4. Những đóng góp mới của đề tài
3.4.3. Hàm lượng As trong sản phẩm rau trồng tại Túc Duyên và Đồng Bẩm
Hàm lượng As trung bình của các mẫu rau đều ở mức an toàn, As trong rau ăn lá thấp hơn so với rau ăn quả ở cả hai địa điểm nghiên cứu.
Nguyên nhân có thể do việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) ở rau ăn quả nhiều nên đã có sự tích lũy As trong sản phẩm.
Kết quả kiểm tra cũng cho thấy, các mẫu rau ăn lá được kiểm tra tại hai địa điểm đều ở mức an toàn nhưng có đến 3/24 mẫu rau ăn quả có hàm lượng As vượt tiêu chuẩn quy định (2 mẫu tại Túc Duyên và 1 mẫu tại Đồng Bẩm).
Bảng 3.13: Hàm lƣợng As trong sản phẩm rau sản xuất tại thành phố Thái Nguyên
Đơn vị tính: mgAs/kg rau tươi
Loại rau Túc Duyên Đồng Bẩm Hàm lƣợng Số mẫu vƣợt TC Hàm lƣợng Số mẫu vƣợt TC Rau muống 0,59 0 0,66 0 Mồng tơi 0,27 0 0,21 0 Cải canh 0,38 0 0,43 0 Mướp đắng 0,61 1 0,51 0 Dưa chuột 0,59 0 0,62 0 Đỗ trạch 0,68 1 0,68 1 8-2:2011/BYT 1,0
3.5 Ảnh hƣởng của hàm lƣợng KLN (Pb, As) trong nƣớc tƣới đến năng suất rau cải canh
3.14: Bảng bố chí thí nghiệm
Đơn vị tính: g/chậu
Công thức thí nghiệm Nhắc lại
1 2 3 Trung bình
1. Nước sạch(ĐC) 135,8 107,3 117,8 120,3
2. (0,1ppmPb + 0,1ppm As) 109 141,7 114,1 121,6
3. (1,0ppmPb + 0,5ppm As) 96,2 80,4 88,9 88,5
4. (2,0ppmPb + 1,0ppm As) 71,3 62,1 65,8 66,4
(Nguồn:Kết quả phân tích tại Viện Khoa học sự sống - ĐHTN, 2013).
Kết quả cho thấy:
Tưới hỗn hợp các KLN (Pb và As) theo các mức tăng dần hàm lượng của chúng có ảnh hưởng tới năng suất cải canh, ở công thức tưới nước sạch (ĐC) năng suất là 120,3 g/chậu, đến công thức 2 (bổ sung 0,1ppm Pb và 0,1ppm As) năng suất là 121.6 g/chậu và ở công thức 3 (bổ sung 1,0ppm Pb và 0,5ppm As) năng suất cải canh giảm xuống là 88,5 g/chậu , năng suất cải canh thấp nhất ở công thức 4 (bổ sung 2,0ppm Pb và 1,0ppm As) là 66.4 g/chậu. Như vậy có thể kết luận sự có mặt của hỗn hợp kim loại nặng (Pb, As) trong nước tưới có sự tương quan với năng suất cải canh. Nồng độ Pb, As càng cao thì năng suất cải canh càng giảm.
3.6. Ảnh hƣởng của các mức bón phân đạm đến năng suất và sự biến động NO3- trong cây cải canh
3.6.1. Ảnh hưởng của các mức đạm đến sinh trưởng và năng suất cải canh
Chiều cao cây là biểu hiện đặc tính và tình hình sinh trưởng của cây qua từng giai đoạn. Đến một chừng mực nào đó thì cây sẽ đạt chiều cao tối đa, tuy nhiên chiều cao cây có thể thay đổi theo từng vựng, từng thời vụ, kỹ thuật canh tác và liều lượng phân bón.
3.6.1.1. Chiều cao cây
Chiều cao cây tăng dần theo thời gian sinh trưởng và theo liều lượng đạm bón (bảng 3.14)
Bảng 3.15. Các mức đạm bón ảnh hƣởng đến chiều cao cây cải canh (cm/cây)
Công thức Ngày sau trồng
5 10 15 20 25 30 0 N 4,65 5,10 5,43 7,58 10,32 12,50 60 N 4,60 7,50 12,55 17,34 20,10 22,50 90 N 4,70 7,85 14,15 18,53 21,47 24,25 120 N 4,55 7,80 10,95 17,69 21,78 24,60 150 N 4,25 7,80 12,87 17,84 22,05 24,80 180 N 4,73 9,00 14,85 18,58 25,31 27,05
Ở công thức bón 180 kg N/kg, chiều cao cây đạt cao nhất sau 30 ngày sau trồng là 27.05 cm và thấp nhất ở công thức không bón đạm là 12.50 cm. trong điều kiện thí nghiệm, khi bón đạm trong khoảng 0 -60kgN/ha chiều cao cây tăng rất rõ rệt từ 12.50cm (bón 0kgN/ha) đến 22.50 cm(bón 60kgN/ha).
Tuy nhiên khi tiếp tục tăng lượng đạm trong khoảng 60 – 180kgN/ha, chiều cao cây vẫn tăng nhưng mức độ tăng không lớn đạt 22.50 cm (bón 60kgN/ha) và 27.05cm (bón 180kgN/ha). Kết quả này cho thấy so với việc không bón đạm, chỉ bón thêm một lượng ít phân đạm cũng làm thay đổi rất đáng kể về chiều cao cây nhưng nếu bón quá nhiều đạm sẽ không cải thiện được chiều cao cây mà hiệu suất sử dụng phân cũng rất thấp.
3.6.1.2. Động thái ra lá của cây
Lá cung cấp thức ăn chính cho cây cả về chất lẫn về lượng, có thể nói rằng sức sống mạnh mẽ nhất của cây trồng được thể hiện ở bộ lá.
Bộ lá của cây trồng là nơi thực hiện nhiệm vụ quang hợp, tạo chất hữu cơ hình thành sinh khối của cây, nếu hiệu suất quang hợp của lá tốt thì khả năng cho năng suất cao.
Muốn vậy thì cây phải phát triển tốt, sự sắp xếp các lá trên cây phải phù hợp sao cho lá có thể hấp thu nhiều ánh sáng.
Bảng 3.16. Ảnh hƣởng của các mức đạm bón đến động thái ra lá của cây cải canh (lá/cây)
Công thức Ngày sau trồng 5 10 15 20 25 30 0 N 3,33 4,20 4,67 5,73 7,53 9,33 60 N 2,93 4,33 5,27 6,20 8,27 10,67 90 N 3,53 4,80 5,87 6,33 8,53 11,87 120 N 3,33 5,00 6,93 7,80 10,27 12,27 150 N 2,93 4,20 7,13 7,93 10,40 11,13 180 N 3,33 5,13 7,33 8,33 9,07 10,20
Số lá/cây đạt cao nhất ở công thức bón 120 kgN/ha là 12.27 lá. Tuy nhiên khi bón tăng thêm liều lượng đạm (> 12 kgN/ha) thì số lá giảm và chỉ đạt 10.20 lá (cụng thức bón 180 kgN/ha). Trong điều kiện thí nghiệm, bón đạm ở liều lượng cao (180 kgN/ha), cây hút được nhiều đạm làm cho tế bào đó gia tăng về kích thước nên mặc dù có sự hình thành lá nhưng các lá lại non và mềm hơn, khả năng chống chịu sâu bệnh của lá và cây kém hơn. Do vậy khi lá bắt đầu xuất hiện thì sâu bệnh cũng tấn công và không thể phát triển thành một lá hoàn chỉnh.
3.6.1.3. Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cải canh
Việc tìm hiểu quá trình sinh trưởng của cây trồng với mục đích cuối cùng là đạt được năng suất cao, là cơ sở đánh giá sự thích nghi của cây trồng đối với đất đai và ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật canh tác lên cây trồng có mang lại hiệu quả kinh tế tốt nhất hay không.
Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của các mức bón đạm đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất cây cải canh
Công thức Trọng lƣợng trung bình/cây (g) Năng xuất lý thuyết (Tấn/ha) Năng xuất thực tế (Tấn/ha) 0 N 15,11 3,02 2,10 60 N 75,00 15,00 7,10 90 N 117,50 23,50 15,60 120 N 120,00 24,00 15,84 150 N 95,00 19,10 9,66 180 N 83,33 16,67 8,53
Kết quả được trình bày ở bảng 3.16:
Cho thấy trọng lượng trung bình cây và năng suất thực tế có sự khác biệt lợn giữa các mức độ phân đạm. Ở công thức không bón đạm, trọng lượng trung bình cây đạt 15,11 g/cây và năng suất thực tế đạt 2,1 tấn/ha. Trong điều kiện thí nghiệm, trọng lượng trung bình cây và năng suất thực tế đạt được tỷ lệ thuận với mức tăng đạm bón trong khoảng 0-120kgN/ha là 120 g/cây và 15,84 tấn/ha (theo thứ tự tương ứng). Khi bón tăng lượng đạm đến 180N thì trọng lượng trung bình cây chỉ đạt 83,33 g/cây và năng suất thực tế chỉ đạt 8,53 tấn/ha. Có sự khác biệt rất có ý nghĩa ở mức 99% về trọng lượng trung bình cây và năng suất giữa các nghiệm thức.
3.6.1.4. Mối tương quan giữa năng suất cải canh và hàm lượng NO3- trong đất sau
thu hoạch
Nồng độ NO3-
trong đất có ảnh hưởng một cách rừ rệt tới sự hấp thu đạm và năng suất của cây trồng. Tuy nhiên, khó có thể xác định được nồng độ NO3-
đất thích hợp cho cây bởi sự biến động NO3-
trong đất lớn trong suốt vụ. Sự biến động này được xem như là một yếu tố ảnh hưởng đến sự hút chất dinh dưỡng và năng suất của cây.
y = 0.0735e6.8799x R2 = 0.8435 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 Nitrate-N (mg/100g đất) N ăn g su ất (t ấn /h a)
Hình 3.4 Mối tƣơng quan giữa năng suất cây cải canh và hàm lƣợng NO3-trong đất sau thu hoạch.
3.6.2. Ảnh hưởng của các mức bón đạm đến sự biến động NO3- trong rau cải canh
Sự tồn dư NO3-
trong cây là do trong quá trình sinh trưởng và phát triển cây hút đạm từ đất trồng và từ khí trời. Sự tồn dư NO3- trong cây nhiều hay ít còn phụ thuộc vào khả năng cung cấp đạm của đất nhiều hay ít, khả năng hấp thụ của cây mạnh hay yếu. Ngoài ra còn phụ thuộc vào loại rau (ăn lá, ăn củ, ăn bông…).
Bảng 3.18. Ảnh hƣởng của các mức đạm bón đến sự tồn dƣ NO3-qua các thời kì sinh trƣởng của cây cải canh
Đơn vị tính : mg/kg rau tươi
Công thức thí nghiệm
Ngày sau trồng
10 ngày 20 ngày 30 ngày
1. 0 N (ĐC) 9,9 73,8 37,1 2. 60 N 22,8 880,3 57,4 3. 90 N 26,0 674,8 226,3 4. 120 N 49,7 744,6 373,4 5. 150 N 41,7 945,3 437,8 6. 180 N 34,2 1128,6 524.9
(Nguồn: Kết quả phân tích tại Viện Khoa học sự sống - ĐHTN, 2012)
Hàm lượng NO3- trong cây trước trồng: 5,1 mg/kg chất tươi Sự tồn dư NO3-
trong cây ở các công thức đạt cao nhất 20 ngày sau trồng. 20 ngày sau trồng là giai đoạn cây sinh trưởng mạnh nhất, do dinh dưỡng NO3- cũng
làm tăng hàm lượng protein nên giai đoạn này cây cũng hút các chất dinh dưỡng nhiều nhất (trong đó có N).
Ở công thức bón 180kgN/ha đạt cao nhất là 1128.6 mg NO3-
/kg rau tươi và thấp nhất là đối chứng 73.8 mg NO3-
/kg rau tươi. Nhưng đến 30 ngày sau trồng thì hàm lượng NO3- ở các công thức đều giảm, vì thời gian bón thúc đạm lần cuối đã ảnh hưởng đến sự biến động NO3-
trong cây. Lượng NO3- có xu hướng giảm khi thời gian bón thúc sau cùng càng xa ngày thu hoạch.
Hàm lượng NO3- trong sản phẩm sau thu hoạch đều đạt yêu cầu của rau ăn toàn, thấp hơn mức cho phép (<1000 mg/kg chất tươi) ở tất cả các công thức.
3.6.3. Sự biến động NO3- và đạm tổng số trong đất trồng cải canh
NO3- trong đất là loại đạm dễ tiêu cung cấp cho cây trồng, nó được hình thành trong đất và phải trải qua quá trình khoáng hóa nhờ sự hoạt động của nhiều loại vi sinh vật. Đạm NO3- tồn dư trong đất nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào sự hoạt của vi sinh vật và khả năng cung cấp đạm cho đất. Đa số đất Việt Nam đều nghèo đạm và thực tế sản xuất cho thấy: nếu chỉ trồng chay thì cây sinh trưởng phát triển kém. Bón phân đạm hoặc phân xanh, phân chuồng thì cây sinh trưởng phát triển mạnh hơn.
Bảng 3.19. Ảnh hƣởng của các mức bón đạm biến động thái biến động NO3-
và đạm tổng số trong đất Công thức NO3- (mg/100g đất) Đạm tổng số (g/100 g đất) Ngày sau trồng 10 20 30 10 20 30 0 N 0,37 0,64 0,56 0,01 0,09 0,07 60 N 0,67 1,21 0,61 0,03 0,08 0,08 90 N 0,92 1,42 0,71 0,03 0,08 0,08 120 N 0,73 1,77 0,71 0,03 0,08 0,08 150 N 0,98 2,55 0,73 0,03 0,08 0,09 180 N 0,93 2,26 0,78 0,03 0,08 0,09 Đất trước trồng 0,36 mg NO3- kg đất 0,07 g đạm tổng số /100g đất
Kết quả ghi nhận ở bảng 4.12 cho thấy, sự tồn dư NO3-
và đạm tổng số trong đất sau thu hoạch tăng dần theo lượng đạm bón. Sau thu hoạch, hàm lượng NO3- trong đất tồn dư thấp nhất là 0,56 mg/100g và đạm tổng số trong đất là 0,07 g/100g ở công thức không bón đạm, cao nhất là 0,78 mg/100g và 0,09 g/100g ở công thức bón 180 kgN/ha. y = -2295.2x2 + 384.67x - 15.339 R2 = 0.9829 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.065 0.07 0.075 0.08 0.085 0.09 N% (g/100 g) N it ra te -N ( m g/ 1 0 0 g)
Hình 3.5. Sự tƣơng quan giữa đạm tổng số và hàm lƣợng NO3-trong đất sau thu hoạch
Có sự tương quan chặt (r = 0.9914) giữa đạm tổng số và sự tồn dư NO3- trong đất. Hàm lượng đạm tổng số càng cao thì sự tồn dư hàm lượng NO3-
trong đất càng cao, tuy nhiên khi hàm lượng đạm tổng số tồn dư đến một mức độ nhất định thì hàm lượng NO3-
trong đất cũng sẽ không tăng lên nữa.
3.7. Đề xuất một số biện pháp hạn chế sự tồn dƣ NO3- và tích lũy KLN (Pb, As) trong rau tại thành phố Thái Nguyên
Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã cho thấy tồn dư N03-
và tích lũy KLN (Pb, As) trong rau phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: độ pH của đất, loại rau, hàm lượng của các yếu tố này trong nước,… Vì vậy để có sản phẩm thực sự an toàn khi thu hoạch đòi hỏi phải xem xét đến từng yếu tố mới xác định được nguyên nhân chính mà từ đó có biện pháp xử lý phù hợp.
Tại thành phố Thái Nguyên, kết quả điều tra hàm lượng N03-, Pb, As cho thấy: Nước tưới rau vẫn đảm bảo về hàm lượng N03- QCVN 08:2008/BTNMT, nhưng hàm lượng Pb, As bị ô nhiễm ở nhiều khu vực. Đây là một trong những nguyên nhân làm cho hàm lượng các KLN này ở trong rau cao.
Trên cơ sở các kết quả thu được, xin đề xuất một số biện pháp hạn chế tồn dư NO3- và tích lũy KLN (Pb, As) trong rau tại thành phố Thái Nguyên:
3.7.1. Biện pháp hạn chế tồn dư NO3- trong rau
- Tuyên truyền cho nông dân về thay đổi tập quán trồng rau có sử dụng các tác nhân gây ô nhiễm như bón phân tươi, nước tưới phân chuồng bị ô nhiễm, bón quá nhiều phân đạm, bón không cân đối với lân, kali và vi lượng, đặc biệt chú ý đảm bảo thời gian thu hoạch phải cách xa lần bón đạm cuối cùng.
- Tập huấn rộng rãi cho nông dân về quy trình sản xuất rau an toàn. Kết quả các thí nghiệm ngoài đồng ở phường Túc Duyên cho thấy áp dụng bón phân đúng quy trình rau an toàn và sử dụng nước tưới có hàm lượng NO3-
< 10 mg/l (theo QCVN 08:2008/BTNMT) thì tồn dư NO3-
trong rau đạt tiêu chuẩn an toàn.
3.7.2. Biện pháp hạn chế hàm lượng kim loại nặng trong rau
Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng trong rau tại thành phố Thái Nguyên là do sử dụng nước tưới có hàm lượng kim loại nặng cao, ngoài ra còn do việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp, đặc biệt là thuốc bảo vệ thực vật...Vì vậy các biện pháp được đề xuất để hạn chế ô nhiễm kim loại nặng trong rau cụ thể là:
3.7.2.1. Biện pháp quản lý
- Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật nhất thiết phải tuân theo sự chỉ dẫn của cán bộ chuyên môn, không dùng các loại thuốc bảo vệ thực vật có chứa kim loại nặng.
- Tại các khu vực nước tưới bị ô nhiễm cần nghiêm cấm trồng rau hoặc có biện pháp bố trí loại rau hợp lý để hạn chế ảnh hưởng tới chất lượng rau.
Từ kết quả điều tra và kết quả thí nghiệm nghiên cứu cho thấy nếu không có biện pháp hữu hiệu ngăn ngừa việc xả thải, bảo vệ nguồn nước tưới thì cần thiết phải có qui hoạch cụ thể. Ở vùng Túc Duyên: đủ điều kiện sản xuất có xóm Oánh, Dân Tiến không nên trồng rau ăn lá.
3.7.2.2. Biện pháp kỹ thuật nhằm hạn chế sự tích lũy kim loại nặng từ nước vào rau
Qua khảo sát thực tế đất trồng rau của thành phố Thái Nguyên là đất thịt nhẹ, chua (pHKCl=5,0 – 5,3). Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho kim loại nặng dề dàng vận chuyện vào cây trồng. Để khắc phục điều này nên sử dụng vôi như một công cụ để hạn chế sự tích lũy kim loại nặng từ nước tưới vào rau, bởi vì khi các kim loại nặng được đưa vào đất từ con đường tưới nước, dưới điều kiện pH đất cao chúng sẽ kết tủa và giữ lại trong đất, hạn chế hấp thụ của chúng vào rau. Ngoài ra có thể sử dụng bèo tây để làm sạch nước tưới bị ô nhiễm. Hiện nay, các nhà khoa học như David Tin Win và cs (2003), Cordes và cs (2000) đang hướng tới các phương pháp tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường để giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng. Phương pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật là một trong những giải pháp quan trọng, có tính khả thi cao để xử lý các vùng nước bị ô nhiễm kim loại nặng . Ở Việt Nam một loại thực vật rất phổ biến là bèo tây. Sử dụng bèo tây trong việc xử lý ô nhiễm đã được các tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu, tuy vây mới chỉ là những nghiên cứu bước đầu. Bèo tây là cây sống ở nước, có tốc độ sinh trưởng