3.3.1. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu
3.3.1.1 Lấy mẫu
- Mẫu đất được lấy trên đất trồng cây thắ nghiệm, ở độ sâu 0-15 cm. Lấy mẫu trước khi trồng cây Hướng dương ngày 10/03/2010 và lấy theo phương pháp lấy mẫu đất hỗn hợp. Ngồi ra mẫu đất sau thắ nghiệm được lấy tại vùng rễ của cây thắ nghiệm cùng thời gian lấy mẫu cây (90 ngày).
- Mẫu thực vật được lấy sau 30 ngày trồng cây Hướng dương là ngày 10/04/1010), trên mỗi ơ thắ nghiệm lấy 2 cây để phân tắch, lấy đầy đủ cả thân lá và rễ.
3.3.1.2. Xử lý mẫu
Mẫu đất sau khi lấy về phơi khơ trong khơng khắ, sau đĩ tiến hành giã đất, cho qua rây đường kắnh lỗ 2mm. Mẫu được bảo quản trong túi polyetylen để phân tắch.
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 40
Mẫu thực vật sau khi lấy về, rửa sạch đất, tách riêng thân lá và rễ sau đĩ cân khối lượng tươi của thân lá và rễ. Sấy khơ ở nhiệt độ 700C đến khối lượng khơng đổi, cân xác định sinh khối khơ, sau đĩ nghiền nhỏ mẫu, bảo quản trong túi polyetylen để phân tắch hàm lượng kim loại nặng.
3.3.2. Phương pháp phân tắch tại phịng thắ nghiệm
3.3.2.1. Phân tắch đất
* Một số tắnh chất lý, hĩa học đất
- pH đất được đo bằng máy đo pH mét điện cực thủy tinh, chiết rút đất theo tỷ lệđất/dung dịch KCl 1M là 1:5
- Cacbon hữu cơ tổng số (OC) xác định theo phương pháp WalkleyỜ Black - Dung tắch hấp thụ (CEC) của đất được xác định theo phương pháp axetat amon (pH=7)
- Thành phần cấp hạt xác định theo phương pháp pipet
* Phân tắch Cu, Pb, Zn trong đất: Mẫu đất được cơng phá bằng dung dịch cường thủy (hỗn hợp dụng dịch hai axit HNO3 và HCl với tỷ lệ 3:1). Cân khoảng 1g đất cho vào cốc teflon, cho 3ml HCl đặc + 1ml HNO3 đặc vào mẫu để cơng phá. Mẫu được ngâm trong vịng 16 tiếng sau đĩ đun mẫu trên bếp cơng phá 30 phút đầu ở nhiệt độ 1400C, 2 giờ sau ở nhiệt độ 2000C sau đĩ lên thể tắch đến 100ml. Xác định hàm lượng Pb, Cu, Zn trong dịch cơng phá trên bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử.
3.3.2.2 Phân tắch thực vật
Phương pháp cơng phá ướt bằng hỗn hợp axit HNO3 và HClO4
Thuốc thử: HNO3, HClO4, Hỗn hợp axit: Trộn HNO3 đặc với HClO4 (5:1 W/W), dung dich HCl 3N.
Quá trình phân tắch: Cân 500 mg mẫu cho vào cốc Teflon, thêm 6ml dung dịch hỗn hợp axit trên. để yên qua đêm để mẫu ngấm đều. đặt mẫu lên bếp cơng phá ở to = 140oC. Nếu khơng cĩ hiện tượng bắn nổ tăng to = 170oC và duy
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 41
trì trong 30 phút. Sau đĩ tăng to lên 200oC và đun mẫu khoảng 2 h đến khi mẫu trắng hồn tồn. Sau khi để nguội, thêm 5ml dung dịch HCl 3N, đun sơi thêm 10 phút sau đĩ để nguội. Chuyển vào bình định mức 50ml thêm nước cất đến vạch định mức.
Xác định hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Zn trong dịch cơng phá bằng máy đo hấp thụ nguyên tử AAS.
3.3.2.3. Phân tắch phân chuồng
* Xác định N tổng số bằng phương pháp Kjendahl. Cơng phá mẫu bằng axắt H2SO4 đậm đặc và hỗn hợp xúc tác: K2SO4, CuSO4..5H2O và bột Se (tỷ lệ 50 : 10 : 1 W/W). Xác định N trong dịch cơng phá bằng máy cất đạm tự động BEHR S3.
* Xác định P2O5 tổng số bằng phương pháp so màu. Cơng phá mẫu bằng hỗn hợp axắt H2SO4 và HClO4. Xác định P2O5 trong dịch bằng máy quang phổ UV-VIS: UV mini 1240
* Xác định K2O tổng số bằng phương pháp quang kế ngọn lửa. Phá mẫu bằng hỗn hợp HF, HClO4 và hịa tan trong axắt HCl 6M. Xác định K2O trong dịch cơng phá bằng máy quang kế ngọn lửa ANA-135
* Xác định Cu, Pb, Zn tổng số bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS (tương tự như phân tắch trong mẫu thực vật).
3.3.3. Bố trắ thắ nghiệm
Thắ nghiệm được bố trắ trên đất bị ơ nhiễm Cu, Pb, Zn tại thơn đơng Mai xã Chỉđạo huyện Văn Lâm tỉnh Hưng Yên để xác định khẳ năng hút thực tế các kim loại này trên đồng ruộng.
Diện tắch 1 ơ thắ nghiệm là 2m2 (do đất bị ơ nhiễm khơng ngập nước của khu vực nghiên cứu ắt, chủ yếu đất ngập nước), mỗi cơng thức thắ nghiệm được nhắc lại 3 lần.
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 42 CT1: đC (khơng bĩn) CT2: EDTA 0,5 mM/kg đất khơ CT3: EDTA 1,0 mM/kg đất khơ CT4: EDTA 2,0 mM/kg đất khơ CT5: Phân chuồng 0.5kg/m2 CT6: Phân chuồng 1kg/m2 CT7: Phân chuồng 1.5kg/m2 CT8: Chế phẩm VSV 20g/m2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các cơng thức thắ nghiệm được bố trắ theo khối ngẫu nhiên đầy đủ Sơ đồ ruộng thắ nghiệm được bố trắ như hình vẽ sau:
đC PC1 PC2 PC3 EDTA1 EDTA2 EDTA3 VSV
VSV đC PC1 PC2 PC3 EDTA1 EDTA2 EDTA3
EDTA3 VSV đC PC1 PC2 PC3 EDTA1 EDTA2
Ghi chú:
đC: đối chứng; EDTA1: 0,5mM EDTA/kg đất khơ; EDTA2: 1,0mM EDTA/kg
đất khơ; EDTA3: 2,0mM EDTA/kg đất khơ
PC1: Phân chuồng 0.5kg/m2; PC2: Phân chuồng 1kg/m2; PC3: Phân chuồng 1.5kg/m2
(Thành phần của phân chuồng: N: 0,8%, P2O5: 0,41%, K2O: 0,26%, Pb: 0mg/kg, Cu: 3mg/kg, Zn: 15mg/kg)
VSV: Chế phẩm VSV 20g/m2
(Thành phần của chế phẩm VSV gồm: Vi khuẩn TB22, Nấm mốc TM39, Nấm men HY4 và Nấm rễ AMF4)
Cây Hướng dương: gieo hạt trên khay, đem trồng khi cây được ba lá thật Mật độ trồng: 30 x 40 cm một cây (8 cây/m2)
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 43
Lấy mẫu: mẫu thân lá, rễ sau 30 ngày, 60 ngày (khi cây ra hoa) và 90 ngày (đang làm hạt). Mẫu hoa thu sau 90 ngày.
Lần thu mẫu thứ nhất ngày 10/4/2010 Lần thu mẫu thứ hai ngày 10/5/2010 Lần thu mẫu thứ ba ngày 9/6/2010.
Cân và tắnh sinh khối mẫu trung bình thu được trên diện tắch 1m2. Xác định phần trăm chất khơ của mẫu.
3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu:
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 44
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1. Một số tắnh chất của đất nghiên cứu
4.1.1. Một số tắnh chất lý hĩa học của đất nghiên cứu
để phân tắch tắnh chất lý hĩa học của đất tại khu vực thắ nghiệm, mẫu được lấy đều khắp ruộng để phân tắch. Kết quả như sau:
Bảng 4.1: Một số tắnh chất lý hĩa học của đất nghiên cứu TPCG %
pH KCL OC% CEC
(lđl/100g đất) Sét limon cát
5,5 1,37 13,27 12,5 40,7 46,8
Nhìn vào số liệu trong bảng 4.1 ta thấy: Tắnh chất lý hĩa học của đất mang đặc điểm chung của đất phù sa sơng Hồng. Tỷ lệ sét ảnh hưởng đến các tắnh chất đất và độ phì nhiêu của đất, đặc biệt là khả năng hấp phụ các loại KLN.
pH đất là 5,5 như vậy đất cĩ pH ở mức ắt chua đến trung tắnh. đất cĩ hàm lượng chất hữu cơ trung bình (OC bằng 1,37%), dung tắch hấp thu của đất trung bình giá trị CEC là 13,27 lđl/100 gam đất.
4.1.2. Hàm lượng kim loại nặng tổng số trong đất thắ nghiệm
để phân tắch hàm lượng Pb, Cu, Zn, trong đất nơng nghiệp, mẫu đất được lấy tại khu vực thắ nghiệm. Phân tắch cho kết quảở bảng 4.2:
Bảng 4.2: Hàm lượng KLN tổng số trong đất thắ nghiệm (mg/kg đất khơ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kim loại nặng Cu Pb Zn
Hàm lượng trong đất nghiên cứu 79,88 491,7 315,8
TCVN 7209:2002 50 70 200
Kết quả trình bày ở bảng 4.2 cho thấy hàm lượng cả 3 kim loại này đều vượt quá ngưỡng cho phép theo TCVN 7209 - 2002 về hàm lượng cho phép của Cu, Pb, Zn trong đất nơng nghiệp.
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 45
Hàm lượng Cu tổng số vượt tiêu chuẩn cho phép gần 0.8 lần. Hàm lượng Pb tổng số vượt tiêu chuẩn cho phép hơn 7 lần Hàm lượng Zn tổng số vượt tiêu chuẩn cho phép gần 1.5 lần
Như vậy đất khu vực thắ nghiệm đã bị ơ nhiễm Cu, Pb, Zn trong đĩ hàm lượng Pb trong đất rất cao.
4.2. đặc điểm sinh vật học của cây Hướng dương
Cây Hướng dương tên khoa học là Hetlianthus annuus.L thuộc họ Cúc
Asteraceae. Hướng dương là cây cĩ nguồn gốc từ châu Mỹ, là một lồi thực vật thân thảo cao từ 1- 3 mét và chỉ sống một năm. Thân cây Hướng dương to, thẳng, thường cĩ đốm nâu đỏ và lơng cứng. Lá mọc so le, hình bầu dục, gốc bằng hoặc hình tim, đầu nhọn, mép khắa răng, gân chắnh hằn rõ ở mặt dưới.
Hoa cây Hướng dương mọc ở ngọn thân thành đầu rất to cĩ đường kắnh đến 30cm, quay về hướng mặt trời; hoa màu vàng gồm những hoa hình lưỡi ở vịng ngồi và hoa hình ống ở giữa; lá bắc màu đen.
Quả Hướng dương cĩ hình bế dẹt, cĩ vỏ cứng màu đen bĩng, cĩ viền xám hoặc trắng ở những sống dọc.
Cây Hướng dương ra hoa vào tháng 5 - 7 và cĩ quả vào tháng 8 - 10. Hướng dương phát triển tốt nhất ở nơi đất phì nhiêu, ẩm ướt cần đầy đủ ánh sáng. Ở Việt Nam Hướng dương được trồng nhiều ở những vùng như Sa Pa (Lào Cai), Tam đảo (Vĩnh Phúc), đà Lạt (Lâm đồng), Hà Giang...
để tắnh hàm lượng các KLN mà cây Hướng dương hút được dựa trên một số đặc điểm sinh vật học của cây Hướng dương như sinh khối và hàm lượng chất khơ. Trong quá trình theo dõi thắ nghiệm chúng tơi đã thu được kết quả về sinh khối và hàm lượng chất khơ của cây Hướng dương ở các thời điểm như sau:
Sinh khối của cây Hướng dương ở thời điểm 30 sau khi trồng đạt 2121,8 g/m2, hàm lượng chất khơ đạt 20,6%
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 46
Sinh khối của cây Hướng dương ở thời điểm 60 sau khi trồng đạt 2682,9 g/m2, hàm lượng chất khơ đạt 20,8%
Sinh khối của cây Hướng dương ở thời điểm 90 sau khi trồng đạt 2356,8 g/m2, hàm lượng chất khơ đạt 21,1%
Từ kết quả trên cho thấy ở thời điểm 60 ngày thì sinh khối của cây Hướng dương đạt cao nhất là 2682,9 g/m2, tuy nhiên hàm lượng chất khơ lại đạt cao nhất ở thời điểm 90 ngày sau khi trồng là 21,1%.
4.3. Khả năng hút KLN của cây Hướng dương
để đánh giá khả năng hấp thụ KLN của cây Hướng dương chúng tơi tiến hành theo dõi và lấy mẫu phân tắch ở các thời điểm 30 ngày, 60 ngày và 90 ngày sau khi trồng. Hàm lượng các KLN mà cây Hướng dương hút được tại các thời điểm theo dõi như sau:
Tại thời điểm sau khi trồng 30 ngày hàm lượng các kim loại trong cây Hướng dương đạt được là Cu: 54,3; Pb: 206,8; Zn: 171,4 mg/kg chất khơ.
Tại thời điểm sau khi trồng 60 ngày hàm lượng các kim loại trong cây Hướng dương đạt được là Cu: 70,8; Pb: 296,6; Zn: 245,7 mg/kg chất khơ.
Tại thời điểm sau khi trồng 90 ngày hàm lượng các kim loại trong cây Hướng dương đạt được là Cu: 105,7; Pb: 404,0; Zn: 312,4 mg/kg chất khơ.
Từ kết quả trên cho thấy cây Hướng dương tắch luỹ KLN cao nhất ở thời điểm sau khi trồng 90 ngày và đạt cao nhất là Pb, Zn và Cu.
4.4. Ảnh hưởng của EDTA đến sự phát triển của cây Hướng dương
4.4.1. Ảnh hưởng EDTA đến sự tăng trưởng sinh khối của cây Hướng dương
Hình4.1: Ảnh hưởng của EDTA đến sự tăng trưởng sinh khối của cây Hướng dương
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 47
Ảnh hưởng của EDTA đến tăng trưởng sinh khối (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
cây Hướng dương
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
30 ngày 60 ngày 90 ngày
Thời gian (ngày) S in h k h ố i (g /m 2) đC EDTA 1 EDTA 2 EDTA 3
Sinh khối là một chỉ tiêu gĩp phần đánh giá khả năng hút KLN khỏi đất của thực vật. đối với biện pháp sử dụng thực vật xử lý ơ nhiễm đất nĩi chung và ơ nhiễm KLN nĩi riêng, sinh khối cao đồng nghĩa với việc cây rút được lượng KLN lớn hơn ra khỏi đất.
Hình 4.1 cho thấy việc bổ sung EDTA đều làm hạn chế sự tăng trưởng sinh khối của cây Hướng dương ở tất cả các giai đoạn phát triển (30 ngày, 60 ngày và 90 ngày sau trồng). Lượng EDTA bổ sung càng cao thì hạn chế càng nhiều so với đối chứng khơng bổ sung. Ở cơng thức bổ sung EDTA3 sau 30 ngày, 60 ngày, 90 ngày trồng đều làm hạn chế sự tăng trưởng sinh khối lần lượt là 278,4g/m2; 179,4g/m2; 54,5g/m2 so với đối chứng khơng bổ sung.
4.4.2. Ảnh hưởng EDTA đến sự tắch luỹ chất khơ của cây Hướng dương
Bảng 4.3. Ảnh hưởng EDTA đến sự tắch luỹ chất khơ của cây Hướng dương
Hàm lượng chất khơ (%)
Cơng thức
30 ngày 60 ngày 90 ngày
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 48 EDTA1 23,0 22,4 24,2 EDTA2 24,2 23,1 24,1 EDTA3 24,2 23,3 24,2 LSD0,05 2,77 3,18 2,86 CV% 7,18 8,36 7,24
Hàm lượng chất khơ trong cây Hướng dương là một yếu tố quan trọng cĩ ý nghĩa quyết định đến việc tắch lũy các KLN cây. Kết quả ở bảng 4.3 cho thấy việc bổ sung EDTA làm tăng hàm lượng chất khơ của cây Hướng dương thời điểm 30 ngày sau trồng là 3,6%, 90 ngày 3,1% (EDTA3) so với đối chứng khơng bĩn.
4.5. Ảnh hưởng của EDTA đến khả năng tắch luỹ KLN của cây Hướng dương
4.5.1. Ảnh hưởng của EDTA đến khả năng tắch luỹ KLN trong thân, lá của cây Hướng dương
* Ở thời điểm sau trồng 30 ngày
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của EDTA đến sự tắch luỹ KLN trong thân, lá của cây Hướng dương sau trồng 30 ngày
Hàm lượng KLN (mg/kg chất khơ) Cơng thức Cu Pb Zn đC 24,7 103,4 85,7 EDTA1 30,9 147,3 100,4 EDTA2 38,1 176,4 148,8 EDTA3 41,5 221,1 195,5 LSD0,05 0,96 7,28 9,23 CV% 1,42 2,25 3,49
Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nơng nghiệp ... 49
Khi bổ sung EDTA với 3 nồng độ khác nhau cho cây Hướng dương, kết quả phân tắch mẫu thân, lá sau trồng 30 ngày tại bảng 4.4 cho thấy:
Hàm lượng Cu, Pb, Zn đều tăng và cĩ sai khác rõ rệt so với đối chứng khơng bổ sung EDTA. Khi tăng hàm lượng EDTA thì hàm lượng các KLN trong cây Hướng dương tắch luỹ cũng tăng theo. điều đĩ cho rằng việc bổ sung EDTA là một trong những yếu tố cĩ ảnh hướng lớn đến khả năng tắch luỹ KLN của cây Hướng dương. Do EDTA liên kết với các kim loại này tạo thành phức tan dễ hấp thu đối với cây Hướng dương. Ở cơng thức EDTA3 hàm lượng các KLN tắch luỹ cao nhất so với đối chứng lần lượt là Cu: 16,8; Pb: 117,7; Zn: 109,8 mg/kg chất khơ.
* Ở thời điểm sau trồng 60 ngày (thời kỳ ra hoa)
Kết quả ở bảng 4.5 cho thấy bổ sung EDTA làm tăng hàm lượng KLN trong thân, lá cây Hướng dương sau trồng 60 ngày. Ở các mức bổ sung khác nhau đều cĩ sự sai khác cĩ ý nghĩa, khi bổ sung lượng EDTA càng cao thì hàm lượng KLN mà cây Hướng dương tắch luỹ tăng cao và đạt cao nhất ở cơng thức bổ sung EDTA3 lần lượt là Cu: 17,0; Pb: 119,6; Zn: 126,3 mg/kg chất khơ so