Ở hàm lượng 0,5 ppm Pb trong nước, khả năng tích lũy Pb đạt cao nhất và lượng tích lũy Pb trong hoa và cuống hoa vượt gấp 37 lần ngưỡng cho phép. Ở nồng độ 0,1 ppm Pb trong nước, lượng Pb tích lũy trong hoa tươi và cuống hoa ở ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT (Pb: 0,1 ppm). Vì vậy, giới hạn sử dụng kèo nèo để xử lý ơ nhiễm chì trong nước là hàm lượng Pb trong nước < 0,1 ppm.
5,61 ppm (0,1 ppm Cd) và trong quả từ tươi 0,02 - 0,33 ppm.
Ở 0,1 ppm Cd trong nước, khả năng tích lũy Cd đạt cao nhất và lượng tích lũy Cd trong hoa và cuống hoa vượt gấp 33 lần ngưỡng cho phép. Ở nồng độ 0,02 ppm Cd trong nước, lượng Cd tích lũy trong hoa và cuống hoa của kèo nèo ở ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT (Cd: 0,05 ppm). Vì vậy, giới hạn sử dụng kèo nèo để xử lý Cd ô nhiễm trong nước là hàm lượng Cd trong nước < 0,02 ppm.
As cũng được tích lũy nhiều nhất trong rễ, thân lá từ 1,49 (nền) - 5,12 ppm (0,5 ppm As) và trong quả tươi 0,02 - 0,89 ppm.
Ở ngưỡng 0,5 ppm As trong nước, khả năng tích lũy As đạt cao nhất và lượng tích lũy As trong hoa và cuống hoa vượt gần 15 lần ngưỡng cho phép. Ở nồng độ 0,1 ppm As trong nước, lượng As tích lũy trong hoa và cuống hoa của kèo nèo ở ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT (As: 0,1 ppm). Vì vậy, giới hạn sử dụng kèo nèo và chế phẩm VSV dạng 2 để xử lý As ô nhiễm trong nước là hàm lượng As trong nước < 0,1 ppm.
Hg cũng được tích lũy nhiều nhất ở rễ, thân lá khô từ 0,63 (nền) - 4,6 ppm (0,01 ppm Hg) và trong quả tươi từ 0,02 - 0,20 ppm.
Ở ngưỡng 0,01 ppm Hg trong nước, khả năng tích lũy Hg đạt cao nhất và lượng tích lũy Hg trong hoa và cuống hoa vượt gấp 4 lần ngưỡng cho phép. Ở nồng độ 0,002 ppm Hg trong nước, lượng Hg tích lũy trong hoa và cuống hoa tươi của cây kèo nèo ở ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT (Hg: 0,05 ppm). Vì vậy, giới hạn khả năng sử dụng kèo nèo và chế phẩm VSV dạng 2 để xử lý Hg ô nhiễm trong nước là hàm lượng Hg trong nước < 0,002 ppm.
Trong nước, khả năng linh động của các KLN cao tạo điều kiện thuận lợi để kèo nèo hút thu KLN. Vì vậy, giới hạn khả năng sử dụng kèo nèo và chế phẩm VSV dạng 2 để xử lý ô nhiễm KLN trong nước là không vượt quá 2 lần ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT thấp hơn so với giới hạn xử lý ô nhiễm KLN trong đất (không vượt quá 5 lần ngưỡng cho phép theo QCVN 8-2:2011/BYT).
Khả năng thu KLN của cây kèo nèo trong nước được thể hiện ở bảng 3.23. Kết quả phân tích hàm lượng 4 KLN trong bùn trước và sau thí nghiệm cho thấy: hàm lượng chì tổng số trong bùn trước thí nghiệm tăng theo nồng độ chì bổ
sung vào nước từ 74,2 - 77,5 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 72,64 - 70,99 mg/kg bùn khơ. Hàm lượng chì linh động trước thí nghiệm 22,26 - 43,40 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 20,70 - 36,89 mg/kg bùn khơ. Hàm lượng cadimi tổng số trước thí nghiệm tăng theo nồng độ cadimi có trong nước từ 2,05 - 3,49 mg/kg bùn khô, sau thí nghiệm giảm xuống còn 1,97 - 4,11 mg/kg bùn khô. Hàm lượng cadimi linh động trước thí nghiệm 0,82 - 2,51 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 0,74 - 2,14 mg/kg bùn khơ. Hàm lượng asen tổng số trước thí nghiệm tăng theo nồng độ asen có trong bùn từ 12,15 - 15,79 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 11,91 - 14,29 mg/kg bùn khô. Hàm lượng asen linh động trước thí nghiệm 4,86 - 8,84 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 4,62 - 7,34 mg/kg bùn khô. Hàm lượng thủy ngân tổng số trước thí nghiệm tăng theo nồng độ thủy ngân có trong nước từ 0,51 - 0,89 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 0,50 - 0,81mg/kg bùn khơ. Hàm lượng thủy ngân linh động trước thí nghiệm 0,20 - 0,50 mg/kg bùn khơ, sau thí nghiệm giảm cịn 0,19 - 0,41 mg/kg đất khơ.
3.6.2. Sự thay đổi KLN trong bùn bị ô nhiễm KLN sau trồng kèo nèo
Tại các công thức nền, hàm lượng KLN tổng số sau thí nghiệm hầu như khơng có sự sai khác đáng kể so với trước thí nghiệm. Tuy nhiên, ở các mức ô nhiễm khá nghiêm trọng, ô nhiễm nghiêm trọng và ô nhiễm rất nghiêm trọng, mức giảm KLN tổng số sau khi thí nghiệm là khá rõ ràng. Trong đó, mức giảm hàm lượng chì và cadimi từ 13 - 15% và mức giảm hàm lượng asen và thủy ngân từ 15 - 17% so với trước thí nghiệm. Điều này có thể do 2 nguyên nhân:
Hoạt động metyl hóa sinh học của VSV đã chuyển hóa As và Hg từ dạng không bay hơi sang dạng bay hơi. Hoạt động methyl hóa đóng một vài trị quan trọng trong chu trình sinh - địa hóa các kim loại nhờ một số các lồi vi khuẩn khác nhau như: Pseudomonassp., Escherichia sp., Bacillus sp. và Clostridium sp.
Có thể liên quan đến việc siêu tích lũy KLN trong các mẫu rễ nhỏ và rất nhỏ. Khi thu sinh khối của thực vật, các mẫu rễ nhỏ này vẫn nằm lại trong đất tuy nhiên phơi mẫu đất, rây qua rây tiêu chuẩn, các mảnh rễ này bị loại bỏ.
Bảng 3.26. Hàm lượng KLN tổng số trong bùn trước và sau thí nghiệm với cây kèo nèo (mg/kg bùn khô) (TN 6) KLN Công thức Nồng độ KLN gây ô nhiên bùn
Hàm lượng KLN trong bùn khơ ppm Trước thí nghiệm Sau thí nghiệm Tổng số Linh động Tổng số Linh động Pb CT 1 Nền (0,05 ppm) 74,20 22,26 72,64 20,70 CT 2 hnt (0,1 ppm) 75,50 30,20 70,97 25,67 CT 3 Nt (0,5 ppm) 76,25 41,94 69,96 35,65 CT 4 Rnt (1 ppm) 77,50 43,40 70,99 36,89 LSD0,05 0,06 0,03 0,06 0,03 Cd CT 1 Nền (0,01 ppm) 2,05 0,82 1,97 0,74 CT 2 hnt (0,01 ppm) 2,19 0,88 2,06 0,74 CT 3 Nt (0,05 ppm) 3,03 1,67 2,78 1,42 CT 4 Rnt (0,1 ppm) 3,49 1,95 3,20 1,66 LSD0,05 0,008 0,004 0,008 0,004 As CT 1 Nền (0,05 ppm) 12,15 4,86 11,91 4,62 CT 2 HNT (0,1 ppm) 13,89 5,56 12,95 4,61 CT 3 NT (0,5 ppm) 14,30 7,87 12,96 6,53 CT 4 RNT (1 ppm) 15,79 8,84 14,29 7,34 LSD0,05 0,111 0,035 0,111 0,035 Hg CT 1 Nền (0,001 ppm) 0,51 0,20 0,50 0,19 CT 2 HNT (0,001 ppm) 0,62 0,25 0,58 0,21 CT 3 NT (0,005 ppm) 0,79 0,43 0,71 0,36 CT 4 RNT (0,010 ppm) 0,89 0,50 0,81 0,41 LSD0,05 0,001 0,001 0,001 0,001
3.7. Khả năng xử lý ô nhiễm KLN của thực vật và VSV ở điều kiện đồng ruộng.
Thí nghiệm kết hợp giữa cây đậu bắp và dọc mùng được tiến hành trên đất xám tại Ấp 3, xã Vĩnh Lộc B, Bình Chánh, TP. HCM gồm 2 công thức: CT1: đậu bắp/dọc mùng canh tác bình thường và CT2: đậu bắp/dọc mùng + 70 kg chế phẩm dạng 1/ha.
3.7.1. Kết quả thí nghiệm trên cây đậu bắp
Kết quả thí nghiệm cho thấy: cả 4 nguyên tố KLN được tích lũy trong sinh khối của cây đậu bắp ở cơng thức có bón chế phẩm VSV đều cao hơn so với đối chứng và lượng KLN tích lũy trong bộ phận sử dụng làm thực phẩm là quả thấp hơn nhiều so với lượng KLN tích lũy trong phần khơng sử dụng là thân, lá, rễ và củ. Cụ thể như sau:
Hình 3.29. Thí nghiệm đồng ruộng nghiên cứu ảnh hưởng của KLN đối với cây đậu bắp
Bảng 3.27. Hàm lượng Pb trong cây đậu bắp sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
Pb (ppm) trong quả tươi Pb (ppm) trong rễ, thân lá
Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,017 0,019 0,018 0,610 0,620 0,615 2 CT2 (năm 2012) 0,018 0,020 0,019 0,781 0,794 0,787 LSD0,05 0,07 0,09 0,01 2,44 Cv (%) 7,11 6,57 6,24 6,9 3 CT1 (năm 2013) 0,019 0,019 0,019 0,620 0,640 0,630 4 CT2 (năm 2013) 0,020 0,020 0,020 0,794 0,819 0,806 LSD0,05 0,08 0,05 0,009 3,18 Cv (%) 6,78 6,29 6,91 7,23
Hàm lượng Pb tích lũy trong rễ thân lá từ 0,787 - 0,806 ppm và trong quả từ 0,019 - 0,020 ppm ở CT2. Ở CT1, Pb tích lũy trong rễ thân lá tử 0,615 - 0,630 ppm và trong quả từ 0,018 - 0,019 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Pb tích lũy trong quả 3,5% và 28% trong rễ, thân, lá của cây đậu bắp so với đối chứng.
Tích lũy Cd trong sinh khối của cây đậu bắp có sự khác nhau giữa 2 cơng thức có và khơng sử dụng chế phẩm VSV. Ở cơng thức CT2, Cd tích lũy trong rễ, thân, lá từ 0,046 - 0,054 ppm và trong quả tươi từ 0,017 - 0,018 ppm. Ở công thức CT1, Cd tích lũy trong rễ, thân, lá từ 0,036 - 0,042 ppm và trong quả từ 0,016 - 0,017 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Cd tích lũy trong quả 4% ở và 28% trong rễ, thân, lá cây đậu bắp so với đối chứng.
Bảng 3.28. Hàm lượng Cd trong cây đậu bắp sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
Cd (ppm) trong quả tươi Cd (ppm) trong rễ, thân lá
Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,015 0,017 0,016 0,035 0,037 0,036 2 CT2 (năm 2012) 0,016 0,018 0,017 0,045 0,047 0,046 LSD0,05 0,02 0,03 0,03 0,14 Cv (%) 5,78 6,44 6,21 7,19 3 CT1 (năm 2013) 0,017 0,017 0,017 0,041 0,043 0,042 4 CT2 (năm 2013) 0,018 0,018 0,018 0,052 0,055 0,054 LSD0,05 0,04 0,04 0,02 0,11 Cv (%) 6,23 6,9 7,11 7,46
Ở CT2, As tích lũy trong rễ, thân, lá từ 0,256 - 0,263 ppm và trong quả tươi từ 0,046 - 0,048 ppm. Ở cơng thức CT1, As tích lũy trong rễ, thân, lá từ 0,197 - 0,203 ppm và trong quả từ 0,044 - 0,046 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Cd tích lũy trong quả 5% ở và 30% trong rễ, thân, lá cây đậu bắp so với đối chứng.
Ở CT2, hàm lượng Hg tích lũy trong rễ thân lá từ 0,072 - 0,076 ppm và trong quả từ 0,011 - 0,013 ppm. Ở CT1, Hg tích lũy trong rễ thân lá từ 0,055 - 0,059 ppm và trong quả từ 0,011 - 0,013 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Hg tích lũy trong quả 4,5% ở và 30% trong rễ, thân, lá cây đậu bắp so với đối chứng.
Bảng 3.29. Hàm lượng As trong cây đậu bắp sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
As (ppm) trong quả tươi As (ppm) trong rễ, thân lá
Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,043 0,045 0,044 0,190 0,204 0,197 2 CT2 (năm 2012) 0,045 0,047 0,046 0,247 0,265 0,256 LSD0,05 0,09 0,07 0,11 0,16 Cv (%) 6,41 7,21 6,82 7,00 3 CT1 (năm 2013) 0,045 0,047 0,046 0,195 0,210 0,203 4 CT2 (năm 2013) 0,047 0,049 0,048 0,254 0,273 0,263 LSD0,05 0,08 0,08 0,19 0,21 Cv (%) 5,27 6,18 6,44 5,89
Bảng 3.30. Hàm lượng Hg trong cây đậu bắp sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
Hg (ppm) trong quả tươi Hg (ppm) trong rễ, thân lá
Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,010 0,012 0,011 0,054 0,056 0,055 2 CT2 (năm 2012) 0,010 0,013 0,011 0,070 0,073 0,072 LSD0,05 0,04 0,05 0,04 0,02 Cv (%) 6,84 6,00 6,37 7,12 3 CT1 (năm 2013) 0,012 0,013 0,013 0,056 0,061 0,059 4 CT2 (năm 2013) 0,013 0,014 0,013 0,073 0,079 0,076 LSD0,05 0,05 0,03 0,03 0,02 Cv (%) 6,93 7,07 6,50 7,43
Việc sử dụng chế phẩm VSV đã làm tăng khả năng sinh trưởng, phát triển của cây đậu bắp so với đối chứng: hệ thống rễ của thực vật hình thành mối quan hệ tương hỗ, cộng sinh với một số VSV sống quanh nó. Trong mối quan hệ này, thực vật cung cấp cho VSV nguồn các bon hữu cơ giúp cho VSV tiến hành các hoạt động trao đổi chất cũng như chuyển hóa năng lượng. VSV ngoài việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng còn “làm giảm, khử tính độc của kim loại”, giúp cho thực vật sinh trưởng và phát triển tốt hơn. Vì vậy khi xuất hiện nồng độ cao về KLN trong
đất gây bất lợi cho thực vật nhưng do mối quan hệ cộng sinh nên VSV phát triển mạnh về số lượng để góp phần hạn chế tính gây độc của KLN với thực vật ký chủ.
Chính vì vậy, năng suất quả đậu bắp ở CT có sử dụng chế phẩm VSV cao hơn từ 1,75 - 2,43 tấn/ha, tăng 7,5 - 10,27% so với đối chứngdo có số quả trên cây cao hơn. Việc tăng năng suất đậu bắp đã chứng tỏ hiệu quả kinh tế của biện pháp này.
Bảng 3.31. Ảnh hưởng của chế phẩm VSV đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất đậu bắp trên đất nhiễm KLN
Cơng thức thí nghiệm
Số quả/cây
Khối lượng trung bình quả (g)
Năng suất (tấn/ha)
Năng suất tang
tấn/ha % Năm 2012 CT1 37,44 21,78 24,46 - CT2 39,20 22,29 26,21 1,75 1,75 CV (%) 7,12 6,54 7,31 LSD0,05 3,76 Ns 2,51 Năm 2013 CT1 34,90 22,59 23,65 - CT2 39,00 22,29 26,08 3 10,27 CV (%) 7,21 6,61 7,37 LSD0,05 3,53 Ns 2,37 Trung bình CT1 36,17 22,19 24,06 - CT2 39,10 22,29 26,15 2,09 8,69
CT1: đậu bắp canh tác bình thường; CT2: đậu bắp + chế phẩm VSV dạng 1
3.7.2. Kết quả thí nghiệm trên cây dọc mùng
Kết quả thí nghiệm cho thấy: cả 4 KLN được tích lũy trong sinh khối của dọc mùng ở cơng thức có bón chế phẩm VSV đều cao hơn so với đối chứng và lượng KLN tích lũy trong bộ phận sử dụng làm thực phẩm là thân thấp hơn nhiều so với lượng KLN tích lũy trong phần khơng sử dụng là lá, rễ và củ. Cụ thể như sau:
Ở CT2, hàm lượng Pb tích lũy trong lá, rễ, củ từ 0,163 - 0,181 ppm và trong thân từ 0,016 - 0,018 ppm. Ở CT1, Pb tích lũy trong rễ, củ, lá từ 0,130 - 0,145 ppm và trong thân từ 0,016 - 0,018 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Pb tích lũy trong thân 3,5% và 25% trong lá, rễ, củ, lá của cây dọc mùng so với đối chứng.
Bảng 3.32. Hàm lượng chì tích lũy trong cây dọc mùng sau thí nghiệm STT Cơng thức thí nghiệm Pb (ppm) trong thân tươi Pb (ppm) trong rễ, củ, lá khô Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,015 0,017 0,016 0,12 0,14 0,130 2 CT2 (năm 2012) 0,016 0,018 0,017 0,150 0,175 0,163 LSD0,05 0,07 0,09 0,01 2,44 Cv (%) 6,41 6,47 6,35 6,89 3 CT1 (năm 2013) 0,017 0,019 0,018 0,14 0,15 0,145 4 CT2 (năm 2013) 0,018 0,020 0,019 0,175 0,188 0,181 LSD0,05 0,08 0,05 0,09 3,12 Cv (%) 6,87 6,35 6,92 7,21
Ở CT2, hàm lượng Cd tích lũy trong rễ, củ, lá từ 0,045 - 0,050 ppm và trong thân từ 0,027 - 0,028 ppm. Ở CT1, Pb tích lũy trong lá, củ, rễ tử 0,036 - 0,040 ppm và trong thân từ 0,026 - 0,028 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng Cd tích lũy trong thân 3,5% và 25 trong rễ, củ, lá cây dọc mùng so với đối chứng.
Bảng 3.33. Hàm lượng cadimi tích lũy trong cây dọc mùng sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
Cd (ppm) trong thân tươi Cd (ppm) trong rễ, củ, lá khô
Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,025 0,027 0,026 0,035 0,037 0,036 2 CT2 (năm 2012) 0,026 0,028 0,027 0,044 0,046 0,045 LSD0,05 0,02 0,03 0,03 0,14 Cv (%) 5,87 6,42 6,12 6,91 3 CT1 (năm 2013) 0,027 0,028 0,028 0,039 0,041 0,040 4 CT2 (năm 2013) 0,028 0,029 0,028 0,049 0,051 0,050 LSD0,05 0,04 0,04 0,02 0,11 Cv (%) 6,15 6,89 7,13 7,36
Ở CT2, hàm lượng As tích lũy trong lá, củ rễ từ 0,084 - 0,086 ppm và trong thân từ 0,049 - 0,052 ppm. Ở CT1, As tích lũy trong rễ, củ, lá tử 0,067 - 0,068 ppm và trong thân từ 0,048 - 0,051 ppm. Bón chế phẩm VSV đã làm tăng lượng As tích lũy trong thân 4,5% và 26 trong rễ, củ, lá cây dọc mùng so với đối chứng.
Bảng 3.34. Hàm lượng asen tích lũy trong cây dọc mùng sau thí nghiệm
STT Cơng thức thí nghiệm
As (ppm) trong thân tươi As (ppm) trong rễ, củ, lá khô Vụ 1 Vụ 2 TB Vụ 1 Vụ 2 TB 1 CT1 (năm 2012) 0,045 0,051 0,048 0,065 0,069 0,067 2 CT2 (năm 2012) 0,047 0,053 0,050 0,082 0,087 0,084 LSD0,05 0,08 0,07 0,12 0,15 Cv (%) 6,31 6,22 6,81 6,99 3 CT1 (năm 2013) 0,048 0,053 0,051 0,067 0,069 0,068 4 CT2 (năm 2013) 0,050 0,055 0,053 0,084 0,087 0,086 LSD0,05 0,09 0,07 0,12 0,11 Cv (%) 5,16 5,18 6,35 6,29
Ở CT2, hàm lượng Hg tích lũy trong rễ, củ, lá từ 0,069 - 0,080 ppm và trong thân từ 0,011 - 0,013 ppm. Ở CT1, Hg tích lũy trong rễ, củ, lá từ 0,055 - 0,064 ppm