Qua Bảng 3.1 và Hình 3.1, sau 14 ngày thí nghiệm, khi pH tăng từ 5- 8 thì bèo tây và ngổ trâu sinh trƣởng khá tốt, tỷ lệ tăng trƣởng cao nhất của bèo tây đạt 64,94% ở pH= 8, ngổ trâu đạt 23,82% ở pH= 6. Ở pH= 5, sinh khối bèo tây tăng 40,59% ít hơn so với pH= 6,7,8, ở ngổ trâu khi pH= 8 và pH= 5
32
sinh khối tăng 14,60% và 9,05% thấp hơn 2 giá trị pH=6 và 7. Khi pH= 9, cả bèo tây và ngổ trâu đều bị chết. Kết quả trên cũng cho thấy khả năng sinh trƣởng của bèo tây trong khoảng pH rộng hơn hơn ngổ trâu, tuy nhiên cả 2 đều sinh trƣởng tốt trong khoảng pH từ 6- 8.
Nhƣ vậy với giá trị pH đo đƣợc trong nƣớc thì chúng ta khơng cần thiết phải điều chỉnh chỉ số này trong q trình tiến hành thí nghiệm với bèo tây và ngổ trâu.
3.1.2. Ảnh hƣởng của N-NH4+
Trong nƣớc hồ phú dƣỡng, luôn luôn tồn tại lƣợng amôn (NH4+
) nhất định. Amôn là dạng dễ hấp thu đối với thực vật nói chung và bèo tây, ngổ trâu nói riêng. So với dạng nitrat (NO3-) thì amơn ở nồng độ cao dễ gây độc cho thực vật do một phần amôn chuyển sang dạng NH3 rất độc. Sự chuyển hóa này phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của mơi trƣờng. Do đó việc đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ N-NH4+
đến sinh trƣởng của thực vật là hết sức cần thiết. Từ đó, chúng tơi tiến hành thí nghiệm ở 5 nồng độ N-NH4+
khác nhau: 10; 15; 20 và 25 mg/L. Kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong Bảng 3.2 và Hình 3.2 .
Bảng 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ N-NH4+
tới sinh trƣởng của ngổ trâu và bèo tây
Nồng độ N-
NH4+ (mg/L) Bèo tây Ngổ trâu
Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) 10 191,79 207,24 8,06 144,30 158,27 9,69 15 191,54 209,25 9,25 133,93 151,05 12,78 20 190,57 212,42 11,47 144,84 162,25 12,02 25 190,14 217,92 14,61 131,99 152,80 15,77
33
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của N-NH4+ tới sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu
Từ Bảng 3.2 và Hình 3.2, ta thấy hàm lƣợng N-NH4+
có ảnh hƣởng rõ tới sinh trƣởng của thực vật. Khi hàm lƣợng N-NH4+
từ 10- 25 mg/L, tỉ lệ tăng sinh khối của bèo tây từ 5,92- 14,61% , ngổ trâu tăng từ 7,00- 15,77%.
Giá trị đạt cao nhất ở nồng độ 25 mg/L, với tỷ lệ tăng trƣởng bèo tây là 14,61% (27,78 g), ngổ trâu là 15,77% (20,81 g) và ảnh hƣởng N-NH4+ ở các công thức khác nhau không nhiều. N-NH4+ nhƣ lƣợng đạm bổ sung cho sự sinh trƣởng của chúng ngồi các thành phần có trong mơi trƣờng thủy canh. Qua kết quả nghiên cứu cho thấy từ nồng độ 40- 120 mg/L, tỷ lệ tăng khối lƣợng của bèo tây và bèo cái có xu hƣớng giảm dần, khi nồng độ N-NH4+ trong môi trƣờng nƣớc tăng lên, có thể nồng độ cao đã gây ức chế quá trình sinh trƣởng của bèo (Phạm Văn Đức, 2005).
Nhìn chung, trong phạm vi nồng độ nghiên cứu của Luận văn, sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu tỷ lệ thuận với nồng độ N-NH4+
trong môi trƣờng.
3.1.3. Ảnh hƣởng của N-NO3-
Trong sản xuất nơng nghiệp, tính tan của muối nitrat trở thành nguồn nitơ chủ yếu làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngọt. Thực vật nói chung đều có thể đồng hóa nitrat nhƣ là nguồn nitơ cho sinh trƣởng. Qua thí nghiệm ở các nồng
34
độ 5, 10, 20, 31,5 và 40 mg/L, chúng tôi thu đƣợc kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ N-NO3-
tới sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu, đƣợc trình bày trong Bảng 3.3 và Hình 3.3. Ở nồng độ từ 5- 40 mg/L, tỷ lệ tăng sinh khối đạt 19,29- 30,20% (bèo tây) và 10,75- 15,95% (ngổ trâu).
Bảng 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ N-NO3-
tới sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu
Nồng độ N-NO3-
(mg/L) Bèo tây Ngổ trâu
Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) 5 175,25 209,06 19,29 128,06 141,83 10,75 10 174,55 211,73 21,30 128,72 146,48 13,80 20 175,63 218,68 24,51 128,97 148,84 15,41 31,5 175,46 220,11 25,44 128,97 149,15 15,65 40 173,09 225,37 30,20 128,83 149,37 15,94
Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của nồng độ N-NO3-
tới sinh trƣởng của ngổ trâu và bèo tây
35
tây cũng tỷ lệ thuận với hàm lƣợng N-NO3- trong môi trƣờng. Tuy nhiên sự tăng trƣởng của ngổ trâu không nhiều dao động từ 10,75- 15,94%, tƣơng tự ở bèo tây từ 19,29- 30,20%. Ở các nồng độ N-NO3- từ 5 đến 31,5 mg/L, bèo tây phát triển tốt hơn hẳn so với ngổ trâu. Trong Luận văn này chúng tơi thí nghiệm cao nhất ở nồng độ 40 mg/L cho tỷ lệ tăng trƣởng khối lƣợng đạt cao nhất. Nếu nồng độ tăng cao hơn có thể chƣa ức chế sinh trƣởng của cây nhƣng khơng đặt ra ở đây vì trong nƣớc phú dƣỡng nồng độ nitrat ít khi vƣợt quá nồng độ cao nhất trong nghiên cứu này.
3.1.4. Ảnh hƣởng của P-PO43-
Một số lƣợng lớn các chất dinh dƣỡng có nguồn gốc nitơ (N) và phospho (P), tác động tới năng suất thực vật thủy sinh có thể đƣợc đƣa vào thủy vực thơng qua các q trình tự nhiên và các hoạt động của con ngƣời. Phospho tồn tại ở các dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các polyphosphat nhƣ Na3(PO4)6 và phospho hữu cơ. Việc nghiên cứu ảnh hƣởng của P-PO43- ở các nồng độ khác nhau đến sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu cần thiết cho việc sử dụng các thực vật này trong quá trình xử lý. Kết quả thu đƣợc về ảnh hƣởng của nồng độ P-PO43-
lên sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu, đƣợc thể hiện qua Bảng 3.4 và minh họa trên Hình 3.4.
Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ P-PO43-
Nồng độ P-
PO43- (mg/L) Bèo tây Ngổ trâu
Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) Trƣớc TN (g) Sau TN (g) G (%) 1 194,59 214,29 10,12 117,16 130,39 11,29 5 193,21 215,61 11,59 116,51 131,98 13,28 10 193,12 217,44 12,59 115,78 133,25 15,09 15,5 194,84 225,63 15,80 116,98 139,33 19,11 20 193,86 228,20 17,71 116,26 141,38 21,61
36
Hình 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ P- PO43-
tới sinh trƣởng của ngổ trâu và bèo tây
Qua Bảng 3.4 cho thấy nồng độ P- PO43-
ảnh hƣởng không nhiều đến sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu. Kết quả tăng sinh khối dao động từ 10,12- 17,71% (bèo tây) và 11,29- 21,61% (ngổ trâu), sinh khối đạt cao nhất ở nồng độ 20 mg/L. Điều đó cũng chứng tỏ bèo tây và ngổ trâu chịu đƣợc ở các nồng độ P-PO43-
khác nhau là khá rộng (trong thí nghiệm này là 1 đến 20 mg/L) và có thể ở nồng độ cao hơn. Cụ thể ở nồng độ này ngổ trâu sinh trƣởng tốt hơn bèo tây. Các kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ khác nhau N-NH4+, N-NO3-, P- PO43- lên sinh trƣởng của hai thực vật thí nghiệm cho thấy đều tăng trƣởng tỷ lệ thuận với tăng nồng độ các dạng chất dinh dƣỡng nghiên cứu. Sinh trƣởng của bèo tây luôn cao hơn ngổ trâu. Tuy nhiên sự khác nhau giữa các nồng độ không nhiều nhất là với ngổ trâu.
Nghiên cứu ảnh hƣởng các yếu tố môi trƣờng đến sinh trƣởng của thực vật đã đƣợc một số tác giả quan tâm. Pedomo (1994) thấy rằng khi tăng nồng độ N (sử dụng muối NH4NO3) thì gây ức chế sinh trƣởng của bèo cái, tuy nhiên sự ức chế này chỉ thể hiện mạnh ở nồng độ NH4+
37
Nghiên cứu ở bèo tấm, một loài TVTS khác, Korner (2001) nhận thấy loài bèo này chịu đƣợc nồng độ NH4+
đến 300 mg/L. Tƣơng quan giữa pH, nhiệt độ và sự biến đổi giữa NH4+
, NH3 trong môi trƣờng là rất quan trọng. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy khi pH tăng 1 độ, lƣợng NH3 tăng 10 lần.
3.2. Nghiên cứu khả năng xử lý N và P của bèo tây và ngổ trâu trong điều kiện phịng thí nghiệm.
Qua kết quả nghiên cứu trên ta thấy các yếu tố pH, N-NH4+
, N-NO3- và P-PO43- có ảnh hƣởng lớn tới sinh trƣởng của bèo tây và ngổ trâu. Song song với những kết quả thu đƣợc đó, trong Luận văn này chúng tơi tập trung đánh giá khả năng loại bỏ N-NH4+, N-NO3- và P-PO43- từ môi trƣờng nƣớc của cây bèo tây và ngổ trâu.
3.2.1. Khả năng xử lý N-NH4+
Nitơ trong nƣớc tồn tại dƣới nhiều trạng thái oxy hóa có thể biến đổi do hoạt động của vi sinh vật. Nitơ trƣớc hết có mặt ở dạng hữu cơ nhƣ protein và ure hoặc NH3. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý N-NH4+
của bèo tây và ngổ trâu ở các nồng độ N-NH4+ khác nhau đƣợc trình bày trong Bảng 3.5, Hình
3.5 và Hình 3.6. Cho thấy ở các nồng độ thí nghiệm hàm lƣợng N-NH4+ đều
giảm, rõ rệt nhất là sau 8 ngày thí nghiệm.
Với bèo tây, ở CT1 (10 mg/L) sau 8 ngày đã giảm từ 12,16 mg/L còn 0,05 mg/L, hiệu suất đạt 99,59% , đã giảm 12,11 mg/L gấp 2,26 lần so với không cây (KC) là 44%. Chứng tỏ khả năng xử lý của bèo tây là rất tốt. Cũng sau 8 ngày hàm lƣợng N-NH4+
giảm cũng không nhiều ở các công thức tiếp theo, hiệu suất đạt từ 87,08- 91,79% so với đối chứng không cây (KC) là 44%.
Ở ngổ trâu, khả năng loại bỏ yếu tố này thấp hơn so với bèo tây, tuy nhiên ở các cơng thức thí nghiệm cũng đều giảm. Sau 8 ngày hiệu suất xử lý đạt cao nhất ở CT 10 mg/L là 81,21%, gấp 1,54 lần so với đối chứng không
38
cây 52,88%. Các công thức khác hiệu suất xử lý dao động 46,38- 75,57%. Từ nồng độ 15– 25 mg/L khả năng loại bỏ có xu hƣớng giảm, tuy nhiên khơng nhiều. Hiệu suất xử lý đa phần đều đạt trên 50%.
Bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý N-NH4+
của bèo tây và ngổ trâu trong điều kiện phịng thí nghiệm
CTTN
Nồng độ N-NH4+
(mg/L) HSXL
(%)
Ban đầu 4 ngày 8 ngày 12 ngày 15 ngày Sau 8 ngày
Bèo tây CT1 (10 mg/L) 12,16 3,65 0,05 0,13 0,29 99,59 KC (10 mg/L) 12,16 11,56 6,81 4,54 1,87 44,00 CT2 (15 mg/L) 16,44 7,09 1,35 0,10 0,33 91,79 CT3 (20 mg/L) 22,16 11,70 2,44 0,15 0,54 88,99 CT4 (25 mg/L) 26,71 15,30 3,45 0,57 0,68 87,08 Ngổ trâu CT1 (10mg/L) 11,21 5,12 2,11 1,32 0,54 81,21 KC 10mg/L 11,21 8,26 5,28 4,62 3,76 52,88 CT2 (15mg/L) 17,12 10,56 4,18 1,26 0,68 75,57 CT3 (20mg/L) 22,32 14,11 7,14 3,57 0,65 68,00 CT4 (25mg/L) 27,44 19,53 14,71 7,24 2,69 46,38
39