Mục tiêu chính của luận án là đánh giá được mức độ ô nhiễm của kim loại nặng (As, Cd, Pb) trong đất, nước tưới và rau tại một số vùng trồng rau chuyên canh của thành phố Thái Nguyên và phụ cận; trên cơ sở đó đánh giá được khả năng hấp thu (As, Cd, Pb) của 2 loại thực vật bản địa gồm cây cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) và cây lu lu đực (Solanum nigrum L.) nhằm đề xuất quy trình xử lý một số kim loại nặng tích lũy trong đất trồng rau bằng thực vật cho địa bàn nghiên cứu.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM THỊ MỸ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG (Cd, Pb, As) TRONG ĐẤT VÙNG TRỒNG RAU THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN VÀ PHỤ CẬN BẰNG THỰC VẬT Chuyên ngành: Môi trƣờng đất nƣớc Mã số: 62 44 03 03 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2017 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS GS.TS NGUYỄN MẠNH KHẢI ĐẶNG THỊ KIM CHI Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ cấp Đại học Quốc gia Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội Vào hồi ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Ơ nhiễm mơi trường vệ sinh an tồn thực phẩm trở thành vấn đề thời sự, mối quan tâm toàn xã hội Tại số vùng chuyên canh rau, mức độ khơng an tồn sản phẩm rau xanh ô nhiễm môi trường canh tác cao việc sử dụng phân bón hóa chất bảo vệ thực vật không phù hợp, với thiếu hiểu biết người canh tác gây tác động xấu đến môi trường, làm cho sản phẩm rau xanh môi trường canh tác bị ô nhiễm độc chất, đặc biệt kim loại nặng (KLN) Vì đề tài luận án: “ c u t ực trạ đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm số KLN (Cd, Pb, As) tro đất vùng trồng rau thành phố Thái Nguyên phụ cận thực vật” đặt nhằm góp phần xác định sở khoa học thực tiễn cho việc xử lý ô nhiễm KLN (As, Cd, Pb) đất phương pháp thực vật Mục đích nghiên cứu luận án Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN (As, Cd, Pb) đất, nước tưới rau số vùng trồng rau chuyên canh thành phố Thái Nguyên phụ cận; sở đánh giá khả hấp thu (As, Cd, Pb) loại thực vật địa gồm cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) nhằm đề xuất quy trình xử lý số KLN tích lũy đất trồng rau thực vật cho địa bàn nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án - Bổ sung sở liệu tích lũy hàm lượng KLN đất, nước tưới rau vùng trồng rau thuộc thành phố Thái Nguyên phụ cận, khả xử lý KLN (As, Cd, Pb) đất cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) - Đề tài xây dựng quy trình ứng dụng thực tiễn nhằm xử lý số KLN (Cd, Pb, As) đất trồng rau việc chọn loại thực vật địa địa bàn nghiên cứu Những đóng góp luận án Kết luận án đánh giá cách tồn diện thực trạng tích lũy KLN (As, Cd, Pb) đất, nước tưới rau vùng trồng rau thuộc thành phố Thái Nguyên phụ cận; Đã xác định ngưỡng ô nhiễm giới hạn KLN (As, Cd, Pb) ảnh hưởng độ chua, phân hữu vi sinh phức chất hữu EDTA đến phát triển cỏ mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.); Đã xác định tiềm sinh khối thời gian thu hoạch hợp lý để sử dụng loại thực vật địa xử lý đất trồng rau bị ô nhiễm As, Cd, Pb Bố cục luận án Luận án hoàn chỉnh gồm 116 trang (không kể phần phụ lục) Trong phần mở đầu trang; Chương Tổng quan tài liệu 28 trang; Chương Nội dung phương pháp nghiên cứu 14 trang; Chương Kết nghiên cứu thảo luận 60 trang; Kết luận trang; Danh mục cơng trình cơng bố trang; Tài liệu tham khảo trang gồm 59 tài liệu có 38 tài liệu tiếng Việt 21 tài liệu tiếng Anh Luận án có 64 bảng, 29 hình CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Hàm lƣợng kim loại nặng đất 1.1.1 Khái niệm kim loại nặng Thuật ngữ “KLN” từ điển hóa học định nghĩa kim loại có tỷ trọng lớn 4,5 g/cm3 Trong tự nhiên có 70 nguyên tố KLN 1.1.2 Sự tồn chuyển hóa KLN tro đất Sự chuyển hóa KLN đất phụ thuộc nhiều vào dạng hóa học đặc hiệu kim loại 1.2 Tình hình nhiễm KLN đất giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình nhiễm KLN tro đất giới Đất ô nhiễm KLN (KLN) mối quan tâm hầu hết quốc gia Phục hồi sinh thái đất bị ô nhiễm hoạt động người thách thức lớn thập kỷ gần Khoảng 1/6 tổng diện tích đất nơng nghiệp Trung Quốc bị ô nhiễm KLN, hàm lượng KLN đất canh tác nông nghiệp vượt tiêu chuẩn chiếm 16,1% Khoảng 3,5 triệu địa điểm Châu Âu ước tính có khả bị ô nhiễm với 0,5 triệu địa điểm bị nhiễm cao cần khắc phục Có 400.000 điểm ô nhiễm đất nước châu Âu Tại Mỹ, khoảng 600.000 địa điểm đất bị ô nhiễm KLN Trên 43.000 vùng công nghiệp Mỹ tình trạng nhiễm, 40% ô nhiễm KLN Pb, Cd, Cr, As Ở Phần Lan, hầu hết ô nhiễm KLN đất nước thải từ chế biến thực vật, nhà máy cưa, chế biến gỗ, khu vực săn bắn, gara ô tô kho phế liệu Trong năm 2001, 20.000 vùng đất bị nhiễm bẩn KLN, 38% khu vực bị đóng cửa để xử lý, nhiễm bẩn KLN mối quan tâm lớn 1.2.2 Tình hình nhiễm KLN tro đất Việt Nam Ở Việt Nam, mơi trường đất có dấu hiệu ô nhiễm Một số nghiên cứu rằng: Hàm lượng kim loại (Cu, Pb, Zn) mẫu đất sử dụng nước tưới sơng Nhuệ có khác khu vực nghiên cứu mùa nghiên cứu Hàm lượng đồng (Cu) kẽm (Zn) đo số điểm lấy mẫu đất vượt tiêu chuẩn cho phép QCVN 03:2008/BTNMT Đất khu bãi thải làng Hích, Thái Nguyên có hàm lượng chì cadimi có hàm lượng chì cadimi cao tiêu chuẩn; đất làng nghề đúc nhôm, đồng Văn Môn - Yên Phong - Bắc Ninh hàm lượng KLN đất nông nghiệp làng nghề cao: trung bình hàm lượng Cd mg/kg; Cu 41,4 mg/kg; Pb 39,7 mg/kg Zn 100,3 mg/kg Đất nông nghiệp huyện Văn Lâm - Hưng Yên cảnh báo nguy ô nhiễm đồng, kẽm 1.3 Xử lý KLN đất thực vật 1.3.1 Biện pháp xử lý ô nhiễm KLN thực vật Cho đến nay, việc sử dụng thực vật để xử lý chất ô nhiễm ứng dụng nhiều nơi áp dụng cho nhiều loại chất ô nhiễm Giải pháp công nghệ bao gồm trình sau: - Chuyển hố chất nhiễm (Phyto-transformation) - Xử lý vùng rễ (Rhizosphere remediation) - Công nghệ cố định chất ô nhiễm (Phytostabilization) - Công nghệ chiết xuất thực vật (Phytoextraction) - Công nghệ lọc rễ (Rhizo-filtration) - Công nghệ bay qua (Phyto-volatilization) 1.3.2 Các lồi thực vật có khả ă xử lý đất nhiễm KLN Hiện có 450 lồi thực vật có khả hấp thụ kim loại cao công bố Các họ thực vật chiếm ưu số loài xác định “Siêu hấp thụ” Asteraceae, Brassicaceae, Caryopyllaceae, Cyperaceae, Conouniaceae, Fabaceae, Flacuortiaceae, Lamiaceae, Poaceae, Violaceae and Euphobiaceae 1.3.3 Các yếu tố ả ưở đến trình hấp thụ KLN thực vật Tính linh động KLN chịu ảnh hưởng lớn đặc tính lý hóa mơi trường đất như: hàm lượng chất hữu có đất, pH đất, thành phần giới, CEC, Thông thường pH thấp, thành phần giới nhẹ, độ mùn thấp hút thu KLN thực vật tăng 1.3.4 Tình hình xử lý KLN thực vật giới Việt Nam Ở phát triển Âu-Mỹ, hệ thực vật khảo sát đầy đủ khả chống chịu hấp thu kim loại, hướng nghiên cứu trì phát triển lý luận thực tiễn Nhiều loại hình cơng nghệ xử lý ô nhiễm kim loại thực vật hình thành, phát triển áp dụng thành cơng thực tiễn Trong khoảng 10 năm trở lại nhà khoa học tập trung nhiều nghiên cứu vào nhóm thực vật tầm quan trọng khoa học thực tiễn chúng Đối chiếu với tài liệu công bố hệ thực vật Việt Nam, danh sách lồi “siêu tích tụ” kim loại công bố giới có 450 lồi Việt Nam bắt gặp 27 loài Trong số này, loài thực vật thủy sinh 23 loài thực vật cạn Ở Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu khả xử lý KLN loài thực vật sử dụng Sậy (Phragmites australis), cỏ vetiver, số loài thực vật thuỷ sinh bèo tây, bèo cái, rau muống, bèo tấm, ngổ, sậy, 1.3.5 Đặc đ ểm sinh thái học cỏ mần trầu lu lu đực Cỏ mần trầu ( Eleusine indica L Gaertn ), ngành Ngọc lan Magnoliophyta Là thảo sống năm, cao 15÷90cm, có rễ mọc khỏe Lá mọc so le, hình dải nhọn; phiến nhẵn, mềm; bẹ có lơng Thân bị dài gốc, phân nhánh, sau mọc thẳng đứng thành bụi Cây hoa thàng 3-11, mọc phổ biến nhiều nơi, thường gặp bờ ruộng, ven đường, bãi hoang Cây lu lu đực (Solanum nigrum L) thuộc chi Solanum L chi lớn họ Cà Solanaceae Cỏ hàng năm, cao 30-100 cm, nhẵn có lơng tơ Lá đơn mọc cách, mỏng giấy, hình trứng, cỡ 3-11 x 1,5-6,5 cm, chóp nhọn, gốc hình nêm thót dần tới cuống Mùa hoa tháng 6-11 Mọc rải rác bãi hoang, ruộng hoang, ven đường, độ cao đến 2500 m CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tƣợng địa điểm nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Thực vật sử dụng nghiên cứu: Hai loài thực vật có khả hấp thu KLN: cỏ mần trầu (Eleusine indica L.), lu lu đực (Solanum nigrum L.) - Cây trồng sử dụng thí nghiệm gieo từ hạt, khoảng – non có chiều cao đồng nhau, trồng đất không bị ô nhiễm KLN - KLN nghiên cứu As, Cd, Pb bổ sung dạng muối Na2HAsO4.7H2O, Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4 H2O hàm lượng khác tùy theo mục đích thí nghiệm Địa đ ểm nghiên c u: Khu vực trồng rau thành phố Thái Nguyên vùng phụ cận 2.2 Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm As, Cd, Pb đất, nước rau số vùng chuyên canh rau thành phố Thái Nguyên phụ cận 2) Nghiên cứu khả ứng dụng cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) để xử lý As, Cd, Pb đất điều kiện nhà lưới 3) Nghiên cứu ảnh hưởng độ chua, phân hữu vi sinh phức chất hữu EDTA đến khả tích lũy As, Cd, Pb cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) đất trồng rau điều kiện nhà lưới 4) Nghiên cứu ứng dụng loại thực vật gồm cỏ Mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) để xử lý ô nhiễm As, Pb, Cd đất trồng rau 5) Nghiên cứu đề xuất quy trình xử lý đất nhiễm As, Cd, Pb vùng trồng rau 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 P ươ p áp đ ều tra thực địa thu thập thông tin th cấp 2.3.2 P ươ p áp lấy mẫu nghiên c u Mẫu nước: Lấy 25 mẫu theo TCVN 5996:1995 Mẫu đất: Lấy 39 mẫu độ sâu - 20 cm, theo TCVN 367:1999 Mẫu rau: Lấy 39 mẫu, lấy mẫu phần ăn (lá quả) Mẫu nước, đất rau tiến hành làm đợt (5/2012; 12/2013) 2.3.3 Vật liệu p ươ p áp bố trí thí nghiệm 2.3.3.1 Vật liệu thí nghiệm - Cây sử dụng thí nghiệm cỏ mần trầu lu lu đực gieo từ hạt, - non có chiều cao đồng - Các KLN (As, Cd, Pb) bổ sung thí nghiệm dạng muối Na2HAsO4.7H2O, Pb(NO3)2, Cd(NO3)2.4 H2O hóa chất Merk 2.3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm nhà lưới Bố trí thí nghiệm, thí nghiệm có cơng thức cơng thức lặp lại lần Thí nghiệm nhà lưới tiến hành chậu nhựa hình trụ trịn (cao 30 cm, đường kính đáy 20 cm, đường kính 25 cm, có bổ sung vật liệu thí nghiệm theo tỷ lệ khác nội dung nghiên cứu Đất dùng thí nghiệm nhà lưới đất lấy độ sâu 0-20 cm từ vùng trồng rau Các đặc tính đất thí nghiệm chậu mơ tả bảng Bảng Thành phần tính chất đất trƣớc thí nghiệm nhà lƣới pHKCl OM (%) 4,8 1,62 CEC (meq/100gđ) N (%) 9,62 0,141 Dung P2O5 trọng (%) (g/cm3) 1,26 0,105 K2O Thành As (%) phần tổng số giới đất (mg/kg) 0,76 Thịt nhẹ 5,13 Pb Cd tổng số tổng số (mg/kg) (mg/kg) 145 2,58 Đất sau lấy về, phơi khơ khơng khí, nhặt rễ cây, bổ sung phân bón NPK Lượng phân bón (NPK) bổ sung lần vào thời điểm bắt đầu thí nghiệm, chậu thí nghiệm bón 0,26 gam đạm urê + 0,22 gam lân supe +0,08 gam phân kali clorua/chậu chứa kg đất Tương ứng với 300 kg N + 100 kg P2O5 + 100 kg K2O/ha Các loại phân khoáng sử dụng bao gồm: Phân đạm urê Hà Bắc (46% N), phân KCl (60% K2O), phân lân supe Lâm Thao (20% P2O5) Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả hấp thu số KLN (Cd, Pb, As) cỏ mần trầu lu lu đực Thí nghiệm nhà lưới 1.1: Lượng Cd bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 0, 25, 50, 100, 200 mg Cd2+/kg dạng Cd(NO3)2.4 H2O Thí nghiệm nhà lưới 1.2: Lượng Pb bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 0, 500, 1000, 1500, 2000, 3000 mg Pb2+/kg dạng Pb(NO3)2 Thí nghiệm nhà lưới 1.3: Lượng As bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 0, 25,50, 100, 200 mg As5+/kg dạng Na2 HAsO4.7H2O Sau tháng tiến hành thu hoạch để đánh giá khả tích lũy KLN thí nghiệm Thí nghiệm 2: Nghiên cứu thời điểm thu hái đến khả hút thu KLN cỏ mần trầu lu lu đực Thí nghiệm nhà lưới 2.1: Lượng Cd bổ sung vào chậu thí nghiệm 50 mg Cd2+/kg dạng Cd(NO3)2.4 H2O Thí nghiệm nhà lưới 2.2: Lượng Pb bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 1500 mg Pb2+/kg dạng Pb(NO3)2 Thí nghiệm nhà lưới 2.3: Lượng As bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 100 mg As5+/kg dạng Na2 HAsO4.7H2O Thời điểm thu mẫu sau 1, 2, tháng thí nghiệm Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến khả hút thu KLN cỏ mần trầu lu lu đực Thí nghiệm với giá trị pH 4,0; 5,0 7,0 Thí nghiệm tiến hành tháng Thí nghiệm nhà lưới 3.1: Lượng Cd bổ sung vào chậu thí nghiệm 50 mg Cd2+/kg dạng Cd(NO3)2.4 H2O Thí nghiệm nhà lưới 3.2: Lượng Pb bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 1500 mg Pb2+/kg dạng Pb(NO3)2 Thí nghiệm nhà lưới 3.3: Lượng As bổ sung vào chậu thí nghiệm mức 100 mg As5+/kg dạng Na2 HAsO4.7H2O Thí nghiệm nhà lưới 4: Nghiên cứu ảnh hưởng phân bón lên sinh trưởng tích luỹ KLN cỏ mần trầu lu lu đực Thí nghiệm tiến hành tháng Thí nghiệm với cơng thức phân bón khác nhau: Bảng Thí nghiệm khả hấp thu KLN chế độ phân bón khác Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm Phân bón nhà lƣới 4.1 nhà lƣới 4.1 TT nhà lƣới 4.1 2+ 2+ 5+ 50mgCd /kg 1500 mgPb /kg 100 mgAs /kg HCVS NPK PBCd-1 PBPb-1 PBAs-1 Không Không PBCd-2 PBPb-2 PBAs -2 100% (4,0 g) Không PBCd-3 PBPb-3 PBAs -3 75% (3,0 g) 25% (0,5 g) PBCd-4 PBPb-4 PBAs -4 50% (2,0 g) 50% (1,0 g) PBCd-5 PBPb-5 PBAs -5 25% (1,0 g) 75% (1,5 g) Thí nghiệm nhà lưới Mục đích nghiên cứu ảnh hưởng EDTA lên khả sinh trưởng tích lũy Cd , Pb, As cỏ mần trầu lu lu đực Bảng 2.15 Thí nghiệm khả hấp thu Cd mức EDTA khác EDTA TT Công thức Lƣợng KLN bổ sung (mmol/kg) EDTACd-1 1000 mg/kg Pb2+ + 25 mg/kg Cd2+ + 50 mg/kg As5+ 2+ 2+ 5+ EDTACd-2 1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As 2+ 2+ 5+ EDTACd-3 1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As 2+ 2+ 5+ EDTACd-4 1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As 2+ 2+ 5+ EDTACd-5 1000 mg/kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As 2+ 2+ 5+ EDTACd-6 1000 kg Pb + 25 mg/kg Cd + 50 mg/kg As Nghiên cứu thử nghiệm mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ô nhiễm số kim loại nặng (Pb, Cd, As) đất trồng rau Mơ hình triển khai vùng trồng rau phường Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên với diện tích 200 m2/mơ hình x mơ hình, nhằm đánh giá hiệu xử lý ô nhiễm KLN đất trồng rau cỏ mần trầu lu lu đực 2.3.4 P ươ p áp nghiên c u phịng thí nghiệm Phân tích thơng số lý hóa học đất theo TCVN hành, bao gồm tiêu như: thành phần giới, dung trọng, độ ẩm đất, CEC, Chất hữu (OM), pHKCl, Nts, Ndt, P2O5ts, P2O5dt, K2Ots, K2Odt, Asts, Cdts, Pbdt; phân tích nước ( pH, As, Cd, Pb); rau (As, Cd, Pb tổng số) 2.3.5 P ươ p áp xử lý số liệu Các số liệu nghiên cứu xử lý thống kê toán học phần mềm Excel SAS 9.1 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thực trạng sản xuất rau hàm lƣợng KLN đất trồng rau thành phố Thái Nguyên vùng phụ cận - Môi trường đất: Hàm lượng Pb dao động 22,12-145,05 mg/kg, hàm lượng Cd dao động 0,32-3,23 mg/kg, hàm lượng As dao động 4,27-8,39 mg/kg - Môi trường nước: Hàm lượng Pb khoảng 0,015 - 0,135 mg/l, hàm lượng Cd khoảng 0,002 - 0,032 mg/l, hàm lượng As khoảng 0,015 - 0,094 mg/l 3.2 Kết nghiên cứu lựa chọn cỏ mần trầu lu lu đực để xử lý KLN đất trồng rau 3.2.1 Kết nghiên c u khả ă c ống chịu tíc lũy Cd loài thực vật Khi tăng lượng Cd2+ bổ sung cơng thứ thí nghiệm (CTTN) sinh khối cỏ mần trầu giảm dần so với mẫu đối chứng Cụ thể công thức BSCd-2 sinh khối giảm 86,75%, BSCd-3 sinh khối giảm 84,03% so với BSCd-1 Khi hàm lượng Cd cao sinh khối giảm rõ rệt, cụ thể: BSCd-4 sinh khối cịn 62,96%, BSCd-5 sinh khối cịn 44,22% (Hình 3.1) Từ hình 3.1 thấy khả tích lũy Cd cỏ mần trầu tăng hàm lượng Cd đất tăng 800 1400 Thân Rễ 677.29 1200 Thân 600 400 300 1000 533.17 500 Lƣợng Cd tích lũy (mg/kg) Lƣợng Cd tích lũy (mg/kg) 700 482.08 440.7 426.05 365.09 274.13 250.08 200 195.21 107.12 10098.87 108.8 75.61 24.05 9.93 BSCd-1 BSCd-2 BSCd-3 BSCd-4 800 600 400 200 BSCd-1 BSCd-2 BSCd-3 BSCd-4 BSCd-5 BSCd-5 Cơng thức thí nghiệm Cơng thức thí nghiệm Hình 3.1 Ảnh hưởng Cd đến tích lũy Hình 3.2 Ảnh hưởng Cd đến tích Cd thân rễ cỏ mần trầu lũy Cd thân rễ lu lu đực Cây lu lu đực (Solanum nigrum L.) Cũng giống cỏ mần trầu, bổ sung thêm Cd sinh khối lu lu đực giảm dần so với mẫu đối chứng BSCd-1, cụ thể công thức BSCd-2 sinh khối giảm cịn 98,99%, cơng thức BSCd-3 giảm cịn 83,36%, cơng thức BSCd-4 giảm cịn 55,78%, cơng thức BSCd5 cịn 38,43% so với đối chứng Khi bổ sung hàm lượng Cd tăng lên khả tích lũy Cd lu lu đực tăng lên thể thân rễ cỏ Ở cơng thức BSCd-2 hàm lượng Cd tích lũy thân tăng 3,4 lần so với công thức đối chứng BSCd-1 cơng thức BSCd-3 7,2 lần, công thức BSCd-4 11,4 lần công thức BSCd-5 15,3 lần Tương tự rễ cỏ khả hấp thu tích lũy Cd cơng thức BSCd-2, BSCd-3, BSCd-4 BSCd5 tăng tương ứng so với công thức đối chứng BSCd-1 tương ứng 3,5; 6,8; 8,2 8,9 lần Tuy nhiên, khả loại bỏ Cd khỏi đất lại tốt với công thức đối chứng BSCd-4 (bổ sung 100 mg Cd/kg đất), loại bỏ 5,210 mg Cd khỏi đất Điều lí giải cơng thức đối chứng BSCd-4 sinh khối lu lu đực cao (22,3 mg) nên khả tích lũy Cd thân rễ cao so với công thức khác khả loại bỏ Cd khỏi đất cao Do đất nhiễm Cd nên dùng lu lu đực cỏ mần trầu để xử lý khả sinh trưởng phát triển hấp tích lũy Cd tương đối cao 3.2.1.2 Kết nghiên cứu khả chống chịu tích lũy Pb loài thực vật Bảng 3.11 Ảnh hƣởng Pb đến sinh khối tích lũy Pb cỏ mần trầu Tích lũy (mg/kg) Sinh khối (g) Thân Rễ Tổng Thân Rễ Tổng (mgPb/cây) BSPb-1 17,29±2,78a 6,25±1,12a 23,54±3,12a 58,7±3,11a 435,31±5,24a 3,735 BSPb-2 18,78±2,81ba 6,45±1,01b 25,23±4,23ba 64,78±5,13b 505,84±9,14b 4,479 BSPb-3 24,23±2,83bc 10,20±1,45bc 34,38±5,22bc 115,72±7,12c 567,27±11,13c 8,590 BSPb-4 23,18±2,34cd 7,94±1,32c 31,12±4,27c 149,25±7,23d 1332,65±13,16d 14,040 BSPb-5 19,87±2,16d 6,68±1,23c 26,55±3,16c 172,95±8,17e 1582,92±14,13e 14,010 BSPb-6 12,53±1,53e 4,35±0,87d 16,88±1,17d 189,6±8,19e 2754,6±15,34f 14,358 LSD0,05 3,05 1,06 4,47 7,98 12,67 CV (%) 3,2 2,7 4,2 5,35 2,89 CTTN Lƣợng Pb tích lũy (mg/kg) 3500 Thân Rễ Tổng 3000 2500 2000 1500 1000 500 BSPb - BSPb - BSPb - BSPb - BSPb - BSPb Cơng thức thí nghiệm Kết bảng 3.11 hình 3.3 cho thấy, cỏ mần trầu sống tất CTTN, khối lượng thân CTTN cao rễ, khả sinh trưởng hấp thu Pb có khác Khi Pb 500 mg Pb/kg đất (BSPb-2) sinh khối 25,23±4,23 g, tăng 7,18% so với đối chứng BSPb-1 Khi tăng hàm lượng Pb lên sinh khối có xu hướng tăng, cụ thể BSPb- Pb bổ sung vào 1000 mg Pb/kg đất sinh khối đạt 34,38±5,22g, tăng 46,05% so đối chứng Hình 3.3 Ảnh hưởng Pb đến tích lũy Pb thân lá, rễ cỏ mần trầu Khi tăng tiếp lượng Pb vào đất, sinh trưởng cỏ mần trầu bắt đầu giảm, cụ thể BSPb -4 (1500 mg Pb/kg đất) sinh khối 31,12±4,27 g thấp BSPb-3, nhiên tăng 32,20% so với đối chứng BSPb-1 Còn tăng lên 3000 mg Pb/kg đất (ở cơng thức BSPb – 6) sinh khối giảm 16,88±1,17 g, giảm 28,29% so với đối chứng Kết tương tự với nghiên cứu Đặng Đình Kim (2007) bổ sung 500 mg Pb/kg đất sinh khối đạt 21,09 g; bổ sung 1000 mg Pb/kg sinh khối đạt 37,3 g; tăng hàm lượng Pb lên 3000 mg/kg sinh khối giảm xuống Lượng Pb hấp thu chủ yếu phần rễ Khả hấp thu phần thân phần rễ tỷ lệ với lượng Pb đất Cũng theo Đặng Đình Kim cộng (2007), bổ sung 500 2000 mg Pb/kg đất ượng Pb hấp thu tăng 7,676 lần 53,238 lần so với đối chứng Bảng 3.12 Ảnh hƣởng Pb đến sinh khối tích lũy Pb lu lu đực CTTN Tích lũy (mg/kg) Sinh khối (g) Tổng CV (%) 3,8 6,75 9,67 4,6 3,07 Kết bảng 3.14 hình 3.6 cho thấy lu lu đực sống tất CTTN, nhiên khả sinh trưởng hấp thu As cơng thức khác Nhìn chung hàm lượng As tăng sinh khối giảm so với công thức đối chứng BSAs- 1, cụ thể sinh khối thu BSAs-1 28,59g, BSAs-2 21,79 g; BSAs-3 là: 22,19 g; BSAs-4 là: 23,79 g BSA-5 là: 20,03g Bảng 3.14 Ảnh hƣởng As đến sinh khối tích lũy As lu lu đực CTTN Tích lũy (mg/kg) Sinh khối (g) Tổng (mgAs/cây) Thân Rễ Tổng Thân Rễ BSAs-1 25,16±3,15a 3,43±0,18a 28,59±3,17a 15,7±0,17a 42,15±0,45a 0,539 BSAs-2 19,36±2,16b 2,43±0,18b 21,79±2,53b 60,67±0,35b 95,56±2,65b 1,406 BSAs-3 19,72±2,23cb 2,47±0,21c 22,19±2,54cb 98,52±0,58c 131,98±4,16c 2,268 BSAs-4 21,04±2,54cb 2,75±0,23c 23,79±2,54cb 148,28±1,17d 299,15±6,18d 3,942 BSAs-5 17,91±2,10c 2,12±0,15d 20,03±2,18c 185,54±2,34e 338,82±8,21e 4,041 LSD0,05 2,68 0,22 3,18 5,32 2,43 CV (%) 10,6 6,83 11,26 2,08 5,3 Khả tích lũy As tăng hàm lượng As đất tăng, phần rễ tăng phần thân Khả loại bỏ As khỏi đất lu lu đực cao cỏ mần trầu So với đối chứng BSAs-1, hàm lượng As tích lũy thân công thức BSAs-2 tăng 3,86 lần; BSAs-3 6,28 lần; BSAs-4 9,44 lần; BSAs-5 11,8 lần Tương tự rễ cỏ khả hấp thu tích lũy As cơng thức BSAs – 2, BSAs-3, BSAs-4 BSAs-5 tăng tương ứng so với đối chứng 2,27; 3,13; 7,09 8,04 lần Hàm lượng As tích lũy đạt cao thân rễ lu lu đực tương ứng 185,54±2,34 mg/kg 338,82±8,21 mg/kg đất có bổ sung 100 mg/kg As Như với đất nhiễm As thấp ta sử dụng lu lu đực để xử lý Có thể kết luận cỏ mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) có khả hấp thu Pb hàm lượng cao phát triển tốt đất bị nhiễm Pb, điều phù hợp với nghiên cứu Đặng Đình Kim cộng nghiên cứu cải tạo đất nhiễm vùng khai thác khống sản 3.3 Kết nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng đến hấp thu KLN thực vật 3.3.1 Kết nghiên c u khả ă tíc lũy KL t eo t ời gian Khả tích lũy Cd Bảng 3.16 Khả tích lũy Cd theo thời gian Loại Cỏ mần trầu Lu lu đực Công thứcTN TGCd-1 TGCd-2 TGCd-3 TGCd-4 LSD0,05 CV (%) TGCd-1 Sinh khối khô (g) 4,84±0,5a 16,85±1,1a 25,52±2,0b 26,26±3,1c 1,53 6,77 3,01±0,6a Lƣợng Cd tích lũy thân (mg/kg) 23,41±1,75a 40,44±2,94b 72,41±3,58c 65,57±3,83d 1,59 2,57 28,72±2,31a 10 Lƣợng Cd tích lũy rễ (mg/kg) 80,97±3,02a 214,91±14,18b 343,8±29,07c 340,44±29,75d 24,24 8,04 156,4±11,6a TGCd-2 TGCd-3 TGCd-4 LSD0,05 CV (%) 17,89±0,9a 26,75±2,1b 26,58±1.8c 1,4 6,12 65,82±5,22a 153,26±10,51b 156,34±12,62c 7,62 6,13 402,51±22,4b 745,08±32,5c 781,26±34,6d 23,39 3,65 Đối với cỏ mần trầu, sau tháng trồng hàm lượng Cd tích lũy phần thân 23,41±1,75 mg/kg, sau tháng hàm lượng Cd tích lũy thân tăng lên 40,44±2,94 mg/kg cao gấp 1,7 lần sau tháng 72,41±3,58 mg/kg, gấp 3,1 lần so với trồng sau tháng; Sau tháng khả tích lũy có phần giảm xuống so với trồng sau tháng, khả tích lũy Cd phần thân 65,57±3,83 mg/kg Tương tự với hàm lượng Cd tích lũy rễ Ở tháng thứ nhất, Cd tích lũy rễ 80,97±3,02 mg/kg, sau tháng tăng lên 214,91±14,18 mg/kg cao gấp 2,6 lần, sau tháng tháng hàm lượng Cd tích lũy rễ tăng lên tương ứng 343,8±29,07 mg/kg, 340,44±29,75 mg/kg cao gấp 4,1 3,9 lần so với tháng thứ Như sau tháng trồng ta nên thu hoạch dể xử lý sinh khối Đối với lu lu đực, khả tích Cd tăng dần theo thời gian Ở tháng thứ nhất, hàm lượng Cd tích lũy thân lu lu đực 28,72±2,31 mg/kg, sau tháng Cd tích lũy thân tăng lên 65,82±5,22 mg/kg, gấp lần, sau tháng tháng trồng Cd tích lũy thân tăng lên tương ứng 153,26 ± 10,51 mg/kg 156,34±12,62 mg/kg, tăng gấp lần so với trồng sau tháng So với trồng sau tháng khả tích lũy Cd thân lu lu đực sau tháng không đáng kể Khả tích lũy Cd sau tháng tháng trồng khơng nhiều, ta nên thu sau tháng trồng để xử lý Cd Khả tích lũy Pb Kết thu cho thấy, khả tích lũy KLN cỏ mần trầu (Eleusine indica L.) tăng dần theo thời gian, hàm lượng Pb tích lũy thân tháng thứ 38,56±1,33 mg/kg (TGPb-1), đến tháng thứ (TGPb-2) tăng lên 65,59±4,26 mg/kg cao gấp 1,7 lần tháng thứ (TGPb-3), thứ (TGPb-4) tăng lên tương ứng 139,20±6,10 mg/kg 143,98±6,20 mg/kg cao gấp 3,6 3,7 lần so với tháng thứ Bảng 3.18 Khả tích lũy Pb theo thời gian Loại Cỏ mần trầu Lu lu đực Công thức TN TGPb-1 TGPb-2 TGPb-3 TGPb-4 LSD0,05 CV (%) TGPb-1 TGPb-2 TGPb-3 TGPb-4 LSD0,05 Sinh khối khô (g) 5,12±0,50a 20,27±2,60a 33,38±2,91b 35,07±2,85c 2,25 7,79 3,8±0,60a 18,2±2,30a 31,05±2,91b 30,54±2,80c 2,2 Lƣợng Pb tích lũy thân (mg/kg) 38,56±1,33a 65,59±4,26a 139,20±6,10b 143,98±6,20c 6,58 5,52 97,18±8,31a 175,99±17,78b 271,48±25,76c 333,09±28,01b 14,41 11 Lƣợng Pb tích lũy rễ (mg/kg) 278,45±16,04a 717,82±24,41a 1292,27±62,61b 1335.07±41,51c 52,84 7,74 198,15±9,26a 618,61±26,66a 1252,27±56,28b 1240,60±55,06c 49,65 CV (%) 8,85 5,34 4,88 Kết thu tương tự với hàm lượng Pb tích lũy rễ cỏ mần trầu, sau tháng 278,45±16,04 mg/kg tăng lên 717,82±24,41mg/kg cao gấp 2,6 lần, sau tháng tháng tăng lên tương ứng 1292,27±62,61 mg/kg 1335,07±41,51 mg/kg cao gấp 4,8 4,9 lần so với tháng thứ Có thể thấy khả hấp thu Pb phần thân phần rễ cao nhất, nhiên tăng khơng đáng kể so với sau tháng Tương tự lu lu đực, hàm lượng Pb tích lũy thân sau tháng 97,18±8,31 mg/kg, sau tháng tăng lên 175,99±17,78 mg/kg, đến tháng thứ 3, thứ tăng lên tương ứng 271,48±25,76 333,09±28,01mg/kg Hàm lượng Pb tích lũy rễ lu lu đực sau tháng 198,15±9,26 mg/kg, sau tháng tăng lên 618,61±26,66 mg/kg, sau tháng sau tháng tăng lên tương ứng 1252,27±56,28 1240,60±55,06 mg/kg Lượng Pb lấy khỏi đất sau tháng trồng 47,31 mg, sau tháng 48,06 mg, tăng không đáng kể so với thời gian trồng tháng, thời gian thu thích hợp sau tháng trồng, lúc sinh khối lớn tích lũy Pb cao Khả tích lũy As Bảng 3.20 Khả tích lũy As theo thời gian Loại Cơng Sinh khối khơ Lƣợng As tích lũy Lƣợng As tích lũy thức TN (g) thân lá(mg/kg) rễ (mg/kg) TGAs-1 4,75±0,4a 4,91±0,71a 10,33±1,14a TGAs-2 17,65±2,2a 8,33±1,05a 26,78±2,32a TGAs-3 28,12±3,0b 15,13±2,13b 42,38±3,24b Cỏ mần TGAs-4 29,90±3,2c 14,01±2,12c 40,46±3,21c trầu LSD0,05 2,21 1,14 2,39 CV (%) 8,92 8,71 6,47 TGAs-1 3,01±0,65a 37,75±1,59a 96,50±2,75a TGAs-2 16,32±1,14b 64,64±0,1,79b 165,15±8,31a TGAs-3 29,08±2,34c 143,73±5,22c 294,83±20,85b Lu lu đực TGAs-4 30,62±2,18d 145,85±8,89d 287,69±14,41c LSD0,05 1,51 5,71 CV (%) 6,21 4,74 3,46 Đối với cỏ mần trầu: Kết thu cho thấy, khả tích lũy KLN cỏ mần trầu tăng dần theo thời gian, hàm lượng As tích lũy thân tháng thứ nhất, 4,91±0,71 mg/kg, đến tháng thứ tăng lên 8,33±1,05 mg/kg cao gấp 1,7 lần, tháng thứ tháng thứ tăng lên tương ứng 15,13 ± 2,13 14,01± 2,12 mg/kg cao gấp 3,1 2,9 lần so với tháng thứ Đối với lu lu đực: Ở tháng thứ nhất, hàm lượng As tích lũy thân lu lu đực 37,75±1,59 mg/kg, đến tháng thứ tăng lên 64,64±0,1,79 mg/kg, tháng thứ 3, thứ tăng lên tương ứng 143,73±5,22 145,85±8,89 mg/kg Tương tự với hàm lượng As tích lũy rễ lu lu đực, tháng thứ 96,50±2,75 mg/kg, đến tháng thứ tăng lên 165,15±8,31 mg/kg, tháng thứ tăng lên tương ứng 294,83±20,85 mg/kg, tháng thứ có tăng không đáng kể so với tháng thứ 3, đạt 287,69±14,41 mg/kg Như lu lu đực cỏ mần trầu thu hoạch để xử lý sinh khối thời điểm sau tháng 12 3.3.2 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng pH đến sinh trƣởng tích lũy KLN cỏ mần trầu lu lu đực Khả hấp thu Cd Đối với cỏ mần trầu, công thức đối chứng (pH = 4,8) hàm lượng Cd tích lũy phần thân rễ tương ứng 72,55±3,30 mg/kg 363,24±21,07 mg/kg Ở pH = 5,0 hàm lượng Cd tích lũy phần thân 76,13±3,20 mg/kg rễ 355,02±21,18 mg/kg So với cơng thức đối chứng khơng có sai khác có ý nghĩa mặt thống kê Khi pH tăng lên 7,0 hàm lượng Cd hấp thu qua phần thân 75,24±3,50 mg/kg, cao so với ĐC, phần rễ lại có xu hướng giảm, cụ thể 339,48±35,24 mg/kg Bảng 3.22 Ảnh hƣởng pH đến khả tích lũy Cd Loại Cỏ mần trầu Lu lu đực Công thứcTN pHCd-1 pHCd -2 pHCd -3 pHCd -4 Sinh khối khô (g) 25,13±1,4a 27,76±1,8b 27,47±1,3c Lƣợng Cd tích lũy thân (mg/kg) 72,55±3,30a 76,13±3,20b 75,24±3,50c Lƣợng Cd tích lũy rễ (mg/kg) 363,24±21,07a 355,02±21,18a 339,48±35,24b LSD0,05 1,23 2,06 21,75 CV (%) pHCd-1 pHCd -2 pHCd -3 pHCd -4 LSD0,05 CV (%) 4,99 26,37±1,6a 29,05±1,7b 28,78±1,8c 1,05 4,06 2,99 153,26±7,40a 159,28±10,43b 151,25±9,57c 7,88 5,52 7,09 746,75±23,48a 765,45±25,89c 737,29±29,03d 24,16 3,49 Đối với lu lu đực pH = 5,0 hàm lượng Cd tích lũy phần thân phần rễ lớn nhất, tương ứng 159,28±10,43 765,45±25,89 mg/kg Ở cơng thức pH=7 khả hấp thu phần thân phần rễ thấp so với công thức đối chứng (pH=4,8), tương ứng 151,25±9,57 737,29±29,03 mg/kg, tính linh động Cd trồng dễ hấp thu so với mơi trường đất trung tính 13 Bảng 3.24 Ảnh hƣởng pH đến khả tích lũy Pb Loại Cơng Sinh khối khơ Lƣợng Pb tích lũy Lƣợng Pb tích lũy thức (g) thân (mg/kg) rễ (mg/kg) pHPb-1 31,19±2,50a 119,2±6,05a 1132,6±45,36a pHPb -2 34,60±2,52b 115,3±5,08c 1102,4±40,54b Cỏ mần pHPb -3 pHPb -4 29,74±2,45c 98,5±4,72d 902,3±32,18c trầu LSD0,05 1,54 3,33 33,62 CV (%) 5,23 3,25 3,48 pHPb-1 28,52±2,26a 328,50±12,52a 825,60±25,45a pHPb -2 pHPb -3 35,42±2,36c 315,30±12,78c 813,40±35,82a Lu lu pHPb -4 32,32±2,25d 296,40±10,82d 805,30±15,78b đực LSD0,05 1,41 22,01 36,76 CV (%) 4,77 7,6 4,74 Khả tích lũy As Từ kết phân tích cho thấy: Tại pH = 5,0 cỏ mần trầu có khả hấp thu As cao nhất, phần thân 15,41±0,79 mg/kg rễ 42,31±3,50 mg/kg, pH = 7,0 phần thân 14,54±1,1 mg/kg, phần rễ 39,62 ± 2,54 mg/kg; Đối với lu lu đực: Khả hấp thu As lu lu đực cao công thức pH = 5,0 Tại mức pH thân hấp thu 165,52±16,15 mg/kg, phần rễ 314,69±18,24 mg/kg Ở công thức pH = 7,0 khả hấp thu lu lu đực giảm hẳn, phần thân 139,02±4,67 mg/kg, phần rễ 276,85±12,26 mg/kg Loại Cỏ mần trầu Lu lu đực Bảng 3.26 Ảnh hƣởng pH đến khả tích lũy As Cơng Sinh khối khơ Lƣợng As tích lũy Lƣợng As tích lũy thức (g) thân (mg/kg) rễ (mg/kg) pHAs-1 27,05±2,3a 14,98±0,61a 42,38±3,75a pHAs-2 pHAs-3 30,05±1,8b 15,41±0,79b 42,31±3,50a pHAs-4 30,16±2,0c 14,54±1,1c 39,62±2,54b LSD0,05 1,72 0,7 2,85 CV (%) 6,41 5,03 7,46 pHAs-1 28,13±1,6a 151,61±13,62a 294,81±13,08a pHAs-2 pHAs-3 31,15±1,7b 165,52±16,15b 314,69±18,24c pHAs-4 31,76±1,9c 139,02±4,67c 276,85±12,26d LSD0,05 1,07 14,22 14,55 CV (%) 3,85 10,13 5,33 3.3.3 Kết nghiên c u ả ưởng p â bó đế s trưởng tích luỹ KLN cỏ mần trầu lu lu đực Khả hấp thu Cd cỏ mần trầu lu lu đực khác công thức bón phân khác nhau, cơng thức PBCd-4 khả tích lũy Cd lớn nhất, phần thân hấp 72,58± 3,58 mg/kg, phần rễ 333,80±16,04 mg/kg Khả loại bỏ Cd bón phân tăng so với đối chứng PBCd-1 là: PBCd -2 tăng 24%, PBCd-3 tăng 47%, PBCd-4 tăng 90% PBCd-5 tăng 32% 14 Bảng 3.28 Ảnh hƣởng phân bón đến khả tích lũy Cd Loại CTTN Sinh khối khơ thân (g) PBCd-1 PBCd-2 PBCd-3 PBCd-4 Cỏ mần PBCd-5 trầu LSD0,05 CV (%) PBCd-1 PBCd-2 PBCd-3 Lu lu PBCd-4 đực PBCd-5 LSD0,05 CV (%) 9,72±0,83a 11,24±0,91b 14,33±1,12c 17,53±1,43d 12,91±1,05e 0,62 3,85 13,38±0,87a 17,72±0,88b 19,31±0,92c 23,57±1,14d 21,18±1,11e 0,55 2,38 Lƣợng Cd tích lũy thân (mg/kg) 56,61±3,54a 58,81±3,56b 63,88±3,23c 72,58±3,58c 58,84±3,28d 1,84 2,44 118,11±7,15a 129,94±7,25b 135,15±7,08c 152,52±7,34d 142,83±7,24e 3,85 2,34 Sinh khối khô rễ (g) 5,06±0,42a 6,01±0,45b 6,52±0,48c 8,04±0,51d 6,26±0,46e 0,24 3,09 2,42±0,21a 2,17±0,20b 2,64±0,24c 3,21±0,31d 3,02±0,30e 0,18 5,45 Lƣợng Cd tích lũy rễ (mg/kg) 297,19±16,33a 315,32±12,83ab 321,57±13,73bc 333,80±16,04cd 309,52±16,95d 14,33 3,74 382,88±9,58a 666,89±21,87b 616,49±16,94b 758,11±22,80c 662,58±25,47d 22,89 3,07 Lƣợng Cd đƣợc lấy (mg/cây) 1,77 2,20 2,60 3,37 2,35 2,22 3,47 3,88 5,54 4,59 Kết thu với lu lu đực tương tự vậy, cơng thức PBCd-4 khả tích lũy Cd lớn nhất, phần thân 152,52±7,34 mg/kg, phần rễ 758,11±22,8 mg/kg Ở công thức PBCd-2, PBCd-3 PBCd-5 khả hấp thu Cd lu lu đực tương đối lớn nhỏ công thức PBCd-4, phần thân tương ứng 129,94±7,25, 135,15±7,08 142,83±7,24 mg/kg, phần rễ tương ứng 666,89±21,87, 616,49±16,94 662,58±25,47 mg/kg Nếu coi khả loại bỏ Cd khỏi đất đối chứng PBCd-1 100% khả loại bỏ Cd cơng thức bón phân tăng so với đối chứng là: PBCd-2 tăng 56%, PBCd-3 tăng 75%, PBCd-4 tăng 150% PBCd-5 tăng 106% Vì vậy, muốn tăng hiệu loại bỏ Cd khỏi đất cần bón kết hợp phân hữu khống Khả tích lũy Pb Ở cơng thức bón phân khác khả hấp thu Pb cỏ mần trầu khác nhau, PBPb-4 khả tích lũy Pb lớn nhất, phần thân 145,8± 7,15 mg/kg, phần rễ 1365,98±109,07 mg/kg; PBPb-3 khả tích lũy Pb thân rễ tương ứng 117,89±6,35 1294,42±113,10 mg/kg Như so với công thức PBPb4 khả hấp thu chì phần thân phần rễ khơng có khác biệt mặt thống kê, sinh khối PBPb-4 lớn nên lượng Pb mà hấp thu lớn Ở PBPb-2 PBPb-5 khả hấp thu Pb cỏ mần trầu phần thân tương ứng 120,03±6,38 119,4±6,37 mg/kg, phần rễ tương ứng 1189,89±108,03 1259,74±186,98 mg/kg, PBPb-2 tăng 37%, PBPb-3 tăng 57%, PBPb-4 tăng 83,9% PBPb-5 tăng 56% so với đối chứng Đối với lu lu đực kết thu tương tự cỏ mần trầu, công thức PBPb-3 PBPb-4 khả tích lũy Pb phần thân phần rễ tương đối cao, tương ứng 261,49±9,37 278,54±9,78 mg/kg 1195,00±119,32 1355,25±124,04 mg/kg, theo thứ tự, cơng thức khơng có có sai khác có ý nghĩa, nhiên sinh khối PBPb-4 cao nên khă loại bỏ Pb khỏi đất cao Khi bón hồn tồn phân vơ hữu khả hấp thu Pb lu lu đực giảm hẳn so với bón kết hợp 15 phân hữu vơ Khả loại bỏ Pb khỏi đất PBPb-2 tăng 24%, PBPb-3 tăng 51,7%, PBPb-4 tăng 92% PBPb-5 tăng 47% so với đối chứng PBPb-1 Như vậy, hiệu loại bỏ Pb khỏi đất tăng cao bón kết hợp phân hữu vi sinh vô cho với tỷ lệ 50:50% Bảng 3.30 Khả tích lũy Pb Loại Cỏ mần trầu Lu lu đực Công thức PBPb-1 PBPb-2 PBPb-3 PBPb-4 PBPb-5 LSD0,05 CV (%) PBPb-1 PBPb-2 PBPb-3 PBPb-4 PBPb-5 LSD0,05 CV (%) Sinh khối khô thân (g) 15,37±1,73a 17,08±1,92b 19,89±2,34b 23,18±2,46c 20,70±2,38d 1,21 4,14 18,51±2,16a 21,63±2,18a 24,38±2,34b 25,91±2,39b 22,97±2,33c 1,87 6,76 Lƣợng Pb tích lũy thân (mg/kg) 112,54±6,34a 120,03±6,38b 117,89±6,35b 145,8±7,15b 119,4±6,37c 5,33 3,57 210,98±8,15a 243,22±9,21b 261,49±9,37b 278,54±9,78b 255,01±9,25c 17,36 5,66 Sinh khối khô rễ (g) 5,98±0,51a 7,15±0,68ba 7,58±0,73bc 7,94±0,75c 7,64±0,74d 0,5 5,61 3,34±0,31a 3,51±0,35b 3,75±0,37c 4,82±0,38c 3,49±0,41c 0,26 5,73 Lƣợng Pb tích lũy rễ (mg/kg) 1003,00±82,21a 1189,89±108,03bc 1294,42±113,10bc 1365,98±109,07bc 1259,74±186,98c 125,44 8,51 970,46±29,34a 1141,07±135,20a 1195,00±119,32b 1355,25±124,04b 1340,75±152,21c 160,89 10,6 Tổng Pb tích lũy (mg) 7,729 10,551 12,156 14,226 12,095 7,146 9,266 10,856 13,749 10,536 Khả tích lũy As Bảng 3.32 Khả tăng sinh khối tích lũy As cỏ mần trầu CTTN Sinh khối khô (g) PBAs-1 PBAs-2 PBAs-3 Cỏ mần PBAs-4 trầu PBAs-5 LSD0,05 CV (%) PBAs-1 PBA -2 PBAs-3 Lu PBAs-4 lu đực PBAs-5 LSD0,05 CV (%) 13,92±1,41a 15,97±1,43b 17,36±1,45b 20,18±1,55c 18,56±1,65d 0,81 3,86 16,04±1,60a 17,03±1,70b 20,82±1,90c 25,01±1,90d 18,73±1,60e 0,96 4,12 Loại Lƣợng As tích lũy thân (mg/kg) 8,16±0,34a 12,77±0,36a 10,39±0,35b 15,15±0,38b 14,80±0,35c 1,31 8,62 97,03±2,88a 121,12±11,02b 121,58±12,67cb 149,90±14,54c 131,65±9,93d 14,48 9,69 16 Sinh khối khô rễ (g) 5,58±0,54a 5,85±0,55b 6,83±0,61b 7,94±0,67c 7,32±0,64c 0,62 7,58 2,69±0,15a 2,75±0,23b 2,87±0,19cb 4,18±0,30c 2,45±0,14d 0,2 5,52 Lƣợng As tích lũy rễ (mg/kg) 29,38±2,15a 41,15±2,47b 31,37±2,16c 42,38±2,48d 34,72±2,26e 1,26 2,89 127,00±7,12a 204,49±8,23b 243,68±8,43c 298,56±9,12d 262,25±8,29e 6,64 2,41 Lƣợng As lấy khỏi đất (mg) 0,28 0,45 0,39 0,64 0,53 1,90 2,63 3,23 5,00 3,11 Ở cơng thức bón phân khác khả hấp thu As cỏ mần trầu khác nhau, PBAs-4 khả tích lũy As lớn nhất, phần thân 15,15±0,38 mg/kg, phần rễ 42,38± 2,48mg/kg, khả loại bỏ As khỏi 0,64 mg/kg đất, tăng gấp 2,78 lần so với đối chứng Điều chứng tỏ bón phối hợp loại phân với tỷ lệ 50:50% khả hấp thu As cao Ở công thức PBAs-2, PBAs-3 PBAs-5 khả hấp thu As phần thân tương ứng 12,77±0,36, 10,39±0,35 14,8±0,35 mg/kg, phần rễ tương ứng 41,15±2,47, 31,37±2,16 34,72±2,26 mg/kg Khả loại bỏ As khỏi đất PBAs-2, PBAs-3 PBAs5 tương ứng tăng 1,61 lần, 1,39 lần 1,89 lần so với đối chứng Kết lu lu đực tương tự với cỏ mần trầu, so với đối chứng, khả hấp thu As lu lu đực PBAs-4 lớn nhất, tích lũy chủ yếu phần rễ 298,56±9,12 mg/kg phần thân 149,90±14,54 mg/kg, khả loại bỏ As khỏi đất mg/kg đất, tăng gấp 2,6 lần, tiếp đến PBAs-3 (bón 75% phân hữu vi sinh 25% phân vô cơ) khả loại bỏ As 3,23 mg/kg đất, tăng gấp 1,8 lần, PBAs-2 PBAs-5 tương ứng gấp 1,3 lần 1,6 lần Như việc áp dụng kỹ thuật bổ sung phân bón cải thiện kết hấp thu KLN cây, hợp chất hữu cơ, phân hữu vi sinh, làm tăng chất dinh dưỡng dễ tiêu nhu cầu phát triển kích thích hoạt động sinh học đất làm tăng khả hấp thu KLN 3.3.4 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng EDTA đến sinh trƣởng tích luỹ KLN cỏ mần trầu lu lu đực Bảng 3.34 Khả tích lũy Cd cỏ Mần trầu Lu lu đực Loại CTTN EDTACd-1 EDTACd-2 EDTACd-3 Cỏ EDTACd-4 mần EDTACd-5 trầu EDTACd-6 LSD0,05 CV (%) EDTACd-1 EDTACd-2 EDTACd-3 Lu lu EDTACd-4 đực EDTACd-5 EDTACd-6 LSD0,05 CV (%) Sinh khối khô thân (g) 17,96±1,46a 28,17±2,18a 25,01±2,11b 26,76±2,15c 14,62±1,37d 13,04±1,32e 1,44 5,76 23,77±2,14a 24,64±2,15b 34,05±2,67c 31,16±2,61c 20,89±1,85d 19,69±1,76e 1,65 5,33 Lƣợng Cd tích lũy thân (mg/kg) 22,15±2,14a 29,15±2,17b 24,19±2,16c 21,619±2,11c 19,559±1,45d 18,039±1,42e 1,09 3,72 65,23±5,15a 75,53±5,43b 84,14±5,49c 77,78±5,43d 60,35±4,28d 55,53±3,15e 3,79 4,54 Sinh khối khô rễ (g) 6,15±0,63a 7,98±0,68ba 7,12±0,71ba 7,38±0,73c 5,46±0,59d 5,03±0,57d 0,52 6,72 3,25±0,34a 3,46±0,36a 4,15±0,37b 3,84±0,36b 2,71±0,21c 2,11±0,21d 0,27 6,93 Lƣợng Cd tích lũy rễ (mg/kg) 238,142±6,78a 335,495±6,79b 282,491±6,72b 277,235±6,78c 253,546±6,78d 230,523±6,75e 3,23 1,00 243,25±6,16a 274,02±7,15b 321,96±7,26c 287,99±7,25d 246,83±6,24d 242,85±6,18d 5,3 1,65 Lƣợng Cd lấy khỏi đất (mg) 1,862 3,498 2,616 2,625 1,67 1,395 2,341 2,809 4,201 3,53 1,93 1,606 Khả tích lũy Cd Hàm lượng Cd tích lũy cỏ Mần trầu tốt cơng thức EDTACd-2 (EDTA=1 mmol/kg), tích lũy thân rễ tương ứng 29,15±2,17b 335,495±6,79 mg/kg Ở EDTACd-3 (EDTA=2 mmol/kg) EDTACd-4 (EDTA=3 mmol/kg) Hàm lượng Cd tích lũy cao đối chứng công thức sai 17 khác không nhiều, phần thân tương ứng 24,19±2,16 21,619±2,11 mg/kg, phần rễ tương ứng 282,491±6,72 277,235±6,78 mg/kg Sự tích lũy giảm dần EDTACd-5 EDTACd-6, tương ứng với mức bổ sung EDTA mmol/kg mmol/kg Khả loại bỏ Cd công thức bổ sung EDTA so với đối chứng EDTACd-1 cụ thể là: EDTACd-2 tăng 88%, EDTACd-3 tăng 41%, EDTACd-4 tăng 41%, EDTACd-5 giảm 10% EDTACd-6 giảm 25% Với Lu lu đực, hàm lượng Cd tích lũy đạt cao cơng thức EDTACd-3 với lượng EDTA bổ sung mmol/kg lượng tích lũy đạt cao nhất, cụ thể phần thân 84,14±5,49 phần rễ 321,96±7,26 mg/kg, tiếp đến EDTACd-4 (EDTA=3 mmol/kg), lượng Cd tích lũy thân 77,78 ±5,43 rễ 287,99±7,25 mg/kg Ở EDTACd-2 tích lũy thân 75,53±5,43 rễ 274,02±7,15 mg/kg Khi bổ sung EDTA hàm lượng thấp tích lũy Cd tăng, nhiên tăng dần lượng EDTA bổ sung tích lũy Cd lại giảm So với đối chứng, lượng Cd lấy khỏi đất tăng lên CTTN EDTACd-2,EDTACd-3 vàEDTACd-4 20%, 79% 51%, lại giảm EDTACd-5 EDTACd-6 tương ứng 18 31%.Kết cho thấy cỏ mần trầu lu lu đực tích lũy Cd phần thân phần rễ, nhiên tích lũy rễ chủ yếu, Và để làm tăng hiệu xử lý Cd nên bổ sung EDTA với hàm lượng từ 1-3mmol/kg, Khả tích lũy Pb Bảng 3.35 Khả tích lũy Pb cỏ Mần trầu Lu lu đực Loại CTTN Sinh khối khô thân (g) EDTAPb-1 EDTAPb-2 EDTAPb-3 Cỏ mần EDTAPb-4 trầu EDTAPb-5 EDTAPb-6 LSD0,05 CV (%) EDTAPb-1 EDTAPb-2 EDTAPb-3 Lu lu EDTAPb-4 đực EDTAPb-5 EDTAPb-6 LSD0,05 CV (%) 17,96±1,46a 28,17±2,18a 25,01±2,11b 26,76±2,15c 14,62±1,37d 13,04±1,32e 1,44 5,76 23,77±2,14a 24,64±2,15b 34,05±2,67c 31,16±2,61c 20,89±1,85d 19,69±1,76e 1,65 5,33 Lƣợng Pb tích lũy thân (mg/kg) 95,7±7,15a 103,4±7,26a 97,5±7,17b 99,2±7,19b 92,7±7,10b 90,5±6,98c 3,39 2,93 98,3±5,5a 119,5±6,5b 146,2±7,5c 127,3±6,5d 96,5±5,5d 94,8±5,5d 4,61 3,39 Sinh khối khô rễ (g) 6,15±0,63a 7,98±0,68ba 7,12±0,71ba 7,38±0,73c 5,46±0,59d 5,03±0,57d 0,52 6,72 3,25±0,34a 3,46±0,36a 4,15±0,37b 3,84±0,36b 2,71±0,21c 2,11±0,21d 0,27 6,93 Lƣợng Pb tích lũy rễ (mg/kg) 672,14±8,15a 788,92±10,34b 725,5±10,12c 742,62±10,22d 654,79±8,14d 667,42±8,15e 7,55 0,89 592,56±6,81a 605,12±6,85b 652,15±7,53c 637,12±7,52d 563,17±6,62e 501,78±6,18f 5,11 0,73 Lƣợng Pb lấy khỏi đất (mg) 5,85 9,21 7,60 8,14 4,93 4,54 4,26 5,04 7,68 6,41 3,54 2,93 Đối với Cỏ Mần trầu hàm lượng Pb tích lũy cao cơng thức EDTAPb-2 bổ sung mmol/kg, Pb tích lũy thân rễ tương ứng 103,4±7,26 788,92±10,34 mg/kg Ở EDTAPb-3 EDTAPb-4 lượng Pb tích lũy tương 18 đối cao, cụ thể EDTAPb-3 (EDTA=2 mmol/kg) thân 97,5 ±7,17 mg/kg, rễ 725,5±10,12 mg/kg, EDTAPb-4 (EDTA=1 mmol/kg) phần thân 99,2 ±7,19 phần rễ 742,62±10,22 mg/kg Khi lượng EDTA bổ sung lớn khả tích lũy lại giảm dần Khả loại bỏ Pb công thức bổ sung EDTA so với đối chứng EDTAPb-1 cụ thể sau: EDTAPb-2 tăng 57%, EDTAPb-3 tăng 30%, EDTAPb-4 tăng39%, EDTAPb-5 giảm 15% EDTAPb-6 giảm 22% Với Lu lu đực: hàm lượng Pb tích lũy cao công thức EDTAPb2, EDTAPb-3 EDTAPb-4 Hàm lượng Pb tích lũy thân, cơng thức EDTAPb2 EDTAPb-4 tương ứng 119,5 mg/kg 127,3±6,5 mg/kg, rễ 605,12±6,85mg/kg 637,12±7,52 mg/kg; cao công thức EDTAPb-3 (phần thân 146,2±7,5 mg/kg phần rễ 652,15±7,53 mg/kg) Khả loại bỏ Pb công thức bổ sung EDTA so với công thức đối chứng EDTAPb-1 sau: công thức EDTAPb-2, EDTAPb-3 EDTAPb-4 tăng là18%, 80% 50%, công thức EDTAPb-5 giảm 17% công thức EDTAPb-6 giảm 31,2% Kết cho thấy cỏ Mần trầu Lu lu đực có khả tích lũy Pb phần thân phần rễ, nhiên Pb tích lũy rễ chủ yếu Để làm tăng hiệu xử lý Pb ta nên bổ sung EDTA với hàm lượng từ 1-3 mmol/kg Khả tích lũy As Bảng 3.36 Khả tích lũy As cỏ Mần trầu Lu lu đực Loại CTTN EDTAAs-1 EDTAAs-2 EDTAAs-3 Cỏ EDTAAs-4 mần EDTAAs-5 trầu EDTAAs-6 LSD0,05 CV (%) EDTAAs-1 EDTAAs-2 EDTAAs-3 Lu lu EDTAAs-4 đực EDTAAs-5 EDTAAs-6 LSD0,05 CV (%) Sinh khối khô thân (g) 17,96±1,46a 28,17±2,18a 25,01±2,11b 26,76±2,15c 14,62±1,37d 13,04±1,32e 1,44 5,76 23,77±2,14a 24,64±2,15b 34,05±2,67c 31,16±2,61c 20,89±1,85d 19,69±1,76e 1,65 5,33 Lƣợng As tích lũy thân (mg/kg) 10,12±0,71a 10,36±0,72ba 11,04±0,75bc 10,54±0,72dc 9,51±0,63de 9,31±0,61e 0,6 4,93 92,01±6,53a 94,02±6,55a 103,63±7,21b 96,94±6,57cb 91,66±6,43cb 103,62±7,23cb 4,53 3,91 Sinh khối khô rễ (g) 6,15±0,63a 7,98±0,68ba 7,12±0,71ba 7,38±0,73c 5,46±0,59d 5,03±0,57d 0,52 6,72 3,25±0,34a 3,46±0,36a 4,15±0,37b 3,84±0,36b 2,71±0,21c 2,11±0,21d 0,27 6,93 Lƣợng As tích lũy rễ (mg/kg) 28,45±1,12a 33,56±1,16b 30,10±1,15c 30,54±1,14d 27,28±1,08e 26,54±1,06f 0,54 2,54 142,21±7,24a 149,10±7,25a 171,90±7,45b 170,23±8,15c 142,22±7,24c 132,50±7,25d 4,81 2,66 Lƣợng As lấy khỏi đất (mg) 0,36 0,56 0,49 0,51 0,29 0,25 2,65 2,83 4,24 3,67 2,30 2,32 Đối với cỏ mần trầu, hàm lượng As tích lũy cao công thức EDTAAs-2, EDTAAs-3 EDTAAs-4 tăng 0,36 - 0,56 lần so với đối chứng EDTAAs-1 Hàm lượng As tích lũy thân, cơng thức EDTAAs-2 10,36±0,72, EDTAAs-3 đạt 11,04±0,75 EDTAAs-4 10,54±0,72 mg/kg Hàm lượng As tích lũy rễ công thức EDTAAs-2, EDTAAs-3 EDTAAs-4 33,56±1,16, 30,10±1,15 19 30,54±1,14 mg/kg Hàm lượng As tích lũy giảm dần EDTAAs-1, EDTAAs-5 EDTAAs-6 Khả loại bỏ As EDTAAs-2 tăng 56%, EDTAAs-3 tăng 36%, EDTAAs-4 tăng 42% so với đối chứng EDTAAs-1 Ở cơng thức EDTAAs-5 khả loại bỏ As khỏi đất giảm 19% EDTAAs-6 giảm 29% so với đối chứng Với Lu lu đực: Hàm lượng As tích lũy đạt cao công thức EDTAAs-3 (ở thân, 103,63±7,21mg/kg rễ 171,90±7,45mg/kg) EDTAAs-4 (trong thân, 96,94±6,57mg/kg, rễ 170,23±8,15 mg/kg Ở công thức EDTAAs-5 EDTAAs-6 hàm lượng EDTA bổ sung vào đất cao khả tích lũy As lu lu đực giảm đáng kể Khả loại bỏ As thay đổi so với đối chứng EDTAAs1 cụ thể: EDTAAs-2, EDTAAs-5 EDTAAs-6 giảm 6,8%, 13% 12%, công thức EDTAAs-3 tăng 60% EDTAAs-4 tăng 39% 3.4 Kết nghiên cứu thử nghiệm mơ hình ứng dụng biện pháp sinh học xử lý ô nhiễm số KLN (Pb, Cd, As) đất trồng rau Bảng 3.37 Một số tính chất đất mơ hình trồng pHKCl 4,8 OM (%) 1,57 CEC (meq/100gđ) 9,71 N (%) 0,141 P2O5 (%) 0,104 K2O TPCG Pb (%) (mg/kg) 0,74 Thịt nhẹ 145,05 Cd (mg/kg) 3,23 As (mg/kg) 7,84 Đất thí nghiệm có hàm lượng chất hữu nghèo, đất chua, hàm lượng dinh dưỡng N P mức giàu, hàm lượng K mức nghèo Đất có thành phần giới thịt nhẹ Hàm lượng Pb dạng tổng số 145,05 mg/kg, Cd 3,23 mg/kg As 7,84 mg/kg 3.4.1 Mơ hình trồ lu lu đực Bảng 3.38 Khả sinh trƣởng phát triển Lu lu đực Loại Các Chiều cao Chiều cao Chiều dài rễ Chiều dài rễ Khối lƣợng thực vật đợt trƣớc sau TN trƣớc TN sau TN (cm) khô sau trồng TN (cm) (cm) (cm) TN (g/cây) Đợt 8,3 - 8,6 62,4 1,5 - 1,8 16,7 - 20,1 35,82 Đợt 7,2 - 8,6 58,5 1,5 - 2,1 15,4 - 17,8 33,16 Cây lu Đợt 7,4 - 8,2 60,4 1,3 - 1,8 15,3 - 19,2 34,48 lu đực Đợt 7,5 - 8,5 61,8 1,6 - 2,1 14,8 - 19,9 35,78 Kết thu khả sinh trưởng phát triển lu lu đực thể bảng 3.39 Sau tháng trồng chăm sóc, cao trung bình khoảng 58,4 - 61,8 cm, đồng thời rễ dài khoảng 14,8 -20,1 cm Đây thời điểm nên thu hoạch Bảng 3.39 Sinh khối khô Lu lu đực Loại thực vật Lu lu đực Sinh khối khơ TB mơ hình 200 Sinh khối khơ TB (1 ha/năm) (m2/vụ) Sinh khối khô Sinh khối khô rễ Sinh khối khô Sinh khối khô thân (kg) (kg) thân (kg) rễ (kg) 158,15±17,37 62,43±5,25 31630 12486 Sinh khối khơ mơ hình thu sau vụ trồng trung bình đạt 220,58 kg/vụ, phần thân 158,15±17,37 kg sinh khối khô phần rễ 62,43±5,25 kg Như suất cỏ/ha năm là: Thân lá: 158,15 kg/vụ x vụ x 50 = 31630 kg (31,63 tấn/năm); Rễ: 62,43 kg/vụ x vụ x 50 = 12486 kg (12,486 tấn/năm) Bảng 3.40 Khả hấp thu KLN Lu lu đực mơ hình Loại thực vật KLN Khả hấp thu KLN (mg/kg) 20 Thân Cây lu lu đực Rễ Cd 21,32 ± 2,15 109,73 ± 2,11 Pb 98,9 ± 2,11 324,82 ± 3,16 As 15,7 ± 0,17 42,15 ± 0,45 Phần thân phần rễ lu lu đực có khả hấp thu Cd tương ứng 21,32±2,15 109,73±2,11 mg/kg, hấp thu Pb 98,9±2,11 324,82±3,16 mg/kg, hấp thu As 15,7±0,17 42,15±0,45 mg/kg Như tính năm lu lu đực loại bỏ 2,04 kg Cd, 18 kg Pb 1,02 kg As Sau vụ trồng hàm lượng KLN đất giảm, Cd mức cho phép Pb hàm lượng lớn nên cần nhiều thời gian xử lý mức cho phép 3.4.2 Mơ hình trồng cỏ Mần trầu Bảng 3.41 Khả sinh trƣởng phát triển cỏ Mần trầu Các Chiều cao Chiều cao Chiều dài Chiều dài Khối lƣợng Loài đợt trƣớc sau rễ trƣớc rễ sau TN khô sau trồng TN(cm) TN (cm) TN (cm) (cm) TN (g/cây) Đợt 5,0 - 6,1 55,5 ± 2,6 1,3 ± 0,3 14,3 - 17,4 34,12 ± 1,96 Cỏ mần Đợt trầu Đợt 5,3 - 6,5 47,5 ± 2,2 1,5 ± 0,4 13,5 - 17,8 32,15 ± 1,92 5,5 - 6,8 54,3 ± 2,5 2,1 ± 0,5 13,5 - 17,9 33,32 ± 1,94 Đợt 5,2 - 6,3 55,7 ± 2,6 1,5 ± 0,4 14,2 - 17,2 34,52 ± 1,97 Kết nghiên cứu thu khả sinh trưởng phát triển cỏ mần trầu thể bảng 3.41 Sau tháng trồng chăm sóc, phát triển tốt với chiều cao từ 47,5-55,7 cm, rễ dài 13,5-17,9 cm, sinh khối tương đối cao, nên ta thu hoạch để xử lý sinh khối Loài thực vật Cỏ mần trầu Bảng 3.42 Sinh khối khô cỏ Mần trầu Sinh khối TB mơ hình Sinh khối khơ TB (1 ha/năm) (200 m2/vụ) Sinh khối thân Sinh khối rễ Sinh khối khô Sinh khối khô (kg) (kg) thân (kg) rễ (kg) 133,80±11,5 108,25±10,4 26760±30,5 21650±27,9 Sinh khối khô mơ hình thu sau vụ trồng trung bình đạt 242,05 kg/vụ, phần thân 133,80±11,5 kg sinh khối khô phần rễ 108,25±10,4 kg Như suất cỏ/1ha năm là: Thân lá: 133,8 kg x vụ x 50 = 26760 kg ( 26,76 tấn/năm); Rễ: 108,25 kg x vụ x 50 = 21650 kg (21,65 tấn/năm) Bảng 3.43 Khả hấp thu KLN cỏ Mần trầu mơ hình Khả hấp thu KLN (mg/kg) Loài thực vật KLN Thân Rễ Cỏ mần trầu Cd 9,93 ± 1,56 98,87 ± 1,65 Pb 58,7 ± 2,12 435,8 ± 12,08 As 1,02 ± 0,09 1,37 ± 0,12 Phần thân phần rễ cỏ mần trầu có khả hấp thu Cd tương ứng 9,93±1,56 98,87±1,65 mg/kg, Pb 58,7±2,12 mg/kg 435,8±12,08 mg/kg Như 21 tính năm cỏ mần trầu loại bỏ 2,41 kg Cd, 11,01 kg Pb Do lượng As đất thấp nên lượng As mần trầu hấp thu khơng đáng kể Qua kết mơ hình cho thấy việc sử dụng cỏ mần trầu lu lu đực để xử lý đất ô nhiễm Pb Cd khả thi mà lại thân thiện với môi trường 3.5 Xây dựng hƣớng dẫn kỹ thuật sử dụng cỏ mần trầu lu lu đực để xử lý số KLN (Pb, Cd, As) đất trồng rau Sơ đồ hướng dẫn : Bước 1: Nhận biết môi trường đất bị ô nhiễm Xác định hàm lượng Pb, Cd, As đất thành phần khác đất pH, N, P Bước 2: Cải tạo đất để trồng Cày xới, điều chỉnh pH trung tính (pH: 5,0 – 7,0) Bước 3: Biện pháp làm tăng khả hấp thu kim loại Bón phân vơ + phân hữu cơ, bổ sung EDTA 1-2 mmol/kg Bước 4: Lựa chọn loại thực vật cho xử lý Trồng Eleusine indica L (cỏ mần trầu) Solanum nigrum L (cây lu lu đực) đất ô nhiễm Pb, Cd, As sau cải tạo Bước 5: Thu hoạch Thu hoạch phần thân rễ cỏ mần trầu tháng/lần thu phần thân lu lu đực 2- tháng/lần Bước 6: Xử lý sinh khối Phơi khô, đốt, chôn lấp tro bê tơng hố 22 KẾT LUẬN Khu vực đất trồng rau thành phố Thái Nguyên vùng phụ cận có hàm lượng Pb khoảng 22,12-145,05 mg/kg, Cd : 0,32-3,23 mg/kg, As: 4,27 - 8,39 mg/kg Môi trường nước có hàm lượng Pb dao động 0,015-,135 mg/l, Cd từ 0,002 – 0,032 mg/l, As từ 0,015 - 0,094 mg/l Đề xuất lồi lu lu đực cỏ mần trầu để xử lý ô nhiễm KLN đất cho vùng trồng rau Thái Nguyên - Thời gian thu hoạch để xử lý sinh khối thích hợp 03 tháng, sinh khối lớn cho khả tích lũy KLN cao, cụ thể: khả tích lũy As cỏ mần trầu phần thân rễ tương ứng 15,13±2,13 42,38±3,24 mg/kg, lu lu đực phần thân rễ tương ứng 143,73±1,81 294,83±20,85 mg/kg; tích lũy Pb cỏ mần trầu phần thân rễ tương ứng 139,20±6,10 1292,27±62,61 mg/kg; lu lu đực 271,48±25,70 1252,27±56,28 mg/kg; tích lũy Cd cỏ mần trầu phần thân rễ tương ứng 72,41±3,58 343,80±25,01mg/kg; lu lu đực 153,26±10,51 745,08±32,5mg/kg - Cây cỏ mần trầu lu đực phát triển tốt loại bỏ KLN khỏi đất cao mơi trường pH trung tính - Cây cỏ mần trầu lu lu đực cho sinh khối cao bón kết hợp hai loại phân hữu vi sinh vô với tỷ lệ 50 : 50 Công thức hấp thu kim loại nặng lớn nhất, cụ thể: khả hấp thu Pb thân rễ cỏ mần trầu tương ứng 145,8±7,15 1365,98±109,07 mg/kg, lu lu đực 278,54±9,78 1355,25±124,04 mg/kg; khả hấp thu Cd cỏ mần trầu phần thân rễ tương ứng 72,58±3,58 333,80±16,04 mg/kg, lu lu đực 152,52±7,34 758,11±22,80 mg/kg; - Bổ sung mmol/kg EDTA sinh khối cỏ mần trầu lớn nhất, tăng 50% so với đối chứng Khả loại bỏ As khỏi đất tăng 56%, loại bỏ Pb tăng 57% Cd tăng 88% so với ĐC So với đối chứng, bổ sung mmol/kg EDTA sinh khối lu lu đực cao nhất, tăng 41%; Khả loại bỏ As tăng 60%, Pb tăng 80% Cd tăng 79% Ở công thức bổ sung EDTA từ 1-3 mmol/kg phát triển tốt hấp thu KLN cao, công thức bổ sung EDTA từ 4-5 mmol/kg phát triển khả hấp thu giảm Hiệu xử lý KLN lồi thực vật mơ hình cao, trung bình năm cỏ mần trầu lu lu đực lấy khỏi đất lượng Cd tương ứng 2,41 kg Cd/ha/năm 2,04 kg Cd/ha/năm; lượng Pb tương ứng 11,01 kg Pb/ha/năm 7,18 mg/kg Lượng As đất nghiên cứu thấp nên lượng As mần trầu hấp thu không đáng kể Cây lu lu đực lấy khỏi đất 0,89 kg As/ha/năm Xử lý KLN thực vật đơn giản, chi phí thấp, dễ áp dụng mang tính hiệu cao, thân thiện với mơi trường 23 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ ĐƢỢC CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Phạm Thị Mỹ Phƣơng, Lê Tất Khương, Nguyễn Mạnh Khải, Đặng Thị Kim Chi (2015), “Nghiên cứu ảnh hưởng pH đất đến khả sinh trưởng hấp thu chì (Pb) cỏ mần trầu (Eleusine indica L.) lu lu đực (Solanum nigrum L.) ”, Tạp chí Khoa học, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 31 (1S), tr.71-77 Phạm Thị Mỹ Phƣơng, Lê Tất Khương, Đặng Thị Kim Chi, Nguyễn Mạnh Khải (2016), “Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng cadimi (Cd) chì (Pb) đất đến khả sinh trưởng hấp thu chì Cd, Pb lu lu đực (Solanum nigrum L.) ”, Tạp chí Khoa học, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội, 32 (4), tr.29-35 24 ... xanh môi trường canh tác bị ô nhiễm độc chất, đặc biệt kim loại nặng (KLN) Vì đề tài luận án: “ c u t ực trạ đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm số KLN (Cd, Pb, As) tro đất vùng trồng rau thành. .. nhằm xử lý số KLN (Cd, Pb, As) đất trồng rau việc chọn loại thực vật địa địa bàn nghiên cứu Những đóng góp luận án Kết luận án đánh giá cách tồn diện thực trạng tích lũy KLN (As, Cd, Pb) đất, nước... trồng rau thành phố Thái Nguyên vùng phụ cận 2.2 Nội dung nghiên cứu 1) Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm As, Cd, Pb đất, nước rau số vùng chuyên canh rau thành phố Thái Nguyên phụ cận 2) Nghiên cứu