1.1 .Đất canh tác và nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất
1.1.1 .Đất canh tác
1.4. Đặc điểm sinh thái và kỹ thuật canh tác một số giống hoa chính
Kỹ thuật canh tác, bón phân và chăm sóc cây hoa hoa hồng, cây hoa cúc và cây hoa hồng ở Việt Nam thường được thực hiện theo tài liệu hướng dẫn kỹ thuật [21, 22].
1.4.1. Cây hoa hồng
Cây hoa hồng thích hợp là đất feralit vàng đỏ, đất thịt hoặc đất thịt pha cát có cấu tượng chặt, pH khoảng 5,6-6,5. Đất trồng cây hoa hồng cần có độ thơng thống, thốt nước tốt, độ dày tầng đất trên là 50 cm.
Trước khi trồng cây hoa hồng đất phải được làm vệ sinh sạch, loại bỏ cỏ dại, loại bỏ các gốc, rễ cây. Sau khi làm vệ sinh đất, thì cày đất ở độ sâu khoảng 45-50 cm, bừa 2 lần cho tơi đất. Sau đó bón vơi cải tạo đất kết hợp bón lót phân chuồng. Đánh luống có bề mặt rộng 1 m, cao 25-30 cm và rãnh rộng 30 cm. Để hạn chế nước tưới và phân khơng chảy ra ngồi khi tưới bằng vịi bơm nước thì mặt luống giữa 2 hàng cây cần tạo ra một rãnh nhỏ, nông.
Phân bón và chế độ bón phân: Cây hoa hồng sinh trưởng kéo dài nhiều năm, do vậy hàng năm phải bón phân chuồng, phân vi sinh, lân, vôi để bổ sung dinh dưỡng cho cây. Lượng phân sử dụng bón cho 1000 m2 trồng cây hoa hồng trong một năm gồm có phân chuồng 10 m3, vơi 200 kg, phân lân 40 -50 kg, phân urê 26- 30 kg, KCl 30 kg, phân vi sinh 280-300 kg. Ngồi ra, người ta cịn bổ sung thêm dinh dưỡng cho cây hoa bằng cách dùng phân bón vi lượng phun trên lá.
Kỹ thuật bón phân: Hoa hồng rất ưa phân hữu cơ, sau khi trồng 1 đến 2 tháng là phải tưới phân cho cây. Có thể dùng phân hữu cơ ngâm ủ với phân hữu cơ vi sinh theo tỷ lệ 2 m3 nước pha với 300 kg phân hữu cơ và 50 kg phân hữu cơ vi sinh để tưới cho 5.000 m2
đất trồng hoa.
Tưới nước: Hiện nay người dân sử dụng 2 cách tưới nước phổ biến sau đây: Cách thứ nhất, tưới nước ngập rãnh, theo đó bơm nước ngập 2/3 các rãnh và duy trì mực nước này trong 2 giờ. Sau đó tháo hết nước. Cách thứ hai, tưới bằng vòi bơm nước tưới trên mặt luống nằm giữa 2 hàng cây. Để tránh làm lan truyền mần bệnh, nước tưới không để bắn nhiều lên lá và nụ hoa.
Phòng trừ sâu bệnh: Sâu thường xuất hiện trên cây hoa hồng phổ biến nhất là nhện đỏ, sâu xanh, rầy. Để diệt các loại sâu trên, người dân thường dùng hóa chất BVTV sau: polytrin, sherpa, karate, actara, supracide, commite, benex 50 WP, bendazol 50WP, folpan, ridomil gold, …
1.4.2. Cây hoa cúc
Hoa cúc là cây trồng cạn, không chịu được ngập úng, do đó đất trồng phải cao ráo tơi xốp, thoát nước tốt. Đất thích hợp cho sự phát triển của cây cúc là đất thịt nhẹ, đất pha sét, đất đỏ bazan... có pH khoảng 5,8-6,8; độ dẫn điện khoảng 0,8- 1mS/cm cho cây con và khoảng 1,2-1,5 mS/cm cho cây trưởng thành. Đất được cày phơi ải từ 7-10 ngày sau mỗi vụ trồng, cày sâu 35-45 cm, bừa nhỏ mịn, khử tuyến trùng bằng ethoprophos 10%, diệt vi khuẩn bằng canxi hipoclorit. Lên luống cao 20-25 cm, bề rộng 1,2 m, mặt luống bằng phẳng, tưới ẩm trước khi trồng cây.
Phân bón và chế độ bón phân: Lượng phân sử dụng bón cho cây hoa cúc trong một vụ với diện tích 1000 m2 ước tính gồm 200-300 kg phân hữu cơ hoặc 10- 12 m3 phân chuồng, 1 kg trichoderma, 5 kg magie sunphat, 70- 100 kg vôi, và hàng chục kg mỗi loại phân hóa học NPK, urê, phân supe lân. Ngồi ra cịn có thể bổ sung một số phân vi lượng. Trong quá trình canh tác có thể bổ sung thêm một số loại phân bón qua lá, tùy thuộc vào tình hình sinh trưởng của cây [22].
Tưới nước: Đối với cây mới trồng, tùy thuộc vào cấu trúc đất và ẩm độ đất, mùa nắng hay mùa mưa và lượng bốc hơi nước hằng ngày mà có chế độ tưới thích hợp, thơng thường với 1000 m2 đất trồng, lần tưới đầu tiên là 10 m3 nước, sau đó giảm xuống cịn 5-7 m3 nước. Các lần tưới sau, phân bón được hồ tan vào nước để tưới cho cây. Lượng nước tưới cũng phụ thuộc vào cấu trúc đất, độ ẩm, thời tiết và lượng bốc hơi nước hàng ngày, thường 1000 m2 đất trồng tưới 7- 8 m3.
Phịng trừ sâu bệnh: Hiện nay, các hóa chất BVTV phịng trừ sâu bệnh hại trên cây hoa cúc cịn rất ít, một số đối tượng sâu bệnh hại khơng có loại thuốc nào đặc hiệu được sử dụng. Vì vậy bà con nơng dân có thể tự tham khảo sử dụng một số loại hóa chất BVTV phịng trừ các đối tượng sâu bệnh hại tương tự trên các loại cây trồng khác để sử dụng cho cây hoa cúc.
Hóa chất BVTV phịng trừ dịch bệnh trên cây hoa cúc được dùng gồm dinotefuran, matrine, abamectin, cyromazine, carbendarzim, chlorothanil.
1.4.3. Cây hoa đồng tiền
Cây hoa đồng tiền sinh trưởng và phát triển ở đất thịt pha sét, độ mùn cao, khơng ứ đọng nước, độ thơng thống cao. Khoảng pH của đất thích hợp cho cây là 5,5-6,2. Nếu pH nhỏ hơn 5,5 hoặc lớn hơn 6,2 thì cây sẽ thiếu chất vi lượng do quá trình hấp thu chất vi lượng của cây chậm.
Đất trồng cây hoa đồng tiền được cày sâu 30-40 cm, tơi xốp; khử tuyến trùng bằng ethoprophos 10% (2-3 kg/1000 m2 đất), khử vi khuẩn bằng canxi hipoclorit (3 kg/1000 m2 đất). Lên luống đất trồng, tuỳ thuộc vào điều kiện sinh thái của từng vùng mà ta lựa chọn cho thích hợp. Lên luống cao khoảng 20 cm đối với vùng thoát nước tốt, và 30-40 cm đối với vùng thoát nước kém. Chiều rộng luống 70 cm nếu trồng hàng đôi, 1 m nếu trồng hàng ba. Luống để trồng hàng đôi là tốt nhất để thuận tiện cho cơng tác chăm sóc, thu hoạch. Sau khi trồng khoảng 6 tháng cây bắt đầu đẻ nhánh, có thể tách nhánh này đem đi trồng như một cây mới. Cây hoa đồng tiền cho thu hoạch kéo dài 3- 4 năm.
Phân bón và chế độ bón phân: Lượng phân cần bón tính cho 1000 m2 gồm, phân chuồng 10-12 m3
, 100-150 kg vôi, 30 kg phân vi sinh, 8-10 kg magiê sunphat, phân hoá học 65 kg urê, 137 kg lân, 42 kg kali clorua. Cây hoa đồng tiền cho thu hoạch kéo dài 3-4 năm nên cần bổ sung thêm phân chuồng, khoảng 20-30 m3 phân chuồng hàng năm để cải tạo và tăng độ phì cho đất. Cần bổ sung thêm vơi hàng năm để cân bằng độ pH trong đất, 1-2 lần trong năm.
Tưới nước: Không nên tưới quá nhiều nước vì độ ẩm đất cao trong thời gian dài sẽ làm cho cây bị úng. Ngay sau trồng, trong thời kỳ cây con, nên tưới phun mưa nhẹ 2-3 lần/ngày cho cây để duy trì ẩm độ đất 70-80% và làm mát cây giúp cây hồi phục và bén rễ nhanh. Tưới vào sáng sớm và chiều mát (nhưng không quá muộn sẽ tạo điều kiện cho nấm bệnh phát triển). Giai đoạn sau, khi cây đã bén rễ và cứng cáp, nên duy trì ẩm độ 60-70%. Khơng nên tưới q nhiều nước vì độ ẩm đất cao trong thời gian dài sẽ làm cho cây bị úng và chết rũ.
Phịng trừ sâu bệnh: Hiện nay, các hóa chất BVTV đăng ký trong danh mục hóa chất BVTV được phép sử dụng ở Việt Nam để phòng trừ sâu bệnh hại trên cây hoa đồng tiền cịn rất ít, một số đối tượng sâu bệnh hại khơng có loại thuốc nào được đăng kí phịng trừ.
Hóa chất BVTV phịng trừ dịch bệnh trên cây hoa cúc được sử dụng gồm diazinon, abamectin, cypermethrin, profenofos, esfenvalerate, mancozeb, azoxystrobin, difenoconazole, carbendazim, iprodione, chlorothalonil, …
Bên đặc tính sinh trưởng và phát triển của các loại cây hoa hồng, cây hoa cúc và cây hoa đồng tiền đã nêu, người dân đã sử dụng một lượng lớn các loại hóa chất BVTV để phun diệt dịch bệnh, bảo vệ cây và hoa. Bên cạnh đó, theo nhiều nghiên cứu, người dân đã sử dụng cả các hóa chất BVTV cấm như DDT, metylparathion, … để phun bảo vệ cây và hoa. Vì lẽ đó, làm cho đất trồng hoa bị ơ nhiễm các hóa chất BVTV khác nhau. Việc sử dụng một lượng lớn phân bón hóa học như lân, các muối kim loại như MgSO4, FeSO4, ZnSO4, MnSO4, CuSO4,… và sử dụng nước tưới kém chất lượng trong canh tác trồng hoa đã góp phần làm tăng lượng ion KLN trong môi trường đất. Với những lý do nêu trên, việc thâm canh, chuyên canh liên tục các cây hoa trên cùng thửa đất, việc bón lượng phân lớn và sử dụng nhiều loại hóa chất BVTV, dẫn đến lượng chất hữu cơ trong đất giảm, lượng vi sinh vật và các loài động vật đất kém phát triển, làm đất dễ bị suy thoái.
Ở Việt Nam, sản xuất hoa có xu hướng phát triển mạnh, đạt diện tích 6.750 ha năm 2030 [21]. Hà Nội và một số vùng phụ cận đã và đang thay đổi cơ cấu đất trồng, đất chuyển đổi sang trồng hoa đang tăng dần, theo đó năm 2011 có 2101 ha, năm 2012 tăng lên 2650 ha và đến năm 2016 mỗi năm tăng 60-80 ha (Quyết định số 1120/QĐ-UBND ngày 13/3/2012 UBND của Thành phố Hà Nội). Điều này đã góp phần làm tăng diện tích đất trồng hoa của cả nước hiện nay. Một số xã, phường thuộc ngoại thành Hà Nội đã chuyển sang chuyên canh hoa như phường Tây Tựu, xã Mê Linh. Chuyên canh trồng cây hoa ở xã, phường này chủ yếu là cây hoa hồng, cây hoa cúc, cây hoa đồng tiền…
Với diện tích và nhiều vùng trồng hoa như vậy nhưng việc nghiên cứu về mức độ suy thoái đối với đất chuyên canh hoa ở nước ta bởi hóa chất BVTV, KLN và biến đổi hệ sinh vật đất vẫn còn chưa được quan tâm.
1.5. Ảnh hƣởng của chuyên canh hoa tới chất lƣợng đất
1.5.1. Ơ nhiễm kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật do chuyên canh hoa
Ngày nay, hoa và cây cảnh được coi không chỉ các sản phẩm nơng nghiệp mà hàng hóa đi kèm với khám phá, trồng trọt, vận chuyển, phân phối và hoạt động kinh doanh trên thị trường [186]. Việc sử dụng hóa chất BVTV và phân bón trong nơng nghiệp góp phần tăng năng suất cây trồng [56]. Cho đến nay, ngành trồng hoa đã trở thành ngành tiêu thụ lượng phân bón và hóa chất BVTV cao nhất trong nơng nghiệp.
Các nhà khoa học ước tính rằng, lượng hóa chất BVTV sử dụng, chỉ có ít hơn 0,1% đạt được mục tiêu diệt vật hại, lượng cịn lại gây ơ nhiễm mơi trường [141]. Hóa chất BVTV trong điều kiện thực tế thường ảnh hưởng trực tiếp đến người phun thuốc [69], người tiêu dùng sản phẩm [82], môi trường đất [74], động vật đất [179] và nguồn nước cũng như mơi trường khơng khí [124].
Nghiên cứu về hiệu quả sử dụng phân bón của hoa do Nielsen thực hiện năm 2006 cho thấy, hơn 30% lượng nitơ của phân bón cho hoa tan và đi sâu xuống tầng đất phía dưới [66]. Kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng nitơ tổng số trong đất ở khu vực nghiên cứu thuộc Ethiopia năm 2008 chỉ là 0,18%, nhưng đến năm 2011 là 0,25% [27]. Khi nghiên cứu về P tổng số trong đất trồng hoa cho thấy, trong đất trồng hoa trên 10 năm có hàm lượng P là 0,72 gP/kg, cao hơn so với 0,68 gP/kg trong đất trồng hoa dưới 5 năm và 0,38 gP/kg trong đất đối chứng.
Trong chuyên canh hoa sử dụng một lượng lớn phân lân, phân đạm và vôi đã làm cho hàm lượng KLN trong đất tăng. Đặc biệt là phân lân có hàm lượng KLN khá cao [28, 45, 117, 162].
Trong phân đạm, hàm lượng KLN ít hơn. Các nghiên cứu về phân bón urê, amoni nitrat và canxi nitrat cho thấy đây là dạng phân có chứa KLN dao động trong khoảng từ 0 đến 3000 mg/kg [142, 159].
Phân hữu cơ là phân chứa những chất dinh dưỡng ở dạng những hợp chất hữu cơ, như phân chuồng, phân xanh, phân than bùn, phụ phế phẩm nơng nghiệp, phân rác,… Phân hữu cơ đều có chứa Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Cr, Hg [164]. Hàm lượng các KLN như Zn, Cu và Pb thường được quan sát thấy cả trong đất và cây trồng lớn hơn so với Cd, Ni và Cr [33, 40, 43, 157, 185].
1.5.2. Làm suy giảm hệ sinh vật đất
Việc cày bừa xới xáo đất trồng hoa rất hạn chế. Chu kỳ cày bừa xới xáo đất thường kéo dài hàng năm hoặc vài năm. Trong khi đó cày bừa xới xáo đất có ý nghĩa tăng cường điện thế oxy hóa khử, xúc tiến q trình oxy hóa, hạn chế quá trình khử, làm giảm độ chua và chất độc trong đất, tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí, nấm và xạ khuẩn. Xới lớp đất mặt thì tổng số vi sinh vật phát triển ở lớp đất này cao gấp 3-4 lần so với lớp đất khác. Ở những khu ruộng mà đất bí chặt thì hệ sinh vật phát triển chậm hơn so với các ruộng khác.
Bên cạnh đó, quan hệ giữa hệ sinh vật đất và cây trồng là mối quan hệ tương hỗ, có tác động qua lại lẫn nhau. Mỗi loại cây trồng có số lượng và thành phần vi sinh vật vùng rễ nhất định. Vì vậy thay đổi cây trồng, thay đổi chế độ luân canh sẽ dẫn đến sự thay đổi quần thể vi sinh vật. Đất trồng các loại rau màu, mức độ thâm canh cao và khối lượng chất hữu cơ bổ sung vào đất nhiều nên các loại vi khuẩn hoại sinh phát triển mạnh, tổng số vi sinh vật trong đất rất lớn. Ngược lại đối với đất trồng hoa, những yếu tố nêu trên hạn chế, ít thực hiện luân canh, chế độ bón phân, sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và chế độ tưới tiêu khác biệt nên hệ sinh vật đất bị ảnh hưởng là điều không thể tránh khỏi.
Những vấn đề ảnh hưởng của chuyên canh hoa đến chất lượng đất, trong đó có các tác động xấu được nêu ở trên chưa được các nhà khoa học trong nước và quốc tế quan tâm nghiên cứu. Điều đó sẽ được đề cập trong cơng trình nghiên cứu này.
Chƣơng 2
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
- Các mẫu đất lấy ở các ruộng chuyên canh hoa hồng, hoa cúc, hoa đồng tiền.
Mẫu nước mặt và nước ngầm ở khu vực ruộng trồng hoa tương ứng.
- Các mẫu phế thải của cây hoa đồng tiền, cây hoa cúc, lá cây hoa hồng ở các ruộng trồng hoa được lấy mẫu đất để nghiên cứu.
- Các phân bùn, phân chuồng, phân lân, phân urê, vôi sử dụng trong trồng hoa tại vùng nghiên cứu.
- Sinh vật trong đất chuyên canh hoa (Vi sinh vật và động vật chân khớp bé). Khu vực lấy mẫu nghiên cứu là vùng chuyên canh hoa thuộc phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm và xã Mê Linh, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội.
2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài nghiên cứu tác động đồng thời của các yếu tố chính của hoạt động chun canh hoa (nước tưới, phân bón, hố chất bảo vệ thực vật và phế phụ phẩm của hoa) đến chất lượng môi trường đất.
- Chất lượng môi trường đất chỉ giới hạn nghiên cứu: Sự tích luỹ hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV), kim loại nặng (KLN) trong đất; sự thay đổi thành phần của động vật chân khớp bé và vi sinh vật đất.
Các KLN được lựa chọn nghiên cứu là Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, As, Ni, Cr và Co. Các hóa chất BVTV quan tâm nghiên cứu gồm: Monitor, Wofatox, Dipterex, Bassa, Padan, BHC, Heptachlor, Aldrin, Chlordan, DDT, Diedrin, Endosunfate, Methoxylchlor, Endrin, Diclovos, Dimethoate, Fenitrothion, Kitazine, Fenvalerat, Tetramethrine, Cypermethrine, Deltamethirne; các thuốc diệt cỏ Paraquat, 2,4-D, 2,4,5-T, Glyphosate; các thuốc trừ bệnh Microthiol, Asimo.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc điểm đất, nước và cơ cấu cây trồng tại phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm, và xã Mê Linh, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội (vùng nghiên cứu).
- Nghiên cứu những đặc điểm cơ bản trong trồng và chăm sóc cây hoa hồng, hoa đồng tiền, hoa cúc tại vùng nghiên cứu.
- Xác định và đánh giá hàm lượng kim loại nặng (KLN) trong nước tưới, phân bón, vơi, trong phế thải của cây hoa và sự tồn lưu chúng trong môi trường đất tại các vùng chuyên canh hoa Tây Tựu và Mê Linh, Hà Nội.