Phương pháp nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu

Phạm vị nghiên cứu: Đất nông nghiệp tại một số huyện khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc địa phận các huyện Thanh Trì - Hà Nội, Duy Tiên - Hà Nam và Trực Ninh, Nam Trực - tỉnh Nam Định.

Phương pháp lấy mẫu và bảo quản và phân tích mẫu

Mẫu đất được lấy theo phương pháp đường chéo, mỗi mẫu đất hỗn hợp được lấy từ 5 điểm trên cùng một ruộng. Lấy đất ở tầng canh tác có độ sâu từ 0-20 cm, khối lượng 1-2 kg đất/mẫu.

Phương pháp lấy mẫu đất được thực hiện theo TCVN 4046:1985 [1], các mẫu được lấy cách đê sông Hồng từ 200 m đến 2 km, 5 mẫu được lấy tại huyện Thanh Trì, Hà Nội (kí hiệu mẫu ĐM01 đến ĐM05), 5 mẫu được lấy tại huyện Duy Tiên, Hà Nam (kí hiệu mẫu ĐM06 đến ĐM10), 2 mẫu lấy tại huyện Trực Ninh, Nam Định (kí hiệu mẫu ĐM11, ĐM12), 3 mẫu lấy tại huyện Nam Trực, Nam Định (kí hiệu mẫu ĐM13 đến ĐM15).

Phương pháp phân tích các thông số thực hiện theo Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT [2,3,4]. Mẫu được phân tích tại Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học TN&MT Hà Nội.

Phương pháp xử lý số liệu

Số liệu trình bày trong phần kết quả là số liệu trung bình của 3-5 lần lặp lại thí nghiệm. Các kết quả phân tích đều được xử lý bằng phần mềm MS Excel.

Kết quả nghiên cứu

Một số tính chất hóa học cơ bản của đất

Kết quả phân tích một số tính chất hóa học cơ bản của đất được thể hiện trọng Bảng 1.

Bảng 1: Kết quả các chỉ tiêu lý hóa học

Giá trị pHKCl: Các kết quả phân tích cho thấy, đất nông nghiệp hạ lưu sông Hồng ở vùng nghiên cứu có phản ứng trung tính với giá trị pH dao động từ 6,15 - 7,53 thích hợp cho canh tác lúa và trồng hoa màu. Điều này phù hợp với thực tế, người nông dân ở đây rất chú trọng tới các biện pháp cải tạo đất đặc biệt là bón vôi để giảm chua cho đất, kiểm soát tốt lượng bón phân hữu cơ và phân khoáng cho đất.

Chất hữu cơ (TOC): Tổng Cacbon hữu cơ là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá độ phì nhiêu của đất. Hàm lượng TOC trong các mẫu đất nghiên cứu có giá trị từ 0,71 -6,0%. Trong đó, hai mẫu đất là ĐM13 và ĐM15 lấy có hàm lượng cao nhất, mẫu đất ĐM05 và ĐM08 có hàm lượng TOC khá thấp, phần lớn các mẫu còn lại được đánh giá ở mức khá. Qua đây có thể thấy, trong quá trình canh tác, lượng phân hữu cơ được bón vào đất là phù hợp, người dân thực hiện tốt việc chế độ luân phiên canh tác để nâng cao hàm lượng tổng Cacbon cho đất.

CEC và Ca2+,Mg2+trao đổi: Kết quả phân tích hàm lượng Ca2+, Mg2+ và dung tích hấp phụ cation (CEC) trong các mẫu đất chỉ ra rằng, khả năng trao đổi CEC của các mẫu đất nghiên cứu ghi nhận ở mức trung bình (11,2 - 17,5 mgđl/100 g đất) được xếp vào loại trung bình theo thang đánh giá (Đỗ Ánh, 2010). Hàm lượng Ca2+ trong các mẫu đất nghiên cứu đều ở mức khá và có sự chênh lệch rõ rệt, giá trị cao nhất mẫu đất (ĐM7 = 11,5); giá trị thấp nhất mẫu đất (MĐ11 =4,52). Đối với hàm lượng Mg2+ có kết quả dao động từ 0,3 - 3,07 mgđl/100 g đất, theo thang đánh giá của Lê Văn Khoa (Dinh dưỡng khoáng thực vật, 2009) các mẫu đất MĐ9,10 có hàm lượng Mg2+ ở mức cao, các mẫu đất còn lại đều có hàm lượng Mg2+ ở mức trung bình và thấp. Phần lớn các mẫu có tổng hàm lượng Ca2+ và Mg2+chiếm tỷ lệ tương đối cao từ 66,82 - 88,44%.

Hàm lượng các chất dinh dưỡng NPK trong đất

Với loại đất nông nghiệp thì hàm lượng NPK trong đất là các thông số quan trọng đánh giá chất lượng đất.

Bảng 2: Hàm lượng NPK trong đất

Hàm lượng các chất dinh dưỡng NPK dạng tổng số trong đất được so sánh với các thang đánh giá dẫn theo Lê Văn Khoa và cộng sự (2009) [5].

Nitơ tổng số trong đất là một chỉ tiêu được dùng để đánh giá độ phì nhiêu tiềm tàng của đất. Kết quả phân tích hàm lượng nitơ tổng số tại 15 điểm lấy mẫu cho thấy hàm lượng nitơ tổng số dao động trong khoảng 0,05-0,17%, các mẫu ĐM1,4,6,8,15 có hàm lượng nitơ ở mức khá, các mẫu còn lại có hàm lượng nitơ ở mức trung bình. Điều này cũng chứng tỏ quá trình phân giải mùn giải phóng nitơ trong đất diễn ra tốt và lượng bón bổ sung phân đạm cho cây cũng góp phần làm tăng hàm lượng đạm dễ tiêu cho đất để đáp ứng nhu cầu của cây trồng.

Hàm lượng phốt pho tổng số trong các mẫu đất nghiên cứu dao động từ 0,189 - 0,278% và được xếp vào loại giàu phốt pho. Hàm lượng phốt pho trong đất được duy trì như vậy là do quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ trong đất xảy ra tương đối tốt, các giá trị này cũng phù hợp với kết quả điều tra nông hộ, người dân ở đây đã bón bổ sung thêm phân lân cho đất để đảm bảo cung cấp cho giống cây trồng ăn quả và hoa màu.

Kali là một nguyên tố có đặc tính di động cao và có khả năng tái phân phối ở những vùng sinh trưởng, ngoài ra kali có chức năng điều hòa lượng nước giúp cho cây kháng hạn. Hàm lượng kali tổng số dao động từ 1,82 - 3,94% được xếp vào nhóm đất giàu kali, với kết quả này cho thấy đất ở khu vực nghiên cứu phù hợp cho canh tác hoa màu và các giống cây ăn quả.

Hàm lượng một số nguyên tố kim loại nặng (Zn, Cu, Pb, Cd, As) trong đất

Bảng 3: Hàm lượng kim loại nặng tổng số trong đất

Đất bị ô nhiễm KLN là vấn đề đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu bởi sự nguy hiểm của KLN đối với sức khỏe con người. KLN từ đất có thể xâm nhập vào cơ thể con người thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc qua chuỗi thức ăn gây nên sự nhiễm độc cơ thể.

Trong số các KLN nghiên cứu thì Cu, Zn là hai nguyên tố vi lượng, có vai trò sinh lý đối với cây trồng, các nguyên tố này trở thành những chất gây ô nhiễm môi trường nếu tồn tại ở nồng độ vượt quá mức cho phép.

Đối với KLN tổng số gồm (Cu, Pb, Cd, Zn, As) kết quả phân tích cho thấy hàm lượng KLN tổng số trong đất thấp hơn nhiều so mức giới hạn cho phép theo QCVN03-MT:2015/BTNM.

Đối với từng kim loại: Kết quả phân tích hàm lượng Cu, Pb, Cd, As đều có giá trị nhỏ hơn nhiều so mức giới hạn cho phép theo QCVN 03-MT:2015/BTNMT. Đối với Zn kết quả phân tích cho thấy, có 3/15 mẫu có giá trị vượt từ 1,7 đến 2,0 lần so với quy chuẩn QCVN 03-MT:2015/BTNMT, mặc dù Zn là nguyên tố vi lượng cần thiết cho cây trồng, tuy nhiên đối với các mẫu đất ĐM1,11,12 không cần bón bổ sung phân vi lượng có chứa Zn vào đất trồng.

Kết luận

Một số chỉ tiêu về tính chất hóa học của môi trường đất nông nghiệp tại một số huyện khu vực hạ lưu sông Hồng. Nghiên cứu đã thu thập 15 mẫu đất ở 3 huyện Thanh Trì - TP. Hà Nội, Duy Tiên - tỉnh Hà Nam, Trực Ninh, Nam Trực - tỉnh Nam Định được quan trắc cho thấy đất của vùng này tương đối thích hợp cho việc canh tác lúa, rau màu và cây ăn quả: Đất có pH ở mức trung tính, hàm lượng TOC ở mức khá, CEC ở mức trung bình. Hàm lượng nitơ được đánh giá ở mức độ trung bình, nhưng hàm lượng kali và phốt pho tổng số ở mức giàu đảm bảo cung cấp kịp thời, đầy đủ chất dinh dưỡng cho cây trồng trong những giai đoạn cần thiết. Đất ở khu vực nghiên cứu đảm bảo an toàn về một số chỉ tiêu KLN (Cu, Pb, Cd, Zn, As). Hàm lượng tổng số của các KLN này trong đất đều thấp hơn mức giới hạn quy định nhiều lần, hàm lượng các nguyên tố vi lượng ở mức cần thiết và phù hợp với cây trồng [7].

Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học và thực tiễn để nhóm nghiên cứu có thể đưa ra một số giải pháp khuyến nghị trong công tác canh tác và lựa chọn cây trồng phù hợp với đặc tính và chất lượng đất. Để canh tác đất nông nghiệp thực sự hiệu quả, cần có sự triển khai đồng bộ cũng như vào cuộc của các nhà quản lý, doanh nghiệp, người dân và các nhà khoa học.

Lời cảm ơn: Để thực hiện nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã được sự hỗ trợ kinh phí từ Bộ TN&MT, Đề tài cấp bộ mang mã số: TNMT 2018,02,15, Các tác giả xin trân trọng cảm ơn.

Tài liệu tham khảo

1. TCVN 4046:1985, đất trồng trọt - Phương pháp lấy mẫu;

2. Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT, Quy định kỹ thuật quan trắc Môi trường;

3. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp & Cái Văn Tranh, (2001). Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng, Nxb, Giáo dục, Hà Nội;

4. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Nguyễn Xuân Cự, Phạm Văn Khang & Nguyễn Ngọc Minh, (2004). Một số phương pháp phân tích môi trường, Nxb, ĐHQGHN, Hà Nội;

5. Lê Văn Khoa, Trần Thiện Cường & Lê Văn Thiện, (2009), Dinh dưỡng khoáng thực vật, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội;

6. QCVN 03-MT: 2015/BTNMT, (2015), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về giới hạn cho phép của một số kim loại nặng trong đất, Hà Nội;

7. Hội Khoa học Đất Việt Nam, (2000). Đất Việt Nam, Nxb, Nông nghiệp, Hà Nội.

TS. TRỊNH THỊ THẮM, ThS. NGUYỄN THÀNH TRUNG

 TS. TRỊNH THỊ THỦY

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội