Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhưỡng, hàm lượng một số nguyên tố vi lượng mn, cu, zn, mo và các nguyên tố đất hiếm trong đất ngập mặn ở xã hộ độ và xã thạch hạ tỉnh hà tĩnh, đề xuất phương án sử dụng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (766.33 KB, 71 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
PHAN THỊ HƯƠNG
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ
NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Mn, Cu, Zn, Mo VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở XÃ HỘ ĐỘ VÀ XÃ THẠCH HẠ TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ
XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGHỆ AN - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG, HÀM LƯỢNG MỘT SỐ
NGUYÊN TỐ VI LƯỢNG Mn, Cu, Zn, Mo VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở XÃ HỘ ĐỘ VÀ XÃ THẠCH HẠ TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ
XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60.44.0113
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN QUỐC THẮNG
Học viên thực hiện: PHAN THỊ HƯƠNG
NGHỆ AN, 2014
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
-Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quốc Thắng – đã giao đề tài, tận tình
hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
- Cô giáo PGS.TS Phan Thị Hồng Tuyết và thầy giáo PGS.TS
Nguyễn Khắc Nghĩa đã dành nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận
văn.
- Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học cùng các
thầy giáo, cô giáo thuộc Bộ môn Hóa vô cơ khoa Hoá học trường ĐH Vinh
đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè,
đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực
hiện luận văn này.
Tp Vinh, tháng 11 năm 2014
Phan Thị Hương
MỤC LỤC
!"#$%&'()%%&
*+%#$%&,-(."/%01
!"%&' !"2/%&013
4% !"%&05613
7(.8'$+9:3
;+<=('%>"? &8'8!"@A/ !"6
4% !"$BC !"2/%&D0561E
FG#$%&051H
-'(I"J(KL2
!"#$%&,M'N01
OPQRMSS'QR=M=
MSS055H1
=M=05H13
T%U2/"VWA/ !"'%S"X:YZK2[([P"V< !""V\"VW"6
T%U2/"VWA/ !"0]55]535616
7="\"=(A/<55^52"V< !"'L_X(`A/a :(b(+c
"V\0d5E5]55555d5E1d
2cK":20d5E5]5d5E531E
2cK":ef%0d5E5]5d5E531H
2cK"://0d5E5]5d5E531
2cK":%<($[g0d5E5]5d5E16
7="\"=(A/2cK": !"(h%"V< !"'L_X(`A/a :(b(
+c"V\E
7="\"=(01E
L_X(`01]
3i$$i$(KL2
3i$$i$2
3
3;$i$$+8e@<=""V<03565H5]1
3;$i$$+8$O!$"j2cK"kWk/"g<-6]6l]]]031
3;$i$-l-(03561
3m2#"/%9gV"noggV
3pq"2#" m9r$O-l-(3
sMtMuvd
;$i$"2'Qk`%w2d
2%w2d
*k`%w2E
M<i!"5[jj5%ic%4E
M<i!"E
7jj5%ic%4]
;/h[2[m$+805565H5d5E1]
72[m%2:(<VH5]
72[mpVxdH5]
2:"k ($gc/%(]
S"X:<i!"ei]
3(2h[2[m:'[2[mZK22yA/2031H
(h"9m"@(.%H
(h'"@(.%H
*i m Sy%"V< !"0555]1
2cK"z
(h"9m
2c"V{$+8
*i m"O%JA/ !"9r$$i$(2V(0551
2cK"z
2c"V{$+8
3;$i$Qi m"Y"VWA/ !""g<-]3l]]30d1
6;$i$Qi m SQ:$Ce:("|8D9r$$i$[/<}"g<
-Hl]]30E16
3*i m"OX:(2"g<-6]6l]]]5<"g<l;]]]6
3*i m'% \"g<-6]6s]]]0316
3*i m<"g<n;]]]061d
6
62i"V{"@(.%E
M~x•p€~3H
-"'$T!$="3H
Sy%3
pۥ3d
•uuvMpM~x3E
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
Danh mục bảng Trang
Bảng 1.1: Đất mặn và phân loại đất mặn ở Hà Tĩnh
Bảng1.2: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Cu (mg/kg)
trong cây lúa
Bảng 1.3: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn (mg/kg) của Zn
trong cây lúa
Bảng 1.4: Khoảng tối thích và ngưỡng giới hạn của Mn (mg/kg)
trong cây lúa
Bảng 3.1: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 1
Bảng 3.2: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 2
Bảng 3.3: Thành phần cấp hạt của mẫu đất 3
Bảng 3.4: Độ ẩm trong các mẫu đất
Bảng 3.5: Tổng khoáng trong các mẫu đất
Bảng 3.6: Tổng lượng mùn trong các mẫu đất
Bảng 3.7: Một số chỉ tiêu cơ bản của đất
Bảng 3.8: Hàm lượng một số nguyên tố vi lượng Cu và Mo
Bảng 3.9: Hàm lượng một số nguyên tố vi lượng và đất hiếm
Bảng 3.10: hàm lượng nguyên tố vi lượng và nguyên tố đất hiếm ở
đất nhiễm mặn trồng lúa MỘT BỤI ĐỎ ở huyện Hồng Dân, tỉnh Bạc
Liêu
d
DANH MỤC CÁC HÌNH
Danh mục hình Trang
Hình 1.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu của đề tài
Hình 2.1. Quang cảnh vùng lấy mẫu
MỞ ĐẦU
Thạch Hạ thuộc thành phố Hà Tĩnh và Hộ Độ thuộc huyện Lộc Hà là hai xã
của tỉnh Hà Tĩnh có vị trí gần biển Đông, có hệ thống sông ngòi bao quanh, đất
ngập mặn chiếm diện tích khá lớn. Nhà nước cũng đã có những chính sách đầu
tư nhất định để ổn định rừng ngập mặn, rừng phòng hộ và nghiên cứu khai thác
vùng đất này nhưng hiệu quả chưa cao và sự đầu tư cũng chưa nhiều. Vì vậy,
nghiên cứu về thổ nhưỡng vùng đất này, đặc biệt nghiên cứu về thổ nhưỡng, các
nguyên tố vi lượng dinh dưỡng và đất hiếm trong đất ngập mặn ở Thạch Hạ và
Hộ Độ, đề xuất phương án sử dụng là hướng nghiên cứu cần thiết và có ý nghĩa
ở địa phương.
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu khôi phục và phát triển rừng
ngập mặn, rừng phòng hộ đã được rất nhiều nước trên thế giới quan tâm như
Mỹ, Pakistan , Panama, Ostraylia, Trung Quốc, Ấn Độ, Philippin Kết quả các
nghiên cứu theo hướng này đã mang lại một số kết quả tốt trong việc làm hạn
chế sự suy giảm, khôi phục rừng ngập mặn[42]
Ở Việt Nam, đã có các kết quả nghiên cứu và thử nghiệm trên đất nhiễm
mặn, ngập mặn chưa nhiều, chưa được quan tâm đúng mức. Hiện nay một số
tỉnh như Thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa, Cà Mau, Nam Định … đang có
những đề tài khoa học đi theo hướng này và áp dụng để khôi phục rừng ngập
mặn của địa phương. Đặc biệt tỉnh Bạc Liêu đã sử dụng đất ngập mặn trung bình
để sản xuất lúa MỘT BỤI ĐỎ thu được kết quả tốt[15]
Ở Hà Tĩnh vấn đề nghiên cứu thổ nhưỡng đất ngập mặn còn rất ít ỏi, hiện
chỉ có một đề tài về hướng này đang bắt đầu triển khai ở Hà Tĩnh.
Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: "Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhưỡng,
hàm lượng một số nguyên tố vi lượng Mn, Cu, Zn, Mo và các nguyên tố đất
hiếm trong đất ngập mặn ở xã Hộ Độ và xã Thạch Hạ tỉnh Hà Tĩnh, đề xuất
phương án sử dụng" làm nội dung khoa học cho luận văn cao học thạc sĩ.
Đề tài này được đặt ra là cần thiết vì nó vừa mang ý nghĩa khoa học vừa
mang tính thực tiễn, đáp ứng yêu cầu của thực tế ở Hà Tĩnh. Đặc biệt là kết quả
của đề tài có thể là tài liệu để cơ quan chức năng tham khảo, từ đó có thể trồng
các loại cây thích hợp với từng vùng đất góp phần sử dụng một cách có hiệu quả
nhất các vùng đất ngập mặn và nhiễm mặn ở các địa phương trên.
Thực hiện đề tài này chúng tôi giải quyết các vấn đề sau:
1. Lấy mẫu, xử lý mẫu
2. Xác định một số chỉ tiêu cơ bản của đất ngập mặn như: Cấp
hạt, tỷ trọng, độ xốp, tổng mùn, tổng khoáng, độ ẩm.
3. Xác định tổng số vi lượng Cubằng phương pháp phổ hấp thụ
nguyên tử.
4. Xác định Mo bằng phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến.
5. Xác định Zn, Mn và các nguyên tố đất hiếm trong đất bằng
phương pháp kích hoạt nơtron.
6. So sánh và lí giải kết quả phân tích giữa mẫu cần phân tích.
7. So sánh với kết quả nghiên cứu ở vùng đất khác, so sánh kết
quả của luận văn với kết quả trong tài liệu tham khảo
8. Rút ra kết luận, nhận xét cần thiết
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Sơ lược về đất ngập mặn và nhiễm mặn
1.1.1. Xâm nhập mặn ở Việt Nam[44]
Sự xâm nhập mặn do nước biển dâng được giải thích là do mùa khô, nước
sông cạn kiệt khiến nước biển theo các sông, kênh dẫn tràn vào gây mặn. Hiện
tượng tự nhiên này xảy ra hằng năm và do đó có thể dự báo trước. Nhưng bên
cạnh đó, những vùng đất ven biển cũng có nguy cơ nhiễm mặn do thẩm thấu
hoặc do tiềm sinh.
Với vùng ven biển cấu tạo địa chất là những cồn cát lớn, bùn phù sa lấp đầy
ở dạng mềm như đồng bằng châu thổ sông Hồng, sông Cửu Long, chứa đựng
nhiều thấu kính cát có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập
vào đất liền.
Còn tại những nơi có nguồn gốc là vùng sình lầy ven biển, trong quá trình
khai hoang lấn biển biến thành vùng ngọt hóa để trồng lúa, đất và keo sét của
vùng này giữ hàm lượng muối nhất định.Khi đắp đê, vùng sình lầy sẽ bị tù hóa,
chuyển từ môi trường có mặn tiềm sinh thành môi trường bị ôxy hóa. Như vậy,
lượng muối vẫn tồn tại đã chuyển sang bốc hơi lên bề mặt. Bài học lịch sử cho
trường hợp này có thể thấy là vùng chiêm trũng Hà Nam.
Trong từng vùng cụ thể, xâm nhập mặn có thể do một nhóm hoặc cả ba
nhóm nguyên nhân nêu trên. Ở châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long, quá trình
ngọt hóa ven biển diễn ra rất nhanh, lượng nước ngọt từ sông Hồng và sông Cửu
Long đổ ra biển lớn nên tương tác xảy ra theo xu hướng nghiêng về phía sông.
Nước biển xâm nhập vào sông Hồng sâu 15-16 km, có nơi chỉ sâu 6 km. Ngược
lại, những vùng bờ biển có cấu trúc cửa sông rộng, hình phễu thì sự tương tác
nghiêng về phía biển và khả năng xâm nhập mặn cao. Tại cửa sông Bạch Đằng,
nước biển xâm nhập vào sâu tới gần Phả Lại, cách bờ biển 56 km. Trong khi đó,
mặc dù là vùng rất sâu nhưng tứ giác Long Xuyên bị nhiễm mặn theo hai cơ chế
thẩm thấu và tiềm sinh.
Nguyên nhân khách quan là do biến đổi khí hậu, nhiệt độ và nước biển dâng
cao. Theo kịch bản, thấp nhất vào năm 2020 vùng đồng bằng bắc bộ nhiệt độ
tăng 0,6
0
C, lượng mưa về mùa khô giảm ở hầu hết các vùng khí hậu nước ta và
lượng mưa thời kỳ từ tháng 3 đến tháng 5 sẽ giảm từ 3 – 6%. Nghiên cứu về kịch
bản thấp nhất nước biển dâng vào năm 2020 cho thấy mực nước biển dâng cao
hơn 0,11m . Ngoài ra còn do tính phức tạp của dòng chảy sông ở hạ du về mùa
kiệt và nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế tăng cao làm cho xâm nhập
mặn ngày càng lấn sâu về thượng nguồn.
Xâm nhập mặn là một vấn đề lớn ở Việt Nam và nó có xu hướng trầm trọng
hơn trong tương lai do mực nước biển dâng và nguồn nước từ thượng nguồn suy
giảm.
Nhiều nơi xâm mặn đã vào sâu tới 55 - 60km, ảnh hưởng đến hàng vạn
hecta gieo trồng, tác động xấu đến đời sống nông dân vùng duyên hải.
Đất mặn là đất chứa lượng muối hoà tan từ 0,3 đến hơn 1%. Việc dư thừa
muối NaCl, Na
2
SO
4
trong đất đã làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất.
Độ mặn của đất ảnh hưởng đến đến các hoạt động sinh lý của cây như sự
trao đổi nước, sự tổng hợp xytokinin bị ngừng ảnh hưởng đến sinh trưởng của
các cơ quan trên mặt đất, sự hút khoáng, trong đó có phốt pho của rễ cây bị ức
chế, làm cho cây thiếu phốt pho nên quá trình phosphoryl hoá bị kìm hãm và cây
thiếu năng lượng, sự vận chuyển và phân bố các chất đồng hoá trong mạch libe
bị kìm hãm nên các chất hữu cơ không đi vào cơ quan dự trữ mà tích luỹ ngay
trong lá, sự dư thừa các ion trong đất làm rối loạn tính thấm của màng nên không
3
thể kiểm tra được các chất đi qua màng tế bào, rò rỉ các ion ra ngoài. Quá trình
trao đổi chất, đặc biệt là trao đổi protein bị rối loạn, dẫn đến tích lũy các axit
amin và amit trong cây, sự ức chế sinh trưởng của cây khi bị mặn là đặc trưng rõ
rệt nhất. Trong đất mặn, các thực vật kém chịu mặn ngừng sinh trưởng do các
chức năng sinh lý bị kìm hãm. Nồng độ muối càng cao thì kìm hãm sinh trưởng
càng mạnh.
Tuỳ theo mức độ mặn và khả năng chống chịu mà cây có thể bị chết hoặc
giảm năng suất nhiều hay ít.
1.1.2. Đất mặn và đất chua mặn [41]
Đất mặn và đất chua mặn thường phân bố ở vùng ven biển từ Thanh Hóa
đến Thừa Thiên Huế (Hà Tĩnh nằm trong khu vực này). Hầu hết đất mặn và đất
chua mặn được sử dụng để trồng lúa và trồng cói. Một số diện tích đất có thành
phần cơ giới nhẹ và địa hình tương đối cao, người ta trồng khoai lang, lạc, dưa
hấu. Ruộng gần làng thường được đắp thành gò cao để trồng rau, trồng dâu, đất
trũng có nước thường trồng lúa. Một số diện tích bãi phù sa cửa sông, ven biển
trồng sú, vẹt, đước.
Địa hình vùng ven biển nhìn chung thấp. Độ cao so với mực nước biển
chừng 0,3-2 m. Mực nước ngầm đất ven biển nông và có độ mặn lớn nên việc sử
dụng và cải tạo đất mặn gặp nhiều khó khăn.
1.1.3. Nhóm đất mặn [41, 46]
1.1.3.1. Diện tích và phân bố
Nhóm đất mặn ở Việt Nam có diện tích 971.356 ha (nguồn Đất Việt Nam,
2000), chiếm khoảng 3% diện tích tự nhiên của cả nước và được phân bố chủ
6
yếu ở các tỉnh vùng đồng bằng Nam Bộ như Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, Trà
Vinh, Bến Tre và ở các tỉnh ven biển vùng đồng bằng Bắc Bộ như Quảng Ninh,
Hải Phòng,Thái Bình, Nam Ðịnh, Ninh Bình và Thanh Hóa. Ngoài ra còn một số
diện tích đất mặn nội địa phân bố ở Ninh Thuận, Bình Thuận được xếp là đất
mặn kiềm.
1.1.3.2. Phân loại và mô tả đặc tính và tính chất chính của đất
Ðể phân loại đất mặn có một số phương pháp phân loại khác nhau. Theo
phân loại phát sinh đất mặn được phân chia dựa vào tổng số muối tan chủ yếu là
muối Cl
-
và SO
4
2-
. Theo phân loại của FAO- UNESCO người ta dựa vào độ dẫn
điện của dung dịch đất và tỷ lệ muối tan (%). Ngoài ra một số tác giả còn phân
loại dựa trên cơ sở các dạng ion của muối tan (Cl
-
, SO
4
2−
, CO
3
2-
, Na
+
, Mg
2+
kết
hợp với thành phần cơ giới. Dưới đây là cách phân loại đất mặn theo FAO-
UNESCO ở Việt Nam.
Nhóm đất mặn ven biển được phân chia ra các đơn vị sau:
• Ðất mặn sú vẹt đước
• Ðất mặn nhiều
• Ðất mặn trung bình và ít
• Ðất mặn kiềm.
- Ðất mặn sú, vẹt, đước - Gleyi Salic Fluvisols (FLsg)
Loại đất này có diện tích khoảng 180.000 ha, phân bố tập trung chủ yếu ở
ven biển đồng bằng Nam Bộ như Cà Mau, Bến Tre Ðất mặn sú, vẹt, đước còn
chịu ảnh hưởng trực tiếp của nước biển khi thủy triều dâng, đất thường ở dạng
bùn lỏng, lầy hoặc cát rất mặn, pH trung tính đến kiềm. Quần hợp của rừng sú,
vẹt, đước phát triển tùy thuộc vào độ dày, độ chặt của đất, độ mặn và chu kì ngập
mặn.
d
Hàm lượng mùn trong đất cao do tàn tích thực vật tích lũy nhiều, hàm
lượng N% từ khá đến giàu. P
2
O
5
% số trung bình, K
2
O% khá đến giàu, cation trao
đổi trung bình đến khá Vấn đề hạn chế lớn nhất trong sử dụng đất ở đây là độ
mặn của đất quá cao và thường bị ngập nước thủy triều nên đất này chỉ có thể sử
dụng cho sản xuất lâm nghiệp phát triển diện tích rừng sú, vẹt, đước
Đất mặn sú, vẹt, đước được sử dụng nuôi trồng thủy sản, trồng rừng chắn
gió, chắn sóng, cung cấp củi, gỗ Rừng ngập mặn còn góp phần cố định đất bồi
tụ. Quá trình lắng đọng phù sa sẽ làm cho đất cao dần lên, chặt và ổn định, sau
đó sẽ thoát khỏi ảnh hưởng trực tiếp của thủy triều, đất sẽ giảm mặn dần và
người ta có thể quai đê lấn biển, rửa mặn để sử dụng vào mục đích trồng trọt các
loại cây trồng nông nghiệp.
- Ðất mặn nhiều - Hapli Salic Fluvisols (FLsh)
Diện tích khoảng gần 300.000 ha. Phân bố tập trung ở ven biển đồng bằng
Bắc Bộ như Thái Bình, Nam Ðịnh, Ninh Bình và đồng bằng Nam Bộ như Tiền
Giang, Trà Vinh, Bạc Liêu, Cà Mau Ðất mặn nhiều thường có tổng số muối tan
> 1%, trong đó lượng Cl
-
> 0,25% và độ dẫn điện EC thường lớn hơn 4 dS/cm ở
25
o
C. Ðất mặn nhiều thường chứa các chất dinh dưỡng từ mức trung bình đến
khá. Ðất mặn ở Nam Bộ thường có thành phần cơ giới nặng từ sét đến limon hay
thịt pha sét. Ðất mặn ở miền Bắc thường có thành phần cơ giới trung bình, ở độ
sâu 50- 80 cm thường gặp lớp cát xám xanh và có xác vỏ sò, ốc biển.
- Ðất mặn trung bình và ít - Molli Salic Fluvisols (FLsm)
Diện tích đất mặn trung bình và ít có khoảng 700.000 ha trong đó có tới
75% diện tích này tập trung ở đồng bằng sông Cửu Long. Phân bố tiếp giáp đất
phù sa, bên trong vùng đất mặn nhiều, đại bộ phận ở địa hình trung bình và cao ít
bị ảnh hưởng của thủy triều.Kết quả phân tích nhiều mẫu đất mặn trung bình và
ít cho thấy: mức độ Cl
-
< 0,25% và EC < 4 mS/cm. Ðất có phản ứng trung tính ít
E
chua pH
KCl
: 6- 8, càng xuống sâu pH càng có chiều hướng tăng do nồng độ muối
cao hơn, tỷ lệ Ca
2+/
Mg
2+
< 1.
Nhìn chung về tính chất nông hóa đất mặn trung bình và ít có có hàm lượng
mùn, đạm trung bình (N%: 0,09- 0,18%), lân tổng số ở mức trung bình đến
nghèo (P
2
O
5
%: 0,05- 0,17%) và kali trung bình đến giàu (K
2
O%: 1,5- 2,5%). Tuy
nhiên đất có hàm lượng lân dễ tiêu nghèo đến rất nghèo; Nhìn chung các tính
chất nông hóa của đất mặn có sự thay đổi khá rõ tùy theo từng khu vực, tuy
nhiên về mặt sử dụng thì các tính chất nông hóa thông thường không phải là yếu
tố quyết định mà hàm lượng muối và thành phần muối mới là những yếu tố chi
phối chính vì đất có giàu mùn và N, P, K cao đến mấy song cũng không có khả
năng sử dụng nếu như đất ở đấy có hàm lượng muối tan cao.
- Đất mặn kiềm
Diện tích khoảng 200 ha. Phân bố ở một số vùng thuộc tỉnh Ninh Thuận,
Bình Thuận với diện tích nhỏ. Trong đất mặn loại này có chứa nhiều Na
2
CO
3
và
NaHCO
3
đất có pH khá cao (pH >8), nhân dân địa phương gọi là đất Cà giang do
trên loại đất này có loại cây cà giang có khả năng chịu mặn tốt vẫn phát triển
được ở đây.
1.1.4. Nhóm đất phèn (đất chua mặn) [41, 46]
Đất phèn ở Việt Nam có khoảng 2 triệu ha, chiếm trên 6,5% diện tích đất tự
nhiên toàn quốc. Phân bố tập trung nhiều nhất ở đồng bằng Nam Bộ, trong các
tỉnh Long An, Ðồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc
Liêu, Cà Mau ở đồng bằng Bắc Bộ có một số ít diện tích ở Hải Phòng, Thái
Bình ngoài ra còn gặp rải rác ở một số tỉnh thuộc miền Trung.
Ðất phèn thường được hình thành và phát triển ở những vùng địa mạo đầm
lầy, rừng ngập mặn, cửa sông có địa hình trũng, khó thoát nước. Do sản phẩm
]
bồi tụ phù sa kết hợp với vật liệu sinh phèn (xác sinh vật chứa nhiều lưu huỳnh)
và muối phèn. Thực vật tự nhiên ở đây chủ yếu là những cây ưa nước có muối
như ôrô, cỏ năn, cỏ lác, cỏ gà nước. Những diện tích đang được canh tác chủ yếu
trồng lúa, cói và một số loại hoa màu khác song năng suất nói chung còn thấp do
đất chua mặn.
Về vị trí so với đất mặn, nhìn chung đất phèn nằm sâu vào đất liền hơn. Ở
đồng bằng sông Cửu Long đất phèn có sự xen kẽ rất phức tạp với đất mặn và đất
phù sa. Trong đất xảy ra các quá trình mặn hóa, chua hóa, glây và sét hóa làm
cho đất có thành phần cơ giới nặng.Tuy nhiên trong đất phèn hai quá trình mặn
hóa và chua hóa diễn ra rất mạnh và chúng quyết định các đặc tính của đất phèn.
Đất phèn được hình thành do trong đất có chứa một số lượng muối tan
nhất định như muối NaCl, Na
2
SO
4
. Các muối này có nguồn gốc từ nước biển, trải
qua thời gian lượng muối NaCl đã giảm nhờ tính hòa tan cao, còn lại muối
Na
2
SO
4
được tích lại ở đất phèn. Trong đất phèn do ion Cl
-
dễ bị rửa trôi trong
khi ion SO
4
2-
lại thường xuyên được bổ sung, tích lũy bởi quá trình phèn hóa
trong qua trình phân hủy các xác hữu cơ (sú, vẹt, đước) do đó tỷ lệ Cl
-
/ SO
4
2-
< 1.
Hàm lượng Cl
-
và SO
4
2-
có chiều hướng tăng dần theo chiều sâu phẫu diện.
Trong quá trình sống các loại cây này hấp thụ và tích lũy S ở dạng hữu cơ,
sau khi chết đi xác của chúng được phân giải ở điều kiện yếm khí, các hợp chất
chứa lưu huỳnh bị biến đổi thành S
2-
chủ yếu ở dạng pyrite (FeS
2
) và sunphua
hydro (H
2
S), hợp chất FeS
2
trong đất khi gặp điều kiện oxy hóa chúng sẽ biến
đổi tạo ra SO
4
2-
.
Các độc chất trong đất phèn hoạt động chủ yếu là hợp chất chứa sắt (Fe),
nhôm (Al) và sulfat (SO
4
2-
). Tuy nhiên, không phải bất cứ lúc nào tất cả các hợp
chất này đều gây độc cho thực vật và thủy sinh vật trên vùng đất phèn mà nó tùy
H
thuộc vào môi trường đất vốn thay đổi theo mùa hoặc do bởi những yếu tố tác
động khác.
1.2. Rừng ngập mặn[14, 43]
Rừng ngập mặn là rừng nhiệt đới ven biển, có vai trò bảo vệ bờ biển chống
lại xói mòn do gió bão thường xảy ra ở vùng ven biển nhiệt đới. Những nghiên
cứu gần đây nhất cho thấy rằng rừng ngập mặn góp phần gia tăng sản lượng của
nhiều quần thể thủy sinh vật sống gần dãy san hô ngầm (Mumby et al., 2004).
Rừng ngập mặn còn cung cấp chất hữu cơ và dinh dưỡng như chất đạm và lân
cho vùng ven biển từ sự phân hủy của vật rụng, từ đây hình thành chuỗi thức ăn
từ những mảnh vỡ vụn của vật rụng, và chuỗi thức ăn này là nguồn dinh dưỡng
quan trọng cho các loài thủy sản ven biển (Alongi, 1990; Alongi et al.,1989). Do
vậy, vai trò của rừng ngập mặn đối với hệ sinh thái ven biển chính là nơi cung
cấp thức ăn cho các loài thủy sản nhất là tôm và cá, và chắc chắn rằng sản lượng
khai thác thủy sản tại đây phụ thuộc vào diện tích rừng ngập mặn trong vùng.
Ngoài ra rừng ngập mặn còn có những vai trò quan trọng như:
Rừng ngập mặnlà “lá phổi xanh” rất quan trọng trong việc làm giảm thiểu
ô nhiễm môi trường, nó giúp tiêu thụ một lượng đáng kể các khí thải độc hại và
làm tăng lượng Oxi cho chúng ta. Nhằm giúp giảm bớt hiện tượng nóng lên của
trái đất và ngăn ngừa tình trạng dâng lên của nước biển gây ảnh hưởng đến đời
sống của những người dân ven biển.
Rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, cung
cấp chất hữu cơ để tăng năng suất nuôi trồng, phát triển kinh tế vùng ven biển.
Rừng ngập mặn ổn định bờ biển và thúc đẩy quá trình bồi đắp phù sa, phân
tán bớt năng lượng của sóng, gió và thuỷ triều. Giúp bảo vệ động vật khi nước
triều lên cao và sóng lớn ví dụ nhiều loài động vật sống trong hang hoặc trên mặt
bùn khi điều kiện thời tiết bất lợi, nước triều cao, sóng lớn đã trèo lên cây để
tránh sóng như cá Lác, các loại Còng, Cáy, Ốc. Giúp cho tính đa dạng trong hệ
sinh thái rừng ngập mặn tương đối ổn định.
Nhờ bộ rễ nó còn giúp cản các loài trầm tích lắng đọng, giữ hoa lá, cành
rụng trên mặt bùn và phân hủy tại chỗ giúp tăng chất dinh dưỡng cho đất.
Tóm lại, rừng ngập mặn có vai trò hết sức to lớn đối với tự nhiên. Vì vậy,
bảo vệ rừng ngập mặn là nhiệm vụ quan trọng trong mỗi con người chúng ta.
Rừng ngập mặn đóng một vai trò quan trọng đối với cuộc sống của hàng
triệu người dân nghèo ven biển Việt Nam. Rừng ngập mặn cung cấp cho con
người rất nhiều hàng hoá và dịch vụ môi trường. Rừng ngập mặn được sử dụng
làm củi đốt, vật liệu làm nhà ở nông thôn, và quan trọng đây chính là nơi sinh
sản, nuôi dưỡng, và nó đem lại lợi nhuận kinh tế rất cao, cung cấp nguồn hải sản
phong phú để sử dụng trong nước và xuất khẩu (Lee, 1995; Rasolofo, 1997; Slim
et al., 1997; Athithan & Ramadhas, 2000).
Ngoài ra, có thểthu nhập từ các nguồn khác như: nuôi ong lấy mật, bán cây
giống, khai thác măng tre, khai thác gỗ cốp pha từ cây phi lao và số lượng lớn
than củi… Trong số 51 loại cây rừng có 30 loài cung cấp gỗ, củi, than, 14 loại
cung cấp tannin, 24 loài có thể sử dụng làm phân xanh nông nghiệp, 15 loài có
thể làm thuốc nam, 21 loài có thể dùng nuôi ong và 1 loài có thể dùng làm
đường, sáp (Phan Nguyên Hồng, 1999).
Mặt khác, rừng ngập mặn là nguồn tài nguyên du lịch sinh thái hết sức quý
giá. Tại Việt Nam, những năm gần đây khách du lịch ngày càng có xu hướng tìm
đến tham quan, nghiên cứu các khu rừng ngập mặn, theo đó, nguồn lợi ngành Du
lịch thu được từ hệ sinh thái này cũng tăng lên. Rừng ngập mặn thực sự trở thành
đối tượng tiềm năng đối với hoạt động khai thác phát triển du lịch nói riêng, kinh
tế - xã hội nói chung.
Theo báo cáo của Ủy ban Liên quốc gia (IPCC) thuộc Liên hợp quốc sự
nóng lên toàn cầu cho biết nhờ vai trò quan trọng của rừng ngập mặn như việc
lọc sinh học trong việc xử lý chất thải. Ngoài ra nó còn có tác dụng xử lý chất
dinh dưỡng từ đất liền và giữ vai trò vùng đệm chống lại các dòng chảy ô nhiễm,
vì thế cho đến nay các hiện tuợng biến đổi khí hậu như hiệu ứng nhà kính, băng
tan đã giảm đi một phần đáng kể .
Theo nhóm khảo sát của GS.TSKH Phan Nguyên Hồng (Trung tâm Nghiên
cứu hệ sinh thái rừng ngập mặn, ĐH Sư Phạm Hà Nội) cho thấy độ cao sóng
biển giảm mạnh khi đi qua dải rừng ngập mặn với mực biến đổi từ 75% đến 85%
từ 1,3m xuống 0,2m - 0,3m.
Tương tự, đợt sóng thần khủng khiếp ngày 26-12-2004 hơn 2 triệu người ở
13 quốc gia Châu Á và Châu Phi bị thiệt mạng, mất tích và bị thương, môi
trường bị tàn phá nặng nề, nhưng kết quả khảo sát của IUCN (Hiệp hội Bảo tồn
thiên nhiên thế giới) và UNEP (Chương trình Môi trường thế giới) cùng các nhà
khoa học cho thấy, những làng xóm ở phía sau “bức tường xanh” rừng ngập mặn
với băng rừng rộng gần như còn nguyên vẹn vì năng lượng sóng đã được giảm từ
50% đến 90%, nên thiệt hại về người rất thấp hoặc không bị tổn thất… Cụ thể
như rừng ngập mặn ở Ấn Độ, khoảng từ làng xóm ra bờ biển 1km so với nơi
không có rừng ngập mặn thiệt hại giảm 50%-80%. Theo số liệu của Chi cục bảo
vệ đê điều và phòng chống lụt bão thành phố Hải Phòng, trước đây chi phí tu bổ
đê điều trung bình hằng năm là 5 triệu đồng/ mét dài nhưng kể từ khi có rừng
ngập mặn bảo vệ phía ngoài đê chi phí này đã giảm xuống còn 1,2 triệu
đồng/mét dài.
Tóm lại, qua những nguyên cứu trên ta thấy được vai trò quan trọng của hệ
sinh thái rừng ngập mặn. Vì vậy bảo vệ được hệ sinh thái này là bảo vệ được độ
ổn định, cân bằng của cả hệ thống kinh tế và hệ thống môi trường trong quá trình
phát triển khu vực .
1.3. Vài nét về vùng nghiên cứu
1.3.1. Đất ngập mặn ở Hà Tĩnh[34]
Theo Báo cáo tổng hợp số liệu đất nhiễm mặn của Hà Tĩnh do sở KH&CN
Hà Tĩnh cung cấp được chỉ ra ở bảng 1.1. Đất mặn Hà Tĩnh được phân bố ở các
huyện ven biển như Nghi Xuân, Can Lộc, Lộc Hà, Cẩm Xuyên, Kì Anh và một
phần nhỏ thuộc thành phố Hà Tĩnh
Bảng 1.1: Đất mặn và phân loại đất mặn ở Hà Tĩnh
T
T
Ký
hiÖu
Tªn ®Êt ViÖt Nam Ký hiÖu
Tªn ®Êt FAO -
UNESCO
DiÖn
tÝch
(ha)
Tû lÖ
(%)
II M §Êt mÆn FLs Salic Fluvisols 5593 0.92
II.
1 Mn §Êt mÆn nhiÒu FLsh
Hyper Salic
Fluvisols 982 0.16
1 Mn-1 §Êt mÆn nhiÒu n«ng FLsh-1
Epi Hyper Salic
Fluvisols 540 0.09
2 Mn-2 §Êt mÆn nhiÒu s©u FLsh-2
Endo Hyper
Salic Fluvisols 220 0.04
3 Mn-a
§Êt mÆn nhiÒu c¬ giíi
nhÑ FLsh-a
Arei Hyper Salic
Fluvisols 222 0.04
II.
2 M
§Êt mÆn trung b×nh
vµ Ýt FLsm
Molli Salic
Fluvisols 4611 0.76
4 M-a
§Êt mÆn trung b×nh
vµ Ýt c¬ giíi nhÑ FLsm-a
Areni Molli Salic
Fluvisols 790 0.13
5 M-g1
§Êt mÆn trung b×nh
vµ Ýt gl©y n«ng FLsm-g1
Epi Gleyi Molli
Salic Fluvisols 1078 0.18
6 M-g2
§Êt mÆn trung b×nh
vµ Ýt gl©y s©u FLsm-g2
Endo Gleyi Molli
Salic Fluvisols 1300 0.21
7 M-
sp2
§Êt mÆn trung b×nh
vµ Ýt phÌn tiÒm tµng
FLsm-sp2 Endo Protho
Thionic Molli
802 0.13
s©u
Salic
Fluvisols
8
Mg-
sp2
§Êt mÆn gl©y cã tÇng
phÌn tiÒm tµng s©u FLsg-sp2
Endo Protho
Thionic Gleyi
Salic
Fluvisols 641 0.11
1.3.2. Thổ nhưỡng xã Hộ Độ và xã Thạch Hạ
1.3.2.1. Hộ Độ [31, 32, 40]
Xã Hộ Độ là xã đồng bằng, nằm ở phía nam của huyện Lộc Hà, phía bắc
giáp xã Mai Phụ và xã Thạch Mỹ, phía nam giáp Thành phố Hà Tĩnh, phía đông
giáp với xã Thạch Bàn, huyện Thạch Hà, phía Tây giáp xã Thạch Sơn, huyện
Thạch Hà. Xã có diện tích tự nhiên 648,48ha, trong đó đất lâm nghiệp là 54,73ha
chiếm 8,4% diện tích đất tự nhiên.
Hộ Độ có 54,73 ha rừng, chiếm 8,4% diện tích tự nhiên của xã, đây là rừng
phòng hộ (ngập mặn) góp phần trong việc phòng chống bão lụt, giảm nhẹ thiên
tai, là tiềm năng, lợi thế to lớn cần được phát huy, khai thác có hiệu quả. Trong
những năm qua mặc dù trong điều kiện còn nhiều khó khăn, nguồn lực đầu tư
của Nhà nước còn hạn chế, cơ chế chính sách chưa đồng bộ, nhưng UBND xã
vẫn đạt được những thành tựu đáng ghi nhận. Rừng đã và đang giữ vai trò to lớn
cho phòng hộ, chóng xói mòn và bảo vệ môi trường sinh thái trên địa bàn xã.
Tuy vậy công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng vẫn bộc lộ nhiều vấn đề
hạn chế, chưa được đầu tư đúng mức, yếu kém về hạ tầng kỹ thuật, kinh phí,
nguồn lực, ý thức bảo vệ rừng của nhân dân còn hạn chế, sự phối hợp giữa các
cơ quan chức năng vơi chính quyền địa phương thiếu đồng bộ, chặt chẽ cho nên
rừng vẫn còn bị khai thác trái phép.
3
Hình 1.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu của đề tài
1.3.2.2. Thạch Hạ [33, 40]
Thạch Hạ nằm ở cửa ngõ phía Bắc Thành phố Hà Tĩnh, đây là vị trí chiến
lược quan trọng trong vành đai"Cụm tuyến an toàn làm chủ sẵn sàng chiến đấu".
Có các trục giao thông huyết mạch như đường Quang Trung xuyên suốt từ trung
tâm Thành phố Hà Tĩnh theo hướng Đông Bắc đi qua địa bàn xã nối với vùng
biển thuộc huyện Lộc Hà và tuyến đường Ngô Quyền nối với vùng bãi ngang
của huyện Thạch Hà . Phía tây bắc giáp huyện Can Lộc, phía bắc giáp huyện Lộc
Hà, phía nam giáp huyện Cẩm Xuyên và thành phố Hà Tĩnh, phía đông giáp biển
Đông.
Toàn xã có diện tích tự nhiên rộng 769,16 ha, trong đó đất nông nghiệp
502.91 ha. Thu nhập bình quân đầu người năm 2012 là 18.2 triệu/người/năm;
6
năm 2013 là: 22.28 triệu đồng/người; tỷ lệ hộ nghèo hiện còn 69 hộ chiếm
4.24%, không có hộ đói.
Thổ nhưỡng xã Thạch Hạ chủ yếu là phèn chua nhiễm mặn chiếm 1/5 diện
tích vì vùng đất này được các nhánh sông bồi đắp lấn biển từ hàng trăm năm
trước. Địa hình có độ dốc thoải về phía Đông Bắc, chịu ảnh hưởng của vùng khí
hậu nhiệt đới gió mùa. Hạn hán, lũ lụt thường xuyên. Song Thạch Hạ là một địa
phương luôn giữ vững ổn định các mặt nhờ truyền thống đoàn kết vượt khó của
Đảng bộ và nhân dân. Mấy năm trở lại đây, đã có những bước tiến vững chắc về
phát triển kinh tế, văn hóa xã hội, quốc phòng an ninh. Hạ tầng cơ sở xây dựng
tương đối hoàn chỉnh, tạo đà phát triển kinh tế dân sinh.
Mấy năm gần đây Thạch Hạ luôn có những bước tiến vững chắc và trở
thành một đơn vị vững mạnh toàn diện. Đến nay xã đã hoàn thành về đích nông
thôn mới 19/19 tiêu chí theo đánh giá của Tỉnh.
Ở lưu vực sông Hộ Độ, nhân dân Thạch Hạ đã khai thác triệt để, đặc biệt là
việc nuôi trồng thủy hải sản, với những số liệu như sau: Tổng diện tích Nuôi
trồng thuỷ hải sản 110 ha, giá trị sản xuất đạt 16.292 tỷ đồng, tổng thu hoạch các
loại thuỷ sản: 173.3 tấn/110tấn so với kế hoạch đạt 157.5% .
1.4. Tầm quan trọng của đất và một số chỉ tiêu dinh dưỡng trong đất
trồng trọt
1.4.1. Tầm quan trọng của đất[9, 13, 19, 35, 36]
Đất như là cơ thể sống có khả năng sử dụng các chất thải, thúc đẩy sự sinh
trưởng, dự trữ và làm sạch nước.Đất là nơi sinh sống và phát triển thực vật, là tư
liệu sản xuất cơ bản của nông nghiệp.Đất là một bộ phận quan trọng của hệ sinh
thái.Đất có khả năng chứa, trao đổi, di chuyển và điều hoà chất dinh dưỡng. Một
loại đất được gọi là đất tốt phải đảm bảo cho thực vật “ăn no” (cung cấp kịp thời
d
và đầy đủ thức ăn), “uống đủ” (chế độ nước tốt) “ở tốt” (chế độ không khí, nhiệt
độ thích hợp, tơi xốp) và “đứng vững” (rễ cây có thể mọc sâu và rộng). Tuỳ theo
loại đất và loại hình canh tác, lượng chất dinh dưỡng trong đất là khác nhau.
Các nguyên tố dinh dưỡng thực vật nhận được từ đất dưới ba dạng: Thể rắn
(dạng vô cơ hoặc hữu cơ), thể lỏng (dạng dung dịch đất), thể khí (khí trong đất).
Các chỉ tiêu dinh dưỡng của đất thường được quan tâm như: mùn, độ chua, lân,
đạm, các cation kim loại, đặc biệt là các nguyên tố vi lượng đóng một vai trò
quan trọng đối với cây trồng vì vậy nó thường xuyên được các nhà nông hoá
quan tâm.
1.4.2. Dạng tồn tại của Mo, Mn, Zn, Cu trong đất và chức năng sinh lý
của chúng đối với cây trồng [7, 8, 9, 21, 22, 23, 24, 37, 38]
Các nguyên tố vi lượng trong đất tồn tại nhiều dạng khác nhau. Các nguyên
tố vi lượng nằm trong chất hữu cơ có dạng như trong thực vật. Lúc phân giải
chất hữu cơ chúng dễ được giải phóng vì vậy tính dễ tiêu cao. Còn các vi lượng
dạng vô cơ trong đất bao gồm dạng khoáng vật, dạng hấp phụ và dạng hoà tan.
- Dạng trong khoáng vật: Vi lượng dạng này không có anion nào trao đổi
được. Khoáng vật thường rất khó tan, phần lớn khi ở môi trường chua thì độ hoà
tan tăng, còn một số ít tan trong môi trường kiềm. Bởi vậy độ pH ảnh hưởng lớn
đến tính dễ tiêu của nguyên tố vi lượng.
- Dạng hấp phụ trên keo đất: Có thể bị ion khác trao đổi ra nên gọi là dạng
trao đổi, dạng này không nhiều chỉ cỡ 1 – 10 ppm, ví dụ: Dạng hấp phụ của Mo
là HMoO
4
-
, MoO
4
2-
.
- Dạng nguyên tố vi lượng hoà tan trong dung dịch phần lớn ở dạng ion,
nồng độ dạng này rất thấp thường biểu diễn bằng ppb.
E
- Dạng hợp chất của nguyên tố vi lượng dễ dàng chuyển vào trong các
dung dịch chiết rút khác nhau được gọi là dạng di động của nguyên tố vi lượng.
Tuy nhiên chỉ sử dụng hai khái niệm cơ bản:
• Hàm lượng tổng số không biểu hiện trực tiếp khả năng cung cấp dinh
dưỡng của đất cho cây trồng, nhưng biểu hiện độ phì tiềm tàng của đất nếu
ta biết tác động đúng cách.
• Hàm lượng dễ tiêu biểu hiện phần chất dinh dưỡng mà cây có thể lấy trong
đất.
Tóm lại nguyên tố vi lượng trong đất có thể tồn tại dưới các dạng khác
nhau, tuy nhiên hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong các loại đất không vượt
quá 10
-4
% trừ mangan đôi khi tính đến phần trăm [12]
1.4.2.1. Nguyên tố Cu [7, 8, 9, 37, 38, 45]
- Dạng tồn tại của Cu trong đất
Trong vỏ trái đất hàm lượng đồng là 0,01%, tồn tại dưới dạng hợp chất hoá
học và đồng kim loại tự sinh. Ion đồng có thể tạo kết tủa với các anion cacbonat,
hiđroxit…Đồng hấp thụ các chất hữu cơ, polysilicat, các oxit ngậm nước của
nhôm, sắt, mangan. Các quặng đồng có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp là:
chancopirit CuFeS
2
, chancozit Cu
2
S, covelin CuS, malakhit CuCO
3
. Cu(OH)
2
,
azurit 2Cu(OH)
2
… Tỷ lệ đồng trong quặng dao động từ 0,5 đến 2%. Quặng đồng
là nguyên liệu phức hợp của nhiều nguyên tố.Đồng được tách ra khỏi quặng
bằng phương pháp hoả luyện hoặc thuỷ luyện.
Đồng là kim loại nặng tương đối ít di động trong đất, trong quặng. Rất khó
chiết đồng ra khỏi đất quặng vì trong quặng, trong đất đồng bị các tác nhân vô cơ
và hữu cơ giữ rất chắc.
