Trong những năm vừa qua, với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, người nông dân muốn sản xuất ra nhiều nông sản trên 1 ha đất canh tác. Vì vậy, sự thiếu hiểu biết người nông dân đã bất chấp sự cảnh báo về nguy hại của việc sử dụng quá mức các loại thuốc BVTV, gây tác hại trực tiếp đối với người tiêu dùng và chính họ. Mặt khác sử dụng quá mức thuốc BVTV còn để lại lượng tồn dư quá lớn trong đất canh tác, gây ô nhiễm môi trường đất.
Kết quả điều tra tình hình sử dụng thuốc BVTV tại các xã trong huyện cho thấy: 100% các hộ gia đình được điều tra đã sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc BVTV (phun ít nhất 2 lần/vụ, vụ Mùa thường phun nhiều hơn vụ Xuân), thuốc trừ cỏ lúa (những năm gần đây người dân đã không làm cỏ bằng tay mà phun thuốc), thuốc trừ ốc bươu vàng đối với các chân ruộng trũng. Thuốc BVTV được các hộ phun căn cứ vào hiện trạng sâu bệnh chứ không căn cứ vào thành
phần hóa học của thuốc hoặc mức độ, tần suất được phép sử dụng thuốc: Cứ khi nào có sâu thì phun, không kể khoảng cách thời gian phun; phun không theo liều lượng hướng dẫn, nhiều sâu thì pha đặc, ít sâu thì pha loãng. Hầu hết các hộ được hỏi đều không biết nguồn gốc thuốc, không biết tên thuốc mà chỉ nhớ giá của gói thuốc.
Theo kết quả tổng hợp từ phiếu điều tra, hơn 50% các hộ gia đình được điều tra đã sử dụng thuốc đều không biết nguồn gốc thuốc, sử dụng không theo chỉ dẫn; 15% hộ nông dân đã sử dụng một số loại thuốc cấm như Lindane, Monitor 60SC, Pentachlorin... 70% số hộ đã mua thuốc ở các hiệu thuốc tư nhân không có hướng dẫn sử dụng. Việc sử dụng thuốc BVTV tràn lan đã và sẽ làm một lượng chất độc hại trong đó có một lượng lớn kim loại nặng tồn dư trong môi trường đất của huyện. Số hộ nông dân tăng nồng độ thuốc lên 2 - 3 lần quy định m i khi thấy sâu không chết cao là rất phổ biến (50,9%). Điều này bắt nguồn từ việc nông dân phun không đúng thời điểm, sâu đã lớn khó chết với liều quy định. Hơn nữa, khi thấy một loại thuốc mới đặc hiệu với một đối tượng khó trừ như sâu tơ, nông dân thường dùng liên tục loại thuốc này, làm sâu nhanh chóng chuyển hóa tính chống thuốc.
Bảng 4.5. Mức độ sử dụng thuốc BVTV cho lúa trên đất Chuyên lúa
STT Cây trồng Thuốc bảo vệ thực vật
Số lần phun/vụ Lƣợng sử dụng (kg/ha)
1 Lúa xuân 2,2 2,1
2 Lúa mùa 3,1 3,0
- Thuốc BVTV có tới 100% người được hỏi có sử dụng cho lúa trong cả 2 vụ, chủ yếu là thuốc trừ sâu, thuốc trừ bệnh được sử dụng nhiều hơn trong vụ mùa. Trung bình trong 1 vụ người dân sử dụng từ 2,2 - 3,1 lần, lượng thuốc từ 2,1 - 3,0 kg, tổng lượng hàng năm người dân sử dụng khoảng 5,1 kg/ha. Ngoài ra, có tới 77,5% số hộ sử dụng thuốc trừ cỏ cho cả vụ lúa xuân và lúa mùa.
- Như vậy thuốc BVTV, thuốc trừ cỏ đã có hiện tượng lạm dụng trong thâm canh lúa hiện nay của người dân, mức độ càng ngày càng tăng (Nghiên cứu Viện Thổ Nhưỡng, 2009) điều này có thể dẫn đến sự mất cân bằng sinh thái, thoái hóa sinh tính, lý tính, hóa tính của đất, làm ô nhiễm tới môi nước và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người và cộng đồng.
Bảng 4.6. Mức độ sử dụng thuốc BVTV cho các loại cây trồng trên đất 2 Lúa - Màu
STT Cây trồng Thuốc bảo vệ thực vật
Số lần phun/vụ Lƣợng sử dụng (kg/ha) 1 Lúa xuân 2,2 2,1 2 Lúa mùa 3,1 3,0 3 Ngô đông 2,2 1,8 4 Khoai lang 0 0 5 Khoai tây 2,1 1,8 6 Bắp cải 5,1 6,0 7 Dưa chuột 5,7 3,5 8 Đậu tương 2 1,7
- Thuốc BVTV được người dân sử dụng cho loại hình 2 Lúa - màu thì giống với cơ cấu chuyên lúa và thêm các loại cây trồng vụ đông, duy nhất khoai giống với cơ cấu chuyên lúa và thêm các loại cây trồng vụ đông, duy nhất khoai lang còn ít được sử dụng, số lần sử dụng và lượng phun cao nhất trên Bắp cải (3,1 lần phun, tương ứng 3,0 kg hóa chất/ha/vụ).
- Như vậy người dân sử dụng hầu hết thuốc BVTV cho các loại cây trồng trên các loại hình sử dụng này (trừ Khoai lang). Trung bình hàng năm người dân phun từ 7 - 8,0 lần, lượng thuốc từ 5,1 - 11,1 kg hóa chất/ha. Xu hướng phải sử dụng thuốc BVTV ngày một cao đặc biệt cho rau, dưa chuột, ngô do nhiều loại sâu đã kháng thuốc, bên cạnh đó người dân còn thiếu kiến thức về phòng trừ sâu bệnh, thường làm theo cảm tính.
Bảng 4.7. Mức độ sử dụng thuốc BVTV cho các loại cây trồng trên đất lúa - màu
STT Cây trồng Thuốc bảo vệ thực vật
Số lần phun/vụ Lƣợng sử dụng (kg/ha) 1 Lạc 3,1 2,7 2 Ngô 2,2 2,0 3 Rau xanh 2 1,7 4 Cà chua 3,5 3,5 5 Cải bắp 6,1 7,5
- Thuốc BVTV hầu như không thể thiếu được với người dân trồng màu ở thời điểm này, có tới 95% số hộ được phỏng vấn có sử dụng thuốc BVTV cho rau, trừ rất ít rau trồng dùng để ăn người dân không sử dụng. Tuy vậy, giữa các loại cây trồng có sự khác biệt lớn về số lần cũng như lượng sử dụng. Nhóm cây được người dân sử dụng nhiều nhất là Bắp cải, Cà chua (trung bình số lần phun trong 1 năm từ 6 đến 12 lần, lượng phun cho nhóm này từ 3,5 đến 7 kg/ha/vụ). Trong đó thấp nhất là cơ cấu trồng 2 vụ/năm ngô hoặc 2 lạc và 5% người dân sản xuất để tiêu dùng trong gia đình thì tổng lượng thuốc BVTV sử dụng/1 năm xấp xỉ bằng với loại hình chuyên Lúa, còn hầu hết đối với đất chuyên màu tần xuất sử dụng thuốc BVTV và liều lượng đều lớn hơn các loại hình khác.
4.3. Ảnh hƣởng hoạt động sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật đến chất lƣợng môi trƣờng đất
Nhóm đất trồng cây hàng năm có diện tích khoảng 6.252,9 ha; chiếm 11,99% tổng diện tích đất nông nghiệp (DTĐNN), tương ứng 83,07% diện tích đất sản xuất nông nghiệp (Phòng Tài nguyên và Môi trường Văn Lãng, 2018); phân bố ở hầu hết các xã trong huyện, gồm các loại đất: đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa, đất phù sa ngòi suối, đất phù sa và đất dốc tụ.
Đất trồng cây hàng năm, chiếm diện tích chủ yếu trong tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp, vì vậy trong điều kiện hiện có, đề tài đã tiến hành lấy mẫu phân tích đánh giá để kiểm tra tính chất hóa học, sự có mặt của kim loại nặng trong đất trên một số nhóm đất trồng cây hàng năm, trên 3 loại hình sử dụng đất chính có sự đối chứng với đất lâm nghiệp (mẫu số 04, 11, 23…) tương ứng từng khu vực lấy mẫu (Tác giả tham gia trong quá trình lấy mẫu đất phân tích và kế thừa kết quả phân tích của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lạng Sơn).
4.3.1. Chất lượng môi trường đất trên mô hình chuyên Lúa
4.3.1.1. Tính chất hóa học của đất
Đất chuyên lúa được phân bố đều khắp trên địa bàn huyện, song chủ yếu tập trung trên loại đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa và đất phù sa không được bồi, glây, ít chua đến chua. Để đảm bảo tính đại diện cho mẫu quan sát chúng tôi tiến hành điều lấy mẫu nông hóa tập trung tại các xã: Tân Mỹ, Tân Lang và Na Sầm là các xã thuộc 03 khu vực sản xuất nông nghiệp đại diện cho 03 khu vực của huyện (Bảng 4.8).
Bảng 4.8. Một số tính chất hóa học đất chuyên trồng lúa
STT KHM* pH Hàm lƣợng tổng số (%) Dễ tiêu
(mg/100g)
Cation trao đổi
(ldl/100g đất) CEC BS H2O KCl OM N P2O5 K2O P2O5 K2O Ca2+ Mg2+ Na+ ldl/100g đất (%) 1 TD 05 6,70 5,90 2,10 0,17 0,16 1,69 11,92 4,21 2,81 1,38 0,07 12,26 34,75 2 TD 08 6,70 5,80 1,72 0,14 0,12 1,54 10,24 7,24 2,68 1,42 0,12 14,25 29,61 3 TD 13 6,80 5,90 2,10 0,15 0,15 1,78 9,91 6,39 3,21 1,52 0,11 20,44 23,68 4 TD 14 6,80 6,00 1,60 0,14 0,14 1,62 13,54 5,64 3,02 1,86 0,12 16,24 30,79 5 TD 15 7,40 6,20 1,52 0,13 0,20 1,59 18,23 4,21 3,21 1,27 0,12 12,18 37,77 6 TD 19 6,70 5,90 2,10 0,17 0,16 1,69 11,92 4,21 2,81 1,38 0,07 12,26 34,75 7 TD 20 6,70 5,80 1,72 0,14 0,12 1,54 10,24 7,24 2,68 1,42 0,12 14,25 29,61 8 TD 21 6,80 5,90 2,10 0,15 0,15 1,78 9,91 6,39 3,21 1,52 0,11 20,44 23,68 9 TD 22 6,80 6,0 1,60 0,14 0,14 2,35 13,54 5,64 3,02 1,86 0,12 16,24 30,79 10 TD 24 7,49 6,20 1,52 0,13 0,20 1,59 18,23 4,21 3,21 1,27 0,12 12,18 37,77 11 TD 25 7,31 6,20 1,78 0,15 0,18 1,92 9,02 8,02 3,14 1,72 0,10 18,24 27,19 12 TD 26 7,0 6,0 1,82 0,15 0,16 1,54 15,08 6,54 2,94 1,62 0,14 15,26 30,80 13 TD 27 7,0 5,80 1,68 0,14 0,12 1,84 11,24 9,03 3,76 1,28 0,12 17,54 29,42 14 TD 28 6,70 5,80 1,72 0,14 0,12 1,54 10,24 7,24 2,68 1,42 0,12 14,25 29,61 15 TD 29 6,80 5,80 1,71 0,16 0,15 1,62 11,61 6,39 3,10 1,38 0,06 15,48 29,33 Lớn nhất 7,49 6,20 2,10 0,17 0,20 2,35 18,23 9,03 3,76 1,86 0,14 20,44 37,77 Nhỏ nhất 6,70 5,80 1,52 0,13 0,12 1,54 9,02 4,21 2,68 1,27 0,06 12,18 23,68 Trung bình 1,78 0,15 0,15 1,76 12,31 6,41 3,10 1,49 0,11 15,77 30,37
Kết quả phân tích các đặc tính lý hóa học thể hiện tại Bảng 4.8 cho thấy:
- Giá trị pH đất thể hiện trạng thái hóa, lý tính và độ phì của đất, phản ánh mức độ rửa trôi các cation kiềm, kiềm thổ và sự tích lũy Fe2+
, Fe3+,Al3+ trong đất. Giá trị pHH2O dao động từ 6,7 - 7,49 trung bình 6,89. pHKCl biến động từ 5,8 - 6,2, trung bình 5,95 cho thấy đất chuyên canh lúa là đất ít chua;
- Cacbon hữu cơ (OM) trong đất ở mức cao, đến trung bình, biến động từ 1,52 - 2,10%, trung bình 1,78%. Nguyên nhân ở đây do trong điều kiện ngập nước thường xuyên, có thể được bổ sung hàng năm bằng phân chuồng, vùi trả rơm rạ sau thu hoạch.
Tuy vậy, trong điều kiện yếm khí quá trình tích lũy, phân giải hữu cơ có thể hình thành CH4,H2S... và quá trình phản đạm hóa gây độc cho cây trồng và ô nhiễm môi trường không khí;
- Hàm lượng đạm tổng số (N) trong đất ở mức trung bình tới khá, biến động từ 0,13 - 0,17%, trung bình 0,15%. Tuy vậy, cũng cần lưu ý dạng phân đạm và kỹ thuật bón để tăng khả năng cung cấp của đất cho cây trồng cũng như tăng hiệu suất sử dụng phân bón. Trong điều kiện đất lúa ngập nước, nếu bón phân đạm không đúng cách như bón amôn và urê vào tầng ôxy hóa của đất có thể làm mất 60 - 70% đạm dưới dạng NH3, N2O và N2 (Vũ Hữu Yêm);
- Lân tổng số trong đất (P2O5%) chủ yếu ở 2 dạng, lân hữu cơ và lân vô cơ. Lân hữu cơ nằm trong các tàn dư thực vật dưới dạng glyxerophosphat, glucozophosphat, axitnucleic, phosphatit, phytat. Ở tầng đất mặt lân hữu cơ thường chiếm tới 50% tổng số lân trong đất. Lân vô cơ chủ yếu dưới dạng các muối phosphat, đất giàu sắt, nhôm thường là các phosphat sắt nhôm. Trên đất lúa chỉ số lân tổng số được đặc biệt quan tâm. Kết quả phân tích cho thấy lân tổng số cho thấy đất giàu lân, biến động từ 0,12 - 0,2%, trung bình 0,15%. Tuy vậy, khả năng cung cấp lân từ đất cho cây trồng còn khá phụ thuộc vào pH đất, đất có độ pH trung bình điều này ảnh hưởng rất lớn tới việc chuyển hóa các dạng lân trong đất;
- Kali tổng số (K2O%) trung bình, dao động không lớn trên các điểm quan trắc, chỉ có 1 mẫu là mức giàu, mẫu lấy tại Na Sầm đạt 2,35%;
- Dung tích hấp thu (CEC) là một trong những đặc tính quan trọng khi đánh giá độ phì của đất, thể hiện khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất đặc biệt các cation kiềm, kiềm thổ. Kết quả cho thấy dung tích hấp thu của đất từ trung bình tới cao, thấp nhất 12,18 ldl/100 g cao nhất 20,44 ldl/100 g đất, trung bình 15,77 ldl/100 g đất;
- Lân dễ tiêu ở mức trung bình, điểm cao nhất 18,23 mg/100 g, thấp nhất
9,02 mg/100 g, giá trị trung bình giữa các mẫu là 12,31 mg/100 g;
- Kali trao đổi nghèo, nhưng có sự biến động lớn giữa các mẫu lấy, trung bình 6,41 mg/100 g đất, thấp nhất 4,21 mg/100 g, cao nhất 9,03 mg/100 g. Điều này rất có ý nghĩa khi xây dựng quy trình bón phân, mặc dù trong đất hàm lượng kali tổng số khá cao nhưng vẫn dẫn tới việc thiếu kali trên cây trồng, do vậy phân kali cần được quan tâm hơn trong canh tác lúa đặc biệt với các giống lúa lai, lúa cao sản có nhu cầu kali cao và khi lượng phân đạm bón cao;
- Mg trao đổi có giá trị thấp nhất là 1,27 ldl/100 g đất, và cao nhất 1,86 ldl/100 g đất. Theo Pagel (1982) thì Mg trao đổi từ 2,4 đến 12 mg/100 g (tương đương từ 0,2 đến 1 ldl/100 g đất) được đánh giá là đủ Mg, như vậy lượng Mg trên các điểm lấy mẫu được đánh giá là khá cao;
- Ca trao đổi nghèo, giá trị thấp nhất 2,68 ldl/100 g đất, cao nhất 3,76 ldl/100 g đất, trung bình đạt 3,10 ldl/100 g đất. Đây cũng là biểu hiện của việc không bón vôi và phân chứa Mg nhiều năm canh tác đồng thời có dấu hiệu của việc rửa trôi cation trong đất. Độ no bazơ của đất BS (là tỷ lệ % các cation kiềm chiếm trong tổng số cation hấp thụ) minh chứng thêm cho việc đất đói kiềm của đất. Bởi vậy, trong chiến lược xây dựng quy trình bón phân cho lúa cần quan tâm tới những yếu tố này, tuy vậy với các chất dinh dưỡng mang tính chất đối kháng như Ca, Mg, K cần được tính tỷ lệ trong các loại phân sử dụng.
4.3.1.2. Hàm lượng kim loại nặng trong đất
Ô nhiễm đất hiện nay đang là một vấn đề nổi cộm đáng được quan tâm, đặc biệt là đất sản xuất nông nghiệp. Khi đất ô nhiễm sẽ kéo theo rất nhiều hệ lụy khác nhau như gây nhiễm nông sản, nguồn thức ăn chính của con người.
Trong tự nhiên, KLN là các nguyên tố vi lượng có nguồn gốc từ đá mẹ, phù sa các con sông bồi tích ngoài ra chúng còn được bổ sung thông qua hoạt động của con người. Tuy vậy, hàm lượng được bổ sung qua các hoạt động của con người càng ngày mức độ càng gia tăng, gây lên ô nhiễm môi trường đất, mất cân bằng giữa các yếu tố dinh dưỡng, có thể làm suy thoái, mất khả năng sản xuất của đất. Bởi vậy việc theo dõi, đánh giá hiện trạng KLN trong đất cần đặc biệt quan tâm, rất có ý nghĩa trong việc xây dựng quy trình bón phân cũng như góp phần cho sản xuất ổn định, lâu dài.
Bảng 4.9. Hàm lƣợng một số kim loại nặng trong đất chuyên lúa
STT KHM* Vi lƣợng (ppm) Cu Pb Zn Cd 1 TD 05 19,97 37,35 35,87 0,62 2 TD 08 17,36 38,65 38,64 0,66 3 TD 13 12,70 40,48 46,11 0,54 4 TD 14 15,62 34,12 40,12 0,58 5 TD 15 14,02 49,32 41,48 0,66 6 TD 19 17,02 45,02 37,02 0,60 7 TD 20 19,97 37,35 35,87 0,62 8 TD 21 17,36 38,65 38,64 0,66 9 TD 22 12,60 40,48 46,11 0,54 10 TD 24 15,62 34,12 40,12 0,58 11 TD 25 14,02 49,32 41,48 0,66 12 TD 26 17,02 45,02 37,02 0,60 13 TD 27 23,14 46,32 46,25 0,45 14 TD 28 22,02 41,58 43,12 0,52 15 TD 29 35,45 58,91 61,98 0,49 Lớn nhất 35,45 58,91 61,98 0,66 Nhỏ nhất 12,60 34,12 35,87 0,45 Trung bình 18,59 43,53 43,40 0,57 Độ lệch chuẩn 4,32 7,45 7,87 0,07 QCVN 03: 2015 100 70 200 1,5
Ghi chú: KHM* là ký hiệu mẫu.
Do đó, chúng tôi tiến hành phân tích các mẫu đất, xác định hàm lượng KLN trong đất.
Nguyên tố vi lượng là nguyên tố có hàm lượng 10-4
÷ 10-5 theo lượng chất khô. Cây trồng không yêu cầu nhiều về lượng, tuy vậy m i nguyên tố có