Theo kết quả nghiên cứu được trình bày ở hình 3.8 cho thấy, hàm lượng Culđ tăng tỷ lệ thuận với hàm lượng EDTA bổ sung vào đất. Tại hàm lượng 0,25 mM EDTA được bổ sung vào, hàm lượng Culđ là 56,75 ppm, tại 2 mM EDTA, hàm lượng Culđ lên đến 121,75 ppm, tại hàm lượng EDTA là 5 mM thì Culđ là 134,25 ppm. Điều này chứng tỏ rằng, khi bổ sung một lượng EDTA thích hợp sẽ làm tăng quá trình hịa tan Cu ở trong đất, hình thành nên các chelat linh động, do các cation kim loại thay thế ion H+ trong nhóm -COOH, kim loại được chuyển thành dạng dễ tiêu sinh học và cây trồng có thể dễ
56.75 66.75 79.63 104.88 121.75 136.50 127.00 134.25 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 0.25 0.5 0.75 1 2 3 4 5 Hàm lượng C u (ppm ) EDTA (mM)
hút thu hơn, vì vậy làm tăng khả năng hút thu KLN của thực vật. Kết quả nghiên cứu này cũng tương tự với nghiên cứu của Zhuang và cộng sự (2005).
Đối với đất bị ô nhiễm Cu ở mức trung bình, cơng nghệ sử dụng thực vật để làm sạch đất ơ nhiễm có bổ sung EDTA hứa hẹn mang lại hiệu quả cao, đặc biệt đối với công nghệ chiết xuất bằng những lồi thực vật siêu tích tụ. Theo kết quả nghiên cứu, khi bổ sung EDTA từ 1 - 3 mM làm tăng khả năng linh động của Cu lên gấp 2 lần so với hàm lượng bổ sung 0,5 mM. Như vậy, trong trường hợp các vùng đất nông nghiệp đã bị ô nhiễm Cu nếu cần phải sử dụng thực vật để xử lý ơ nhiễm thì có thể ứng dụng việc bổ sung EDTA 1- 3 mM để tăng khả năng hút thu Cu vào thực vật và không ảnh hưởng đến sự phát triển của thực vật, vì vậy làm tăng hiệu quả xử lý ô nhiễm. Kết quả của nghiên cứu này cũng phù hợp với nghiên cứu của Phạm Thị Mỹ Phương (2018) trên đối tượng là Pb và Cd ở đất trồng rau phường Túc Duyên, thành phố Thái Nguyên.
3.3.4. Ảnh hưởng của PO43- đến tính linh động của Cu trong đất
Ảnh hưởng của PO43- đến tính linh động của Cu trong đất được trình bày trong hình 3.9 khơng thấy rõ về sự hiện diện của phốt pho đến tính tính linh động của hàm lượng Cu2+ được bổ sung vào đất thí nghiệm. Nguyên nhân có thể liên quan đến các phản ứng hố học cạnh tranh trong dung dịch đất, do sự hiện diện của các cation Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, ... Bênh cạnh đó, khi Cu được bổ sung vào đất sẽ bị hấp phụ mạnh lên các hợp phần hữu cơ, phức hệ các keo hữu cơ-khống, từ đó làm giảm tính linh động của Cu. Hình 3.9 đã chỉ rõ, hàm lượng Culđ tại các công thức bổ sung Cu rất thấp dao động trong khoảng từ 2 đến 5 ppm, cao nhất ở hàm lượng Cu bổ sung 300 ppm.
0 1 2 3 4 5 6 0 100 200 300 Hà m l ượng C u (pp m) Lượng Cu bổ sung (ppm) 0 ppmP 50 ppmP 100 ppmP
Bảng 3.5 cho thấy, hiệu suất hấp phụ Cu của tất cả các công thức đều lớn hơn 99%, lớn nhất ở cơng thức khơng có sự bổ sung thêm PO43- và có xu hướng giảm khi hàm lượng PO43- bổ sung tăng. Điều này chứng tỏ, riêng với nền đất nghiên cứu có tính hấp phụ Cu rất cao giúp giảm thiểu tính độc của Cu một cách tức thời nhưng về lâu dài Cu bị giữ lại tiềm ẩn nguy cơ gây độc với cây trồng là rất lớn.
Bảng 3.5. Hiệu suất hấp phụ Cu khi có mặt PO43-
Hàm lượng Cu(ppm) H0P (%) H50P (%) H100P (%)
100 98,80 99,28 99.10
200 99,39 99,36 99,39
300 99,36 99,35 99,13
Trên cơ sở của những kết quả nghiên cứu trong luận văn này cho thấy chính quyền địa phương và người trồng cam trên địa bàn thị trấn Cao Phong, huyện Cao Phong, tỉnh Hồ Bình cần phải có những giải pháp kịp thời nhằm ngăn chặn và giảm thiểu tình trạng lạm dụng các hố chất chứa Cu trong canh tác cam. Vì nếu tuân thủ theo quy trình sản xuất nông nghiệp sạch của VIETGAP và của GLOBALGAP thì đất ở những vườn cam đã bị ô nhiễm KLN không đạt tiêu chuẩn để lựa chọn vùng sản xuất an tồn. Đây có thể sẽ là một rào cản lớn để nghề sản xuất cam ở Cao Phong giữ vững được thương hiệu chỉ dẫn địa lý “Cam Cao Phong“ cũng như đưa sản phẩm cam Cao Phong vươn ra thị trường thế giới.
3.4. Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm Cu trong đất trồng cam Cao Phong
Theo kết quả điều tra thực địa cho thấy trong giai đoạn kiến thiết cơ bản 1-4 năm đầu tiên, cây cam trong giai đoạn sinh trưởng mạnh, phát triển nhiều lộc non, cây còn yếu nên dễ gặp nhiều rủi ro với nấm bệnh hại hơn so với các cây trưởng thành có thời gian canh tác dài hơn. Thường thì tình trạng bệnh hại ở các vườn cây trên 10 tuổi sẽ giảm so với các vườn trẻ. Cụ thể là theo diễn biến thời tiết hàng năm, đặc biệt là khi gặp các hiện tượng thời tiết cực đoan kéo dài. Giai đoạn mùa xuân, khi cây bật cành lá non nhiều, nếu độ ẩm không khí cao và có nhiều sâu hại ăn lá sẽ dễ gây hiện tượng thối loét lá do nấm và vi khuẩn tấn cơng vào các vị trí bị tổn thương. Giai đoạn mùa hè nếu mưa dầm kéo dài hàng tuần kèm theo tố lốc sẽ làm tăng sự va đập giữa các cành cây với
lá và trên quả, tạo điều kiện cho nấm và vi khuẩn tấn cơng gây nên tình trạng héo lá, nấm lá, nấm quả, thối nhũn, ...Theo người dân địa phương, một trong những hoá chất đặc hiệu trong trị nấm và vi khuẩn gây các bệnh này đó là các hoá chất chứa gốc Cu. Loại được ưa chuộng nhất là đồng đỏ NORSHIELD 86.2 WG (đồng (II) oxit 82%), Epolists 85WP (copper oxychloride), Zisento 77WP (đồng (II) hidroxit).
Do chưa có những khuyến cáo cụ thể về liều lượng dùng nên hầu hết các hộ dân sử dụng nhóm hố chất này theo lối tự phát và truyền tin cho nhau theo kinh nghiệm dựa vào theo dõi tình trạng bệnh trong vườn và các hiện tượng thời tiết. Theo Trần Thị Tuyết Thu (2016), tại một vườn cam 3 tuổi chu kỳ 2 ở xã Bắc Phong thường bị nhiều nấm bệnh, người trồng cam đã sử dụng đồng đỏ nguyên chất nung với vôi và lưu huỳnh trong thùng phi để phòng trừ bệnh cho cây. Hệ quả là sau khi vườn cam được xử lý bằng phương pháp này thì cây cam đã bị cịi cọc và chết dần. Kết quả phân tích đất cũng cho thấy hàm lượng Cu trong đất nghiên cứu ở độ sâu 0-30 cm gấp 1,61 lần QCVN 03- MT:2015/BTNMT.
Căn cứ vào kết quả ghi nhận được trong thời gian 3 năm liên tục từ 2015 đến 2017 tại 3 vườn cam nghiên cứu (Số liệu Bảng 3.3) cho thấy rằng sau khi có những cảnh báo về tác động độc hại của Cu đối với hệ sinh thái, an tồn thực phẩm cũng như hiện trạng ơ nhiễm Cu trong đất tại thời điểm lấy mẫu đất nghiên cứu vào tháng 3 năm 2016 thì tình trạng sử dụng các hố chất chứa Cu đã giảm đi rõ rệt ở 3 vườn cam nghiên cứu. Trong đó, mức sử dụng giảm mạnh nhất là năm 2017, trung bình giảm 49% ở vườn 9 tuổi, 56% ở vườn 17 tuổi và giảm 67% ở vườn 5 tuổi so với năm 2016, 2015. Từ kết quả này cho thấy với mức giảm lượng Cu phun thấp hơn 6,38 kg/ha/năm vẫn có hiệu quả phịng trừ các loại nấm bệnh hại. Kết hợp với nghiên cứu của Schutte và cộng sự (2012) về thời gian tồn lưu và bám dính Cu trên bề mặt lá, cam quả Navel và Valencia trong 56 ngày cho thấy mức độ tồn lưu vẫn cao hơn 82 và 83% so với đối chứng. Do vậy để phịng ngừa ơ nhiễm Cu trong đất và ảnh hưởng của Cu đến chất lượng cam thương phẩm, cần có biện pháp kiểm soát liều lượng và thời gian phun các loại hoá chất chất chứa Cu, cần cách ly ít nhất trên 2 tháng trước thời điểm thu hoạch.
Tính đến năm 2018, người trồng cam tại 3 vườn cam nghiên cứu đã bắt đầu chú trọng nhiều hơn đến việc sử dụng các loại chế phẩm sinh học bán trên thị trường Cao
Cu. Bên cạnh đó đã tăng cường cơng tác đốn tỉa, dọn vườn quang sạch sau mỗi mùa vụ, giảm mức sử dụng phân nitơ, phốt pho theo hướng dẫn khoa học của nhóm nghiên cứu đề tài QG 16.19, tăng cường giải pháp sử dụng các loại phân bón chứa nhiều Ca, Mg và Si để tăng sức khoẻ cho cây. Chính vì vậy mà tình trạng nấm bệnh hại cây cũng giảm đi đáng kể. Hiện nay ở Việt Nam chưa có những cơng trình nghiên cứu chỉ rõ hiệu quả của việc sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong phịng trừ bệnh hại nhằm có thể thay thế được việc sử dụng các loại hoá chất chứ Cu. Tuy nhiên, từ kết quả của luận văn này cho thấy rằng việc đề xuất các giải pháp phòng trừ bệnh hại tổng hợp, tăng cường tuyên truyền, nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học là thực sự cần thiết.
Trên cơ sở của những kết quả nghiên cứu thực tiễn cho thấy vùng trồng cam Cao Phong, Hồ Bình cần sớm có biện pháp truyền thơng, giáo dục nhận thức về độc học và sức khoẻ môi trường cho cộng đồng sản xuất cam; Cần quản lý việc sử dụng và tiêu thụ các loại hóa chất chứa Cu trong phịng trừ bệnh cho cây cam nhằm giảm thiểu tình trạng ơ nhiễm Cu trong đất; Cần điều tra đánh giá chất lượng đất trên quy mơ tồn huyện để xây dựng bản đồ, phân cấp đánh giá mức độ ô nhiễm Cu trong đất, trên cơ sở đó có được các giải pháp trong quản lý phòng ngừa rủi ro đối với chất lượng cam thương phẩm; Cần có biện pháp quản lý độ chua bằng cách sử dụng hợp lý các loại phân bón hóa học, vơi bột và chất cải tạo đất để giảm thiểu ảnh hưởng của mức độ axit hóa đất đến tính linh động của Cu trong đất; Cần quản lý chất hữu cơ đất để tăng chất lượng mùn đất nhằm phát huy hiệu quả của axit humic nói riêng và các hợp chất hữu cơ phân tử lớn nói chung trong việc giảm thiểu độc tính Cu trong đất ơ nhiễm; Cần triển khai việc đặt hàng các nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học trong phòng trừ sâu bệnh hại nhằm thay thế và giảm thiểu việc sử dụng các hoá chất chứa Cu; Đối với các vườn trồng cam bị ô nhiễm Cu ở trên mức trung bình nên được chuyển đổi mục đích sử dụng đất nông nghiệp sang đất lâm nghiệp hoặc đất phi nông nghiệp, nếu trường hợp cần tăng cường hiệu quả xử lý ô nhiễm Cu của các thực vật siêu tích tụ thì có thể bổ sung hàm lượng EDTA từ 1-3 mM vào đất cần xử lý.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
1. Đất tại 3 vườn cam nghiên cứu ở Cao Phong, Hịa Bình đều là đất sét, phản ứng đất từ rất chua đến chua vừa, hàm lượng chất hữu cơ trung bình đến giàu. Độ sâu lớp đất mặt (0-40 cm) ở cả 3 vườn 5, 9 và 17 năm tuổi đã có hiện tượng ơ nhiễm Cu với hàm lượng Cuts gấp 1,3 - 2,8 lần so với QCVN 03-MT:2015/BTNMT. Hàm lượng Cu ở dạng tổng số và linh động đều giảm dần theo độ sâu phẫu diện đất và có sự khác biệt giữa các vườn theo thời gian canh tác, đã chỉ rõ được nguyên nhân gây gia tăng tích lũy Cu trong đất do sử dụng q nhiều hố chất gốc Cu phịng trừ bệnh.
2. Hàm lượng các dạng tồn tại của Cu tại các vườn cam nghiên cứu tăng dần theo thứ tự: F1-Dạng hòa tan trong nước < F2-Dạng trao đổi < F3-Dạng hấp phụ đặc biệt và liên kết với carbonat < F4-Dạng liên kết với Fe và Mn < F5-Dạng liên kết với chất hữu cơ < F6-Dạng cịn lại. Trong đó, Cu tồn tại nhiều nhất ở dạng cịn lại (F6), chiếm từ 73,13% đến 91,88% và có xu hướng tăng dần theo độ sâu phẫu diện, trong khi các dạng F1, F2, F3, F4 và F5 chiếm tỷ lệ thấp và giảm dần theo độ sâu phẫu diện đất. Ở các vườn cam đã bị ơ nhiễm Cu cần có biện pháp giảm thiểu sự linh động của Cu trong đất nhằm tránh những rủi ro đối với cây cam và hệ sinh thái. Ở quy mơ chung, cần có giải pháp phịng trừ sinh học phù hợp để giảm sử dụng hóa chất chứa Cu.
3. Phần lớn các dạng Cu trong đất có tương quan thuận với hàm lượng chất hữu cơ và độ chua; tương quan nghịch với lượng Al hoà tan chiết bằng oxalat, độ sâu tầng đất và tỷ lệ cấp hạt sét.
4. Hàm lượng Cu linh động đất nghiên cứu tỷ lệ nghịch với hàm lượng axit humic và tỷ lệ thuận với hàm lượng axit citric, EDTA và PO43- được bổ sung vào đất
KIẾN NGHỊ
Cần nghiên cứu, thử nghiệm và tăng cường sử dụng các loại chế phẩm sinh học trong phịng trừ sâu bệnh hại; Tích cực truyền thông, giáo dục nhận thức mơi trường và quản lý sử dụng hóa chất chứa Cu trong canh tác cam ở Cao Phong, Hịa Bình nói riêng và các vùng trồng cây ăn trái nói chung để phịng ngừa và giảm ô nhiễm Cu trong đất; Cần mở rộng nghiên cứu đánh giá về tình hình ơ nhiễm Cu trong các vùng trồng cây ăn quả thâm canh có thời gian canh tác lâu dài; Đối với những vùng đất đã được xác định ơ nhiễm trung bình đến cao thì cần có biện pháp xử lý đất ơ nhiễm hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng đất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Cao Văn Chí (2018), Kỹ thuật sản xuất cây cam theo hướng chất lượng, vệ sinh và
an toàn thực phẩm (VietGAP), Tài liệu tập huấn, Viện Nghiên cứu rau quả, Trung
tâm Nghiên cứu và Phát triển Cây có múi.
2. Lê Đức (2009), Kim loại nặng trong đất, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN. 3. Lê Đức (1998), Nguyên tố vi lượng trong trồng trọt, tập II, NXB Khoa học Kỹ thuật,
Hà Nội.
4. Phạm Quang Hà, Vũ Đình Tuấn, Hà Mạnh Thắng (2000), “Hiện trạng ơ nhiễm môi trường đất và nước ở xã Văn Môn, Yên Phong, Bắc Ninh”, Tạp chí Nơng nghiệp và
Phát triển Nơng thơn (6/2001).
5. Nguyễn Thị Huyên (2011), Đánh giá hiện trạng Cu, Pb, Zn trong đất sản xuất nông
nghiệp của huyện Mỹ Hào, tỉnh Hưng Yên, Luận văn Thạc sỹ Nông nghiệp, Trường
Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
6. Phan Quốc Hưng (2011), Nghiên cứu xử lý đất nơng nghiệp ơ nhiễm chì (Pb), đồng
(Cu), kẽm (Zn) bằng biện pháp sinh học, Luận án Tiến sỹ Nông nghiệp, Đại học Nông
nghiệp Hà Nội.
7. Nguyễn Thị Lan Hương (2014), Nghiên cứu Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp do ảnh hưởng của nước tưới sơng Nhuệ, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Thủy lợi
và Môi trường (45), tr. 84-89.
8. Nguyễn Hoàng Linh (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động chuyên canh hoa
đến môi trường đất vùng ven đô Hà Nội, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên, ĐHQGHN.
9. Nguyễn Hoàng Linh, Lê Văn Thiện, Nguyễn Kiều Băng Tâm (2011), “Ảnh hưởng của việc thâm canh cây trồng đến môi trường đất xã Mê Linh, huyện Mê Linh, Hà Nội”, Tạp chí Khoa học, Khoa học Tự nhiên và Cơng nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội 28 (5S), tr. 147 – 156.
10. Phạm Thị Mỹ Phương (2018), Nghiên cứu thực trạng và đề xuất giải pháp giảm thiểu
Nguyên và phụ cận bằng thực vật, Luận án tiến sĩ Khoa học Môi trường, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN.
11. Nguyễn Tử Siêm, Thái Phiên (1992), "Nguy cơ thối hóa đất và những nghiên cứu sử dụng đất đồi núi nước ta", Tạp chí Khoa học đất (2), tr. 32 - 34.
12. Trần Thị Tuyết Thu, Nguyễn Ngọc Linh (2016), “Ảnh hưởng của hàm lượng Cu đến sự nảy mầm và phát triển của hạt bưởi trong đất trồng cam Cao Phong, Hịa Bình”,
Tạp chí Khoa học VNU: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 32 (1S), tr. 403-409.