nội dung Trang CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.5 Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan đậu phộng 2.1.1 Nguồn gốc phân bố 2.1.2 Thành phần dinh dƣỡng 2.1.3 Giá trị sử dụng đậu phộng: 2.1.4 Tình hình sản xuất, tiêu thụ đậu phộng TG VN 2.2 Tổng quan Asen 11 2.2.1 Tính chất nguồn gốc Asen 11 2.2.2 Asen ảnh hƣởng sức khoẻ ngƣời 15 2.2.3 Asen ảnh hƣởng đến trồng 16 2.2.4 Tình hình nhiễm As Việt Nam ĐBSCL 17 2.2.5 Tình hình nhiễm As tỉnh An Giang huyện An Phú 18 2.3 Tổng quan Cadimi 19 2.3.1 Tính chất nguồn gốc Cadimi 19 2.3.2 Cd đất 20 2.3.3 Cd ảnh hƣởng đến trồng 21 2.3.4 Cd ảnh hƣởng sức khoẻ ngƣời 23 2.3.5 Tình hình nhiễm Cd Việt Nam ĐBSCL 23 2.3.6 Tình hình nhiễm Cd đất trồng huyện An Phú 24 2.3.7 Sự tƣơng quan As Cd đất trồng 25 2.4 Các nghiên cứu biện pháp bón vơi, 25 2.4.1 Bón vơi 25 2.4.2 Bón mụn dừa 26 2.5 Qui chuẩn đánh giá As, Cd đất, nƣớc nông sản 27 CHƢƠNG PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP 28 3.1 Phƣơng tiện nghiên cứu 28 3.1.1 Thời gian địa điểm 28 3.1.2 Đối tƣợng nghiên cứu 28 3.1.3 Phƣơng tiện thu mẫu 28 3.1.4 Phƣơng tiện phân tích 29 3.2 Phƣơng pháp thí nghiệm 31 3.2.1 Khảo sát hàm lƣợng As, Cd môi trƣờng nƣớc 31 3.2.2 Bố trí thí nghiệm đồng ruộng 32 3.3 Phƣơng pháp thu mẫu phân tích số liệu 36 3.3.1 Thu thập số liệu 36 3.3.2 Thu mẫu đậu phộng 37 3.3.3 Xử lý số liệu 37 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ………………………………… 38 v 4.1 Khảo sát hàm lƣợng Asen, Cadimi môi trƣờng nƣớc đất 38 4.1.1 Asen, Cadimi nƣớc giếng khoan xã Quốc Thái 38 4.1.2 Hàm lƣợng Asen, Cadimi đất xã Quốc Thái 39 4.1.3 Đặc tính lý hóa đất vùng nghiên cứu xã Quốc Thái 41 4.2 Đánh giá khả giảm hấp thu Asen Cadimi bón vơi mụn dừa 42 4.2.1 Ảnh hƣởng vôi mụn dừa đến pH As, Cd đất 42 4.2.2 Ảnh hƣởng bón vôi mụn dừa lên hấp thu Asen, Cadimi 46 4.2.3 Ảnh hƣởng bón vơi mụn dừa lên chiều cao số chồi 50 4.2.4 Ảnh hƣởng bón vơi mụn dừa đến thành phần suất 52 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 5.1 Kết luận 55 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU KHAM KHẢO 553 PHỤ CHƢƠNG 1: BẢNG PHƢƠNG SAI ANOVA 57 PHỤ CHƢƠNG 2: HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 64 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tựa hình Trang Hình 2.1: Cấu trúc hóa học arsenat, arsenit, MMA,DMA 12 Hình 2.2: Hàm lƣợng As trung bình nƣớc giếng khoan huyện An Phú 19 Hình 4.1: Hàm lƣợng As mẫu nƣớc giếng khoan xã Quốc Thái 38 Hình 4.2: Tƣơng quan hàm lƣợng As nƣớc mẫu đất 39 Hình 4.3: pH đất trƣớc sau thí nghiệm 42 Hình 4.4: Asen đất trƣớc sau thí nghiệm 44 Hình 4.5: Tƣơng quan lƣợng As đất với As thân, hạt 45 Hình 4.6: Tƣơng quan lƣợng Cd đất với Cd thân, hạt 48 Hình 4.7: Tƣơng quan lƣợng Cd đất với Cd thân, hạt 49 vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tựa bảng Trang 2.1 Thành phần dinh dƣỡng 100 gram hạt đậu phộng chín khơ 2.2 Diện tích, suất sản lƣợng đậu phộng giới từ 2008-2013 2.3 Sản lƣợng đậu phộng năm 2013 10 nƣớc hàng đầu giới 2.4 Diện tích, suất, sản lƣợng đậu phộng Việt Nam từ 2006-2012 2.5 Một số giống đậu phộng sản xuất phổ biến An Giang 10 2.6 Diện tích, suất, sản lƣợng đậu phộng An Giang từ 2011-2016 11 2.7 Diện tích, suất, sản lƣợng đậu phộng An Phú từ 2011-2016 11 2.8 Tổng hợp tình hình nhiễm As nƣớc giếng khoan… 18 2.9 So sánh hàm lƣợng Cd đất nông nghiệp huyện An Phú 24 2.10 Qui chuẩn đánh giá hàm lƣợng As, Cd đất, nƣớc nơng sản 27 3.1 Các phƣơng pháp phân tích nƣớc đất 29 3.2 Các nghiệm thức bố trí để giảm hấp thu As, Cd đậu phộng 32 4.1 Tổng hợp tình hình nhiễm As nƣớc giếng khoan xã Quốc Thái 38 4.2 Tổng hợp tình hình nhiễm Cd đất xã Quốc Thái 40 4.3 Đặc tính hố lý đất xã Quốc Thái, huyện An Phú 41 4.4 Ảnh hƣởng bón vơi, mụn dừa lên hàm lƣợng Cadimi đất 43 4.5 Hàm lượng Cd As đất trước sau thí nghiệm 46 4.6 Ảnh hƣởng bón vơi mụn dừa lên hàm lƣợng As 46 4.7 Ảnh hƣởng vôi mụn dừa đến hàm lƣợng Cadimi thân hạt 48 4.8 Hàm lượng Cd As phận thân hạt 50 4.9 Ảnh hƣởng bón vơi mụn dừa lên chiều cao đậu phộng 51 4.10 Ảnh hƣởng bón vôi mụn dừa lên số chồi đậu phộng 51 4.11 Ảnh hƣởng bón vơi mụn dừa đến sinh khối suất 53 viii Bảng pc7: Phân tích phƣơng sai hàm lƣợng Cd (µg.kg-1) đất sau thí nghiệm Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 4412.500a 739600.000 4400.000 12.500 787.500 744800.000 Trung bình bình phƣơng (MS) 735.417 739600.000 1466.667 4.167 87.500 F tính 003* 000* 001* 985ns CV(%) = 8,9 Bảng pc8: Phân tích phƣơng sai hàm lƣợng Cd (µg.kg-1) thân đậu phộng Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 857.500a 125670.250 838.750 18.750 56.250 126584.000 Trung bình bình phƣơng (MS) 142.917 125670.250 279.583 6.250 6.250 F tính 000* 000* 000* 436ns CV(%) = 9,4 Bảng pc9: Phân tích phƣơng sai hàm lƣợng Cd (µg.kg-1) hạt đậu phộng Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 160.375a 15500.250 158.375 2.000 4.875 15665.500 CV(%) = 11,8 59 Trung bình bình phƣơng (MS) 26.729 15500.250 52.792 667 542 F tính 000* 000* 000* 354ns Bảng pc10: Phân tích phƣơng sai chiều cao đậu phộng 20 NSG (cm) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 1.157 2326.856 805 352 864 2328.878 Trung bình bình phƣơng (MS) 193 2326.856 268 117 096 F tính 167 000 101ns 357ns CV(%) = 2,56 Bảng pc11: Phân tích phƣơng sai chiều cao đậu phộng 45 NSG (cm) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 58.532a 15089.051 52.637 5.895 19.659 15167.243 Trung bình bình phƣơng (MS) 4.466 6907.885 8.032 900 4.466 F tính 023 000* 007* 478ns CV(%) = 5,91 Bảng pc12: Phân tích phƣơng sai chiều cao đậu phộng 65 NSG (cm) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 37.676a 28001.839 36.519 1.157 7.938 28047.452 CV(%) = 3,5 60 Trung bình bình phƣơng (MS) 6.279 28001.839 12.173 386 882 F tính 005* 000* 001* 732ns Bảng pc13: Phân tích phƣơng sai chiều cao (cm) đậu phộng lúc thu hoạch (100 NSG) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 528.705a 75542.522 521.522 7.183 59.912 76131.140 Trung bình bình phƣơng (MS) 88.117 75542.522 173.841 2.394 6.657 F tính 001* 000* 000* 784ns CV(%) = 10,0 Bảng pc14: Phân tích phƣơng sai số chồi đậu phộng lúc 20 NSG Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 1.524a 423.331 1.367 157 256 425.110 Trung bình bình phƣơng (MS) 254 423.331 456 052 028 F tính 002* 000* 001* 210ns CV(%) = 3,25 Bảng pc15: Phân tích phƣơng sai số chồi đậu phộng lúc 45 NSG Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 11.929a 1646.331 10.797 1.132 751 1659.010 CV(%) = 5,24 61 Trung bình bình phƣơng (MS) 1.988 1646.331 3.599 377 283 F tính 000* 000* 000* 034* Bảng pc16: Phân tích phƣơng sai số chồi đậu phộng lúc 65 NSG Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 16.375 2641.960 14.750 1.625 2.425 2660.760 Trung bình bình phƣơng (MS) 2.729 2641.960 4.917 542 369 F tính 001* 000* 000* 183ns CV(%) = 4,73 Bảng pc17: Phân tích phƣơng sai số chồi đậu phộng lúc thu hoạch (100 NSG) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 69.664 6412.006 69.367 297 24.441 6506.110 Trung bình bình phƣơng (MS) 11.611 6412.006 23.122 099 2.716 F tính 026* 000* 005* 990ns CV(%) = 8,23 Bảng pc18: Phân tích phƣơng sai sinh khối thân đậu phộng (kg) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 63.914 13115.976 61.617 2.297 17.001 13196.890 CV(%) = 7,1 62 Trung bình bình phƣơng (MS) 10.652 13115.976 20.539 766 3.989 F tính 011* 000* 002* 753ns Bảng pc19: Phân tích phƣơng sai sinh khối trái đậu phộng (kg) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 12.827 357.399 12.489 338 474 370.700 Trung bình bình phƣơng (MS) 2.138 357.399 4.163 113 531 F tính 000* 000* 000* 165ns CV(%) = 15,4 Bảng pc20: Phân tích phƣơng sai trọng lƣợng trái (gam) đậu phộng Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 1923.000 73603.690 1846.185 76.815 210.030 75736.720 Trung bình bình phƣơng (MS) 320.500 73603.690 615.395 25.605 23.337 F tính 000* 000* 000* 339ns CV(%) = 7,12 Bảng pc21: Phân tích phƣơng sai số trái đậu phộng Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 461.969 22297.956 369.867 92.102 47.966 22807.890 CV(%) = 14,2 63 Trung bình bình phƣơng (MS) 76.995 22297.956 123.289 30.701 15.330 F tính 000* 000* 000* 018* Bảng pc22: Phân tích phƣơng sai % hạt Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 136.375 104814.063 120.687 15.687 24.563 104975.000 Trung bình bình phƣơng (MS) 22.729 104814.063 40.229 5.229 2.729 F tính 003* 000* 001* 198ns CV(%) = 4,0 Bảng pc23: Phân tích phƣơng sai trọng lƣợng 100 hạt (gam) Nguồn biến động Corrected Model Intercept Nghiệm thức Lặp lại Sai số Tổng cộng Độ tự (df) 3 16 Tổng bình phƣơng (SS) 775.375 39501.563 623.687 151.688 42.063 40319.000 CV(%) = 4,6 64 Trung bình bình phƣơng (MS) 129.229 39501.563 207.896 50.563 4.674 F tính 000* 000* 000* 002* PHỤ CHƢƠNG 2: HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM Hình pc1 Bố trí thí nghiệm ruộng xã Quốc Thái, huyện An Phú Hình pc2 Hệ thống tƣới phun cho đậu phộng 65 Hình pc3 Lấy tiêu sinh trƣởng đậu phộng giai đoạn 45 NSG Hình pc4 Cây đậu phộng giai đoạn 65 NSG 66 Hình pc5 Đậu phộng 90 NSG - Nghiệm thức bón vơi kết hợp mụn dừa Hình pc6 Thu hoạch đậu phộng 100 NSG - Nghiệm thức đối chứng 67 Hình pc7 Thu hoạch đậu phộng 100 NSG - Nghiệm thức bón mụn dừa Hình pc8 Chiều cao đậu phộng thu hoạch – Nghiệm thức đối chứng 68 Hình pc9 Chiều cao đậu phộng thu hoạch – Nghiệm thức bón vơi 69 Hình pc10 Chiều cao đậu phộng thu hoạch – Nghiệm thức bón mụn dừa 70 Hình pc11 Chiều cao đậu phộng thu hoạch – NT vơi + mụn dừa 71 Hình pc12 Hạt đậu phộng tƣơi – Nghiệm thức đối chứng Hình pc13 Hạt đậu phộng tƣơi – Nghiệm thức bón vơi 72 Hình pc14 Hạt đậu phộng tƣơi – Nghiệm thức bón mụn dừa Hình pc15 Hạt đậu phộng tƣơi – Nghiệm thức bón vôi + mụn dừa 73 ... hấp thu Asen, Cadimi tăng suất đậu phộng Vì nơng dân nên sử dụng vơi mụn dừa để bón cho trồng nhƣ biện pháp canh tác an toàn hiệu đất trồng nhiễm Asen Cadimi Từ khóa: Asen, Cadimi, An Phú, vôi, ... 41 4.2 Đánh giá khả giảm hấp thu Asen Cadimi bón vơi mụn dừa 42 4.2.1 Ảnh hƣởng vôi mụn dừa đến pH As, Cd đất 42 4.2.2 Ảnh hƣởng bón vôi mụn dừa lên hấp thu Asen, Cadimi 46 4.2.3 Ảnh hƣởng... ………………………………… 38 v 4.1 Khảo sát hàm lƣợng Asen, Cadimi môi trƣờng nƣớc đất 38 4.1.1 Asen, Cadimi nƣớc giếng khoan xã Quốc Thái 38 4.1.2 Hàm lƣợng Asen, Cadimi đất xã Quốc Thái 39 4.1.3 Đặc