Hàm lượng Ca2+, Mg*+ trao đổi:
Đất vùng nghiên cứu là đất phù sa thuộc hệ thống sông Hồng, có phản ứng ít chua nên hàm lượng canxi và magie tương đối giàu.
Canxi có vai trò sinh lý quan trọng là giảm độ phân tán, độ ngậm nước của keo nguyên sinh chất và duy trì tính nguyên vẹn của màng tế bào. Canxi còn có tác dụng điều tiết kali trong tế bào, trung hoà axit hữu cơ giảm tính độc cho tế bào. Thiếu canxi, lá non bị héo vàng và nhăn lá, rễ kém phát triển.
Hàm lượng Ca2+ trao đổi thay đổi trong khoảng từ 4,5 đến 7,5 mđl/lOOg đất) và cao hơn đất đối chứng (5,13 mđl/lOOg đất). Trong đất tưới nước thải trồng rau nước có hàm lượng Ca2+ trao đổi (7,37mđl/100g đất) cao hơn đất trồng rau cạn.
Bảng 9: Hàm lượng cation trao đổi trong đất tưới nước thải.
Chỉ tiêu Mẫu Ca2+ Mg2+ CEC (mdl/lOOg đất) BI 6,00 3,00 15,6 B2 5,00 2,25 12,1 B3 4,50 1,75 12,6 TB nhóm 1 5,17 2,32 13,4 B4 7,25 2,75 13,5 B5 7,5 1,5 15,3 TB nhóm 2 7,37 2,13 14,4 ĐC 5,13 1,25 12,8
Magiê là thành phần bắt buộc của chái diệp lục. Do đó nó ảnh hưởn° đến quá trình quang hợp của thực vật. Magiè làm tăng hoạt tính của enzym ảnh hưởng đến sự tổng hợp axit nucleic, protein, lipit ... Nếu thiếu magiê thì lá sẽ bị vàng, có nhiều đốm nâu và sém đỉnh lá.
Trong bảng 9 cho thấy Mg2+ trao đổi không khác nhau giữa đất trồng rau cạn và rau nước, hàm lượng Mg2+ thay đổi trong khoảng 1,5 - 3,0mđl/100g đất.
Nhìn chung, hàm lượng canxi và magiê trao đổi có sự khác biệt không nhiều ở trong cùng một nhóm đất và nó thuộc vào loại giàu. Riêng đối với mẫu đối chứng thì hàm lượng canxi và magiê trao đổi lần lượt là: 5,13mdl/100g đất và l,25mdl/100g đất. Việc sử dụng nước thải tưới ảnh hưởng không nhiều lắm đến Ca2+, Mg2+ trong đất trồng rau.
Dung tích hấp phụ cation trao đổi (CEC):
Dung tích hấp phụ cation trao đổi là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ phì nhiêu của đất. Mỗi loại đất có khả năng hấp phụ khác nhau, khả năng hấp phụ đó phụ thuộc rất lớn vào hàm lượng keo đất, hàm lượng mùn, thành phần khoáng, thành phần cơ giới đất và giá trị pH của đất.
Dung tích hấp phụ phản ánh khả năng của đất chống lại sự rửa trôi các chất dinh dưỡng và có vai trò quan trọng trong việc tích luỹ và điều tiết chất dinh dưỡng cho cây trồng.
Kết quả phân tích ở bảng 9 cho thấy, CEC dao động từ 12,6mdl/100g đất đến 15,6 mdl/lOOg đất. Riêng mẫu đối chứng có dung tích hấp phụ là 12,8mdl/100g đất, lớn hơn dung tích hấp phụ của các mẫu sau: B2B3 Tuy nhiên, xét trung bình từng nhóm thì dung tích hấp phụ của mẫu đối chứng nhỏ hơn so với dung tích hấp phụ của trung bình các nhóm mẫu và điều đó cho thấy việc sử dụng nước thải tưới có ảnh hưởng đến giá trị CEC của đất.
mdl/lOOg đất
□ TB nhóm 1 ■ TB nhóm 2 □ ĐC
Ccl. c EC
Biểu đồ 6: Hàm lượng trung bừih các cation trao đổi trong đất ứồng rau
Qua biểu đồ 6 cho thấy, hàm lượng Ca2+. Mg2+ trao đổi trong đất trồng tưới nước thải lớn hơn so với đất đối chứng.
Điều này được giải thích rằng trong đất nghiên cứu có hàm lượng mùn lớn hơn nhiều so với mẫu đối chứng, nên khả năng giữ lại các cation cũng lớn hơn so với mẫu đối chứng.
Lượng chất hữu cơ trong đất quyết định đối vói giá trị dung tích hấp phụ trao đổi cation. Ở đất khoáng hoá mạnh làm giảm lượng chất hữu cơ dẫn đến giảm lượng CEC của đất.
3.2.5. Hàm lượng một sô nguyên tô trong đất:
Hàm lượng Cu trong đất:
Đồng là một nguyên tố vi lượng rất cần và quan trọng đối với đời sống của thực vật và động vật. Đồng thường có mặt trong các enzym, ôxy - hoá khử, cây thiếu đồng thì lá bị héo rất rõ, làm chậm quá trình chúi, giảm độ mẩy hạt, giảm năng suất cây trồng. Khi thiếu đồng, hoạt tính của các enzym bị giảm sút, tăng sự đóng các lỗ khí khổng và làm cho hiệu quả quang hợp của cây trồng giảm và giảm năng suất cây trồng, ở một sô đất thiếu đồng thì khi bón thêm đồng, dưới hình thức xử lý hạt giống, hoặc phun trên lá, tưới cho cây con đều cho năng suất cao hơn khi không bón đồng. Tuy nhiên, với hàm lượng lớn thì đồng cũng là yếu tố gây độc.
Kết quả phân tích ở bảng 10 cho thấy, hàm ỉượng đồng tổng số đao độnơ trong khoảng 19,lmg/kg đến 64mg/kg. Mẫu đối chứng có hàm lượng đồng tổnơ số là 21,4mg/kg. Như vậy, hàm lượng đồng trong đất ở mẫu đối chứng lớn hơn hàm lượng đồng trong mẫu BI và B3, nhỏ hơn mẫu B2, B4 và B5. Điều này cho thấy việc sử dụng nước thải để tưới có ảnh hưởng đến việc tích luỹ đồnơ tronơ đất, đặc biệt là đất trồng rau nước (45,5 mg/kg đất).
Hàm lượng Zn trong đất:
Kẽm cũng là một trong những nguyên tố vi lượng cần thiết đối với động vật thực vật và con người. Nếu thiếu kẽm sẽ ảnh hưởng xấu đến quá trình quang hợp và phá vỡ quá trình trao đổi chất trong cây, thiếu kẽm làm giảm qúa trình tổng hợp vật chất di truyền, do đó ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Nhìn chung kẽm có tính độc thấp, thường ở hàm lượng rất lớn mới gây độc.
Kết quả phân tích ở bảng 10 cho thấy hàm lưọng kẽm dao động trong khoảng 55,6 đến 89,6mg/kg, riêng mẫu đối chứng có hàm lượng kẽm tổng số là 59,2mg/kg, cao hơn hàm lượng kẽm ở mẫu Bl. Nhìn chung hàm lượng kẽm
trung bình trong các nhóm đất đều lớn hơn so với mẫu đối chứng. Chứng tỏ rằng khi sử dụng nước thải để tưới tăng sự tích luỹ kẽm trong đất.
Việt Nam chưa có tiêu chuân đánh giá đối với các vi lượng trong đất nhưng ơ một sô nước trên thế giới đã đưa ra tiêu chuẩn này. So với tiêu chuẩn cho phép của Anh và Đức thì hàm lượng đồng trong đất nghiên cứu thấp hơn giới hạn cho phép. mg/kg 100 80 60 40 20 0 _ ... C u Zn
Biểu đồ 7: Hàm lượng trung bình của các nguyên tô vi lượng trong đất trồng rau.
Qua biểu đồ 7 trên ta thấy, hàm lượng trung bình của Cu và Zn ở trong các nhóm mẫu đều lớn hơn hàm lượng Cu và Zn trong mẫu đối chứng. Trong các loại phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, nước tưới có chứa một lượng nhỏ các kim loại vi lượng, vì vậy khi bón phân, hoặc sử dụng nước thải trong nông nghiệp sẽ làm tăng hàm lượng chúng trong đất. Tuy nhiên, đất đồng bằng sông Hồng hầu như không có hiện tượng ô nhiễm kim loại vi lượng, lượng phân bón được sử dụng ở đây cũng ít hơn các nơi khác, nhưng so với mẫu đối chứng thì hàm lượng kim loại vi lượng trong đất ở đây lại lớn hơn. Chính vì vậy có thể khẳng định sử dụng nước thải để tưới cho cây trông có xu hướng làm tăng hàm lượng kim loại vi lượng trong đất trồng rau.
â A
□ TB nhóm 1 ■ TB nhóm 2 □ ĐC
3.3. KẾT Q UẢ PH ÂN TÍCH MỘT s ố CHỈ TIÊU TRONG RAU
3.3.1. Các nguyên tố dinh dưỡng (N, p, K) trong thực vật.
Nitơ tổng số trong thực vật được xác định để tính sự mang đi theo nănơ suất của nguyên tố này từ đất cũng như đánh giá chất lượng nông sản và cân bằng của nitơ. Hợp chất chứa nitơ bao gồm protein và không phải protein. Hợp chất không phải protein chiếm ít hơn ( 10% so với tổng số), nitơ thường có trong hạt. Theo kết quả phân tích ở bảng 11 cho thấy, hàm lượng nitơ tổng số trong rau dao động từ 1,54 - 4,06% so với chất khô tuyệt đối phụ thuộc vào loại rau.
Bảng 11: Hàm lượng một số nguyên tố dinh dưỡng trong thực vật.
Chỉ tiêu Mầu Nts (%N) Pts (% P 2Os) Kts (% K 20 ) Hành 2,94 0,47 2,66 Rau muống 1,54 0,47 2,75 Cải xoong 3,26 0,75 2,69 Rau cần 4,06 0,53 3,29 Xà lách 3,36 0,42 2,72 Diếp cá 2,17 0,50 2,61
Phân tích phốtpho trong thực vật để biết được mức độ cung cấp nguyên tố này cho thực vật đề ra mức bón phân phốtpho hợp lý. Phốtpho trong cây chủ yếu ở dạng hữu cơ và phần nỏ ở dạng khoáng phốtpho chủ yếu tồn tại trong hạt và trong quả còn trong thân, rễ, lá và cành thì hàm lượng phốtpho ít hơn. Hàm lượng phốtpho thay đổi phụ thuộc vào điều kiện đất, khí hậu, đặc điểm sinh học của cây, chế độ dinh dưỡng và dao động từ 0,42 đên 0,75% so với trọng lượng chất khô tuyệt đói.
Kali trong thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc tạo bó mạch và làm cứng cây. Hàm lượng kali trong thực vật thay đổi phụ thuộc vào đặc điêm sinh học của cây, hàm lượng kali có trong đất. Kêt quả phân tích cho thấy hàm lượng kali trong các mẫu thực vật dao động từ 2,61 đến 3,29% so với trọng lượng khô tuyệt đối.
□ Hành ■ Rau muống □ Cải xoong □ Rau cần ■ Xà lách □ Diếp cá
Bieu đô 8: Hàm lượng N, p , K tông sô trong các loại rau
Qua biểu đồ trên cho thấy, hàm lượng các chất dinh dưỡng trong các loại rau dao động không lớn. Riêng N có sự dao động lớn hơn và phụ thuộc vào nhu cầu của từng loại cây.
3.3.2. Hàm lượng một số nguyên tố vi lượng trong rau:
Nguyên tố vi lượng là những nguyên tố mà hàm lượng của chúng trong đất rất nhỏ và nhu cầu của cây trồng đối với chúng cũng rất ít, nhưng chúng là các nguyên tố cần thiết đối với đời sống cây trồng, chúng tham gia vào trong các quá trình sống của thực vật và nếu thiếu chúng thì vòng đời của cây trồng không hoàn chỉnh. Đồng và kẽm là hai nguyên tố vi lượng quan trọng đối với thực vật cũng như động vật, nhưng nếu hàm lượng quá lớn thì nó sẽ trở thành yếu tố gây độc.
Theo tiêu chuẩn môi trường và vệ sinh thực phẩm của bộ y tế Việt Nam trong rau quả sấy khô đối với Cu là 20mg/kg, Zn là 20mg/kg chất khô [19], thì tất cả các mẫu rau nghiên cứu đểu có hàm lượng Cu ở dưới mức cho phép (13 0 - 18,lmg/kg), nhưng hàm lượng Zn lại vượt mức giới hạn cho phép (24,6 - 35,3mg/kg).
Biểu đồ 9: Hàm lượng các nguyên tô vi lượng trong các loại rau
Biểu đồ trên cho thấy, hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong các loại rau dao động không lớn, nhưng hàm lượng của chúng lại ở mức cao. Thực vật hút thu các chất dinh dưỡng một cách chọn lọc, tuy nhiên nếu hàm lượng các chất dinh dưỡng đó trong đất lớn sẽ ảnh hưởng đến tính chọn lọc của cây. Hàm lượng các kim loại vi lượng trong đất tuy không vượt quá giới hạn cho phép, nhưng cũng có thể thấy việc sử dụng nước thải tưới đã ảnh hưởng đến hàm lượng của chúng trong đất và trong cây. Vấn đề này cần được nghiên cứu thành một chuyên đề riêng.
3.4. ẢNH HUỞNG CỦA TUỔI NUỚC THẢI ĐẾN c à c h ư a.
Vì điều kiện khong cho phép bố trí thí nghiêm quy mô ở ngoài đồng ruộng. Thí nghiệm tiến hành đơn giản để người nông dân thực hiện. Điều kiện thí nghiệm đã trình bày ở chương 2.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 13.
Bảng 13. Ảnh hưởng tưới nước thải đến cây cà chua.
m g/kg 40 T □ Rau cần ■ Xà lách □ Diếp cá □ Hành ■ Rau muống □ Cải xoong Cu Zn 33
Xử lý tưới Nâng suất ỉần thu hoạcìi đầu tiên
kg/ô tấn/ha
1. Tưới 100% nước thải 138,2 46,0
2. Tưới nước thải pha loãng gấp đôi
132,6 44,2
Kết quả thí nghiệm bước đầu chưa đủ độ tin cậy, nhưng có thể thấy việc sử dụng nước thải tưới đã ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Cần phải bố trí thí
K Ế T L U Ậ N V À Đ Ể N G H Ị
KẾT LUẬN:
1. Giá trị COD (22 - 72mg/l), BOD(9,4 - 32,8mg/l) trong nước tưới cho đất nông nghiệp tại thôn Bằng B vượt quá giới hạn cho phép của nước mặt loại B và cao hơn so với giá trị COD, BOD trong nước tiêu.
2. Giá trị pH (6,31 - 7,13), Do (1,8 - 5,2 mg/1) tăng lên sau khi vào ruộng và không vượt quá tiêu chuẩn.
3. Hàm lượng Cu2+, Zn2+ và các chất dinh dưỡng (N, p, K, Ca2+, M s2+) giảm đi sau khi vào ruộng.
4. Đất vùng nghiên cứu có phản ứng chua yếu (pHKC1 = 4,51 - 6,37) so với mẫu đối chứng là 6,07.
5. Trong đất nghiên cứu hàm lượng mùn, nitơ tổng số, kali tổng số thuộc vào loại trung bình đến giàu: Mùn (1,18 - 3,47%) lớn hơn so với mẫu đối chứng (1,30%); N (0,11 - 0,23%) lớn hơn so với mẫu đối chứng (0,13%); p (0,06 - 0,21%) so với mẫu đối chứng là 0,09%; Kali tổng số trong các mẫu đều thuộc vào loại trung bình (0,14 - 1,02%) lớn hơn mẫu đối chứng là 0,14% sử dụng nước thải để tưới đã ảnh hưởng đến dự trữ chất dinh dưỡng trong đất trồng rau.
6. Hàm lượng nitơ thuỷ phân dao động trong khoảng 4,48 - 9,24mg/100g đất, thuộc vào loại trung bình đến giàu so với mẫu đối chứng là 5,60mg/100 đất; Hàm lượng phốtpho dễ tiêu trong tất cả các mẫu đều thuộc loại giàu (3,28 - 35,47 mg/lOOg đất) lớn hơn so với mẫu đối chứng là 2,29mg/100g đất; Hàm lượng kali dễ tiêu trong đất nghiên cứu dao động từ (6,7 - 24,7mg/100g đất) thuộc vào loại từ nghèo đến giàu so với mẫu đối chứng là 7,5mg/100g đất.
7. Hàm lượng cation trao đổi trong đất: CEC (11,5 - 15,6mdl/100g đất) mẫu ĐC là 5,13 mdl/lOOg đất; Ca2+ (4,50 - 7,50mdl/100g đất) mẫu ĐC là 5,13 mdl/lOOg đất; Mg2+ (1,25 - 3,50mdl/100g đất) mẫu ĐC là 1,25 mdl/lOOg đất.
8. Hàm lượng các kim loại vi lượng tương đối lớn: Cu2+ (19,1 - 64,0 mg/kg) mẫu ĐC là 21,4mg/kg; Zn2+ (55,6 - 89,6mg/kg) mẫu ĐC là 59,2mg/kg.
Hầu hết hàm lượng các chỉ tiêu írong các mẫu nghiên cứu đều lớn hơn so với mẫu đối chứng.
Việc sử dụng nước thải để tưới đã cung cấp một lượng lớn chất dinh dưỡng cho cây trồng. Giảm lượng phân bón, do đó có thể tiết kiệm được kinh phí đầu tư cho sản xuất.
ĐỀ NGHỊ:
Qua nghiên cứu về sự ảnh hưởng của sử dụng nước thải tưới đất nông nghiệp tại Bằng B, phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội có thể nêu ra một số đề nghị sau:
1. Cần có sự kiểm soát ở các nguồn xả thải ra các sông thoát nước ở Hà Nọi, vì về lâu dài sử dụng nước thải từ các con sông này để tưới sẽ có sự tích luỹ chất ô nhiễm trong đất, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khoẻ con người.
2. Cần có các biện pháp giảm thiểu chất ô nhiễm trước khi bơm nước vào đổng ruộng.
3. Cần nghiên cứu chi tiết về cân bằng dinh dưỡng trong đất sử dụng nước thải để tưới cho cây trồng.
T À I L IỆ U T H A M K H A O
1 - Đỗ Ánh - Độ phì nhiêu của đất và dinh dưỡng cây trồng. NXB Nônơ nghiệp 2001
2. Nguyên Xuân Cự - Hấp phụ photphat và quá trình làm giàu photpho trong đất phù sa sông hồng, tuyển tập các công trình khoa học. 1998. .
3. Lê Đức, Nguyễn Xuân Cự - Ô nhiễm kim loại nặng môi trường đất trồng bằng sông Hổng, tuyển tập các công trình khoa học, 1998.
4.Trần Khắc Hiệp - Một số ý kiến về sử dụng phân nitơ và vấn đề môi trường, Thông báo khoa học của các trường đại học, 2000.
5. Bùi Hiếu, Lương Văn Hào - Kỹ thuật tưới cho một số cây lương thực và hoa màu. NXB Nông nghiệp, 1994.
6. Trịnh Xuân Hoàng, Đánh giá diễn biến và dự báo chất lượng nước hệ thống sông nhận nước thải thuộc thành phố Hà Nội. Luận án thạc sỹ khoa học, 2000.
7. Trần Khải, Nguyễn Tử Siêm - Những đặc điểm đất Việt Nam trong mối quan hệ với phân bón. Tạp chí Khoa học Đất số 6, 1996.
8. Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp, Trịnh Thị Thanh - Hoá học nông nghiệp. NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 1996.