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 vai trò nhất định đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng và không thể thay thế. Nhưng ngược lại, nếu thừa gây ngộ độc, ức chế sinh trưởng cho cây trồng, làm giảm năng suất, bên cạnh đó vật nuôi, con người có thể bị ngộ độc nếu sử dụng nông sản này.
Qua kết quả thể hiện trên Bảng 5.9 cho thấy:
- Hàm lượng Cu tổng số trong đất biến động từ 12,6 ppm đến 35,45 ppm, trung bình 18,59 ppm. Các mẫu được thu thập đều chưa vượt ngưỡng khi so sánh với giới hạn tối đa cho phép của QCVN 03: 2015 đối với đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp (100 ppm). Cu trong đất phổ biến dưới 4 trạng thái ôxi hoá (Cu, Cu+, Cu+2, Cu+3), nhưng thông thường nhất là Cu2+, hàm lượng Cu dư thừa trong đất gây nên sự ức chế hoạt động của vi sinh vật phân giải hữu cơ, làm chậm hệ thống tuần hoàn hữu cơ trong đất. Tuy vậy, đánh giá mức độ ảnh hưởng của Cu trong đất đối với cây trồng chỉ dựa vào hàm lượng Cu tổng số là chưa đủ, cần xác định thêm Cu dễ tiêu trong đất;
- Hàm lượng Pb trong đất biến động 34,12 - 58,91 ppm, trung bình 43,53 ppm, giá trị Pb ở các mẫu quan sát đều chưa vượt ngưỡng giới hạn tối đa cho phép đối với đất sản xuất nông nghiệp theo QCVN 03: 2015 (70 ppm). Pb trong đất ngập nước chủ yếu dưới dạng muối vô cơ (PbS, PbCO3, PbSO4, Pb(OH)2 là chất ít tan, tuy vậy rất dễ tích tụ vào đất theo nguồn nước tưới từ nước thải công nghiệp, quá trình đô thị hóa đặc biệt ven quốc lộ giao thông...;
- Hàm lượng Zn tổng số dao động khá lớn, có giá trị nhỏ nhất 35,87 ppm, thuộc mẫu tại xã Tân Lang, cao nhất tại mẫu lấy ở xã Tân Mỹ 61,98
ppm, trung bình 43,40 ppm, khi so sánh với ngưỡng tối đa cho phép đối với đất sản xuất nông nghiệp theo QCVN 03: 2015 (200 ppm) thì còn thấp hơn nhiều. Khi thải ra trong môi trường đất, kẽm trở nên rất hoạt tính dưới dạng ion kẽm hoá trị 2, ion này có thể nằm trong thành phần hữu cơ, hấp thụ trong khoáng sét của đất hay trong các muối photphat. Tuy nhiên, cũng như Cu, cần được đánh giá hàm lượng dễ tiêu trong đất;
- Cd trong đất chuyên lúa biến động từ 0,45 - 0,66 ppm, trung bình 0,57 ppm, nếu so sánh với QCVN 03: 2015 (1,5 ppm) tất cả các mẫu theo dõi đều chưa vượt ngưỡng. Cd tồn tại trong đất phần lớn dưới dạng muối Cd++, ít tồn tại nguyên chất, Cd không cần thiết cho cơ thể sống và có thể thay thế Zn trong một số cấu trúc của cơ thể nên có thể tích trữ lại trong người và gây độc. Cd trong đất ngập nước ít linh động hơn, tuy vậy cũng cần quan tâm tới sự tích lũy trong đất qua thuốc BVTV, phân bón, nguồn nước thải công nghiệp...
Nhận xét chung về hóa tính đất chuyên trồng lúa:
+ Về đất chuyên lúa có mức độ chua, đến chua ít. Lượng cacbon, đạm tổng số trung bình tới cao, lân và kali tổng số trung bình, biến động ít giữa các mẫu quan sát. Lân, kali dễ tiêu trung bình tới nghèo, Mg trao ở mức trung bình, Ca trao đổi nghèo điều này phản ánh quá trình sử dụng phân bón không đủ và thiếu cân đối giữa các yếu tố dinh dưỡng, có hiện tượng rửa trôi kim loại kiềm, kiềm thổ, giá trị độ bão hòa bazơ của đất thấp. Chưa có biểu hiện thoái hóa ở loại đất này tuy nhiên nếu tiếp tục theo mức đầu tư như hiện nay đất sẽ nhiều nguy cơ suy giảm hữu cơ, giảm Ca, Mg trao đổi, làm chua đất;
+ Về hàm lượng các kim loại nặng đều chưa vượt ngưỡng tối đa cho phép đối với đất sản xuất nông nghiệp, theo QCVN 03: 2015, tuy nhiên với Pb ở mẫu TD29 xấp xỉ ngưỡng cho phép, điều này cho thấy có thể bị ô nhiễm Pb trong tương lai gần, cần xác định nguyên nhân của việc tích lũy Pb trong đất.
Ngoài ra, để phản ánh đầy đủ mức độ ảnh hưởng của hàm lượng kim loại nặng trong đất cần có nghiên cứu bổ sung để xác định hàm lượng kim loại nặng dễ tiêu trong đất.