2.1.4.1 Ảnh hưởng của canh tác ba vụ đến môi trường đất
Việc canh tác lúa liên tục nhiều năm dẫn đến tình trạng suy kiệt một số dƣỡng chất trong đất, đất ngập nƣớc liên tục làm giảm sự khoang hóa hữu cơ, giảm sự khuếch tán dƣỡng chất do nén dẻ và giảm tính thấm của đất (Wopereis và cộng sự, 1999). Đồng thời, tổng hàm lƣợng đạm, lân nghòe và điều kiện thiếu Oxi trong môi trƣờng đất yếm khí thƣờng xuyên làm hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật đất (Olk and Cassman, 2002).
Theo Võ Thị Gƣơng (2005), tình trạng canh tác lúa ba vụ/ năm diễn ra ngày càng nhiều, đất lúa bị ngập nƣớc gần nhƣ là thƣờng xuyên và lƣợng dƣ thừa rơm rạ để lại sau vụ thu đã tạo ra các bất lợi cho đất lúa. Greenland (1985) chỉ ra rằng canh tác liên tục nhiều vụ lúa làm thay đổi cấu trúc đất, sự nén dẻ gia tăng nên làm giảm dần độ dày của tầng canh tác và giảm sự thấm rút nƣớc.
2.1.4.2 Sự suy giảm năng suất lúa
Kết quả từ những thí nghiệm dài hạn từ việc thâm canh lúa nƣớc cũng cho thấy, sau khi đạt tiềm năng năng suất tối đa thì năng suất lúa bị sụt giảm. Nguyên nhân làm giảm năng suất lúa có thể là do hàm lƣợng đạm hữu dụng trong đất giảm đi, mặc dù hàm lƣợng đạm tổng số không đổi (Cassman và cộng sự, 1995). Thâm canh lúa làm cho đất bị ngập nƣớc quanh năm ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất, sâu bệnh phát triển làm giảm năng suất lúa theo thời gian canh tác. Tốc độ khoáng hóa đạm kém và có sự cố định kali (Nguyễn Bảo Vệ, 2003).
Canh tác quá mức làm cho đất bị cạn kiệt chất dinh dƣỡng, suy thoái về mặt vật lý, hóa học thì cho dù có đƣợc cải thiện, bón nhiều phân thì năng suất cây trồng vẫn không đảm bảo (Ngô Thị Hồng Liên, 2006). Nông dân thƣờng có tập quán đốt rơm rạ hoặc dọn sạch ra khỏi ruộng để canh tác cho vụ kế tiếp, làm giảm lƣợng chất hữu cơ trả lại cho đất, lớp đất canh tác mỏng dần, tiềm năng năng suất giảm (Võ Thị Gƣơng, 2010).
2.1.4.3 Ngộ độc hữu cơ lúa
Theo Nguyễn Thành Hối (2008), khi chôn vùi rơm tƣơi phân hủy yếm khí vào đất làm chậm tốc độ gia tăng pH trong đất ngập nƣớc. Đồng thời, khi chôn vùi rơm tƣơi càng nhiều thì hàm lƣợng axit hữu cơ tổng số trong dung dịch đất càng cao. Theo nghiên cứu của Nguyễn Đức Thuận và cộng sự (2006), nồng độ axit hữu cơ trong đất ở mức 120 ppm đã có thể gây ngộ độc hữu cơ cho lúa, nếu nồng độ vƣợt quá 180 ppm cây lúa bị ngộ độc hữu cơ ở mức độ nặng. Theo Phan Thị Công (2005) cho biết khi bón rơm ở mức độ trung bình có thể có lợi cho năng suất lúa nếu thời gian bón không gây cạnh tranh dinh dƣỡng đạm với
cây lúa; khi bón lƣợng rơm tƣơng đƣơng 12 tấn/ha, sự sinh trƣởng của cây lúa bị đình trệ, nguyên nhân chủ yếu là do ngộ độc hữu cơ và thiếu đạm ở giai đoạn đầu sinh trƣởng của cây lúa vì bị vi sinh vật cố định.
Theo Nguyễn Thành Hối (2008) thì rơm rạ tƣơi sau khi đƣợc chôn vùi trong đất ngập nƣớc có tóc độ phân hủy rất chậm (1,8%/ngày ở hai tuần đầu và 0,48%/ngày từ tuần thứ 3 cho đến tuần thứ 12 sau khi vùi. Có 37% trọng lƣợng khô của rơm lƣu tồn trong đất sau khi chôn vùi vào vụ lúa ngập nƣớc 90 ngày. Trong những trƣờng hợp nhƣ vậy, sau khi gieo sạ, rơm tiếp tục bị phân hủy trong điều kiện yếm khí tạo thành các axit hữu cơ có trọng lƣợng phân tử thấp nhƣ axit bu – ty - ric, me – ta – nic, a – xê – tic, là những axit gây độc cho cây lúa. Các axit này cản trở quá trình hô hấp và hấp thu chất dinh dƣỡng của lúa. Quá trình này ảnh hƣởng đến sinh trƣởng của lúa.
Ngộ độc trên cây lúa đối với các vùng chuyên canh cây lúa 3 vụ gối nhau liên tiếp. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến hiện tƣợng này là do tập quán gieo sạ ngay sau khi thu hoạch vụ trƣớc dẫn đến cây lúa bị ngộ độc chất hữu cơ do lƣợng rơm rạ không đƣợc xử lý và phân hủy trong điều kiện yếm khí, tạo ra các chất độc hữu cơ: axit hữu cơ, Hydro sunphite (H2S), ê – ty - len (Nguyễn Lân Dũng, 2011). Rễ lúa bị ngộ độc hữu cơ có màu đen, mùi thối. Cây lúa phát triển kém, lúa đẻ nhánh kém, lá vàng, cây thấp, không bắt phân, giảm hấp thu dinh dƣỡng từ rễ nhƣ N, P, K,…
2.1.4.4 Khói từ đốt rơm gây ô nhiễm môi trường
Theo nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới (Gadde và cộng sự, 2009; Mendoza và Samson, 1999) thì đốt rơm bừa bãi ngoài đồng ruộng sẽ tạo ra nhiều khí thải độc hại vào môi trƣờng. Những loại khí thải chủ yếu đƣợc tạo ra khi đốt rơm ngoài đồng ruộng bao gồm khí dioxit cacbon (CO2), cacbon monoxide (CO), khí methane (CH4), các ô - xít nitơ (NOx hoặc N2O), ô - xít sulphur (SO2 và SOx), non - methan hydrocarbon (NMHC), bụi hay vật chất dạng hạt (nhƣ TPM, PM2.5, PM10) khí polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), và polychlorinated dioxins and furans (PCDD/F). Trong số đó thì lƣợng khí thải CO2 chiếm tỷ trọng cao nhất.
Theo Streets và cộng sự (2003) hàng năm lƣợng phát thải do đốt rơm và các phế thải từ cây ngắn ngày khác ngoài đồng ruộng ở châu Á ƣớc tính đạt 100 ngàn tấn SO2, 960 ngàn tấn NOx, 379 triệu tấn CO2, 23 triệu tấn CO và 680 ngàn tấn CH4. Rất nhiều các khí thải từ đốt rơm là những khí gây hiệu ứng nhà kính nhƣ CO2, CH4, N2O, NMHC. Ngoài ra các loại khí thải khác nhƣ SOx, NOx có thể tích tụ trong khí quyển gây ra tình trạng mƣa a - xít cũng nhƣ gây ra các bệnh liên quan đến đƣờng hô hấp nhƣ khó thở, hen suyễn, viêm phế
quản. Chính vì vậy hạn chế tình trạng đốt rơm bừa bãi sẽ đóng góp vai trò quan trọng trong việc giảm lƣợng khí thải độc hại, hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trƣờng, tình trạng biến đối khí hậu cũng nhƣ giảm thiểu những tác động tiêu cực đến sức khỏe ngƣời dân.