Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động chuyên canh hoa đến môi trường đất vùng ven đô hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________

NGUYỄN HOÀNG LINH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
CHUYÊN CANH HOA ĐẾN MÔI TRƢỜNG ĐẤT
VÙNG VEN ĐÔ HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
_______________________

NGUYỄN HOÀNG LINH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HOẠT ĐỘNG
CHUYÊN CANH HOA ĐẾN MÔI TRƢỜNG ĐẤT
VÙNG VEN ĐÔ HÀ NỘI
Chuyên ngành : Môi trường đất và nước
Mã số

: 62440303

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Lê Văn Thiện
2. PGS.TS. Ngô Thị Tƣờng Châu

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN

Comment [B1]:
Comment [B2R1]:

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các kết quả nêu trong
luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.

Ngày

tháng

năm 2016

Tác giả Luận án

Nguyễn Hoàng Linh


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Văn Thiện và PGS.TS

Ngô Thị Tường Châu đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình triển
khai thực hiện và hoàn thành luận án này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Thầy, Cô trong Khoa Môi trường, Phòng
Sau Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã
luôn hỗ trợ, ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi để thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; Viện Địa chất Khoáng sản Việt Nam; Trung
tâm Sinh học Thực nghiệm, Viện ứng dụng công nghệ, Bộ Khoa học và Công nghệ;
Viện Công nghệ Sinh học, Đại học Huế đã hỗ trợ, tạo điều kiện cho tôi thực hiện các
công tác nghiên cứu để hoàn thành Luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất
lượng, các cán bộ đồng nghiệp, bạn bè đã luôn ủng hộ và hỗ trợ tôi trong quá trình
nghiên cứu, thực hiện Luận án.
Tôi xin bầy tỏ lòng biết ơn đối với cha, mẹ, vợ con và các thành viên trong
gia đình đã động viên và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi thực hiện và hoàn thành
tốt nhất bản Luận án này.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
Chƣơng 1.TỔNG QUAN ................................................................... 5
1.1.Đất canh tác và nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất .................. 5
1.1.1.Đất canh tác ............................................................................... 5
1.1.2. Nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất ..................................... 5
1.1.2.1. Một số chỉ tiêu lý hóa học ...................................................... 5

1.1.2.2. Một số chỉ tiêu sinh học đất ................................................... 7
1.2. Ảnh hưởng của hoạt động canh tác nông nghiệp tới chất lượng đất ..... 8

1.2.1. Ảnh hưởng của quá trình canh tác tới chất hữu cơ trong đất .... 8
1.2.2. Ảnh hưởng của bón phân tới hàm lượng các nguyên tố trong đất ..... 9

1.2.3. Ảnh hưởng của nước tưới tới hàm lượng các nguyên tố trong
đất ..................................................................................................... 11
1.2.4. Ảnh hưởng của kỹ thuật làm đất đến tính chất hóa lý của đất . 13
1.2.5. Ảnh hưởng của tàn dư thực vật tới chất lượng đất .................. 15
1.2.6. Ảnh hưởng khi sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đến hệ sinh vật
đất ..................................................................................................... 16
1.2.6.1. Ô nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật trong đất canh tác ........... 16
1.2.6.2. Ảnh hưởng của hóa chất bảo vệ thực vật đến hệ sinh vật đất ...... 17

1.2.7. Ảnh hưởng của nước tưới và bón phân đến hệ sinh vật đất.............. 19
1.2.7.1. Ảnh hưởng của nước tưới ..................................................... 19
1.2.7.2. Ảnh hưởng của phân bón ...................................................... 19
1.2.7.3. Ảnh hưởng của việc bổ sung chế phẩm vi sinh vật vào đất ... 21


1.3. Kỹ thuật điện di gel biến tính trong nghiên cứu sự biến động
thành phần loài của hệ vi sinh vật đất ............................................... 25
1.3.1. Phương pháp “dấu vân tay” phân tích quần xã vi sinh vật đất ...... 25

1.3.2. Kỹ thuật phân tích DGGE ....................................................... 26
1.4. Đặc điểm sinh thái và kỹ thuật canh tác một số giống hoa chính ....... 27

1.4.1. Cây hoa hồng .......................................................................... 27
1.4.2. Cây hoa cúc ............................................................................ 28

1.4.3. Cây hoa đồng tiền ................................................................... 29
1.5. Ảnh hưởng của chuyên canh hoa tới chất lượng đất ................... 31
1.5.1. Ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật do chuyên
canh hoa ........................................................................................... 31
1.5.2. Làm suy giảm hệ sinh vật đất .................................................. 32
Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 33
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................. 33
2.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................... 33
2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................ 34
2.4.1. Phương pháp tổng hợp và phân tích dữ liệu, số liệu ............... 34
2.4.2. Nhóm phương pháp phân tích KLN và hóa chất BVTV ............ 34
2.4.2.1. Phương pháp ICP-OES ........................................................ 34
2.4.2.2. Các phương pháp sắc ký ...................................................... 35
2.4.3. Nhóm các phương pháp nghiên cứu sinh học .......................... 36
2.4.3.1. Phương pháp đánh giá biến động về thành phần vi sinh vật
trong đất bằng kỹ thuật DGGE ......................................................... 36
2.4.3.2. Phương pháp đánh giá biến động động vật chân khớp bé
Collembola ........................................................................................ 36
2.5. Địa điểm và vị trí lấy mẫu nghiên cứu ....................................... 38
2.5.1. Lấy mẫu đất và mẫu nước ....................................................... 38
2.5.1.1. Địa điểm lấy mẫu đất và mẫu nước vùng trồng hoa ở Tây Tựu .... 40

2.5.1.2. Vị trí lấy mẫu đất và mẫu nước vùng trồng hoa ở Mê Linh .. 42
2.5.3. Lấy mẫu đất xác định động vật chân khớp bé Collembola ....... 45


2.5.4. Lấy mẫu đất xác định vi sinh vật ............................................. 46
2.6. Thực nghiệm .............................................................................. 47
2.6.1. Xác định kim loại nặng trong các mẫu nghiên cứu .................. 47
2.6.2. Xác định hóa chất bảo vệ thực vật trong các mẫu nghiên cứu . 48

2.6.3. Xác định Collembola trong các mẫu nghiên cứu ..................... 48
2.6.4. Xác định thành phần vi sinh vật đất bằng kỹ thuật DGGE ...... 49
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................... 51
3.1. Đặc điểm đất, nước và cơ cấu cây trồng khu vực nghiên cứu ..... 51
3.1.1. Đặc điểm đất, nước tưới và cơ cấu cây trồng ở Tây Tựu ......... 51
3.1.1.1. Đặc điểm đất, nguồn nước tưới ............................................ 51
3.1.1.2. Cơ cấu cây trồng .................................................................. 52
3.1.2. Đặc điểm đất, nước tưới và cơ cấu cây trồng ở Mê Linh ......... 52
3.1.2.1. Đặc điểm đất, nước tưới ....................................................... 52
3.1.2.2. Cơ cấu cây trồng .................................................................. 53
3.2. Kỹ thuật canh tác, phân bón và chăm sóc cây hoa tại vùng chuyên canh
hoa phường Tây Tựu và xã Mê Linh, thành phố Hà Nội............................. 54
3.2.1. Cây hoa hồng .......................................................................... 54
3.2.2. Cây hoa cúc ............................................................................ 55
3.2.3. Cây hoa đồng tiền ................................................................... 56
3.3. Kim loại nặng trong nước tưới vùng chuyên canh ...................... 57
3.3.1. Nước tưới trồng hoa ở Tây Tựu ............................................... 57
3.3.2. Nước tưới trồng hoa ở Mê Linh ............................................... 59
3.4. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật và phân
bón đến một số tính chất đất ở Tây Tựu và Mê Linh ......................... 60
3.4.1. Ảnh hưởng của việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ............ 60
3.4.1.1. Mức độ sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật ............................ 60
3.4.1.2. Ảnh hưởng c ủa hóa chất BVTV đối với đất chuyên canh hoa 64
3.4.2. Ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón đến chất lượng đất
chuyên canh hoa ở Tây Tựu và Mê Linh ............................................ 70
3.4.2.1. Sử dụng phân bón trong trồng hoa ở vùng nghiên cứu ......... 70


3.4.2.2. Hàm lượng kim loại nặng trong một số loại phân bón sử dụng
để trồng hoa ở Tây Tựu và Mê Linh .................................................. 72

3.4.3. Hàm lượng kim loại nặng trong phế thải của cây hoa đồng tiền,
cây hoa cúc, lá cây hoa hồng ............................................................ 76
3.5. Tồn lưu kim loại nặng trong đất chuyên canh hoa ở Tây Tựu và
Mê Linh ............................................................................................ 77
3.5.1. Tồn lưu kim loại nặng trong đất chuyên canh hoa ở Tây Tựu .. 77
3.5.2. Tồn lưu kim loại nặng trong đất chuyên canh hoa ở Mê Linh . 82
3.6.1. Ảnh hưởng quần xã động vật chân khớp bé Collembola

.......... 89

3.6.1.1. Thành phần loài và phân bố của động vật chân khớp bé
Collembola ........................................................................................ 89
3.6.1.2. Số loài động vật chân khớp bé Collembola ........................... 94
3.6.1.3. Số cá thể động vật chân khớp bé Collembola

....................... 98

3.6.1.4. Chỉ số đa dạng H‟ và chỉ số đồng đều J‟ .............................. 99
3.6.1.5. Các loài Collembola ưu thế ................................................ 102
3.6.2. Ảnh hưởng của hoạt động chuyên canh hoa đến vi sinh vật đất .... 108

3.7. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường
đất khu vực nghiên cứu ................................................................... 119
3.7.1. Nhóm giải pháp về tổ chức .................................................... 120
3.7.2. Nhóm giải pháp về kỹ thuật ................................................... 120
3.7.3. Nhóm giải pháp về chính sách ............................................... 121
3.7.4. Nhóm giải pháp giáo dục và tuyên truyền ............................. 122
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 123
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIA
ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .............................. 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................. 127
PHẦN PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BHC, HCB

: Hexaclobenzen

BS

: Bão hòa kiềm

BTNMT

: Bộ Tài nguyên và Môi trường

BVTV

: Bảo vệ thực vật

CEC

: Dung tích trao đổi cation (Cation Exchange Capacity)

DAP

: Phân bón Diamon phốt phát

DDD

: Diclo Diphenyl Dicloetan

DDE

: Diclo Diphenyl Dicloetylen

DDT

: Diclo Diphenyl Tricloetan

DGGE

: Điện di trên gel biến tính
(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)

EC

: Độ dẫn điện

EU

: Liên minh Châu Âu

GC/ECD

: Phương pháp sắc ký khí detectơ cộng kết điện tử

H’

: Chỉ số đa dạng

HCBVTV

: Hóa chất bảo vệ thực vật

HCH

: Hexaclocyclohexan

HPLC/DAD

: Sắc ký lỏng hiệu năng cao detectơ diod array

HPLC/DAD-UV: Sắc ký lỏng hiệu năng cao detectơ diod Array - tử ngoại
CP

: Plasma cao tần cảm ứng

ICP-OES

: Phương pháp phổ phát xạ quang Plasma cặp cảm ứng

IR

: Phương pháp phổ hồng ngoại

J’

: Chỉ số đồng đều

KLN

: Kim loại nặng

Kphđ

: Không phát hiê ̣n đươ ̣c (dưới ngưỡng phát hiện)


MAP

: Phân bón MonoAmon Phốt phát

MĐ

: Mẫu đấ t

MĐC

: Mẫu đất đố i chứng

ML

: Mê Linh

MN

: Mẫu nước

MSD-SIM

: Detectơ khối phổ chọn lọc ion

n

: Tổng số cá thể của toàn bộ mẫu theo sinh cảnh hay địa điểm

N

: Tổng số lượng cá thể trong toàn bộ mẫu

na

: Số lượng cá thể của loài a

Ni

: Số lượng cá thể của loài i

NPK

: Phân bón chứa nitơ, photpho, kali

NXB

: Nhà xuất bản

PCBs

: Policlobiphenyl

POP

: Chất ô nhiễm hữu cơ bền

QCVN

: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

S

: Tổng số loài

SOM

: Chất hữu cơ của đất

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TSP

: Triple Super phốt phát

TT

: Tây Tựu

UBND

: Ủy ban Nhân dân

US EPA

: Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ

2,4-D

: 2,4-Diclophenoxyaxetic axít

2,4,5-T

: 2,4,5-Triclophenoxyaxetic axít


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Xếp loại phản ứng của đất (pHH2O) .......................................................... 5
Bảng 1.2. Giá trị CEC của các loại đất được xác định ở pH = 8,2 ............................ 6
Bảng 1.3. Thang đánh giá hàm lượng phốt pho dễ tiêu trong đất theo các phương
pháp chiết tách khác nhau [87] ...................................................................... 7
Bảng 1.4. Hàm lượng Cd trong các mẫu phân lân sử dụng ở một số quốc gia trên thế
giới.............................................................................................................. 11
Bảng 1.5. Hàm lượng KLN trong đất trồng rau ở Vân Nội (Hà Nội)...................... 12
Bảng 2.1. Ký hiệu mẫu đất và nước nghiên cứu lấy ở Tây Tựu.............................. 40
Bảng 2.2. Ký hiệu mẫu đất và nước nghiên cứu lấy ở Mê Linh.............................. 42
Bảng 2.3. Ký hiệu các mẫu đất lấy nghiên cứu xác định động vật chân khớp bé

Collembola.................................................................................................. 45
Bảng 2.4. Thông tin mẫu đất lấy xác định vi sinh vật đất ....................................... 46
Bảng 3.1. Chế độ bón phân vô cơ cho 1.000 m2 đất trong 1 năm đối với cây hoa
hồng trồng mới ............................................................................................ 54
Bảng 3.2. Giá trị trung bình hàm lượng của một số KLN trong nước tưới trồng hoa
lấy tháng 7 hàng năm ở Tây Tựu ................................................................. 58
Bảng 3.3. Giá trị trung bình hàm lượng của một số KLN trong nước tưới trồng hoa
lấy tháng 5 hàng năm ở Tây Tựu ................................................................. 58
Bảng 3.4. Giá trị trung bình hàm lượng của một số KLN trong nước tưới trồng hoa
lấy tháng 7 hàng năm ở Mê Linh ................................................................. 59
Bảng 3.5. Giá trị trung bình hàm lượng của một số KLN trong nước tưới trồng hoa
lấy tháng 5 hàng năm ở xã Mê Linh ............................................................ 60
Bảng 3.6. Hiê ̣n tra ̣ng sử du ̣ng hóa chất BVTV ở Tây Tựu và Mê Linh (tính % theo
tổ ng số 36 hô ̣ dân đã điề u tra) ...................................................................... 62
Bảng 3.7. Tỉ lệ phần trăm các hô ̣ trồ ng hoa ở Tây Tựu và Mê Linh tr
các kiế n thức hiể u biế t về cách sử du ̣ng hóa chấ t BVTV

ả lời

......................... 63


Bảng 3.8. Sự tồn dư hóa chất BVTV trong lớp đất chuyên canh hoa 0-20 cm vào
tháng 5 hàng năm ở Tây Tựu ....................................................................... 64
Bảng 3.9. Sự tồn dư hóa chất BVTV trong lớp đất chuyên canh hoa 0-20 cm vào
tháng 7 hàng năm ở Tây Tựu ....................................................................... 65
Bảng 3.10. Sự tồn dư hóa chất BVTV trong lớp đất chuyên canh hoa 0-20 cm vào
tháng 5 hàng năm ở Mê Linh....................................................................... 68
Bảng 3.11. Sự tồn dư hóa chất BVTV trong lớp đất chuyên canh hoa 0-20 cm vào
tháng 7 hàng năm ở Mê Linh....................................................................... 69

Bảng 3.12. Hiê ̣n tra ̣ng hộ dân sử du ̣ng phân bónở Tây Tựu và Mê Linh(tính theo %
tổ ng số hô ̣ điề u tra) ...................................................................................... 71
Bảng 3.13. Liều lượng trung bình phân bón cho 1.000 m2 đất chuyên canh các loại
hoa ở Tây Tựu và Mê Linh.......................................................................... 72
Bảng 3.14. Kết quả xác định hàm lượng trung bình của các kim loại nặng trong
phân lân của Việt Nam ................................................................................ 73
Bảng 3.15. Kết quả xác định hàm lượng trung bình kim loại nặng trong phân đạm
Việt Nam .................................................................................................... 73
Bảng 3.16. Hàm lượng trung bình N, P2O5, K2O nguyên chất bón cho 1.000 m2 đất
trồng hoa trong một vụ theo yêu cầu kỹ thuật và thực tế .............................. 74
Bảng 3.17. Kết quả xác định hàm lượng trung bình của các KLN trong một
số phân hữu cơ và vôi sử dụng trong trồng hoa ở Tây Tựu và Mê Linh .... 75
Bảng 3.18. Kết quả xác định hàm lượng KLN trung bình trong phế thải cây hoa
đồng tiền, cây hoa cúc và lá, nụ và hoa hồng ở Tây Tựu và Mê Linh........... 76
Bảng 3.19. Giá trị trung bình hàm lươ ̣ng của mô ̣t số kim loa ̣i nă ̣ng da ̣ng tổ ng số và
linh đô ̣ng trong đấ t chuyên canh hoa ấy
l vào tháng 7 hàng năm ở Tây Tựu . 78
Bảng 3.20. Giá trị trung bình hàm lươ ̣ng của mô ̣t số kim loa ̣i nă ̣ng da ̣ng tổ ng số và
linh đô ̣ng trong đấ t chuyên canh hoa ấy
l tháng 5 hàng năm ở Tây Tựu........ 79
Bảng 3.21. Giá trị trung bình hàm lươ ̣ng của mô ̣t số kim loa ̣i nă ̣ng da ̣ng tổ ng số và
linh đô ̣ng trong đấ t chuyên canh hoa lấy vào tháng 7 hàng năm ở Mê Linh . 83


Bảng 3.22. Giá trị trung bình hàm lươ ̣ng c
tổ ng số và linh đô ̣ng

ủa mô ̣t số kim loa ̣i nă ̣ng da ̣ng

trong đấ t chuyên canh hoa l

ấy vào tháng 5 hàng năm

ở Mê Linh .......................................................................................... 84
Bảng 3.23. Thành phần loài và phân bố của Collembola ở 6 sinh cảnh đất chuyên
canh hoa ở Tây Tựu .................................................................................... 90
Bảng 3.24. Thành phần loài và phân bố của Collembola ở 6 sinh cảnh đất chuyên
canh hoa ở Mê Linh .................................................................................... 95
Bảng 3.25. Một số đặc điểm định lượng Collembola trong đất chuyên canh hoa ở
Tây Tựu .................................................................................................... 100
Bảng 3.26. Một số đặc điểm định lượng Collembola trong đất chuyên canh hoa ở
Mê Linh .................................................................................................... 101
Bảng 3.27. Các loài Collembola chiếm ưu thế vượt trội trong đất chuyên canh hoa ở
Tây Tựu và Mê Linh ................................................................................. 103
Bảng 3.28. Các băng ưu thế trên gel DGGE của các mẫu đất nghiên cứu ............ 112
Bảng 3.29. Trình tự gen 16S rARN của các loài vi khuẩn ưu thế ........................ 116


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 3.1. So sánh hàm lượng KLN trong đất chuyên canh hoa ở Tây Tựu và Mê
Linh lấy vào tháng 7 hàng năm, lớp đất 0-20 cm ......................................... 87
Hình 3.2. So sánh hàm lượng KLN trong đất chuyên canh hoa ở Tây Tựu và Mê
Linh lấy vào tháng 5 hàng năm, lớp đất 0-20 cm ......................................... 88
Hình 3.3. Cấu trúc ưu thế của quần xã Collembola ở đất ruộng chuyên canh hoa ở
Tây Tựu (thu mẫu đợt 1) ........................................................................... 104
Hình 3.4. Cấu trúc ưu thế của quần xã Collembola ở đất ruộng chuyên canh hoa ở
Tây Tựu (thu mẫu đợt 2) ........................................................................... 105
Hình 3.5. Cấu trúc ưu thế của quần xã Collembola ở đất ruộng chuyên canh hoa ở
Mê Linh (thu mẫu đợt 1) ........................................................................... 106
Hình 3.6. Cấu trúc ưu thế của quần xã Collembola ở đất ruộng chuyên canh hoa ở

Mê Linh (thu mẫu đợt 2) ........................................................................... 107
Hình 3.7. Phổ điện di ADN tổng số của các mẫu đất Mê Linh (trên) và Tây Tựu
(dưới) ........................................................................................................ 109
Hình 3.8. Phổ điện di sản phẩm PCR với mồi V3. ............................................... 110
Hình 3.9. Hình ảnh điện di của bảng gel DGGE .................................................. 111


MỞ ĐẦU
1. Cơ sở khoa học và tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam là nước có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời, nông nghiệp chiếm
một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nông dân chiếm trên 70% dân số
cả nước. Đặc biệt, trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước
và hội nhập Quốc tế thì nông nghiệp và nông thôn nước ta phải phát triển theo xu
hướng nông nghiệp bền vững và hội nhập là tất yếu. Tuy nhiên, do những áp lực về
hiệu quả kinh tế của việc sản xuất nông nghiệp nên tình trạng quản lý và sử dụng
không đúng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) đang có xu hướng tăng
lên, gây tác hại xấu đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng. Những năm gần đây
việc sử dụng phân bón, chất kích thích sinh trưởng và hóa chất BVTV trong thâm
canh sản xuất, đặc biệt trong thâm canh hoa, rau đang có xu hướng gia tăng cả về số
lượng lẫn chủng loại. Một thực tế hiện nay là việc sử dụng hóa chất BVTV tràn lan,
không thể kiểm soát đã và đang gây ảnh hưởng xấu đến môi trường đất, nước,
không khí, sức khoẻ con người và môi trường sinh thái.
Mặt khác, xã hội đang ngày càng phát triển nên nhu cầu lương thực và làm
đẹp cho cuộc sống ngày càng tăng, vì thế nghề trồng hoa trở thành nghề sản xuất
chính tại một số vùng chuyên canh ngoại thành Hà Nội nhằm đáp ứng nhu cầu về
thú chơi hoa trong nước và xuất khẩu. Người dân trong một số vùng đã chuyển đổi
từ trồng lúa sang chuyên canh hoa và nổi lên trong đó có vùng chuyên canh hoa tại
phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội và tại xã Mê Linh, huyện Mê Linh,
Hà Nội. Trong khoảng 20 năm trở lại đây đã có sự chuyển đổi cơ cấu canh tác nên
đến nay kinh tế trong các hộ nông dân tại đây đã hoàn toàn thay đổi, nhiều hộ gia

đình trở thành “triệu phú”, cơ sở hạ tầng được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, sự
chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ lúa sang hoa với mức thâm canh cao đã làm phát
sinh những vấn đề môi trường do sử dụng phân bón hóa học, chất kích thích sinh
trưởng, hoá chất bảo vệ thực vật quá mức trong thâm canh nhằm tối đa hoá lợi
nhuận nên đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng môi trường đất, nước,
không khí và sức khỏe cộng đồng.
Chính vì vậy chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của
hoạt động chuyên canh hoa đến môi trường đất vùng ven đô Hà Nội” nhằm
đánh giá tổng thể tác động của hoạt động chuyên canh hoa đến chất lượng môi
trường đất và đề xuất các giải pháp canh tác bền vững cho địa bàn nghiên cứu.

1


Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, hướng tới nền nông nghiệp bền
vững cho các vùng ngoại thành Hà Nội nói riêng và ở Việt Nam nói chung.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học cho việc đánh giá một
cách chính xác, có hệ thống hơn về tác động của việc chuyên canh cây trồng đến
chất lượng môi trường đất (theo chiều hướng tích cực và tiêu cực), những nguy cơ
về ô nhiễm môi trường đất do lạm dụng hóa chất trong nông nghiệp, đặc biệt trên
đất trồng các cây trồng có mức thâm canh cao như hoa và rau.
Ngoài ra, những kết quả nghiên cứu, kiến nghị và đề xuất của luận án sẽ là
cơ sở khoa học cho việc hoạch định các chính sách về quản lý, quy hoạch và phát
triển bền vững nền nông nghiệp hàng hóa chất lượng cao ở Việt Nam nói chung và
ở các vùng ven đô Hà Nội nói riêng.
Kết quả nghiên cứu của luận án bổ sung thêm nguồn dữ liệu thực tiễn về việc
quản lý và sử dụng hóa chất BVTV, phân bón... trong chuyên canh hoa, những tác
động của thâm canh hoa đến môi trường đất, nước từ đó giúp người dân hiểu biết và
có ý thức thêm về bảo vệ môi trường nông nghiệp, nông thôn nhằm ổn định sự phát

triển kinh tế, an sinh xã hội và bảo vệ môi trường cho các vùng ven đô Hà Nội sau
khi mở rộng.
3. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu, đánh giá tác động của hoạt động chuyên canh hoa đến chất lượng
môi trường đất, đặc biệt thông qua sự đánh giá mức độ tồn dư hoá chất bảo vệ thực
vật, kim loại nặng trong môi trường đất và ảnh hưởng của chúng đến khu hệ sinh học
đất; trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm
môi trường đất chuyên canh hoa vùng nghiên cứu.
4. Luận điểm bảo vệ của Luận án
- Hoạt động chuyên canh hoa nếu không tuân thủ theo các yêu cầu kỹ
thuật, lạm dụng hóa chất nông nghiệp có thể dẫn đến các tác động tiêu cực tới
chất lượng môi trường đất nói chung và tại các vùng trồng hoa ở ngoại thành Hà
Nội nói riêng. Ảnh hưởng tiêu cực của chuyên canh hoa đến môi trường đất thể
hiện qua các khía cạnh sau:
+ Hàm lượng kim loại nặng và hóa chất BVTV trong đất tăng;
+ Giảm hệ sinh vật đất;
+ Giảm độ phì của đất;

2


+ Đất bạc mầu và khô cằn.
- Từ các kết quả nghiên cứu thu được có thể chỉ ra các yếu tố tác động tiêu
cực đến hoạt động chuyên canh hoa và đề xuất được các giải pháp tổng hợp nhằm
giảm các tác động tiêu cực đến môi trường đất chuyên canh hoa, hướng đến sự phát
triển một nền nông nghiệp bền vững cho vùng nghiên cứu nói riêng và cho hoạt
động nông nghiệp nói chung ở Việt Nam.
5. Đóng góp mới của đề tài
1. Lần đầu tiên đánh giá một cách có hệ thống các yếu tố tác động đến môi
trường đất vùng chuyên canh hoa hồng, hoa đồng tiền, hoa cúc tại các ruộng trồng

hoa tại phường Tây Tựu và xã Mê Linh (Hà Nội):
- Đã xác định thấy mối liên hệ giữa sử dụng phân bón và vôi cho đất trồng
cây hoa với mức độ tích luỹ Cu , Cd, Zn, As, Hg... trong môi trường đất. Mức độ
tích lũy kim loại nặng trong đất chuyên canh hoa giảm dần theo thứ tự đất trồng hoa
hồng, đất trồng hoa cúc và hoa đồng tiền, đất trồng rau, đất đối chứng.
- Đã xác định có sự liên quan giữa sử dụng hóa chất BVTV trong trồng hoa
với sự tích lũy các hóa chất này trong môi trường đất. Trong đất chuyên canh hoa có
sự tồn dư nhiều loại hóa chất BVTV như BHC, DDT, DDE… vượt ngưỡng QCVN
15:2008/BTNMT (ở Mê Linh, hàm lượng BHC trong đất trồng hoa hồng vượt 10,412,7 lần; ở Tây Tựu, DDT trong đất trồng hoa hồng vượt 1,42-1,65 lần). Sự tích lũy
hóa chất BVTV trong đấ t trồ ng hoa gi ảm theo dần thứ tự đất trồng hoa hồng, đất
trồng hoa cúc và hoa đồng tiền, đất trồng rau, đất đối chứng.
2. Đã sử dụng chỉ số đa dạng H’ và chỉ số đồng đều J’ để đánh giá những tác
đô ̣ng của hoạt động chuyên canh hoa ở hai vùng nghiên cứu đến nhóm động vật
chân khớp bé Collembola và đã xác nhận các loài ưu thế vượt trội ở các ruộng trồng
hoa riêng biệt ở Tây Tựu là Isotomurus palutris, Cryptopygus thermophilus,
Sminthurides bothrium, Isotomurus punctiferus, Cyphoderus javanus; ở Mê Linh là
Isotomurus palutris, Cyphoderus javanus, Protaphorura tamdaona. Các loài này
giảm dần theo thứ tự: rau, hoa cúc, hoa hồng 2 năm, hoa hồng 6 năm, hoa hồng 4
năm, hoa đồng tiền.
3. Lần đầu tiên ứng dụng kỹ thuật điện di trên gel biến tính (DGGE) để đánh
giá sự biến động về thành phần loài vi sinh vật đất trong đất chuyên canh hoa cho
hai vùng Tây Tựu và Mê Linh. Dựa vào trình tự 16S rARN, đã xác định được rằng,

3


năm trong số sáu loài vi khuẩn chiếm ưu thế của các mẫu đất nghiên cứu (ký hiệu từ
B1 đến B5) là các loài chưa được nuôi cấy. Chỉ có loài vi khuẩn B6 là loài thuộc chi
Klebsiella đã được công bố với tên gọi là Klebsiella sp. Những loài vi khuẩn này
xuất hiện dưới các điều kiện chuyên canh hoa khác nhau là khác nhau.

4


Chƣơng 1
TỔNG QUAN
1.1. Đất canh tác và nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng đất
1.1.1. Đất canh tác
Khi xem xét đất canh tác thường được quan tâm đến tầng đất canh tác. Thông
thường, tầng canh tác được chia ra 3 mức: > 15 cm: tầng canh tác dày; 15 - 10 cm: tầng
canh tác trung bình; < 10 cm: tầng canh tác mỏng.
Kết cấu của đất ảnh hưởng rất lớn tới các tính chất đất, nhất là tính chất vật
lý của đất. Nếu đất có cấu tạo hạt kết tốt, đất sẽ tơi xốp, làm đất dễ, hạt dễ mọc, rễ
cây dễ phát triển; nước thấm nhanh và được giữ nhiều; đất thoáng khí và đầy đủ oxy
cung cấp cho cây và các hệ sinh vật, động vật đất hoạt động; nước và không khí
điều hòa, quá trình khoáng hóa và mùn hóa đồng thời xảy ra nên xác hữu cơ biến
thành thức ăn đầy đủ cho sinh vật vừa được tích lũy lại trong đất dưới dạng các hợp
chất mùn. Thành phần cơ giới khác nhau, tỷ trọng đất khác nhau, đất cát có tỷ trọng
2,65 ± 0,01 g/cm3, đất cát pha có tỷ trọng 2,7 ± 0,02 g/cm3, đất thịt có tỷ trọng 2,7 ±
0,02 g/cm3, đất sét có tỷ trọng 2,74 ± 0,03 g/cm3 [14].
Tỷ trọng của đất được quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh,
thứ sinh và hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Nhìn chung do tỷ lệ chất hữu cơ trong
đất thường không lớn nên tỷ trọng đất sẽ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng
vật của đất, thường dao động khoảng 2,6 - 2,75. Thông qua tỷ trọng đất người ta có
thể đưa ra những nhận xét sơ bộ về hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng sét hay tỷ lệ
sắt, nhôm của một số loại đất cụ thể nào đó. Đất có hàm lượng mùn rất cao 15 20% thì tỷ trọng đất này < 2,4 g/cm3 [14].
1.1.2. Nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất
1.1.2.1. Một số chỉ tiêu lý hóa học
+ Phản ứng của đất. Phản ứng của đất biểu thị mức độ chua hay kiềm của
đất, được đo và biểu hiện bằng giá trị pH, bảng 1.1 [87].

Bảng 1.1. Xếp loại phản ứng của đất (pHH2O)
Phản ứng của đất

pH

Phản ứng của đất

pH

Chua mạnh

< 5,1

Trung tính

6,6, - 7,3

Chua trung bình

5,2 - 6,0

Kiềm trung bình

7,4 - 8,4

Chua nhẹ

6,1 - 6,5

Kiềm mạnh

> 8,5

5


+ Dung tích hấp phụ
Dung tích hấp phụ hay dung tích trao đổi cation (CEC) của đất phụ thuộc
vào thành phần keo, thành phần cơ giới đất, tỷ lệ SiO2/R2O3 và pH. Đất càng
nhiều mùn và montmorilonit thì CEC càng lớn; thành phần cơ giới đất càng nặng
thì CEC càng lớn; tỷ lệ SiO2/R2O3 càng lớn thì CEC càng lớn; độ pH đất tăng lên
thì CEC cũng tăng lên. Ở pH = 8,2 thì tùy thuộc vào giá trị CEC được xác định
mà đánh giá mức độ trao đổi của đất thấp hay cao, bảng 1.2 [67].
Bảng 1.2. Giá trị CEC của các loại đất được xác định ở pH = 8,2
TT

Mức độ đánh giá

CEC (meq/100 g đất)

1

Rất cao

> 40

2

Cao

25 - 40

3

Trung bình

15 - 25

4

Thấp

5 - 15

5

Rất thấp

<5

+ Hàm lượng kim loại nặng trong đất
Đất luôn có chứa một số lượng kim loại nặng (KLN) nhất định [19]. Ở Việt
Nam, đất sử dụng trong nông nghiệp có qui định ngưỡng giá trị giới hạn cho phép
hàm lượng tổng số của một số KLN, theo đó hàm lượng (mg/kg) của Cu là 50, Zn là
200, Pb là 70, As là 12, Cd là 2 [11], Hg là 0,3 [187].
+ Hàm lượng một số chất dinh dưỡng chủ yếu trong đất
Chất hữu cơ là thành phần quan trọng đối với quá trình hình thành đất và
tính chất đất; chất hữu cơ và mùn là kho thức ăn cho cây trồng và vi sinh vật, và
có tác dụng duy trì và bảo vệ đất. Để đánh giá hàm lượng mùn trong đất người ta
thường sử dụng chỉ tiêu hàm lượng chất hữu cơ trong đất (OM), hàm lượng nitơ

tổng số (N), tỷ lệ C/N. Hàm lượng OM trong đất được chia thành các mức độ: Rất
cao (>6%), cao (4,3 - 6,0%), trung bình (2,1 - 4,3%), thấp (1,0 - 2,1%), rất thấp
(<1,0%) [158].
Tổng các nguyên tố dinh dưỡng trong đất biểu thị khả năng cung cấp dinh
dưỡng cho cây trồng từ đất. Hàm lượng các nguyên tố dinh dưỡng dễ tiêu thể hiện
khả năng cung cấp dinh dưỡng tức thời cho thực vật, thông số này quyết định trực
tiếp khả năng tồn tại của thực vật đối với các loại đất cụ thể. Chỉ tiêu đánh giá hàm

6


lượng phốt pho tổng số (P2O5 tổng số) được chia thành 3 mức như sau: Giàu: P2O5
tổng số > 0,10%; trung bình: P2O5 tổng số từ 0,06 - 0,10%, nghèo: P2O5 tổng số <
0,06% [12]. Hàm lượng của nguyên tố nitơ tổng số trong đất được chia thành các
mức: rất cao (> 0,35%), cao (0,22 – 0,35%), trung bình (0,12 - 0,22%), thấp (0,05 0,12%), rất thấp (< 0,05%) [67].
Hàm lượng đạm dễ tiêu trong đất bề mặt (30cm) được đánh giá thông qua chỉ
tiêu hàm lượng NO3-N được chia thành 3 mức: giàu (> 13,2 mgN/100g đất), cao
(8,8 – 13,2 mgN/100g đất), trung bình (4,4 – 8,8 mgN/100g đất), nghèo (< 4,4
mgN/100g đất) [87].
Đối với phốt pho dễ tiêu: Phốt pho tương đối kém linh động trong đất.
Hàm lượng phốt pho dễ tiêu được đánh giá tùy thuộc vào loại đất và phương
pháp chiết tách. Thang đánh giá hàm lượng phốt pho dễ tiêu trong 2 loại đất
được nêu trong bảng 1.3 [87].
Bảng 1.3. Thang đánh giá hàm lượng phốt pho dễ tiêu trong đất
theo các phương pháp chiết tách khác nhau [87]
P2O5 dễ tiêu (mg/100 g đất)

TT

Mức độ đánh

giá

Bray (đất chua)

Olsen (đất kiềm)

1

Dư thừa

> 23

> 11,5

2

Cao

9,2 - 23

5,8 - 11,5

3

Trung bình

4,6 - 9,2

2,3 - 5,8

4

Nghèo

< 4,6

< 2,3

Đối với kali: Khả năng linh động của K rất hạn chế trong đất do nó bị cố
định bởi các hạt keo đất. Hàm lượng K dễ tiêu trong đất được đánh giá thông qua
hàm lượng K2O. Theo đó, hàm lượng K dễ tiêu trong đất sẽ được đánh giá theo 4
mức: dư thừa > 800 ppm (> 2,0 meq/100 g đất), cao 250 - 800 ppm (0,6-2,0
meq/100 g đất), trung bình 150 - 250 ppm (0,4- 0,6 meq/100 g đất), thấp < 150 ppm
(< 0,4 meq/100 g đất) [87].
1.1.2.2. Một số chỉ tiêu sinh học đất
Tính toán của các nhà khoa học đất cho thấy, trên một ha đất trồng trọt (độ
sâu 20 - 30 cm) có 5 - 7 tấn vi khuẩn, 2 - 3 tấn nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động
vật nguyên sinh..., và 3 - 4 tấn động vật không xương sống (giun, ấu trùng, sâu bọ,

7


tuyến trùng...). Vì vậy khi đánh giá về sinh học đất, các nhà khoa học đất đã đề xuất
các chỉ tiêu về số lượng vi sinh vật trong đất; khả năng nitrat hóa và khả năng cố
định đạm trong đất; cường độ phân giải xenlulôzơ, hô hấp của đất, và hoạt tính men
của đất.
1.2. Ảnh hƣởng của hoạt động canh tác nông nghiệp tới chất lƣợng đất
1.2.1. Ảnh hưởng của quá trình canh tác tới chất hữu cơ trong đất
Khi bón phân hữu cơ sẽ là tăng hàm lượng OM trong đất. OM là thành phần
quan trọng góp phần làm tăng độ phì của đất, tăng hoạt tính của đất và tăng tính bền

vững của cấu trúc đất. Nó góp phần làm giảm thiểu tác động tiêu cực của môi
trường, và do đó cải thiện chất lượng đất [12]. Các nhà khoa học cho rằng dưới
ngưỡng 3,4% OM ở đất vùng ôn đới thì suy giảm nghiêm trọng chất lượng đất sẽ
xảy ra [113]. Khoảng 75% cacbon tích lũy trong lớp trên của thạch quyển được lưu
giữ dưới dạng OM [37].
Phần lớn dạng hữu cơ này được phân hủy sinh học một cách nhanh chóng
bởi vi sinh vật đất. Kết quả của quá trình này là hình thành nhanh chóng của các
hợp chất hữu cơ mới và cấu trúc cơ thể vi sinh vật góp phần quan trọng trong việc
gắn kết các hạt đất với nhau hình thành cấu trúc đất và hạn chế xói mòn cũng như
phát sinh khí CO2 trở lại bầu khí quyển thông qua hô hấp của vi sinh vật và quá
trình khoáng hóa [48, 99]. Tỷ lệ C hấp thụ trung bình toàn cầu khi thay đổi sử dụng
đất từ nông nghiệp sang rừng hoặc đồng cỏ ước tính tương ứng là 33,8 và 33,2
gC/m2 mỗi năm [169]. Qua nghiên cứu các nhà khoa học kết luận rằng sự thay đổi
lớn nhất hàm lượng C xảy ra trong 8 cm trên cùng của đất, một lượng nhỏ hơn ở độ
sâu 8 đến 15 cm và một lượng không đáng kể C ở dưới 15 cm [96]. Họ cũng kết luận
rằng, trong đất không có hiện tượng cày xới hàm lượng OM được tích lũy cao hơn so
với đất có cày xới, điều đó cũng đồng nghĩa với việc cày làm đất là nguyên nhân
chính dẫn đến sự suy giảm hàm lượng OM trong đất canh tác nông nghiệp. Các nhà
nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng trong khoảng thời gian từ 5 đến 20 năm, đất không
cày có sự gia tăng trung bình 285 gC/m2 so với canh tác thông thường.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự giảm nhanh chóng hàm lượng OM do xáo
trộn đất trong thời gian trồng trọt ban đầu. Sự suy giảm đáng kể cacbon đất xảy ra
trong 5 năm đầu tiên của quá trình trồng trọt, con số có thể lên tới 2.300 kgC/ha
trung bình mỗi năm cho tầng đất 0-17 cm. Con số của 14 năm sau đó so với 5 năm
là 950 kgC/ha và giữa 50 năm và 14 năm là 290 kgC/ha [111]. Theo đó, các tác giả

8


chỉ ra sự suy giảm OM theo thời gian canh tác, so với hàm lượng OM trong đất

không canh tác, tổng mất OM là 17%, 28%, và 55% trong tương ứng 5, 14 và 50
năm canh tác. Các nhà khoa học thấy rằng, phần lớn quá trình khoáng hóa như là
kết quả của canh tác đất được diễn ra ngay sau khi đất được cày xới và có liên quan
trực tiếp đến khối lượng đất bị xáo trộn và độ gồ ghề của bề mặt sau khi cày. Và
như vậy, hàm lượng OM và tổng N bị giảm ít nhất khi cầy xới đất tối thiểu và tàn
dư sinh khối sau thu hoạch được trả lại [105].
Trồng trọt có thể phá vỡ hoặc kéo dài thời gian đạt cân bằng của vòng tuần
hoàn cacbon trong tự nhiên thông qua việc làm giảm hàm lượng OM và dẫn đến
suy thoái đất, và cuối cùng là làm giảm năng suất của đất. Tuy nhiên, bằng cách
thay đổi sử dụng đất và hệ thống canh tác hoặc bằng việc áp dụng luân canh bền
vững, tỷ lệ hấp thụ cacbon có thể được tăng lên đến 20-75 gC/m2/năm và giúp hệ
canh tác có thể đạt đến trạng thái cân bằng về C mới trong vòng vài thập kỷ.
Chẳng hạn, khi thay đổi cách sử dụng đất sẽ làm ảnh hưởng tới hàm lượng
OM và N trong đất [121]. Do tổng số vi khuẩn trong đất thay đổi, trong lớp đất mặt
hệ độc canh lúa mì lượng C là 533 mg/kg, hệ độc canh ngô chỉ có 350 mg/kg và đối
với hệ độc canh đậu tương là 398 mg/kg. Do đó, độc canh ngô và đậu tương không
chỉ giảm OM và N mà còn dẫn đến sự suy giảm của hoạt động sinh học của đất. Các
nhà khoa học thấy rằng, 11 năm canh tác liên tục ngô, đậu tương, lúa mì dẫn đến
giảm tương ứng 10%, 11% và 5,3% OM, so với hệ luân canh tất cả loại cây trồng
nói trên [112].
Do đó, loại cây trồng ảnh hưởng tới OM cũng như chất lượng đất rất mạnh
mẽ trong các hệ độc canh liên tục. Những tác động tiêu cực của độc canh nổi bật là
nghèo hóa hệ động vật đất; tăng số lượng dịch hại cây trồng; giảm hoạt động của
quá trình dehidrogenaza và phốt phát hóa, làm tăng hàm lượng các axit phenolic
trong đất.
1.2.2. Ảnh hưởng của bón phân tới hàm lượng các nguyên tố trong đất
Bón phân là một trong những hoạt động quan trọng nhất trong sản xuất nông
nghiệp, ảnh hưởng của nó trên các chất dinh dưỡng sẵn có trong đất. Các nhà khoa
học đã chỉ ra rằng, khi sử dụng phân bón bón cho cây trồng sẽ làm tăng đáng kể
hàm lượng N, P, K và OM trong lớp đất canh tác so với lớp đất phía dưới [90].

Khi sử dụng phân chuồng hoặc phân xanh từ tàn dư của cây trồng thì đã làm
bổ sung một lượng N, P, K đáng kể trong đất canh tác ngô và lúa mì; điều đáng

9


quan tâm là sản lượng sinh khối thu được ở đây cao hơn, lên tới 50% so với phương
thức chỉ bón N, P, K ở lượng lớn. Và OM được tăng lên nhiều nhất trong hệ luân
canh hàng năm có sử dụng đầy đủ phân bón N và P ở vùng đất bán khô cằn phía tây
nam Saskatchewan, Canada [100]. Việc sử dụng liên tục N, P, K cộng với phân
chuồng để bón cho cây trồng dẫn tới làm tăng đáng kể hàm lượng OM và N so với
một khu vực hoang hóa lân cận [167]. Với những kết quả nghiên cứu đã nêu, có thể
thấy nếu duy trì lớp phủ tàn dư thực vật sau thu hoạch và tăng tỷ lệ lượng phân bón
các loại sẽ có thể duy trì được chất lượng đất [35].
Bên cạnh đó các loại phân bón vô cơ, vôi và phân hữu cơ, phân bùn,… có
một lượng đáng kể các KLN. Thành phần KLN trong phân bón đã nêu trên đã được
một số tác giả nghiên cứu. Trong số các loại phân nghiên cứu các tác giả chỉ ra rằng
phân lân có chứa hàm lượng KLN khá cao.
Phân lân là một trong những nguồn đầu vào KLN vào các hệ thống nông
nghiệp. Quặng phốt phát chứa nhiều nguyên tố KLN với giá trị dao động khoảng 1 100 mgCd/kg, 70 - 110 mg Cr/kg, 1 - 1000 mgCu/kg, 0 - 117 mgNi/kg, 0 - 45
mgPb/kg, 4 - 1000 mgZn/kg, 0 - 710 mgF/kg và 8 - 220 mgU/kg [39, 54, 101]. Tùy
thuộc vào loại quặng và quy trình sản xuất mà phân lân có hàm lượng các KLN
khác nhau: 0 - 58,8 mgCd/kg, 10,4 - 72,7 mgCr/kg, 1 - 183 mgCu/kg, 5 - 26,9
mgNi/kg, 0,6 - 30,7 mgPb/kg, 8,8 - 181 mgZn/kg và 39,7 -206 mgU/kg [28, 45,
117, 162].
Hàm lượng KLN có trong quặng phốt phát khác nhau (PR) do vậy nó là tạp
chất không thể loại bỏ hoàn toàn khỏi phân lân [46]. Kết quả phân tích 20 mẫu phân
lân cho kết quả tương tự về hàm lượng các KLN có mặt trong mỗi loại phân sử
dụng ở Saudi Arabia [122]. Kết quả phân tích hàm lượng Cd trong các mẫu phân lân
sử dụng ở một số quốc gia ở bảng 1.4 cho thấy, phân lân là nguồn gây ô nhiễm Cd nói

riêng và KLN nói chung trong đất nông nghiệp [114].
Trong kỹ thuật trồng hoa, để cho cây hoa cứng cáp và mầu hoa đẹp người ta
đã bón một lượng lớn các phân khác nhau, trong đó có một lượng lớn phân lân, vì
vậy làm tăng đáng kể hàm lượng KLN trong môi trường đất.

10


Bảng 1.4. Hàm lượng Cd trong các mẫu phân lân sử dụng
ở một số quốc gia trên thế giới
Loại phân: nguồn gốc đá
chứa phophat

Đất nƣớc lấy mẫu
(nơi sử dụng trồng thuốc lá)

Cd
(mg/kg)

DAP

Trung Quốc

2,22 + 0,05

DAP

Việt Nam (Trung Quốc, Lào)

1,34 + 0,43

Thổ Nhĩ Kỳ (Hy Lạp, Nga, EU)

2,78 + 4,82

MAP: Nga, bán đảo Kola

Brazil

0,14 + 0,21

MAP: USA, Florrida

Brazil

50,92 + 4,57

NP: Morocco

Hy Lạp

3,12 + 0,49

NP: Phốt phát Syria

Hy Lạp

2,49 + 0,41

Việt Nam (Campuchia, Lào)

0,65 + 0,01

DAP: Angeri, Morocco

SSP: Việt Nam, Lào Cai

TSP: Israel, Sa mạc Negev
Brazil
26,71 + 0,98
Ghi chú: DAP: Diamon phốt phát, MAP: Monoamon phốt phát.
1.2.3. Ảnh hưởng của nước tưới tới hàm lượng các nguyên tố trong đất
Chất lượng nước sử dụng để làm nước tưới được nêu trong tiêu chuẩn Việt
Nam QCVN 39:2011 [8]. Hiện nay, một số vùng nông nghiệp sử dụng nước tưới có
hàm lượng một số KLN cao hơn tiêu chuẩn cho phép, dẫn đến làm gia tăng hàm
lượng các kim loại này trong đất trồng trọt [23].
Chẳng hạn ở Hà Nội, sông Nhuệ được sử dụng để làm nước tưới cho một
vùng rộng lớn đất nông nghiệp, trong đó có vùng trồng hoa Tây Tựu. Theo các kế t
quả nghiên cứu giai đo ạn 2011-2012 cho thấy, chấ t lươ ̣ng nư ớc sông Nhuệ đã và
đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, không đáp ứng tiêu chuẩ n cho sản xuấ t nông nghiê ̣p ,
các thông số phân tích đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép đối với chất lượng nước
tưới QCVN 39:2011. Theo đó, Zn (213 mg/l) vượt 106,5 lần, Cu (0,328 mg/l) và Pb
(0,045mg/l) gần tới giới hạn ngưỡng cho phép.
Với việc sử dụng nước sông Nhuệ để làm nước tưới, hàm lượng Cu và Zn trong
các mẫu đất cao hơn lượng tiêu chuẩn cho phép trong QCVN 03:2008 [11]. Theo đó,
hàm lượng Cu (99,2 mg/kg) và Zn (259,3 mg/kg) vượt quá tiêu chuẩn cho phép cao
nhất tương ứng là 1,98 và 1,3 lần.
Nghiên cứu về hàm lượng của KLN trong một số khu vực trồng rau của Hà
Nội chỉ ra rằng, trừ Hg tổng số ở mẫu VN Đ04 vượt gần 7 lần mức cho phép theo

11