nghiên cứu khả năng sinh trưởng, cải tạo và chống xói lở đất của một số loài thực vật trên đất sau khai khoáng tại huyện đồng hỷ tỉnh thái nguyên (2)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM











ĐÀO VĂN NÚI



NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, CẢI TẠO VÀ CHỐNG
XÓI LỞ ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT TRÊN ĐẤT SAU
KHAI KHOÁNG TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP







Thái Nguyên, năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM





ĐÀO VĂN NÚI



NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, CẢI TẠO VÀ CHỐNG
XÓI LỞ ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT TRÊN ĐẤT SAU

KHAI KHOÁNG TẠI HUYỆN ĐỒNG HỶ - TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành: TRỒNG TRỌT

Mã số: 606201



LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP


Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đặng Văn Minh





Thái Nguyên, năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

i
LỜI CẢM ƠN

Được sự đồng ý của ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, khoa Sau đại học, thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Văn
Minh, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, cải tạo
và chống xói lở đất của một số loài thực vật trên đất sau khai khoáng tại huyện
Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên”.
Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp, tôi nhận được sự hướng dẫn tận

tình của thầy giáo Đặng Văn Minh, sự giúp đỡ của lãnh đạo, người dân Thị trấn
Trại Cau.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Đặng Văn
Minh thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ khoa
Trồng trọt, khoa Sau đại học, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ ban lãnh đạo Thị trấn Trại Cau, ban
lãnh đạo Mỏ Sắt Trại Cau, các hộ gia đình cho mượn đất làm thí nghiệm tại
tổ 16, Thị trấn Trại Cau huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên; Các bạn bè
đồng nghiệp, các bạn sinh viên và những người thân trong gia đình đã giúp
đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2011
Tác giả



Đào Văn Núi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu
thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu
khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đặng
Văn Minh.
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong
luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học
vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều đã được ghi rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, tháng10 năm 2011
Tác giả




Đào Văn Núi









Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục đích của đề tài 3
2.1. Mục tiêu chung 3
2.2. Mục tiêu cụ thể 3
3. Yêu cầu 3
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Cơ sở lý luận 4

1.1.1. Cơ sở thực tiễn 4
1.1.1.1. Hiện trạng đất sau khai khoáng trên thế giới 4
1.1.1.2. Hiện trạng đất sau khai khoáng tại Việt Nam 6
1.1.2. Cơ sở khoa học 8
1.2. Tình hình nghiên cứu cây cải tạo đất và chống xói mòn trên thế giới 10
1.3. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 13
1.3.1. Nghiên cứu cây cải tạo đất 13
1.3.2. Nghiên cứu cây chống xói mòn, sạt lở đất 17
1.4. Một số nghiên cứu về cây cải tạo phục hồi đất sau khai thác khoáng sản trên Thế
giới và Việt Nam 18
1.5. Tổng quan khu vực nghiên cứu 20
1.5.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 20
1.5.1.1. Điều kiện tự nhiên 20
1.5.1.2. Tình hình kinh tế, x hi 23
1.5.2. Tình hình khai thác quặng sắt 26

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
1.5.2.1. Đặc điểm công nghệ sản xuất. 26
1.5.2.2. Hoạt đng khai thác của mỏ 26
1.5.2.3. Sản lượng khai thác quặng sắt của mỏ sắt Trại Cau. 28
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 29
2.1. Đối tƣợng 29
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 29
2.3. Phạm vi nghiên cứu 29
2.4. Nội dung nghiên cứu 29
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 29

2.5.1. Điều tra đánh giá hiện trạng và chất lượng đất sau khai khoáng tại
thị trấn Trại Cau
29
2.5.2. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, cải tạo đất của một số cây đậu đỗ ngắn
ngày trên đất mới hoàn thổ sau khai khoáng 30
2.5.2.1. Công thức thí nghiệm 30
2.5.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 30
2.5.3. Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, cải tạo đất của một số cây phân xanh họ đậu
dài ngày trên đất mới hoàn thổ sau khai khoáng 31
2.5.3.1. Công thức thí nghiệm 31
2.5.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 31
2.5.4. Nghiên cứu biện pháp chống sạt lở đất bằng biện pháp sinh học 32
2.5.4.1. Công thức thí nghiệm 32
2.5.4.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 32
2.6. Chỉ tiêu theo dõi 32
2.6.1. Đối với thí nghiệm 1: Cây đậu đỗ ngắn ngày 32

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v
2.6.2. Đối với thí nghiệm 2: Cây phân xanh họ đậu dài ngày 33
2.6.3. Đối với thí nghiệm 3: Cây cỏ chống xói mòn, sạt lở 33
2.7. Phƣơng pháp theo dõi 34
2.7.1. Cây trồng 34
2.7.2. Đánh giá đất 35
2.8. Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp và sơ cấp liên quan đến luận văn 36
2.9. Phƣơng pháp xử lý và tổng hợp số liệu 37
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGIÊN CƢ́ U VÀ THẢO LUN 38
3.1. Đánh giá hiện trạng và chất lƣợng đất sau khai khoáng tại khu vực mỏ sắt Trại
Cau 38

3.1.1. Hiện trạng và chất lượng đất 38
3.1.2. Đánh giá của người dân về chất lượng đất và nguyên nhân suy thoái
đất …………………………… ……………………………………… … 40
3.2. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, cải tạo đất của một số cây đậu đỗ
ngắn ngày trên đất mới hoàn thổ sau khai khoáng……………………… 41
3.2.1. Khả năng sinh trưởng của một số cây đậu đỗ ngắn ngày ……….……… 41
3.2.1.1. Chiều cao cây 41
3.2.1.2. Số cành (nhánh) 42
3.2.1.3. Số lượng nốt sần 43
3.2.1.4. Năng suất chất xanh, chất khô 44
3.2.1.5. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 45
3.2.2. Đánh giá các chỉ tiêu về đất 48
3.2.2.1. Ẩm đ đất 48
3.2.2.2. Dung trọng đất 49
3.2.2.3. Đ xốp của đất 50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
3.2.2.4. Phân tích các chỉ tiêu về dinh dưỡng đất sau khi trồng (mùn, đạm tổng số,
lân tổng số, kali tổng số, pH) 51
3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, cải tạo đất của một số cây phân xanh họ đậu
dài ngày trên đất sau khai khoáng mới hoàn thổ 54
3.3.1. Khả năng sinh trưởng của cây phân xanh họ đậu dài ngày 54
3.3.1.1. Chiều cao cây 54
3.3.1.2. Số cành (nhánh) 57
3.3.1.3. Số lượng nốt sần 59
3.3.1.4. Năng suất chất xanh 61
3.3.1.5. Năng suất chất khô 63
3.3.2. Chỉ tiêu về đất 64

3.3.2.1. Ẩm đ đất 64
3.3.2.2. Dung trọng đất 66
3.3.2.3. Đ xốp của đất 67
3.3.2.4. Phân tích các chỉ tiêu về dinh dưỡng đất (mùn, đạm tổng số, lân tổng số,
kali tổng số, pH) 68
3.4. Nghiên cứu biện pháp chống sạt lở đất bằng biện pháp sinh học 70
3.4.1. Khả năng sinh trưởng của cây trồng 70
3.4.1.1. Sinh khối chất xanh 71
3.4.1.2. Đ ăn sâu của rễ 72
3.4.1.3. Chiều dài rễ 72
3.4.1.4. Khối lượng rễ cây 73
3.4.2. Đánh giá đất sau mùa mưa 74
3.4.2.1. Lượng đất bị xói mòn rửa trôi 74
3.4.2.2. Lượng dinh dưỡng đất bị xói mòn rửa trôi 75

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vii
3.4.2.3. Đánh giá hiện tượng, khả năng bị sạt lở 77
KẾT LUN VÀ ĐỀ NGHỊ 78
1. Kết luận 78
2. Kiến nghị 79
CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUN VĂN 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81
A. Tài liệu tiếng việt 81
B. Tài liệu tiếng nƣớc ngoài 84
PHỤ LỤC 86

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ tài nguyên và môi trường
CP : Cổ phần
CRBD : Khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Complete randomized block design)
CRD : Hoàn toàn ngẫu nhiên (Complete randomized design)
cs : Cộng sự
CT : Công thức
CV : Hệ số biến động (Coefficient of variation)
ĐC : Đối chứng
ĐH : Đại học
ĐHNL : Đại học Nông lâm
ĐTM : Đánh giá tác động môi trường
GDP : Tổng thu nhập
KLN : Kim loại nặng

LSD : Giới hạn sai khác nhỏ nhất
MĐTC : Mẫu đất Trại Cau
NLKH : Nông lâm kết hợp
NSLT : Năng suất lý thuyết
Nxb : Nhà xuất bản
OTC : Ô tiêu chuẩn
QCCP : Quy chuẩn cho phép
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
THCS : Trung học cơ sở
THPT : Trung học phổ thông
TKV : Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam
TN : Thí nghiệm
TNKS : Tài nguyên khoáng sản
TP : Thành phố

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ix
TQ : Trung Quốc
TS : Tổng số (N
TS
– Đạm tổng số)
TX : Thị xã
UBND : Ủy ban nhân dân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

x
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Hiện trạng sử dụng đất trị trấn Trại Cau năm 2009 22
Bảng 1.2. Tình hình biến động dân số thị trấn Trại Cau giai đoạn 2005 - 2010 24
Bảng 1.3. Thiết bị khai thác quặng 26
Bảng 3.1. Kết quả phân tích đất tại mỏ sắt Trại Cau 39
Bảng 3.2. Biểu hiện của ô nhiễm, suy thoái môi trường đất do khai khoáng 40
Bảng 3.3. Nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái đất 40
Bảng 3.4: Chiều cao cây các giống qua các thời kỳ 41
Bảng 3.5: Số nhánh cấp 1 các giống trong thời kỳ phân nhánh 43
Bảng 3.6: Số lượng nốt sần các giổng qua các thời kỳ 44
Bảng 3.7: Năng suất chất xanh, chất khô qua các thời kỳ 45
Bảng 3.8: Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 46
Bảng 3.9: Ẩm độ đất qua các thời kỳ ở các công thức thí nghiệm 48
Bảng 3.10: Dung trọng đất trước và sau khi trồng 2 vụ 49

Bảng 3.11: Độ xốp của đất trước và sau khi trồng 2 vụ 50
Bảng 3.12: Hàm lượng tổng số của chất hữu cơ và nitơ trong đất…… …… 52
Bảng 3.13: Chỉ tiêu về dinh dưỡng đất trước và sau khi trồng 2 vụ …. 52
Bảng 3.14: Động thái sinh trưởng chiều cao cây của các loài 55
Bảng 3.15: Số nhánh cấp 1 của các loài qua từng tháng thí 58
Bảng 3.16: Số lượng nốt sần của các loài qua các giai đoạn sinh trưởng 60
Bảng 3.17: Năng suất chất xanh các loài qua các giai đoạn sinh trưởng thí nghiệm 2 61
Bảng 3.18: Năng suất chất khô các loài qua các giai đoạn sinh trưởng 63
Bảng 3.19: Ẩm độ đất các công thức thí nghiệm trong tháng theo dõi 65
Bảng 3.20: Dung trọng đất trước và sau khi trồng 1 năm 66

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

xi
Bảng 3.21: Độ xốp của đất trước và sau khi trồng 1 năm 67
Bảng 3.22: Chỉ tiêu về dinh dưỡng đất trước và sau khi trồng 1 năm . 68
Bảng 3.23: Sinh khối chất xanh các công thức 71
Bảng 3.24: Độ ăn sâu của rễ qua các giai đoạn sinh trưởng 72
Bảng 3.25: Chiều dài rễ qua các giai đoạn sinh trưởng 73
Bảng 3.26: Khối lượng rễ cây qua các giai đoạn sinh trưởng 73
Bảng 3.27: Lượng đất bị xói mòn trong các tháng mưa 74
Bảng 3.28: Lượng dinh dưỡng đất bị xói mòn rửa trôi trong các tháng mưa 75
Bảng 3.29: Lượng dinh dưỡng đất bị xói mòn rửa trôi trong các tháng mưa 76

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

xii
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ khai thác quặng sắt 27
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 30
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 31
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 33
Hình 3.1: Chiều cao cây qua các thời kỳ sinh trưởng thí nghiệm 1 42
Hình 3.2: Sinh trưởng chiều cao của cây trong 12 tháng (5/2010 – 4/2011) 57
Hình 3.3: Khả năng đẻ nhánh của cây cây trong 12 tháng (5/2010 – 4/2011) 59
Hình 3.4: Năng suất chất xanh sau trồng 6 tháng, 12 tháng thí nghiệm 2 62

Hình 3.5: Năng suất chất khô sau trồng 6 tháng, 12 tháng thí nghiệm 2 64
Hình 3.6: Năng suất chất xanh qua các lứa cắt và tổng cả năm thí nghiệm 3 71



- 1 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Đất là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là thành phần quan trọng
hàng đầu của môi trường sống, nó không sinh ra và không mất đi mà chỉ có
thể tốt hoặc xấu đi dưới sự tác động của con người.
Cho đến nay sản xuất nông nghiệp vẫn chủ yếu dựa vào đất. Quá trình
quản lý và sử dụng đất đai hợp lý sẽ đưa lại sư phát triển bền vững cho sản
xuất nông nghiệp.
Nước ta là một nước nông nghiệp với tổng dân số hơn 86 triệu người
thì có tới trên 74,8% số dân vẫn đang sống ở nông thôn (Tổng cục thống kê,
2010, ) . Khi đất nước ta đổi mới từ nền kinh tế tập
trung bao cấp sang cơ chế thị trường, sản xuất nông nghiệp của nước ta đã có
những bước tiến quan trọng. Từ một nước nghèo, năng suất lương thực thấp,
phải nhập khẩu lương thực, cho đến nay Việt Nam đã trở thành nước xuất
khẩu gạo đứng thứ hai trên thể giới; và đưa mức lương thực có hạt bình quân
đầu người từ dưới 200kg/người/năm (thập kỷ 80 của thế kỷ trước) lên
440kg/người/năm (2001). Tuy nhiên, tốc độ phát triển nông nghiệp ở các
vùng là không đều nhau, vùng núi và trung du còn chậm, trình độ dân trí thấp,
cơ sở hạ tầng còn yếu kém, sản xuất nông nghiệp chủ yếu là tự cung, tự cấp.
Chính vì vậy hệ số sử dụng ruộng đất còn thấp, thu nhập bình quân đầu người
trên một đơn vị diện tích chưa cao.

Thái Nguyên là tỉnh nằm ở vùng trung du miền núi Bắc Bộ, có diện tích
3.547,1 km
2
. Tỉnh có địa hình đa dạng: phía Bắc và Đông Bắc có nhiều dãy
núi (ở huyện Định Hoá, Đại Từ, Võ Nhai), các huyện TP, TX ở phía Nam có
địa hình gò đồi và đồng bằng tương đối bằng phẳng.
Trong những năm gần đây, kinh tế tỉnh Thái Nguyên đã đạt tốc độ phát
triển mạnh trong đó có sự đóng góp to lớn của ngành công nghiệp khai thác và chế
biến khoáng sản. Theo quy hoạch phát triển từ nay đến 2020 tốc độ tăng trưởng
GDP của tỉnh Thái Nguyên đến 12 – 15%/năm cao hơn mức tăng trung bình của
- 2 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

cả nước (8 – 9%); trong đó, ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản
đóng góp một tỷ trọng lớn trong sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.
Theo báo cáo tổng hợp các kết quả điều tra tài nguyên khoáng sản trên
địa bàn tỉnh Thái Nguyên của Liên Đoàn Địa chất Đông Bắc (2005) đã ghi
nhận phát hiện 176 mỏ, điểm khoáng sản của 24 loại khoáng sản rắn thuộc 4
nhóm và các nguồn nước nóng - nước khoáng, trong đó có nhiều loại khoáng
sản đang được khai thác. Cụ thể là:
- Nhiên liệu khoáng có: than đá, than mỡ đang được khai thác ở Khánh
Hoà, Núi Hồng, Phấn Mễ, Làng Cẩm,…
- Khoáng sản kim loại có: sắt, mangan, titan, vonfram, đồng, chì, kẽm,
thiếc, thuỷ ngân, vàng,…
- Khoáng chất công nghiệp có: phosphorit, kaolin, sét – kaolin, graphit,
dolomit,…
- Vật liệu xây dựng có: đá vôi xi măng, đá sét xi măng, đá ốp lát, cát
xây dựng, sét gạch ngói, cát cuội sỏi lòng sông,…
Thái Nguyên là một trong những tỉnh có nguồn khoáng sản phong phú
nhất cả nước, đặc biệt là các khoáng sản phục vụ cho ngành luyện kim và chế

biến vật liệu xây dựng như: sắt, chì, kẽm, titan, đá, sét,… Với những tiềm
năng lớn về khoáng sản, trên địa bàn tỉnh có rất nhiều cơ sở khai thác, chế
biến khoáng sản từ quy mô nhỏ đến lớn và đây là một trong những ngành
chiếm dụng diện tích nông lâm nghiệp lớn.
Quá trình khai thác khoáng sản, người ta sử dụng các loại máy móc
thiết bị cho các quá trình: khai thác, sàng tuyển, vận chuyển,…; các loại hoá
chất. Tất cả đều tác động tiêu cực đến môi trường đất, làm thay đổi kết cấu.
Do quá trình khai thác cần một diện tích khá lớn cho khai trường và những
diện tích đất này hầu hết là đất nông lâm nghiệp. Tuy nhiên, sau khai khoáng
những diện tích đất này đều không còn khả năng canh tác. Bên cạnh đó, đất
còn bị nhiễm các kim loại nặng…
Khai thác khoáng sản ở địa phương đã thu hẹp diện tích đất sản xuất
nông nghiệp. Quá trình khai thác đã làm mất khả năng canh tác của đất nông
lâm nghiệp như: đổ đất đá lên đất trồng trọt, nước thải bùn đất do quá trình
- 3 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

tuyển quặng vùi lấp đất canh tác,… do đó những khu vực sau khai thác đất
không còn khả năng canh tác, bỏ hoang. Đồng thời, quá trình khai thác phải
đào đất đá để lấy quặng và đất đá thải đổ thành những bãi thải cao hàng vài
chục mét; những bãi thải đất đá này mỗi khi có mưa to, xói mòn, sạt lở làm
đất đá trôi xuống và vùi lấp cây rau màu của các hộ nông dân có ruộng ở gần
các khu bãi thải. Một yêu cầu cấp thiết đặt ra làm thế nào để phục hồi lại khả
năng canh tác của đất, hạn chế xói mòn sạt lở, khắc phục hậu quả do khai thác
khoáng sản để lại.
Đứng trước vấn đề đó, đề tài “Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, cải
tạo và chống xói lở đất của một số loài thực vật trên đất sau khai khoáng
tại huyện Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên” đượ c tôi lự a chọ n, nghiên cứ u.
2. Mục đích của đề tài
2.1. Mục tiêu chung

Xây dựng biện pháp cải tạo, phục hồi và sử dụng đất bị thoái hóa sau
khai thác khoáng sản nhằm tăng diện tích đất có chất lượng tốt sử dụng cho
sản xuất nông lâm nghiệp, góp phần làm tăng độ che phủ đất trên những vùng
đất trống nghèo kiệt và hạn chế xói mòn trên những bãi thải có độ dốc lớn do
ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được hiện trạng và chất lượng đất sau khai khoáng tại vùng
nghiên cứu.
- Nghiên cứu xác định các cây cải tạo đất và cây đậu đỗ để đưa vào hệ
thống canh tác trên đất sau khai khoáng.
- Nghiên cứu biện pháp chống xói mòn sạt lở bằng biện pháp sinh học
trên đất có nguy cơ sạt lở cao do hoạt động khai khoáng.
3. Yêu cầu
- Tìm ra giống đậu đỗ có khả năng sinh trưởng, cải tạo đất và cho năng
suất cao nhất trên đất sau khai khoáng.
- Tìm ra cây họ đậu trong tập đoàn cây phân xanh họ đậu trồng làm thí
nghiệm có khả năng cải tạo đất sau khai khoáng tốt nhất.
- Tìm ra loại cỏ có khả năng chống xói mòn, sạt lở tốt nhất.
- 4 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Cơ sở thực tiễn
1.1.1.1. Hiện trạng đất sau khai khoáng trên thế giới
Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ thập kỷ trước ở
nhiều quốc gia giàu tài nguyên như Nga, Mỹ, Australia, Campuchia,
Indonesia, Phillipines, Trung Quốc, Ấn Độ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày

càng gia tăng nguyên liệu khoáng của thế giới như quặng sắt, chì, kẽm, thiếc,
than đá, đồng và các loại khoáng sản khác, Mặc dù khai thác khoáng sản là
nguồn thu quan trọng, thúc đẩy tăng trưởng kinh tế của nhiều quốc gia, nhưng
ngành này cũng gắn liền với những tác động môi trường và xã hội nghiêm
trọng, đặc biệt là hiện tượng mất đất canh tác, xói lở, suy thoái tài nguyên
rừng và nguồn nước. Do đặc thù, nên ngành khai thác khoáng sản là ngành sử
dụng diện tích đất rất lớn, mặt khác đa số các mỏ đều nằm dưới những cánh
rừng và thủy vực có chức năng tạo sinh kế cho người dân. Hoạt động khai
thác khoáng sản dẫn đến suy thoái tài nguyên đất, tài nguyên rừng, tài nguyên
nước, là rất lớn (Hiếu Anh, 2010), [1].
Các phương pháp khai mỏ hiện nay như nổ mìn hoặc khoan đều rất thô
sơ và không hề có nỗ lực nào nhằm khôi phục lại những khu vực đã khai thác
do chi phí hoàn nguyên thường cao hơn nhiều so với giá trị khoáng sản. Tác
động môi trường tiêu cực từ khai mỏ thường xảy ra ngay trong chính bản thân
quá trình khai thác và các hoạt động liên quan như dọn mặt bằng mỏ, vận
chuyển và chế biến quặng. Suy thoái rừng và ô nhiễm nước do khai thác
khoáng sản không chỉ tác động đến hệ sinh thái mà còn tác động đến sinh kế
của người dân sống phụ thuộc vào nguồn tài nguyên này.
Điều đáng tiếc là các công ty khai khoáng ở các nước đang phát triển
trên thế giới đều rất ít quan tâm đến tác động môi trường. Trong khi đó, bản
thân chính phủ các quốc gia này lại thiếu năng lực hành chính - kỹ thuật cũng
như ý chí chính trị để quản lý và kiểm soát hiệu quả lĩnh vực này. Vấn đề này
- 5 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

lại càng trở nên trầm trọng hơn bởi một thực tế là thoả thuận khai thác khoáng
sản giữa chính phủ và các doanh nghiệp còn thiếu minh bạch và nỗ lực nhằm
kiểm soát nghiêm minh các hoạt động khai khoáng còn bị làm ngơ do sức hấp
dẫn lợi nhuận mang lại. Những khu vực bị tàn phá do khai thác thường bị bỏ
quên và tổn hại môi trường hầu như không thể ngăn chặn được.

Tổ chức Bảo vệ môi trường Green Cross của Thụy Sĩ và Viện Blacksmith
của Mỹ đã công bố kết quả nghiên cứu và đưa ra 10 nguyên nhân ô nhiễm môi
trường gây tác hại nghiêm trọng nhất trên thế giới, trong đó có 2 nguyên nhân
gây ô nhiễm thoái hóa môi trường đất có liên quan đến khai khoáng.
- Khai thác vàng thủ công: Với phương tiện đơn giản nhất như quặng
vàng trộn lẫn với thủy ngân, hỗn hợp này sẽ được nung chảy, thủy ngân bốc
hơi, chất còn lại là vàng. Hậu quả, người khai thác hít khí độc, còn chất thải
thủy ngân gây ô nhiễm, môi trường đất từ đó tích tụ trong cây cối, động vật và
từ đó lan sang chuỗi thực phẩm.
- Khai khoáng công nghiệp: Khó khăn lớn nhất là xử lý chất thải dưới
dạng đất đá và bùn. Chất thải này có thể có các hóa chất độc hại mà người ta
sử dụng để tách quặng khỏi đất đá. Chất thải ở các mỏ thường có các hợp chất
sulfid-kim loại, chúng có thể tạo thành axít, với khối lượng lớn; chúng có thể
gây hại đối với đồng ruộng và nguồn nước ở xung quanh. Bùn từ các khu mỏ
chảy ra sông suối có thể gây ùn tắc dòng chảy từ đó gây lũ lụt [9].
Sự phát triển của các ngành khai thác khoáng sản không đồng bộ với
biện pháp bảo vệ môi trường, cải tạo phục hồi môi trường đã để lại những hậu
quả suy thoái môi trường đất tại các khu vực khai thác khoáng sản:
- Một diện tích lớn đất nông nghiệp, lâm nghiệp trước đây bị chiếm
dụng cho mục đích khai thác khoáng sản vẫn để hoang hoá sau khi khai thác.
- Tầng đất mặt bị xáo trộn gây khó khăn cho việc hoàn thổ, phục hồi
môi trường sau khai thác.
1.1.1.2. Hiện trạng đất sau khai khoáng tại Việt Nam
Do đặc thù của khai thác mỏ là một hoạt động công nghiệp không
giống các hoạt động công nghiệp khác về nhiều mặt, như phải di dời một khối
lượng lớn đất đá ra khỏi lòng đất tạo nên một khoảng trống rất lớn và rất sâu.
- 6 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Một khối lượng lớn chất thải rắn được hình thành do những vật liệu có ích

thường chỉ chiếm một phần nhỏ của khối lượng quặng được khai thác, dẫn
đến nhiều khi khối lượng đất đá thải vượt khối lượng quặng nằm trong lòng
đất. Quá trình bốc xúc, tuyển rửa quặng, làm đất tơi xốp tạo điều kiện thuận
lợi cho phong hoá và hoá tách các khoáng vật kim loại chứa trong đó. Vì vậy,
có ảnh hưởng lớn đến môi trường, không chỉ khi cơ sở đang hoạt động mà
còn tiếp diễn về lâu dài sau khi cơ sở ngừng hoạt động. Môi trường chịu ảnh
hưởng lớn nhất trong khu mở moong khai thác là chất thải rắn, không sử dụng
được cho các mục đích khác, đã tạo nên trên bề mặt địa hình mấp mô, xen kẽ
giữa các hố sâu và các đống đất đá. Đặc biệt ở những khu vực khai thác "thổ
phỉ", tình hình còn khó khăn hơn nhiều. Một số diện tích đất xung quanh các
bãi thải quặng có thể bị bồi lấp do sạt lở, xói mòn của đất đá từ các bãi thải,
gây thoái hoá lớp đất mặt. Các cồn đống cuội, đá thải trong quá trình khai
thác vàng trên lòng sông ngăn cản, thay đổi dòng chảy gây sự xói lở đất bờ
sông, đê điều, gây úng lụt cục bộ.
Việc đổ bỏ đất đá thải tạo tiền đề cho mưa lũ bồi lấp các sông suối, các
thung lũng và đồng ruộng phía chân bãi thải và các khu vực lân cận. Quá trình
san lấp mặt bằng, xây dựng nhà tạm hoặc thủ công, hoặc cơ giới đều gây tiếng
ồn, gây bụi làm ô nhiễm môi trường không khí, ô nhiễm nguồn nước cũng
như làm đảo lộn môi trường đất tạo nên một vùng "đất mượn". Vùng "đất
mượn" khi có mưa lớn thường gây ra các dòng bùn di chuyển xuống vùng
thấp, vùng đất canh tác, gây tác hại tới hoa màu, ruộng vườn, nhà cửa, vào
mùa mưa lũ thường gây ra lũ bùn đá, gây thiệt hại tới môi trường kinh tế và
môi trường xã hội.
Việc dọn mặt bằng xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ việc mở mỏ cũng
làm cho quỹ đất nông lâm nghiệp bị mất, hoặc thay đổi địa hình. Cho đến nay
việc giải quyết các hậu quả về môi trường một cách chủ động đối với các mỏ
đã ngừng và sắp ngừng khai thác còn nhiều bất cập; Vì trước đây vấn đề bảo
vệ và hoàn phục môi trường trong quá trình phát triển khoáng sản (từ khi mở
mỏ đến khi ngừng khai thác) chưa được đặt ra một cách đúng mức trong các
- 7 -

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

phương án khai thác mỏ. Gần đây bắt đầu có một số mỏ đã ngừng khai thác
thì ngoài việc san gạt một cách tương đối một số diện tích mỏ có thể san gạt
được, các diện tích còn lại hầu như để nguyên hiện trường, chưa có phương
án sử dụng đất đai có hiệu quả về kinh tế và môi trường. Các hồ ở Bựu Long,
Kiện Khê và sắp tới là các mỏ Ga Loi (Huế), Long Thọ, được tạo thành do kết
quả tất yếu của việc đào sâu moong khai thác so với bề mặt chung của địa hình.
Trước mắt, sự tồn tại của các hồ chứa nước này thể hiện sự thay đổi theo xu
hướng tích cực về môi trường cảnh quan và điều kiện vi khí hậu khu vực.
Theo kết quả khảo sát mới nhất, đất và địa hình tự nhiên bị tác động đầu
tiên và mạnh nhất, do quá trình thăm dò, khai thác, chế biến tài nguyên khoáng
sản. Khảo sát ở mỏ quặng sắt Trại Cau, Tân Tiến và một số mỏ do địa phương
khai thác; mỏ than mỡ Phấn Mễ; mỏ vật liệu chịu lửa và đất sét Trúc Thôn và
nơi chế biến khoáng sản cho thấy, việc khai thác và đổ thải ở các mỏ này đã
phá huỷ cấu trúc đất đá, tạo điều kiện phân tán chất thải rắn từ khu mỏ đến các
nơi khác. Bên cạnh đó, quá trình khai thác, đổ thải, tháo khô mỏ và tuyển rửa
đã làm cạn kiệt nguồn nước ngầm, gây nứt nẻ, dịch chuyển bề mặt và gây sụt
lún bề mặt. Đất đá thải ở các khai trường và bãi thải bị cuốn theo nước mưa
chảy vào các dòng suối đã làm thay đổi dòng chảy, biến dạng địa hình, tác
động xấu đến sinh thái, cảnh quan khu vực. Hàng năm các mỏ của Vnsteel còn
sử dụng lượng chất nổ khá lớn. Khi nổ mìn đã phát sinh ra lượng bụi và khí nổ
phát tán ra môi trường xung quanh và lắng đọng mặt đất, nguồn nước. Một
lượng bụi khá lớn phát sinh do quá trình vận chuyển đất đá thải và khoáng sản
chưa chế biến về các xưởng tuyển cũng làm cho môi trường bị ô nhiễm. Một số
cây cối ven đường đã bị chết hoặc phát triển chậm. Khi tuyển quặng sắt và than,
một lượng bùn thải khá lớn có lẫn dầu, mỡ và các hoá chất dùng để tuyển được
thải ra cũng là một trong những tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước
ngầm (Tạp chí công nghiệp, 2009) [30].
Như vậy, ô nhiễm do hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường đất

thể hiện ở những khía cạnh chủ yếu sau:
- 8 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

- Khai thác làm phá vỡ cấu trúc trạng thái ban đầu của đất, làm biến đổi
bề mặt đệm, xáo trộn bề mặt đất, phá huỷ thảm thực vật kéo theo hiện tượng
xói mòn, rửa trôi gây suy thoái môi trường đất.
- Khai thác quặng thải ra một lượng chất thải rắn lớn, làm suy giảm
diện tích đất, mất đất canh tác.
- Hoạt động khai thác vận chuyển, sàng tuyển và đổ thải đất đá tạo ra
lượng lớn nước thải kèm theo lượng dầu mỡ và các phương tiện vận chuyển
đổ thải vào môi trường đất từ đó gây ô nhiễm môi trường về mặt lí hoá đất.
Như vậy hoạt động khai thác đã tác động nhiều đến bề mặt đất, làm xáo
trộn đất, cần có những biện pháp cải tạo đất để trả lại khả năng sản xuất của đất.
1.1.2. Cơ sở khoa học
Khi cuộc sống con người phát triển, cũng là khi tài nguyên đất được
khẳng định rõ ràng về chức năng và vai trò của nó. Đất là vật thể tự nhiên có
quá trình phát sinh và phát triển riêng, chịu tác động của nhiều yếu tố. Đất
không phải là một "vật chết" mà đất ở "thể sống", luôn biến đổi. Học thuyết
Mac - Lênin đã khẳng định: "Đất là đối tượng lao động và là tư liệu sản xuất
không thể thay thế được". Luật Đất đai 1993 cũng khẳng định: "Đất đai là tài
nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần
quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư,
xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hoá, xã hội, an ninh và quốc phòng" [21].
Có rất nhiều công trình nghiên cứu về đất, tác giả Đào Văn Bảy chỉ ra
trong cuốn Giáo trình hóa nông:
+ Đất trồng được coi là phần có độ sau từ 0 – 20cm, 30 – 50cm, thậm
chí vài mét. Đất trồng do được tiếp xúc nhiều với khí quyển, nên tại đây xảy
ra nhiều quá trình phong hóa rất mạnh, kèm theo các quá trình trao đổi chất và
năng lượng… Nó chịu tác động mạnh nhất của thiên nhiên, môi trường và con

người. Đất trồng là một hệ gồm có ba phần: rắn, lỏng, khí. Có thể khái quát
đất trồng theo sơ đồ:
Đất trồng = Phần rắn (khoáng + hữu cơ) + Dung dịch đất + Khí (đất)
B (100%) (95%).
- 9 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

+ Hàm lượng chất hữu cơ chỉ chiếm 1 – 10% khối lượng phần rắn của
đất (trung bình 2 - 5%), nhưng các chất hữu cơ là yếu tố đặc trưng và đóng
vai trò hết sức quan trọng đối với đất trồng, cụ thể là:
 Các chất hữu cơ quyết định độ phì nhiêu của đất.
 Các chất hữu cơ tham gia tạo kết cấu cho đất (cấu tượng), làm cho
tính chất cơ giới của đất được cải thiện.
 Các chất hữu cơ tham gia vào nhiều quá trình lí học và hóa học trong
đất, là một phần cơ sở của keo đất và là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan
trọng cho cây trồng.
Các loại đất khác nhau thì hàm lượng các chất hữu cơ cũng khác nhau.
Hàm lượng này tùy thuộc vào các yếu tố khí hậu, thời tiết, đặc điểm địa hình và
tình trạng sử dụng đất. Nhìn chung, các chất hữu cơ trong đất có thể chia thành
hai nhóm chính: Các chất hữu cơ chưa mùn hóa và các chất hữu cơ mùn.
+ Đất tốt:
 Là đất màu mỡ, có hàm lượng mùn cao, có độ phì tiềm tàng và độ
phì hiệu dụng lớn.
 Là đất có thành phần cơ giới hợp lí, tơi xốp, có khả năng hấp thụ khí
và trao đổi khí tốt, có khả năng giữ nước và thấm nước tốt. Tóm lại là đất có
cấu tượng tốt.
 Là đất có pH thích hợp (pH = 6 – 6,5), có tỉ lệ muối tan nhỏ.
 Là đất có dung tích hấp phụ cao và có khả năng đệm tốt (Đào Văn
Bảy và cs, 2007) [2].
- Độ phì nhiêu của đất là khả năng sản xuất ra sản phẩm của cây trồng,

hay là khả năng cung cấp cho cây trồng về nước, thức ăn khoáng và các yếu
tố cần thiết khác như không khí, nhiệt để cây trồng sinh trưởng và phát triển
bình thường (Lê Đức và cs, 2006) [12].
Nguyễn Vy và cs: Không có cỏ cây sinh vật thì không có đất, “tổ tiên”
của đất là do đá nhưng không có cỏ cây và sinh vật thì không có đất (Nguyễn
Vy và cs, 2006) [38].
- 10 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Lê Đức và cs: Cải tạo đất là một yếu tố của sử dụng đất nói chung và
của canh tác nói riêng. Hiệu quả cuả nó càng cao thì trình độ canh tác càng
cao và ngược lại (Lê Đức và cs, 2006) [12].
* Vai trò của cây cải tạo đất:
- Bổ xung đáng kể vào nguồn dinh dưỡng cây trồng, đặc biệt là đạm
(cây phân xanh họ đậu có thể cung cấp từ 200 – 300 kg N/ha) và Kali (300 –
350 kg K
2
O/ha), chống lại sự giữ chặt lân và góp phần giải phóng lân dễ tiêu.
- Nâng cao dung tích hấp thu và thành phần kim loại kiềm trong tổng số
bazơ trao đổi.
- Tạo cấu trúc đất làm cho đất tơi xốp, tăng độ thấm nước và giữ nước.
- Tăng cường tuần hoàn chất hữu cơ trong môi trường, do vậy tăng tính
đệm đối với tác động ô nhiễm.
- Giữ chất dinh dưỡng và nước bớt trôi theo chiều sâu và kéo dinh dưỡng
ở dưới sâu lên trên tầng đất canh tác (Nguyễn Tử Siêm và cs, 2002,) [28].
1.2. Tình hình nghiên cứu cây cải tạo đất và chống xói mòn trên thế giới
Trên thế giới, sự thoái hóa đất là một trong những thách thức lớn đối
với phát triển nông nghiệp bền vững. Nhiều công trình nghiên cứu trên thế
giới đã khẳng định vai trò của cây phủ đất.
Theo Zakhtop và cs thì việc bón phân hữu cơ có tác dụng chống xói

mòn rất tốt (giảm 40,4% so với không bón) vì phân bón thúc đẩy cây trồng
sinh trưởng tốt, tạo độ che phủ nhiều hơn.
Ở Indonexia, trên đất có độ dốc lớn hoặc bằng 22
0
được trồng cây hàng
năm với các biện pháp chống xói mòn: đắp bờ, trồng cây theo đường đồng
mức, trồng cay băng xanh hay cỏ lâu năm. Trên sườn dốc 20 – 30
0
thì trồng
cây lâu năm và cây ăn quả.
Ở Thái Lan, để nâng cao hiệu quả sử dụng đất ở các vườn cao su thời
kỳ kiến thiết cơ bản, người ta trồng xen lúa nương, ngô, lạc, đu đủ và việc này
đã đem lại hiệu quả cao (Nilnond C và cs, 1995) [46].
Theo kết quả nghiên cứu của Wirat M và cs, 1980 [47] thì phủ cho lạc
trên đất dốc, nước trời làm tăng năng suất lạc cả những năm hạn hán. Mặt
- 11 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

khác đây là kỹ thuật cho hiệu quả kinh tế cao, chống xói mòn đồng thời cũng
cải thiện lý tính và hoá tính đất.
Che phủ cỏ cho ngô ở Nigeria làm giảm nhiệt độ đất ở giai đoạn cây con
ở độ sâu 5 cm là 5
0
C so với không phủ trong mùa nắng. Năng suất ngô ở công
thức phủ cỏ tăng trung bình là 657 kg/ha so với không phủ (Adeofe K. B,
1984) [42].
Dutta. A.C, (1977), [43] khi nghiên cứu ảnh hưởng của cây họ đậu che
bóng và phủ đất trồng xen với chè đã nhận xét: Việc duy trì hợp lý cây phủ
đất sẽ ngăn chặn quá trình mất đạm bởi quá trình Nitrat hóa. Đốn tỉa hoặc cày
vùi cây họ đậu cho chè đã đem lại hiệu quả kinh tế lớn, tiết kiệm nhiều công

vận chuyển, bốc dỡ, trả lại cho đất hàm lượng dinh dưỡng mà cây họ đậu đã
sử dụng, đồng thời cung cấp thêm cho đất một lượng lớn chất hữu cơ do cây
họ đậu tổng hợp được.
Ở Thái Lan, để nâng cao hiệu quả sử dụng đất ở các vườn cao su thời
kỳ kiến thiết cơ bản, người ta trồng xen lúa nương, ngô, lạc, đu đủ và việc này
đã đem lại hiệu quả cao (Nilnond C và cs, 1995) [46].
Ở Philippines, những phương thức sử dụng đất dốc rất có hiệu quả đã
được Trung tâm phát triển đời sống nông thôn Basptit Mindanao tổng kết
hoàn thiện và phát triển từ giữa những năm 1970 cho tới nay.
+ Mô hình SALT1 (Sloping Agricultural Land Technology): Đây là mô
hình dựa trên cơ sở các biện pháp bảo vệ đất để sản xuất lương thực, kỹ thuật
canh tác nông nghiệp trên đất dốc với cơ cấu: 25% cây lâm nghiệp, 25% cây
lưu niên, 50% cây nông nghiệp hàng năm.
+ Mô hình SALT2 (Simple Agro-Livestock Technology): Đây là kỹ
thuật sử dụng đất tổng hợp dựa trên kỹ thuật canh tác nông nghiệp trên đất
dốc (SALT1) nói trên bằng cách dùng một phần đất trồng cây làm thức ăn để
chăn nuôi theo phương thức nông súc kết hợp. Bố trí diện tích canh tác của
SALT 2 như sau: 40% đất dành cho sản xuất nông nghiệp, 20% dành cho
trồng cây lâm nghiệp, 20% dành cho trồng cây thức ăn và cỏ để chăn nuôi,
phần đất còn lại để làm nhà và chuồng trại.