Nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và phân bón nhả chậm đến khả năng cải tạo đất trồng chè tại xã Phú Hộ, thị xã Phú Thọ, tỉnh Phú Thọ (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYME GIỮ ẨM VÀ
PHÂN BÓN NHẢ CHẬM ĐẾN KHẢ NĂNG CẢI TẠO ĐẤT
TRỒNG CHÈ TẠI XÃ PHÚ HỘ, THỊ XÃ PHÚ THỌ,
TỈNH PHÚ THỌ

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

ĐOÀN THỊ BÍCH HÒA

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA POLYME GIỮ ẨM VÀ
PHÂN BÓN NHẢ CHẬM ĐẾN KHẢ NĂNG CẢI TẠO ĐẤT
TRỒNG CHÈ TẠI XÃ PHÚ HỘ, THỊ XÃ PHÚ THỌ,
TỈNH PHÚ THỌ
ĐOÀN THỊ BÍCH HÒA

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 60440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRỊNH ĐỨC CÔNG

HÀ NỘI, NĂM 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn
toàn trung thực, khách quan và chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ
công trình nào khác. Các thông tin, số liệu trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ
nguồn gốc và đã được công bố theo đúng quy định.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Đoàn Thị Bích Hòa


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Môi Trường Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho
tôi kiến thức nền tảng trong suốt thời gian học tập và tạo mọi điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn TS.Trịnh Đức Công - Viện Hóa Học
người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã đóng góp ý kiến và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học, thực hiện và hoàn thành luận văn.
Chúng tôi xin cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Viện hóa học - Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Phòng vật liệu polyme, các phòng chức
năng đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị nghiên cứu trong quá trình
thực hiện luận văn.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn đến đề tài “Nghiên cứu ứng dụng một số vật liệu
tiên tiến, thân thiện môi trường trong canh tác nông, lâm nghiệp vùng Tây Bắc”- Đề

tài KHCN thuộc Chương trình Tây Bắc mã số KNCN-TB.08C/13-18 đã cung cấp
cho tôi nhiều tài liệu và tài trợ kinh phí để tôi hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã giúp đỡ,
động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học và thực hiện thành công
luận văn này.
Luận văn tốt nghiệp không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận
được những ý kiến đóng góp quý báu từ phía hội đồng báo cáo, giáo viên phản biện
và các thầy cô trong khoa để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 8 năm 2017
Học viên

Đoàn Thị Bích Hòa


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................... ii
MỤC LỤC................................................................................................................................ iii
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.................................................................... v
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 4
1.1. Điều kiện tự nhiên, khí hậu đất đai khu vực nghiên cứu.................................................. 4
1.1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên ..................................................................... 4
1.1.2. Khí hậu thủy văn ............................................................................................... 4
1.2. Đặc điểm của cây chè ......................................................................................................... 5

1.2.1. Đặc điểm sinh vật học của cây chè .................................................................. 6
1.2.2. Những yếu tố tác động đến sự sinh trưởng và phát triển của cây chè ............. 7
1.2.3. Nhu cầu dinh dưỡng của chè ............................................................................. 8
1.3. Đặc điểm đất trồng chè Phú Thọ ....................................................................................... 8
1.3.1. Tổng quan về đất ............................................................................................... 8
1.3.2. Đất trồng chè Phú Thọ .................................................................................... 10
1.4. Giới thiệu chung về polyme giữ ẩm (polyme siêu hấp thụ nước) và phân bón
NPK nhả chậm ...................................................................................................... 10
1.4.1. Giới thiệu chung về polyme giữ ẩm (polyme siêu hấp thụ nước)................... 10
1.4.2. Giới thiệu chung về phân bón NPK nhả chậm................................................ 15
1.5. Tình hình nghiên cứu polyme giữ ẩm và phân bón NPK nhả chậm ở Việt Nam và trên
thế giới ...................................................................................................................................... 21
1.5.1. Các đề tài, dự án nghiên cứu và ứng dụng chất giữ ẩm (polyme ưa nước)
trong nông nghiệp ở Việt Nam và trên thế giới ........................................................ 21
1.5.2. Các đề tài, dự án nghiên cứu và ứng dụng phân bón NPK nhả chậm trong
nông nghiệp ở Việt Nam và trên thế giới .................................................................. 26
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 33
2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 33
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 33
2.1.2. Phạm vi và thời gian nghiên cứu ..................................................................... 33
2.2. Hóa chất, dụng cụ và vật liệu nghiên cứu ....................................................................... 33


iv

2.2.1. Hóa chất, dụng cụ ............................................................................................ 33
2.2.2. Vật liệu ............................................................................................................ 33
2.3. Xây dựng mô hình thí nghiệm ......................................................................................... 34
2.4. Nghiên cứu khả năng cải tạo đất sau khi sử dụng polyme giữ ẩm và phân NPK
nhả chậm ................................................................................................................... 37

2.4.1. Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu .......................................................... 38
2.4.2. Phương pháp phân tích xác định các chỉ tiêu trong đất ................................. 39
2.5. Xác định các chỉ tiêu về năng suất cây chè ..................................................................... 39
2.6. Thang đánh giá hàm lượng các chỉ tiêu trong đất .......................................................... 40
2.7. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................................ 41
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 42
3.1. Kết quả phân tích tính chất hóa lý và độ phì nhiêu của đất trồng chè trước khi sử dụng
polyme giữ ẩm và phân bón nhả chậm................................................................................... 42
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và phân bón NPK nhả chậm sau
khi sử dụng đến khả năng cải tạo đất trồng chè ..................................................................... 43
3.2.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến sự
thay đổi độ ẩm của đất .............................................................................................. 43
3.2.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến độ
xốp của đất ................................................................................................................ 46
3.2.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến
chất hữu cơ trong đất ................................................................................................. 48
3.2.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến
tính hóa lý của đất ..................................................................................................... 50
3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến năng suất
cây chè kinh doanh................................................................................................................... 58
3.3.1. Mật độ búp và khối lượng búp chè ................................................................. 58
3.3.2. Hiệu quả kinh tế khi sử dụng polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm .................. 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 66
PHỤ LỤC


v

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AMS-1

: Polyme giữ ẩm (polyme siêu hấp thụ nước)

PG

: Phụ gia

CHC

: Chất hữu cơ

CEC

: Dung lượng hấp thu

OM

: Hàm lượng chất hữu cơ trong đất

KL-búp

: Khối lượng búp chè

MĐ-búp

: Mật độ búp chè

LSD0,05

: Sai khác có ý nghĩa thống kê với mức tin cậy 95%

CV%

: Hệ số biến động

TCVN

: Tiêu chuẩn việt nam

PTN

: Phòng thí nghiệm

TN

: Thí nghiệm

STT

: Số thứ tự

KHKT

: Khoa học khí tượng

KHCN

: Khoa học công nghệ

NXB

: Nhà xuất bản


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Công thức và tỷ lệ sử dụng Polyme giữ ẩm và Phân nhả chậm NPK................. 36
Bảng 3.1. Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý của đất trước khi sử dụng vật liệu tại các
công thức .................................................................................................................................. 42
Bảng 3.2. Độ ẩm đất tại các công thức sử dụng vật liệu được theo dõi trong PTN ............ 44
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến độ ẩm đất trên đất trồng
chè ............................................................................................................................................ 45
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến độ xốp của đất ............. 47
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến chất hữu cơ của đất..... 48
Bảng 3.6. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 12/2016 ....................................... 50
Bảng 3.7. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 01/2017 ....................................... 51
Bảng 3.8. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 02/2017 ....................................... 52
Bảng 3.9. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 03/2017 ....................................... 53
Bảng 3.10. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 04/2017 ..................................... 53
Bảng 3.11. Kết quả phân tích các chỉ tiêu trong đất tháng 05/2017 ..................................... 54
Bảng 3.12. Tổng hợp kết quả xử lý số liệu thống kê đối với chi tiêu khối lượng búp và mật
độ búp chè................................................................................................................................. 58
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của AMS-1 và phân nhả chậm đến năng suất của cây chè ............ 61
Bảng 3.14. Hiệu quả kinh tế thu được của các công thức thí nghiệm .................................. 62


vii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Diễn biến thời tiết khí hậu năm 2016 và 6 tháng đầu năm 2017............................ 5
Hình 1.2. Cơ chế trương và hấp thụ nước của polyme siêu hấp thụ nước ........................... 12
Hình 1.3. Quá trình khuếch tán chất dinh dưỡng từ phân bón nhả chậm ............................ 17
Hình 1.4. Hình ảnh mô tả polyme siêu hấp thụ nước trước khi hấp thụ nước (a); sau khi
hấp thụ nước (b) và mô tả quá trình giữ nước cho của AMS-1 cho cây trồng (c)............... 25
Hình 1.5. Hình ảnh polyme giữ ẩm và phân bón NPK nhả chậm thành phẩm, ứng dụng
trong nông nghiệp được chế tạo tại Viện Hóa học- Viện hàn lâm KH và CN Việt Nam... 32
Hình 2.1. Ảnh mô hình thí nghiệm cho cây chè tại Phú Hộ-Phú Thọ.................................. 37
Hình 2.2. Hình ảnh sử dụng polyme giữ ẩm-phân bón nhả chậm cho đất trồng chè .......... 37
Hình 3.1. Biểu đồ ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến độ ẩm đất ........ 45
Hình 3.2. Biểu đồ ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến độ xốp đất ....... 47
Hình 3.3. Biểu đồ ảnh hưởng của polyme giữ ẩm và NPK nhả chậm đến chất hữu cơ của
đất .............................................................................................................................................. 49
Hình 3.4. Biểu đồ kết quả hàm lượng Nitơ tổng so với công thức CT0-ĐC1 ..................... 56
Hình 3.5. Biểu đồ kết quả hàm lượng P2O5 dễ tiêu so với công thức CT0-ĐC1................. 56
Hình 3.6. Biểu đồ kết quả hàm lượng K2O dễ tiêu so với công thức CT0-ĐC1 ................. 57
Hình 3.7. Ảnh hưởng của AMS-1 và phân NPK nhả chậm đến mật độ búp ...................... 60
Hình 3.8. Ảnh hưởng của AMS-1 và phân NPK nhả chậm đến khối lượng búp................ 60


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, cùng với diễn biến của quá trình biến đổi khí hậu,
các điều kiện canh tác nông nghiệp ngày càng gặp nhiều khó khăn do đất đai ngày
càng bị thoái hóa, thiên tai, dịch bệnh, cũng như các yếu tố ngoại cảnh khác tác
động mạnh mẽ đến cây trồng làm cho năng suất, chất lượng hàng hóa nông nghiệp

giảm. Nước và phân bón là hai yếu tố vô cùng quan trọng quyết định đến năng suất,
chất lượng nông sản và độ phì nhiêu của đất. Bởi vậy, từ lâu con người đã chú ý đến
việc tưới tiêu và bón phân cho cây trồng.
Hiện nay hiệu quả sử dụng phân bón hóa học là rất thấp, lượng phân đạm, lân,
kali khi bón vào đất sẽ không được cây trồng sử dụng hết mà thất thoát ra ngoài môi
trường còn nhiều. Điều này làm tăng chi phí, giảm hiệu quả kinh tế và gây hiệu ứng
nhà kính, ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí.
Để nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón và khả năng cải tạo đất; nâng cao
hiệu quả kinh tế và hạn chế ô nhiễm môi trường góp phần phát triển nền nông
nghiệp xanh, gần đây trên thế giới có xu hướng nghiên cứu và ứng dụng phân bón
nhả chậm. Phân bón nhả chậm là dạng phân có khả năng lưu giữ và cung cấp dinh
dưỡng cho cây trong thời gian dài, làm giảm thiểu khả năng thất thoát dinh dưỡng
do rửa trôi hoặc bốc hơi, góp phần tiết kiệm lượng phân sử dụng và hạn chế ô
nhiễm môi trường. Polyme siêu hấp thụ nước (hay còn gọi là polyme giữ ẩm) là loại
polyme có khả năng giữ một lượng nước lớn gấp hàng trăm lần khối lượng của nó
và là chất đa điện ly tổng hợp có tác dụng làm bền và gia cố cấu trúc đất, tạo nguồn
nước giữ trự trong đất để cây trồng hấp thụ. Việc sử dụng loại polyme này cho nông
nghiệp sẽ làm tăng lượng ẩm sẵn có ở vùng rễ, nhờ đó kéo dài khoảng thời gian
giữa các lần tưới.
Sự phát triển của cây chè phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, đất đai,
điều kiện chăm sóc đặc biệt là lượng nước và phân bón. Cây chè là loại cây có xuất
xứ yêu cầu về lượng mưa hàng năm thích hợp cho cây là 1.500 – 2.000 mm, hàng


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full