Ttổng đạm amon gồm NH3 và NH4+ . Được sinh ra trong quá trình phân hủy protein, xác bã thực vật phù du, phân bón vô cơ, hữu cơ… NH3 là khí độc với cá, khi tạo thành sẽ phản ứng với nước tạo thành NH4+ đến khi cân bằng được thiết lập. Tỷ lệ giữa NH3 và NH4+ phụ thuộc vào yếu tố môi trường. Khi pH và nhiệt độ tăng, NH3 tăng và ngược lại. NH4+ rất cần thiết cho các sinh vật thủy sinh là nguồn thức ăn của thủy sản. Nhưng nếu hàm lượng quá cao, thủy sinh vật phát triển mạnh làm ảnh hưởng đến môi trường nước ao nuôi như thiếu oxy vào sáng sớm, dao động pH,... Theo Boyd (1990), hàm lượng thích hợp cho ao nuôi thủy sản là 0,2 – 2 mg/L.
15
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện từ tháng 1 năm 2013 đến tháng 6 năm 2013 tại các mô hình nằm trên địa bàn huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre.
Nội dung thực hiện: Đánh giá chất lượng môi trường đất và nước tại các mô hình canh tác trên đất nhiễm mặn thuộc 3 tiểu vùng:
Vùng nước ngọt : vùng sinh thái ngọt, độ mặn trong các kênh, rạch thấp vào mùa
khô, cao nhất thường vào khoảng 4 - 5‰. Gồm các mô hình:
Mô hình 1: Tôm càng xanh – dừa
Mô hình 2: Tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh
Mô hình này thuộc tiểu vùng sinh thái nước ngọt nhưng bị nhiễm mặn vào mùa khô.
Vùng nước lợ: vùng sinh thái lợ, độ mặn trong các kênh, rạch trung bình từ 6 -
8‰. Gồm các mô hình:
Mô hình 3: Tôm sú – lúa + tôm càng xanh
Mô hình 4: Tôm sú – lúa
Vụ tôm càng xanh
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Trồng dừa quanh năm
Vụ tôm thẻ Vụ lúa + tôm càng xanh
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Vụ tôm ( tôm sú) Vụ lúa + tôm càng xanh Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Vụ tôm sú Vụ lúa thu đông
16
Vùng nước mặn: vùng sinh thái mặn, độ mặn trong các kênh, rạch cao gần như
quanh năm (>10‰). Gồm các mô hình:
Mô hình 5: Tôm sú – tôm thẻ (hoặc sò)
2.2 Phương tiện phương pháp
Bảng 2.1 Số lượng mẫu đất và nước thu tại các mô hình
Tiểu vùng Mô hình Số mẫu đất Số mẫu nước
Ngọt Tôm càng xanh – dừa
Tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh
5 2
5 2 Lợ Tôm sú - lúa + tôm càng xanh
Tôm sú – lúa
2 2
2 2
Mặn Tôm sú – tôm thẻ (hoặc sò) 2 2
Tổng số mẫu 13 13
2.2.1 Cách lấy mẫu và xử lý đất
Đất được lấy bằng khoan tay ở độ sâu 0 – 20 cm. Mỗi ao lấy 10 điểm khác nhau theo hình zig-zag và trộn đều thành một mẫu. Mẫu đất sau khi đem về phòng phân tích, phơi khô và nghiền nhỏ qua rây 0,5 mm.
Thời gian thu mẫu được chia làm 3 đợt: đầu vụ, giữa vụ và cuối vụ tương tương ứng vào các tháng 1, tháng 3 và tháng 5 năm 2013. Thời điểm thu mẫu vào lúc các mô hình đang nuôi tôm càng xanh (tôm càng xanh - dừa), tôm thẻ (tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh) và tôm sú (tôm sú – lúa + tôm càng xanh; tôm sú – lúa; tôm sú – tôm thẻ, sò).
Các chỉ tiêu đánh giá gồm có: pH, độ mặn của đất, Na trao đổi, phần trăm Na bão hòa (ESP), P dễ tiêu.
2.2.2 Phương pháp phân tích mẫu đất
pH và EC: trích bằng nước cất tỷ lệ 1:2,5 (đất : nước) tiến hành đo pH bằng
máy Thermo Orion 420A, EC đo bằng máy WTW.
P hữu dụng (lân dễ tiêu): xác định theo phương pháp Olsen (1954) với dung
dịch trích NaHCO3 0,5M ở pH 8,5 với tỷ lệ 1:20 (đất : dung dịch trích NaHCO3). Thời
Vụ tôm sú Vụ tôm thẻ (hoặc sò)
17
gian lắc 30 phút. Hàm lượng lân dễ tiêu trong dung dịch trích được xác định theo phương pháp so màu amonium molybdate-acid ascorbic ở bước sóng 880nm.
CEC (Cation exchange capacity – khả năng trao đổi cation của đất): xác định
bằng dung dịch BaCl2 0,1M không đệm (Houba và ctv., 1988). Mẫu đất được bảo hòa
với dung dịch BaCl2, sau đó cho MgSO4 đã biết nồng độ vào. Tất cả Ba2+ hiện diện trong phức hệ hấp thu được trao đổi với Mg2+ và kết tủa thành dạng khó hòa tan BaSO4. Chuẩn độ Mg2+ còn thừa trong dung dịch sẽ tính toán được lượng Mg2+ hấp thụ và tính được trị số CEC. Dung dịch trích được dùng để xác định làm lượng Na+ trao đổi bằng cách loại bỏ hàm lượng Na+ hòa tan trong đất trích bằng nước cất và đo trên máy hấp thu nguyên tử.
Phần trăm natri trao đổi ESP (Exchange Sodium Percentage): được tính toán
dựa trên cơ sở khả năng trao đổi cation của đất (CEC) và Natri trao đổi theo công thức:
100 (%) CEC Na ESP Trong đó: Na+ (cmol/kg) CEC (cmol/kg)
2.2.3 Cách lấy và bảo quản mẫu nước
Mẫu nước được lấy tại các ao nuôi thủy sản đã lấy mẫu đất và cùng thời điểm với ngày thu mẫu đất.
Chỉ tiêu pH, độ mặn, NH4+, P hòa tan, độ kiềm việc thu mẫu được tiến hành như sau: mẫu được thu bằng chai 500ml, trước khi thu mẫu chai được rửa sạch, tráng một lần bằng nước của ao thu mẫu, đậy nắp chai lại, ấn sâu vào nước khoảng 30 – 40 cm, hướng miệng chai về hướng dòng chảy tới, mở nắp cho nước tràn vào chai và đậy nắp lại. Mỗi ao lấy 10 điểm khác nhau theo hình zig-zag và trộn đều thành một mẫu, sau đó lấy 1000ml dùng để phân tích các chỉ tiêu. Mẫu được bảo quản lạnh ở 40C và đem về phòng phân tích.
Chỉ tiêu COD, mẫu được thu bằng chai nhựa 100ml, thu tương tự như trên và thêm vào 2ml H2SO4 4M, bảo quản ở điều kiện khoảng 40C.
Đối với chỉ tiêu H2S được thu trong chai nút mài 50ml, trước khi thu mẫu cho vào chai 2 giọt Zinc acetate 2N, mẫu gần sát đáy ao, sau đó dùng NaOH đưa lên pH = 9 đo bằng giấy đo pH (Clesceri và ctv., 1998 trong Tất Anh Thư và Võ Thị Gương,
2010). Mỗi ao thu 10 điểm khác nhau theo hình zig-zag. Mẫu được bảo quản lạnh ở 40C, sau đó đem về phòng phân tích.
2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu nước
18
Đạm ammonium hòa tan: hàm lượng đạm được xác định bằng cách tạo phức
với indolphenol và so màu ở bước sóng 640 nm.
Lân hòa tan trong nước: hàm lượng lân hòa tan được xác định bằng phương
pháp so màu của phosphomolybdate sau khi mẫu đã được lọc qua màng lọc 0,45 μm trên máy quang phổ ở bước sóng 880nm.
Độ kiềm tổng số (CaCO3): Được xác định theo phương pháp chuẩn độ với acid
với sự hiện diện của chất chỉ thị màu phenolthalein và methyl organe (APHA, 1998)
COD: xác định theo phương pháp oxy hóa bằng permanganate kali trong môi
trường kiềm, sau đó môi trường được acid hóa bằng H2SO4 và KI và chuẩn độ với Na2S2O3 0,05N (Clesceri và ctv., 1998).
H2S (Hydrogen sulfide): xác định theo phương pháp Iodine và chuẩn độ bằng
Na2S2O3 0,01N (Clesceri và ctv., 1998). Khi thu mẫu, H2S được cố định bằng zinc acetate ở pH > 9.
2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu phân tích được xử lý bằng phần mềm Microsoft Exel và thống kê bằng SPSS.
19
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1. Một số đặc tính hóa học đất ao nuôi thủy sản 3.1.1. pH
pH đất là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với môi trường nuôi trồng thủy sản, ảnh hưởng đến việc hòa tan các chất trong môi trường đất vào môi trường nước, làm tăng hoặc giảm tính độc hại của các yếu tố gây độc cho thủy sản như H2S, NH3.
Qua kết quả phân tích cho thấy pH đất đầu vụ của các mô hình trong khoảng 4,84 – 5,99 có tính chua mạnh đến chua vừa (Brady, 1990) và khác biệt có ý nghĩa thống kê. Ở giữa vụ, pH đất có xu hướng tăng ở các mô hình trong khoảng 5,2 – 6,53, trừ mô hình tôm càng xanh - dừa và mô hình tôm sú - lúa + tôm càng xanh. Riêng mô hình tôm sú - lúa + tôm càng xanh, pH đất thấp, mang tính rất chua và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các mô hình còn lại. Giá trị pH đất cuối vụ của các mô hình đều tăng, có tính chua nhẹ đến trung tính, dao động 5,87 – 6,5 và khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các mô hình. (Bảng 3.1).
Bảng 3.1. Giá trị pH (1:2,5) đất của các mô hình nuôi thủy sản tại Huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt, CV% là hệ số biến động
Mô hình tôm càng xanh - dừa có pH dao động trong khoảng 5,2 – 5,81 và không khác biệt. Mô hình tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh, giá trị pH tăng từ đầu đến cuối vụ 5,62 – 6,1 và khác biệt có ý nghĩa thống kê. Mô hình tôm sú – lúa + tôm càng xanh, pH thấp vào đầu vụ do sau khi kết thúc vụ lúa nông dân phơi đất trong một khoảng thời gian nên có thể làm cho vật liệu sinh phèn bị oxy hóa, kết quả pH dao động trong khoảng 4,84 – 4,88, do đó cần bón vôi bổ sung đáy ao trước khi cho nước vào nuôi tôm. Mặt khác, các vi sinh vật trong đất và rễ cây không ngừng sinh ra khí CO2, khí này hòa tan trong nước thành H2CO3 và phân ly trong nước, tuy độ phân ly
Mô hình Đầu vụ Giữa vụ Cuối vụ
Tôm càng xanh – dừa 5,31ab 5,20a 5,81b
Tôm thẻ – Lúa + Tôm càng xanh 5,62ab 5,79a 6,10ab Tôm sú – Lúa + Tôm càng xanh 4,84b 3,41b 4,88c
Tôm sú – Lúa 5,99a 6,19a 6,30ab
Tôm sú – Tôm thẻ, sò 5,67ab 6,53a 6,50a
20
không lớn nhưng đây là nguồn gốc sinh ra H+ chủ yếu trong đất làm giảm độ pH (Vũ Hữu Yêm, 2001). Mô hình tôm sú – lúa, pH dao động trong khoảng 5,99 – 6,3 và khác biệt có nghĩa thống kê, khoảng pH này phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của tôm. Mô hình tôm sú – tôm thẻ, sò, pH dao động 5,67 – 6,53 và không khác biệt, theo Boyd (1998), pH đất trong khoảng 6,5 – 7,5 là thích hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của tôm nuôi và thủy sinh vật (Hình 3.1).
Hình 3.1. Sự biến động pH (1:2,5) theo thời gian giữa các mô hình
Thanh dọc I biểu thị độ lệch chuẩn, những cột có chữ giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt
Chú thích:
MH1: Mô hình tôm càng xanh - dừa
MH2: Mô hình tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh MH3: Mô hình tôm sú - lúa + tôm càng xanh MH4: Mô hình tôm sú - lúa
MH5: Mô hình tôm sú – tôm thẻ, sò
3.1.2. Độ dẫn điện
EC là độ dẫn điện của dung dịch đất, dung dịch càng có nồng độ muối tan cao sẽ có độ dẫn điện cao, do đó độ mặn trong đất được thể hiện qua trị số EC của đất.
Qua bảng 3.2 cho thấy độ dẫn điện vào đầu vụ ở các mô hình dao động trong khoảng 1,53 – 7,59 mS/cm và khác biệt có ý nghĩa thống kê, giá trị này thấp nhất ở mô hình tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh và cao nhất ở mô hình tôm sú - lúa. Vào giữa vụ, độ dẫn điện ở các mô hình đều tăng trong khoảng 2,18 – 9,88 và có khác biệt ý nghĩa thống kê. Đến cuối vụ, hầu hết độ dẫn điện ở các mô hình đầu tăng dao động trong
c A b' ns ns b B a' a A a' 0 1 2 3 4 5 6 7 8 MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 pH (1: 2 ,5 ) Mô hình Đầu vụ Giữa vụ Cuối vụ
21
khoảng 2,94 – 11,63 và khác biệt có ý nghĩa thống kê, trừ mô hình tôm sú – tôm thẻ, sò có sự giảm nhẹ độ dẫn điện nhưng vẫn cao hơn đầu vụ.
Bảng 3.2. Giá trị EC (mS/cm) đất của các mô hình nuôi thủy sản tại Huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt, CV% là hệ số biến động
Sự mặn hóa là sự tích tụ của các muối hòa tan trong đất. Ở nhiều vùng khô cằn, các muối được tích lũy trong đất do mao dẫn muối từ nước ngầm nhiễm mặn. Ở những vùng đất ven biển dọc theo bờ biển, nơi mà đất bị ngập nước mặn, thì sự mặn hóa là một quá trình thường xảy ra, đặc biệt là sự tích tụ muối (Võ Thị Gương, 2001).
Từ đầu vụ đến cuối vụ, mô hình nuôi tôm càng xanh trong mương vườn dừa tăng từ 2,11 – 4,22 mS/cm và khác biệt có ý nghĩa thống kê. Mô hình tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh độ dẫn điện của dung dịch đất dao động trong khoảng 1,53 – 2,94 và khác biệt có ý nghĩa thống kê. Các mô hình nuôi tôm sú có độ măn tăng từ đầu vụ đến cuối vụ và khác biệt có ý nghĩa thống kê, riêng mô hình tôm sú – tôm thẻ, sò có sự thay đổi độ dẫn điện nhưng không lớn và không khác biệt thống kê giữa ba đợt thu mẫu (Hình 3.2). Độ mặn trong đất cao phù hợp cho sự phát triển của tôm và giúp duy trì độ mặn thích hợp cho sinh trưởng của tôm, nhất là vào mùa mưa khi độ mặn trong nước giảm. Mô hình Đầu vụ Giữa vụ Cuối vụ
Tôm càng xanh – dừa 2,11d 4,02b 4,22c
Tôm thẻ – Lúa + Tôm càng xanh 1,53d 2,18b 2,94c Tôm sú – Lúa + Tôm càng xanh 5,85c 9,88a 10,46a
Tôm sú – Lúa 7,59a 7,93a 11,63a
Tôm sú – Tôm thẻ, sò 6,81b 8,82a 7,67b
22
Hình 3.2. Sự biến động EC (mS/cm) của các mô hình theo thời gian
Thanh dọc I biểu thị độ lệch chuẩn, những cột có chữ giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt
Chú thích:
MH1: Mô hình tôm càng xanh - dừa
MH2: Mô hình tôm thẻ - lúa + tôm càng xanh MH3: Mô hình tôm sú - lúa + tôm càng xanh MH4: Mô hình tôm sú - lúa
MH5: Mô hình tôm sú – tôm thẻ, sò 3.1.3. Lân dễ tiêu
Lân là thành phân dinh dưỡng thiết yếu rất cần thiết cho sự sinh trưởng phát triển của thực vật và hàm lượng lân dễ tiêu thường rất ít do lân hút bám trên bề mặt keo đất hoặc kết tủa với các cation Ca2+, Mg2+, Fe2+, Al3+..
Kết quả phân tích lân trên các mô hình cho thấy hàm lượng lân của các mô hình ở đầu vụ trong khoảng từ 10,25 – 14,45 mgP/Kg, ở mức trung bình (Olsen, 1954). Vào giữa vụ tôm, hàm lượng này giảm xuống ở tất cả các mô hình và có sự khác biệt ý nghĩa thống kê giữa các mô hình. Đến cuối vụ nuôi, hàm lượng lân ở các mô hình tăng và có sự khác biệt ý nghĩa thống kê, nhưng vẫn ở mức trung bình (Bảng 3.3). Thực vật thủy sinh có thể hấp thu nhanh phosphate từ nước, lân hòa tan từ phân bón hoặc từ sự khoáng hóa chất hữu cơ đất đáy ao để đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của chúng, sau khi chết đi chúng là nguồn thức ăn cho thủy sinh vật hoặc lắng xuống nền đáy ao và được phân hủy. Lân trong đất đáy ao cân bằng với lân trong nước ao, nhưng thông nồng độ của lân trong nước thấp. Chất lắng trong ao có khuynh hướng lưu giữ lân ở dạng chậm hòa tan (Masuda và Boyd, 1994)
b C b' C' a B ab' B' ns a A a' A' 0 2 4 6 8 10 12 14 MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 EC (m S /c m) Mô hình Đầu vụ Giữa vụ Cuối vụ
23
Bảng 3.3. Hàm lượng lân (mgP/Kg) trong đất của các mô hình nuôi thủy sản tại Huyện Thạnh Phú, tỉnh Bến Tre
Những số trong cùng một cột có chữ theo sau giống nhau thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (5%); ns: không khác biệt, CV% là hệ số biến động
Qua hình 3.3 cho thấy ở mô hình tôm càng xanh - dừa hàm lượng lân dễ tiêu