ẢNH HƯỞNG của sự THAY đổi mực THUỶ cấp và độ CHUA đất đến tốc độ KHOÁNG hóa CACBON của lớp THAN bùn tại u MINH hạ cà MAU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (388.68 KB, 36 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
TRƯƠNG THỊ HUYỀN TRANG
ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI MỰC THUỶ CẤP
VÀ ĐỘ CHUA ĐẤT ĐẾN TỐC ĐỘ KHOÁNG HÓA
CACBON CỦA LỚP THAN BÙN TẠI
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
U MINH HẠ_CÀ MAU
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT
Cần Thơ – 2009
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: KHOA HỌC ĐẤT
Đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY ĐỔI MỰC THUỶ CẤP
VÀ ĐỘ CHUA ĐẤT ĐẾN TỐC ĐỘ KHOÁNG HÓA
CACBON
BÙN
Trung tâm Học liệu
ĐH CầnCỦA
Thơ LỚP
@ TàiTHAN
liệu học
tậpTẠI
và nghiên cứu
U MINH HẠ_CÀ MAU
Giáo viên hướng dẫn
Ts. Châu Minh Khôi
Sinh viên thực hiện
Trương Thị Huyền Trang
MSSV: 3053207
Lớp: KHĐ K31
Cần Thơ – 2009
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Luận văn tốt nghiệp kèm theo đây, với đề tựa là “ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ
THAY ĐỔI MỰC THUỶ CẤP VÀ ĐỘ CHUA ĐẤT ĐẾN TỐC ĐỘ KHOÁNG
HÓA CACBON CỦA LỚP THAN BÙN TẠI U MINH HẠ_CÀ MAU”, do
Trương Thị Huyền Trang thực hiện và báo cáo, đã được Hội đồng chấm luận văn
tốt nghiệp thông qua.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn tốt nghiệp là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây.
Tác gi ả luận văn
Trương Thị Huyền Trang
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
LỜI CẢM ƠN
˜{™
Trung
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
- Quý thầy cô Khoa Nông nghiệp và sinh học ứng dụng nói chung cùng quý
thầy cô trong Bộ môn Khoa học Đất và Quản lý Đất đai đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp.
- PGS.Ts Võ Thị Gương và Ts.Châu Minh Khôi, người đã tận tình hướng dẫn,
gợi ý và cho những nhận xét hết sức bổ ích trong việc nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
Xin chân thành cám ơn
- Các anh chị và các bạn sinh viên lớp Khoa học Đất trong quá trình cùng thực
hiện luận văn trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ thực hiện các thí nghiệm
trong phòng thí nghiệm.
- Ks. Phạm Nguyễn Minh Trung đã giúp phân tích số liệu.
- Ks. Mai Nguyệt Lan là người trực tiếp hướng dẫn trong suốt quá trình thực
hiện đề tài trong phòng thí nghiệm.
Xin trân trọng ghi nhận những chân tình sự giúp đỡ của bạn bè, của các cán bộ
phòng phân tích đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt đề tài mà tôi không
tâm
Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
liệt kê trong trang cảm tạ này.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
1.LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
Họ và tên: TRƯƠNG THỊ HUYỀN TRANG
Giới tính: Nữ
Ngày, tháng, năm sinh: 28/04/1987
Dân t ộc: Kinh
Nơi sinh: Cần Thơ
Chỗ ở hoặc địa chỉ liên lạc: 286/67B CMT8 Q.Bình Thủy TPCT
Điện thoại: 07103 885565
E-mail:
2.QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
1.Tiểu học:
Thời gian đào tạo từ năm: 1994-1998
Trường: Tiểu học An Thới 2
Địa chỉ:
2.Trung học cơ sở
ThờiHọc
gian đào
tạoĐH
từ năm:
1999-2002
Trung tâm
liệu
Cần
Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Trường: THPT Bùi Hữu Nghĩa
Địa chỉ:
3.Trung học phổ thông:
Thời gian đào tạo từ năm: 2002-2005
Trường: THPT Bùi Hữu Nghĩa
Địa chỉ:
Ngày…..tháng…..n ăm 2009
Ng ười khai ký tên
Trương Thị Huyền Trang
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
MỤC LỤC
Chương
Nội dung
Danh sách hình
Danh sách bảng
Tóm lược
Trung
Trang
3
4
MỞ ĐẦU
1. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về đất than bùn nhiệt đới
5
1.1.1. Nguồn gốc và sự hình thành
5
1.1.2. Vị trí, quy mô của đất than bùn nhiệt đới và khu vực Đông Nam Á
6
1.1.3. Đặc điểm các vùng đất than bùn ở Việt Nam
6
1.1.3.1 Đặc điểm hình thành
6
1.1.3.2 Thành phần than bùn
7
1.1.3.3 Giới thiệu chung về vùng than bùn Đặc dụng tại U Minh_Cà
8
Mau
1.2. Môi trường sinh thái và vai trò các vùng đất than bùn
9
1.2.1. Tầm quan trọng của đất than bùn
9
tâm1.2.2.
HọcMối
liệuliênĐH
Cần
Thơ
@
Tài
liệu
học
tập
và
nghiên
hệ với hiện tượng “Hiệu ứng nhà kính”
10cứu
1.3. Mối liên hệ giữa sự thay đổi mực thủy cấp, độ chua đất và hàm lượng
11
chất hữu đến tốc độ khoáng hóa Cacbon
1.3.1. Quá trình khoáng hóa Cacbon t ại đất than bùn
11
1.3.2. Ảnh hưởng của mực thủy cấp, hàm lượng chất hữu cơ tới tốc độ
11
khoáng hóa Cacbon
1.3.2.1 Mối liên hệ giữa mực thủy cấp đến pH, độ chua đất và độ dẫn
11
điện (EC)
1.3.2.2 Ảnh hưởng giữa mực thủy cấp lên sự phóng thích Cacbonic
12
1.3.2.3 Mối liên hệ giữa hàm lượng chất hữu cơ và sự giải phóng khí
13
Cacbonic (CO 2)
2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
16
2.1. Phương tiện nghiên cứu
2.2. Phương pháp thực hiện
16
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
2.2.2. Các chỉ tiêu thu thập
18
2.2.3. Phương pháp thực hiện
19
2.2.3.1 Đo sự hô hấp của vi sinh vật
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu
20
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ghi nhận tổng quát
3.2. Nhận xét các chỉ tiêu phân tích
3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi thủy văn (mực thủy cấp) đến
độ chua của đất
3.2.2. Khảo sát các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ
và khoáng hóa Cacbon của Vi sinh vật trong tầng than bùn.
3.2.2.1 Khảo sát hàm lượng khí Cabonic sinh ra do hoạt động phân hủy
chất hữu cơ trong các tầng than bùn khác nhau
3.2.2.2 Sự tương quan giữa pH đất và tiến trình khoáng hóa Cacbon
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
21
21
22
27
27
28
31
32
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Trung
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẤT THAN BÙN NHIỆT ĐỚI
1.1.1. Nguồn gốc và sự hình thành
Theo điều tra của các nhà khoa học trên thế giới trữ lượng than bùn vào
khoảng 300 tỷ tấn chiếm 1/5 diện tích bề mặt Trái Đất trong đó vùng nhiệt đới
chiếm khoảng hơn 30 triệu ha. Khu vực đầm lầy là nơi tạo điều kiện dẫn tới sự tích
lũy các vật liệu hữu cơ kết quả là làm giảm tốc độ phân hủy xác bã động thực vật ở
bên trên của vi sinh vật. Sự phân hủy dưới những điều kiện ngập nước nhiều được
thực hiện nhờ những nhóm như: nấm, vi khuẩn kị khí, tảo hay một số dạng điển
hình của các động vật vi sinh dưới nước (Brady, 1990). Những vi sinh vật này sẽ
phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí và giải phóng các khí trung gian như:
Hydrosulfur (H2S), Metan (CH4), Amoniac (NH3), Cacbonic (CO2) và hình thành
nên mùn. Quá trình tích lũy chất hữu cơ bị phân hủy không hoàn toàn trong điều
kiện yếm khí dẫn tới hình thành than bùn.
Các điều kiện tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành than bùn
là địa hình (than bùn thường hình thành những nơi trũng thấp), khí hậu (nơi có
lượng mưa và ẩm độ cao), chế độ thủy văn (thường hình thành trong điều kiện ngập
úng kéo
dài),
tínhĐH
chất hóa
họcThơ
của đất@
(độTài
chualiệu
cao, tình
thấp, sự
tâm
Học
liệu
Cần
họctrạng
tậpdinh
vàdưỡng
nghiên
cứu
thiếu hụt oxy), vi sinh vật (hoạt động của vi sinh vật hiếu khí bị giảm) và thời gian.
Trong điều kiện nhiệt đới ẩm, nơi có lượng mưa cao hơn lượng bốc thoát dẫn
đến sự hình thành than bùn trên những vùng rộng lớn nơi địa hình thấp thường nằm
giữa những con sông gần biển hoặc một số trường hợp có thể ở những nơi nằm sâu
trong nội địa.
1.1.2. Vị trí, quy mô của đất than bùn nhiệt đới và khu vực Đông Nam Á
Trong hai nhóm đất than bùn thì chia ra thành: nhóm than bùn nhiệt đới và
nhóm than bùn ôn đới. Trong thời điểm hiện tại thì các báo cáo về đặc tính của
nhóm than bùn nhiệt đới ít hơn so với các loại khác (Radjagukuk, 1985). Hiện nay
ước tính của tổng số khu vực đất than bùn nhiệt đới là trong khoảng 30-45 triệu ha,
chiếm khoảng 10-12% toàn cầu (Immirzi & Maltby, 1992).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Bảng 1.1 Bảng số liệu thống kê về nguồn đất than bùn nhiệt đới
Vùng
Trung Mỹ
Nam Mỹ
Châu Phi
Châu Á
Đông Nam Á
Châu Đại Dương
Tổng
Diện tích trung bình
(1000ha)
2.437
4.037
2.995
2.351
26.435
40
38.295
(Nguồn Immirzi và Maltby, 1992; Rieley et al.,1996)
Đất than bùn ở khu vực Đông Nam Á được hình thành hầu hết ở những vị trí
có độ cao cao hơn so với mực nước biển, gần biển hay nằm sâu trong đất liền có độ
dài lớn hơn hàng trăm km dọc theo các con sông hay xuyên qua các lưu vực sông.
Đất than bùn ở Đông Nam Á chiếm 26 triệu ha (khoảng 69% của tổng diện tích đất
than bùn nhiệt đới). Diện tích này phát triển nhiều nhất là ở những vùng biển phía
Đông Kalimanta, West Papua, Papua New Guinea, Brunei, Malaysia, Sabah,
Sarawak, Đông Nam Thái Lan, Philippin, Indonesia.
Bảng 1.2 Bảng số liệu thống kê về đất than bùn ở Đông Nam Á
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
Vùng
Indonesia
Malaysia
Papua New Guinea
Thái Lan
Brunei
Việt Nam
Philipines
Tổng
Diện tích trung bình
(1000ha)
18.963
2.730
1.695
64
110
24
10
23.596
(Nguồn Immirzi và Maltby, 1992; Rieley et al.,1996)
1.1.3. Đặc điểm các vùng đất than bùn ở Việt Nam
1.1.3.1 Đặc điểm hình thành
Than bùn hình thành chủ yếu là do xác của các loài thực vật thủy sinh tích
lũy trong điều kiện ngập nước, ở tình trạng thái bán phân hủy hoặc chưa phân hủy.
Theo Hồ Chín và Võ Đình Ngộ (1991) cho rằng khác với các đơn vị trầm
tích khác, than bùn không trải qua giai đoạn xâm thực, vận tải và trầm tích mà nó
chỉ là sự tích tụ ở những nơi thực vật đang phát triển. Thảm thực vật trên bề mặt
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
không phản ánh thảm thực vật bên dưới, mà than bùn chỉ hình thành do sự hội tụ
một số điều kiện đặc biệt trong đó chế độ thủy văn là tác nhân chính dẫn đến sự
hình thành đất than bùn. Độ sâu của mực nước phải vừa để thực vật phát triển và
dòng chảy phải chậm để các vi sinh vật không bị cuốn đi. Thông thường tốc độ phát
triển thực vật đi kèm với sự nâng cao của mực nước. Điều quan trọng là giới hạn tối
đa của mực nước sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của mỏ than bùn. Nếu mực nước
dâng nhanh hơn sự phát triển của thực vật thì than than bùn sẽ chìm ngập, thực vật
sẽ chết và phát triển của mỏ than bùn sẽ kết thúc. Nước càng trong nghĩa là trầm
tích trong nước càng ít càng tốt, nước giàu bùn và cát sẽ ngăn cảm sự phát triển của
mỏ than bùn. Bên cạnh đó còn các tác nhân như lượng mưa, hàm lượng chất hữu cơ,
độ ẩm, thời gian tích lũy xác bã động thực vật góp phần vào việc hình thành nên các
mỏ than bùn.
Ở U_Minh đất than bùn được hình thành do xác thực vật tích lũy trong điều
kiện tầng đất rất dày, có nơi dày từ 1-2m từ trên mặt. Diện tích đất than bùn Việt
Nam không lớn chỉ khoảng 35.000 ha, phân bố rải rác từ Bắc vào Nam nhưng tập
trung chủ là hai mỏ than bùn lớn ở U Minh Thượng_Kiên Giang và U Minh Hạ_Cà
Mau (Đất Việt Nam, 2000).
1.1.3.2 Thành phần than bùn
Theo Võ Đình Độ, Nguyễn Siêu Nhân và Đoàn Sinh Huy (1991) thì than bùn
ở một
số vùng
có ĐH
đặc điểm
sau:Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
tâm
Học
liệu
Cần
§ Ở dạng đầm lầy mặn có ba thành phần thực vật chính như sau: Bào tử
dương xỉ (dương xỉ, chọi, rán dại…) chiếm 17.3%, phấn hoa hạt trần
chiếm 0.35%, phấn hoa hạt kín (như đước, vẹt…) chiếm 81.5%.
§ Ở dạng đầm lầy ngọt (dạng còn sông cổ) gồm: bào tử dương xỉ chiếm
76%, phấn hoa hạt trần chiếm 2.5%, và một số phấn hoa hạt kín như:
đước, tràm…
Bên cạnh đó, các ông cũng đưa ra một số chỉ tiêu về hàm lượng một số chất
dinh dưỡng ở các vùng than bùn tại U_Minh như sau:
Bảng 1.3 Chất lượng chung của than bùn vùng đầm lầy mặn
Thành phần
Lưu huỳnh
SO4 2- tổng số
N
P2O5
K2O
Mùn
Acid humic
Hàm lượng giới hạn
3.2 – 7.14%
52.9 – 139 ppm
0.24 – 0.67%
400 – 1.9 ppm
2.10 – 11.2 ppm
30.5 – 55.0%
6.25 – 29.3%
Hàm lượng trung bình
4.35%
104 ppm
0.43%
1.25 ppm
4.55 ppm
43.8%
15.9%
(Nguồn Võ Đình Độ, Nguyễn Siêu Nhân và Đoàn Sinh Huy,1991)
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Bảng 1.4 Chất lượng chung của than bùn vùng đầm lầy ngọt
Thành phần
Lưu huỳnh
SO4 2- tổng số
N
P2O5
K2O
Mùn
Acid humic
Hàm lượng giới hạn
1.57 – 5.36%
21.1 – 145.3 ppm
0.4 – 1.45%
300 – 2.75 ppm
500 – 7.50 ppm
32.06 – 62.8%
10 – 38.6%
Hàm lượng trung bình
3.81%
78.1 ppm
0.97%
1.21 ppm
2.13 ppm
52%
21.9%
(Nguồn Võ Đình Độ, Nguyễn Siêu Nhân và Đoàn Sinh Huy,1991)
Trung
1.1.3.3 Giới thiệu chung về vùng than bùn Đặc dụng tại U Minh_Cà Mau
Vườn Quốc gia U Minh Hạ nằm trong hệ thống các khu rừng đặc dụng của
Việt Nam với diện tích 8.286 ha và có tọa độ đại lý từ 09012’30” đến 09017’41” vĩ
độ Bắc; 104054’11” đến 104059’16” kinh độ Đông. Với diện tích khoảng 300 km2,
khu vực U Minh Hạ (Cà Mau) được xác định là một trong những vùng có trữ lượng
than bùn lớn nhất nước. Trên địa bàn các xã Khánh Tiến, Khánh Lâm, Khánh An,
Nguyễn Phích (huyện U Minh) và xã Khánh Bình Tây, Trần Hợi (huyện Trần Văn
Thời), khu vực có than bùn rộng trên 6.000 ha với độ dày trung bình 0,3-1,2m.
Nhóm đầm lầy than bùn tại rừng U Minh có một đơn vị chú dẫn bản đồ là đất
tâm Học
liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
than bùn_phèn được hình thành trên trầm tích đầm lầy nội địa hay các dòng sông
cổ, quá trình tích lũy hữu cơ thực vật đã phát triển lâu đời từ những địa hình trũng
thấp. Quá trình tích lũy phèn nguyên sinh và thứ sinh đã tạo nên tầng sinh phèn hữu
cơ. Vì vậy, than bùn ở Đồng bằng Sông Cửu Long là than bùn phèn. Tùy theo vị trí
phân bố và lớp thảm thực vật hiện tại mà hình thái phẫu diện đất than bùn phèn có
khác nhau.
1.2. MÔI TRƯỜNG SINH THÁI VÀ VAI TRÒ CỦA CÁC VÙNG ĐẤT THAN
BÙN
1.2.1. Tầm quan trọng của đất than bùn
Theo đánh giá của các nhà khoa học các vùng than bùn có tầm quan trọng rất
lớn trong tự nhiên, nó giúp rừng phát triển, điều hòa khí hậu, trữ carbon, trữ nước và
hạn chế sự nhiễm mặn, bảo tồn tính đa dạng sinh học thực vật, động vật. Trong đó,
ở Việt Nam theo Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam (Bộ Tài nguyên&Môi
Trường), tổng trữ lượng than ở vùng U Minh Thượng và U Minh Hạ khoảng 14
triệu tấn, có chất lượng thuộc loại tốt nhất do được tạo thành chủ yếu từ mùn thực
vật bị phân hủy cao, không lẫn sét, ít lưu huỳnh.
Rừng U Minh là kiểu rừng ngập ngọt rất đặc thù, được xếp vào hạng độc đáo
và quý hiếm trên thế giới. Được coi là nơi có giá trị sinh khối cao nhất so với các
kiểu rừng khoảng với 250 loài thực vật, hơn 180 loài chim, hơn 20 loài bò sát…Tại
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
khu bảo tồn Vồ Dơi có ba kiểu thảm thực vật chính, đó là rừng tràm bán tự nhiên,
rừng tràm trồng và đồng cỏ ngập nước theo mùa. Rừng tràm bán tự nhiên chiếm
phần lớn diện tích ở phía Tây khu bảo tồn. Loài cây ưu thế là Tràm Melaleuca
cajuputi, ngoài ra vẫn thấy sự hiện diện của một số loài cây gỗ khác như Bùi Ilex
cymosa và Mớp Alstonia spathulata. Trảng cỏ phổ biến nhất gặp ưu thế bởi các loài
Eleocharis dulcis cùng với Cyperus halpan, C. polystachyos, và Sậy Pharagmites
vallatoria. Trên các vùng đất cao ưu thế bởi loài sậy P.vallatoria (Buckton et al,
1999). Về hệ động vật rừng, do có thảm thực vật ngập nước đã tạo nơi cư trú thuận
lợi cho nhiều loài động vật hoang dã, gồm 32 loài thú thuộc 13 họ trong 8 bộ và 74
loài chim; đặc biệt có một số loài được ghi trong sách đỏ Việt Nam như: tê tê, rái cá
lông mũi, cầy giông, cầy hương, mèo rừng, dơi chó tai ngắn, dơi ngựa lớn,…Về
thủy hải sản, rừng tràm U Minh Hạ là nơi sinh sống của nhiều loài cá nước ngọt như
cá lóc, cá rô, cá trê, cá thác lác, cá s ặc rằn,…Sinh cảnh của rừng U Minh còn là hiện
trường và hệ quả của tiến trình diễn biến động thái của những hoạt động kiến tạo địa
chất.
Về các giá trị sinh thái và nhân văn thì rừng U Minh là một vùng địa lý đã
được khắc sâu trong tiềm thức và tình cảm của đồng bào Nam Bộ nói riêng và
người Việt Nam nói chung. Với những hình ảnh rất thân quen của rừng tràm, có
thảm cây dương xỉ dày đặc, bạt ngàn, có đất than bùn, nước đỏ và rất nhiều sản vật
trù phú,
hiếm.
Rừng
U Minh
là vùng
địa cách
của Nam Bộ
tâm
Họcquýliệu
ĐH
Cần
ThơHạ@
Tài căn
liệucứhọc
tậpmạng
và nghiên
cứu
trong suốt hai thời kỳ kháng chiến chống thực dân Pháp và đế quốc Mỹ, có ý nghĩa
rất lớn trong lịch sử đấu tranh hào hùng của dân tộc, gắn liền với các di tích lịch sử
cách mạng, là những giá trị tinh thần vô cùng quý giá của vùng đất U Minh kiên
cường, bất khuất.
1.2.2. Mối liên hệ với hiện tượng “Hiệu ứng nhà kính”
Hiệu ứng nhà kính, xuất phát từ effet de serre trong tiếng dùng để chỉ hiệu
ứng xảy ra khi năng lượng bức xạ của tia sáng mặt trời, xuyên qua các cửa sổ hoặc
mái nhà bằng kính, được hấp thụ và phân tán trở lại thành nhiệt lượng cho bầu
không gian bên trong, dẫn đến việc sưởi ấm toàn bộ không gian bên trong chứ
không phải chỉ ở những chỗ được chiếu sáng. Các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời
xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt
sóng dài. Một số phân tử trong bầu khí quyển, trong đó trước hết là Cacbonic (CO 2)
và hơi nước, có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại
trong bầu khí quyển. Hàm lượng ngày nay của khí vào khoảng 0,036% đã đủ để
tăng nhiệt độ thêm khoảng 30 độ C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này
nhiệt độ trái đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15°C.
Khu vực ngập nước là nơi tích lũy một lượng Cacbon khổng lồ của toàn cầu,
trong đó chỉ kể đến một phần các khu vực đất hữu cơ. Các vùng ngập nước hoang
sơ là nguồn phát thải ra khí nhà kính Metan, và ngày nay dưới sự quản lý không tốt
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
những khu vực này đang trở thành nguồn phát thải khí Cacbon đioxid rất lớn (Sudip
et al, 2003). Những vùng rừng nhiệt đới giàu than bùn như ở Đông Nam Á chứa ít
nhất 42.000 triệu tấn Cacbon ở thể rắn (gấp đôi tổng lượng khí Cacbonic phát thải
hàng năm). Loại Cacbon này ngày càng tỏa vào bầu khí quyển nhiều hơn do sự khô
cạn và các hiện tượng cháy mà nguyên nhân là sự phát triển của các đồn điền và
tình trạng đốn gỗ bừa bãi. Lượng khí Cacbonic thoát ra từ những vùng đất than bùn
ở Đông Nam Á hiện nay chiếm gần 8% lượng khí Cacbonic thải ra của cả thế giới.
Nguồn gốc sản sinh khí Cacbonic tại những vùng than bùn là do quá trình
phân hủy, lượng khí Cacbonic được tạo ra trung bình khoảng 632 triệu tấn/năm (dao
dộng từ 355 đến 874 triệu tấn). Tình trạng này sẽ vẫn tăng trong những thập kỷ tới
trừ khi con người tiến hành thay đổi các biện pháp quản lý đất và các kế hoạch phát
triển đất than bùn từ nay cho tới sau thế kỷ 21. Bên cạnh đó, ước tính trong giai
đoạn 1997-2006 trung bình hàng năm có tới 1.400 triệu tấn khí Cacbonic bốc lên do
các vụ cháy ở những vùng đất than bùn. Nguyên nhân của các vụ cháy này là do sự
khô cạn và hoạt động phá huỷ của con người. Tổng lượng khí Cacbonic bốc lên từ
những vùng đất này hiện tại là 2.000 triệu tấn/năm, tương đương với gần 8% lượng
Cacbonic sản sinh do việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. Các kiểu sản sinh khí
Cacbonic như thế này đang tăng lên một cách nhanh chóng từ năm 1985 trở lại đây
và chừng nào mà con người chưa xúc tiến những động thái mới thì tình trạng này sẽ
còn tiếp
tụcliệu
gia tăng
nữa. Đáng
là hơn
90%học
lượngtập
khí Cacbonic
than bùn
tâm
Học
ĐHhơnCần
Thơchú
@ýTài
liệu
và nghiên
cứu
là từ Indonesia, quốc gia có lượng khí thải Carbonnic đứng thứ ba thế giới sau Mĩ
và Trung Quốc.
Các vùng rừng trên đất than bùn bị khô cạn và tàn phá ở Đông Nam Á đang
là nguồn sản sinh ra lượng khí Cacbonic khổng lồ trên thế giới và cũng là một trở
ngại chính trong những nỗ lực của cộng đồng quốc tế nhằm đạt được mục tiêu ổn
định lượng phát thải khí nhà kính trên toàn cầu. Vì vậy, các nhà khoa học đã đưa ra
khuyến nghị rằng: Cộng đồng quốc tế cần hành động để giúp đỡ các quốc gia Đông
Nam Á, đặc biệt là Indonesia để bảo tồn hơn nữa các nguồn than bùn thông qua
công tác bảo vệ rừng và cải thiện công tác quản lý nước với mục tiêu nhanh chóng
phục hồi trữ lượng nước cao trước đây.
1.3. MỐI LIÊN HỆ GIỮA SỰ THAY ĐỔI MỰC THỦY CẤP, ĐỘ CHUA ĐẤT
VÀ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ ĐẾN TỐC ĐỘ KHOÁNG HÓA
CACBON
1.3.1. Quá trình khoáng hóa Cacbon tại đất than bùn
Quá trình phân giải chất hữu cơ nhanh đến sản phẩm cuối cùng là các chất
khoáng nên gọi là quá trình khoáng hóa (Lê Huy Bá, 1996)
Trong đó tốc độ khoáng hóa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: thành phần xác
bã hữu cơ, đặc điểm của đất và khí hậu (pH, thành phần cơ giới đất, độ ẩm, nhiệt
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
độ…). Thường thì điều kiện tối ưu cho quá trình khoáng hóa Ẩm độ: 70-80%, Nhiệt
độ: 30 -35 0C, pH: 6.5-7.5 (Hội Khoa học đất Việt Nam, 2000)
1.3.2. Ảnh hưởng của mực thủy cấp, hàm lượng chất hữu cơ tới tốc độ khoáng
hóa Cacbon
1.3.2.1 Mối liên hệ giữa mực thủy cấp đến pH và độ dẫn điện (EC)
Theo Võ Thị Gương (2001) khi đất ngập nước lượng oxy giảm xuống nhanh
chóng đạt đến trị số 0 trong vòng một ngày. Kết quả là đất được chuyển từ tình
trạng thoáng khí sang tình trạng khử. Sự trao đổi khí giữa đất và không khí bị đình
trệ rõ rệt (Yoshida, 1981). Vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ một cách nhanh chóng lượng
oxy còn lại trong đất và chết đi, lúc này các nhóm vi sinh vật yếm khí phát triển một
cách nhanh chóng và tiến trình phân hủy chất hữu cơ xảy ra. Sự khử Oxyt Sắt (III)
là một trong những tiến trình khử đặc trưng trên đất ngập nước.
2Fe 2+ + ½ CO2 + 5/2 H2O
Fe 2O3 + ½ CH 2O + 4 H +
Khi mực thủy cấp hạ xuống thấp hơn tầng Pyrite, tiến trình oxy hóa và chua
hóa sẽ diễn ra (Đỗ Thị Thanh Ren, 1998). Điển hình của tiến trình oxy hóa là sự
oxy hóa Pyrite và oxy hóa Fe(II).
Sự oxy hóa Pyrite diễn ra theo phản ứng sau:
FeS 2 + 7/2 O2 + H2O
Fe 2+ + 2 SO42- + 2H+
Sự oxy hóa Pyrite xảy ra chậm nhưng tốc độ oxy hóa sẽ làm gia tăng với sự
hiện Học
diện của
khuẩnCần
khử sắt.
Đặc@biệt
là vi
khuẩn
ferrooxidans
tâm
liệuvi ĐH
Thơ
Tài
liệu
họcThiobacillus
tập và nghiên
cứu
+
+
(Wakao et al, 1984). Tiến trình oxy hóa này sản sinh ra H , hàm lượng H tăng cao
làm cho môi trường đất trở nên chua pH giảm đi nhanh chóng. Sự luân phiên giữa
điều kiện đất khô và đất ngập nước làm cho trị số pH thay đổi do quá trình thoáng
khí và yếm khí (Nguyễn Ngọc Bình, 1996). Hầu hết các biểu loại đất đều có khuynh
hướng đạt pH gần trung tính 6.5-7.2 trong một tháng sau khi ngập nước và giữ trị số
pH này không đổi cho đến khi đất chuyển sang trạng thái oxy hóa (Võ Thị Gương,
2001). Khi đất ngập nước, pH có xu hướng gia tăng và đạt cao nhất trong khoảng ba
tuần sau ngập nước (Ponnomperuma, 1965).
Bên cạnh đó, sự thay đổi pH còn bị chi phối bởi nhều nhân tố khác. Trong
đó, thì sự hiện diện của chất hữu cơ dễ phân hủy đóng vai trò quan trọng trong tiến
trình khử, nó là nguyên nhân gia tăng tiến trình khử của các phức chất vô cơ và dẫn
đến sự tiêu thụ H+. Mặt khác, acid hữu cơ và Cacbonic được sản sinh ra trong quá
trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong môi trường yếm khí làm cho pH dung dịch đất
giảm (Lê Huy Bá, 1996). Tuy nhiên, trên đất phèn tác dụng làm giảm pH do CO2
không quan trọng so với tiến trình khử do pH tăng sau khi ngập nước (Nguyễn Mỹ
Hoa, 1997).
EC là chữ viết tắt của Electrical conductivity, hoặc là độ dẫn điện của dung
dịch hay chất lỏng. Ở đất phèn, EC nhỏ lúc đầu rồi tăng lên nhanh chóng trong
tháng đầu ngập nước và sau đó giảm xuống nhanh chóng. Sự biến thiên này trùng
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
với sự biến thiên nồng độ Fe2+ và Mn2+.Và thông thường ở đất ngập nước EC vào
khoảng 2 - 4mohn/s (Ponnamperuma, 1966). Khi pH đất giảm thì sự hòa tan các vật
liệu sinh phèn cũng làm EC tăng cao.
1.3.2.3 Ảnh hưởng giữa mực thủy cấp lên sự phóng thích khí Cacbonic.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của mực thủy cấp đến tốc
độ phân hủy của lớp than bùn. Khi mực thủy cấp lên quá cao hoặc quá thấp cũng sẽ
ảnh hưởng đến sự phân hủy đất than bùn. Than bùn là nơi dự trữ một nguồn Cacbon
khổng lồ, nên có một lượng lớn khí Cacbonic thoát ra từ đất than bùn. Chính vì thế
việc quản lý mực nước một cách hợp lý sẽ hạn chế được sự phát thải các khí nhà
kính này. Trung bình lượng khí Cacbonic được phóng thích từ vùng đầm lầy (94
mgC m-2h-1) được ước tính là 1/3 của vùng khô. Mực thủy cấp xuống thấp tính từ bề
mặt đất khoảng 10cm dẫn đến kết quả Cacbonic phóng thích từ 0.3-0.5g CO 2 m-2
ngày-1 và tăng lên 6.6-9.4g CO 2 m-2 ngày-1 (Moore và Knowles, 1990).
1.3.2.4 Mối liên hệ giữa hàm lượng chất hữu cơ và sự giải phóng khí Cacbonic
(CO2)
Theo Nguyễn Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng (1999) thì chất hữu cơ là một
thành phần cơ bản kết hợp với các sản phẩm phong hóa từ đá mẹ để tạo thành đất.
Số lượng và đặc tính của chất hữu cơ quyết định nhiều đến tính chất hóa, lý và sinh
học đất. Trong đó khái niệm chất hữu cơ của đất dùng để chỉ hàm lượng xác bã
độngHọc
thực vật
chưa
phân
hủy, Thơ
sản phẩm
củatập
chúng
cả sinh khối
tâm
liệu
ĐH
Cần
@ chưa
Tài phân
liệuhủy
học
vàvànghiên
cứu
trong đất. Đôi khi có sử dụng đồng nghĩa giữa chất hữu cơ và chất mùn của đất. Tuy
nhiên, cần phải xác định rõ là chất hữu cơ của đất bao gồm toàn bộ vật liệu hữu cơ
có trong đất bao gồm cả chất mùn (Dương Minh Viễn, 2003).
Nguồn gốc nguyên thủy của chất hữu cơ trong đất là mô thực vật: thân, rễ, lá
cây sau khi chết đi sẽ bị mục nát, hoa màu sau khi thu hoạch thì phần còn lại như:
Lá hay rễ cũng bị phân hủy để cung cấp chất hữu cơ cho đất. Ngoài ra động vật
cũng là nguồn cung cấp chất hữu cơ cho đất (Thái Công Tụng, 1969). Cụ thể chất
chữu cơ được bổ sung vào đất từ các nguồn sau đây:
§ Xác thực vật (hay tàn tích vi sinh vật): đây là nguồn chủ yếu. Sinh vật đã hút
thức ăn từ đất để tạo nên cơ thể chúng và khi chết đi để lại những tàn tích
hữu cơ cho đất. Trong xác sinh vật có tới 4/5 là thực vật. Tính trung bình
hàng năm đất được bổ sung từ thực vật 5-15 tấn thân, lá, rễ/ha. Tùy theo
thảm thực vật khác nhau mà số lượng và chất lượng chất hữu cơ được bổ
sung cũng khác nhau. Nếu là cây gỗ thì cành lá rụng sẽ tạo một lớp thảm
mục và khi bị phân giải sẽ làm đất dễ bị chua. Cón cây hòa thảo thì lượng
thân, lá, rễ để lại khá hơn và cho chất lượng chất hữu cơ tốt hơn (Nguyễn
Thế Đặng và Nguyễn Thế Hùng, 1999).
§ Chuyển hóa chất hữu cơ thành các dạng khác: Hầu như tất cả chất hữu cơ
vào đất đều bị xử lý bởi vi sinh vật và động vật sống trong đất, sản phẩm
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
cuối cùng là các hợp chất vô cơ. Tuy nhiên trong quá trình chuyển hóa hình
thành nên rất nhều các sản phẩm hữu cơ bền và phức tạp khác (Dương Minh
Viễn, 2003).
Trong đất than bùn quần thể vi sinh vật thường tập trung nhiều nhất ở tầng
mặt than bùn vì đó là nơi tập trung rễ cây, chất dinh dưỡng, có cường độ chiếu sáng,
nhiệt độ, độ ẩm thích hợp nhất. Số lượng vi sinh vật giảm dần theo tầng đất, càng
xuống sâu càng ít vi sinh vật (Đỗ Cảnh Dương, 2004).
Theo Thái Công Tụng (1969), sự phân hủy chất hữu cơ trong đất là một quá
trình sinh hóa nên mọi yếu tố ảnh hưởng đến các hoạt động của các vi sinh vật trong
đất đều ảnh hưởng đến sự phân hủy chất hữu cơ.. Có thể chia các yếu tố ảnh hưởng
đến sự phân hủy chất hữu cơ như sau:
§ Ẩm độ đất: khi ẩm độ đất giảm thì sự hoạt động của vi sinh vật đất cũng
giảm. Ở điểm héo của cây, vi sinh vật tuy còn phát triển nhưng sự hoạt động
chỉ cón một nửa so với đất ở ẩm độ thủy dung (Tôn Thất Trình, 1971). Kết
quả cho thấy ở điều kiện ẩm độ 70% là thích hợp cho sự hoạt động của vi
sinh vật, do đó sự khoáng hóa xảy ra mạnh mẽ.
§ Nhiệt độ: Nhiệt độ tối hảo cho các vi sinh vật hoạt động trong đất vào
khoảng 250C-300C (Tôn Thất Trình, 1971). Tốc độ phân giải sẽ chậm lại khi
nhiệt độ vượt quá 400C.
Tìnhliệu
trạng ĐH
thoáng
khí: Sự
phân@
hủyTài
chất liệu
hữu cơhọc
là quátập
trìnhvà
oxynghiên
hóa, nên đất
tâm§Học
Cần
Thơ
cứu
càng thoáng khí thì mức độ phân hủy đạm càng lớn
§ pH của đất: tùy theo loài vi sinh vật, pH tối hảo có thể khác nhau. Tuy nhiên,
một cách tổng quát pH thích hợp cho hoạt động của vi sinh vật đất vào
khoảng 6,5-7,5.
§ Điều kiện về chất dinh dưỡng: Nhiều chất hữu cơ thực vật có hàm lượng N
rất ít, nếu thêm N vào thì tốc độ phân giải sẽ nhanh lên. Do đó trong quá
trình ủ phân chuồng nhân tạo cỏ, rơm khi thiếu phân gia súc, cần bón thêm N
vô cơ để thúc đẩy quá trình phân giải được nhanh hơn (Thái Công Tụng,
1969)
Sau khi thực vật chết đi xác của chúng có thể tích tụ theo hai cách: lắng động
ngay tại nơi chúng đã sống (tại chỗ) hoặc được vận chuyển đi và lắng đọng ở một
nơi khác (ngoại lai). Dưới tác dụng của các nhóm vi sinh vật (chủ yếu là các nhóm
vi khuẩn và nấm) các vật liệu hữu cơ bị phân hủy. Vì thế tùy theo đặc điểm của môi
trường tích tụ như: lượng oxy, mức độ tham gia của nước hay khoáng chất mà các
di tích sinh vật bị phân hủy theo những cách khác nhau. Những yếu tố này có liên
quan với nhau rất chặt chẽ. Chẳng hạn mức độ ngập nước của môi trường sẽ quyết
định mức độ tham gia của không khí, quyết định hoạt động của vi sinh vật. Về cơ
bản có thể phân quá trình phân hủy vật liệu hữu cơ thành hai kiểu sau đây:
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
• Sự phân hủy vật liệu hữu cơ trong điều kiện có sự tham gia đầy đủ của không
khí: Sự phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện thoáng khí là tiến trình oxy hóa tất
cả các hợp chất hữu cơ trong xác bã thực vật. Sự phân hủy xảy ra bằng con
đường oxy hóa hoàn toàn vật liệu thực vật để tạo nên các sản phẩm phân hủy là
khí carbonic và nước. Đây là một quá trình sinh nhiệt chậm chạp hay còn gọi là
quá trình thối rữa và sự sinh nhiệt này lại tác động đẩy nhanh hoạt động của các
vi khuẩn. Kết quả là thực vật bị thối rữa nhanh hơn.
R – (C, 4H) + O 2 + Vi Khuẩn hiếu khí → CO2 + H2O + năng lượng
Hợp chất hữu cơ chứa C
(478KJmol -1)
Khi chất hữu cơ thêm vào đất, vi sinh vật tấn công các thành phần dễ phân
hủy trước. Sau đó số lượng vi sinh vật gia tăng đáng kể. Ngay khi hoạt động vi sinh
vật đạt đỉnh cao đây cũng là thời điểm năng lượng được giải phóng nhanh nhất, CO 2
được hình thành với số lượng lớn (Võ Thị Gương, 2007). Khi thành phần hữu cơ dễ
phân hủy đã cạn, mật số vi sinh vật sẽ giảm xuống. Cơ thể chết của vi sinh vật sẽ là
nguồn năng lượng được phân hủy cho sinh vật sống, CO2 và H 2O tiếp tục được hình
thành. Khi nguồn thực phẩm dễ phân hủy giảm xuống, hoạt động của vi sinh vật sẽ
giảm. Chất hữu cơ còn lại trong đất có màu sậm và các hợp chất mới được tổng hợp
mới được gọi là humus. Nếu oxy được cung cấp tiếp tục thì quá trình thối rữa này sẽ
còn xảy ra cho đến chừng nào mà toàn bộ lượng carbon tạo nên vật liệu hữu cơ bị
biến Học
hết thành
Cảnh Dương,
2004).
là gần
bộ vật liệu
2 (ĐỗCần
tâm
liệuCOĐH
Thơ @
TàiCuối
liệucùng
học
tậpnhưvàtoàn
nghiên
cứu
thực vật bị phân hủy hoàn toàn và biến mất dưới dạng CO2 và H2O, chỉ còn lại một
lượng rất nhỏ các chất bền vững như nhựa, sáp, chất sừng…
• Sự phân hủy vật liệu hữu cơ trong điều kiện có sự tham gia hạn chế của oxy:
Sự phân hủy vật liệu hữu cơ với sự tham gia hạn chế của oxy có thể xảy ra ở các
đầm lầy, các hồ nước nông, các vũng khi không có các dòng nước chảy tự do
(các bồn nước tù), ở đây oxy chỉ đủ oxy hóa các thành phần ít bền vững nhất của
vật chất hữu cơ biến thành CO2 và H2O, những phần còn lại sẽ biến thành một
chất cứng giàu carbon gọi là mùn. Quá trình này được mang tên là quá trình mục
rữa. Nếu di tích thực vật mục rữa được phủ một lớp nước dày hơn hoặc các vật
liệu trầm tích đưa đến phủ lên trên đủ để ngăn cách hẳn chúng với không khí thì
quá trình oxy hóa ở đây xảy ra vô cùng chậm chạp. Nguồn oxy ở đây chính là
nguồn oxy có trong bản thân vật liệu thực vật. Hoạt động của các vi sinh vật ưa
khí rất bị hạn chế mà vi sinh vật yếm khí đóng vai trò chủ chốt trong trong việc
phân hủy vật liệu thực vật.
Kết quả của quá trình phân hủy này là khối lượng chủ yếu của di tích thực
vật biến thành acid mùn cây và than bùn được thành tạo.Theo sự nhận định của
Trần Kim Tính (2003) thì tốc độ phân hủy chất hữu cơ sẽ giảm do điều kiện yếm
khí và dẫn đến tăng hàm lượng chất hữu cơ trong đất, cuối cùng là việc hình thành
những lớp tương đối chặt hoàn toàn là hữu cơ đó là than bùn. Bên cạnh đó, các yếu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
tố khác cũng có tác dụng làm giảm mạnh mẽ tốc độ phân hủy chất hữu cơ là nhiệt
độ, pH thấp hoặc thiếu dinh dưỡng. Ngay cả nếu việc cung cấp chất hữu cơ bị giới
hạn do một vài yếu tố nào đó trong môi trường không thuận lợi, lượng chất hữu cơ
sẽ gia tăng bởi vì các hoạt động của hệ động vật đất bị giới hạn. Đất bị yếm khí hàm
lượng chất hữu cơ và mùn thuộc loại khá giàu 3 – 4% (Nguyễn Như Hà, 2006).
Giữa hàm lượng chất hữu cơ trong đất và lượng khí Cacbonic giải phóng ra
có mối liên hệ tỉ lệ thuận với nhau (Hội khoa học đất Việt Nam, 2000). Chính vì thế
các yếu tố chi phối đến tốc độ phân hủy chất hữu cơ cũng là tác nhân đưa đến sự
phóng thích khí Cacbonic vào khí quyển ít hay nhiều, nhanh hay chậm. Vì vậy, khi
muốn quản lý được một cách hiệu quả sự phát thải khí nhà kính các vùng đất than
bùn thì vấn đề cần quan tâm đến là các yếu tố chi phối sự phân hủy chất hữu cơ.
Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP
Trung
2.1. PHƯƠNG TIỆN
Ø Thời gian thực hiện từ tháng 04/2008 – 07/2008.
Ø Địa điểm thực hiện: Thí nghiệm tiến hành trong phòng TN Bộ Môn Khoa
Học Đất&Quản Lý Đất đai Khoa Nông Nghiệp&Sinh học Ứng dụng Trường
Đại học Cần Thơ.
Ø Đối tượng nghiên cứu: Sự hô hấp của vi sinh vật trong tầng đất than bùn tại
U Minh Hạ_Cà Mau.
Ø Dụng cụ và hoá chất
- Ống ly tâm 50ml có nắp đậy
- Chai bi 10ml
- Pipet chuẩn độ, bình tam giác 50ml
- Dung dịch NaOH 0.1N: 100ml NaOH 1N chuẩn lên định mức 1lít
bằng nước cất.
- Dd BaCl2 3N: cân 366.39g BaCl 2 pha loãng bằng nước cất lên định
mức 1lít.
- Dd H2SO4 0.01N: 10ml dd chuẩn H2SO4 1N lên thể tích 1lít bằng
tâm Học liệu
nướcĐH
cất. Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
- Dd chỉ thị màu phenoltalein 1 0/00: cân 0.1g phenoltalein pha loãng
trong Ethanol 60% lên thể tích 100ml bằng cồn trong bình định mức
100ml.
2.2. PHƯƠNG PHÁP
2.2.1. Bố trí thí nghiệm
+ Thể thức thí nghiệm: Bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 3 lần lặp lại. Bao gồm 2
đợt mẫu:
§ Đợt I: Đầu tháng 4/2008 khi mực thủy cấp ở mức thấp nhất.
§ Đợt II: Tháng 5/2008 khi bắt đầu vào mùa mưa mực thủy cấp lên cao.
+ Có 6 điểm lấy mẫu. Trong đó tại mỗi điểm lấy mẫu gồm có 3 tầng đất
được lấy: (a) tầng mặt; (b) 10-cm trên tầng khoáng;(c) 10-cm tầng khoáng. Trong
đó sử dụng các kí hiệu cho hai đợt thu mẫu như sau:
§ Đợt I: Kí hiệu điểm lấy mẫu, với các kí tự tầng chữ in thường. Cụ thể như:
1a, 1b, 1c…
§ Đợt II: Kí hiệu điểm lấy mẫu, với các kí tự tầng chữ in hoa. Cụ thể như: 1A,
1B, 1C…
Nhưng trong đó chỉ thực hiện thí nghiệm hô hấp của vi sinh vật đối với lớp
đất tầng mặt và 10-cm trên tầng khoáng do vi sinh vật sống tập trung trong lớp đất
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
than bùn. Và chỉ tiến hành so sánh số liệu các mẫu lấy tương ứng cùng địa điểm
trong hai thời gian khác nhau.
Ø Bảng 2.1 Mô tả các địa điểm lấy mẫu tại rừng U Minh Hạ _Cà Mau
Địa
điểm
lấy
mẫu
Đợt II (05/2008)
Đợt I (4/2008)
-
0-70 cm: than bùn
- 0-50 cm: than bùn
-
> 70 cm: sét màu xám xanh,
không đốm (pH H2O2 < 2)
- 50-60 cm: chuyển tầng
1
-
- Thủy cấp 20 cm
Mực thủy cấp: 65 cm
-
0-40 cm: than bùn
-
40-70 cm: sét nâu, không
đốm
2
> 60 cm: khoáng xám xanh,
không đốm
(20/05)
- 0-40 cm: than bùn
-
- >ĐH
70 cm:
sét xám
xanh@ Tài
Trung tâm Học liệu
Cần
Thơ
-
Mực thủy cấp: 70 cm
-
0-70 cm: than bùn
-
> 70 cm: sét xám xanh
-
70-80 cm: xuẩt hiện jarosite
3
> 80 cm: không đốm
-
Mực thủy cấp: > 1m
40-50 cm: chuyển tầng nâu
> 50 cm: sét xám xanh,
đốm và nghiên cứu
liệu không
học tập
-
Thủy cấp: 10 cm
(20/05)
- 0-70 cm: than bùn
-
> 70 cm: sét xám xanh, có
ít jarosite
-
Thủy cấp: 70 cm
Lấy mẫu tầng mặt(A),10cm trên
tầng khoáng(B) và tầng khoáng(C)
(20/05)
Sau trạm kiểm lâm
- 0-40 (50 cm): than bùn
- >50 cm: sét nâu, rỉ nâu đỏ
-
0-40 cm: than bùn
-
40-80 cm: sét nâu, đốm rỉ
- Thủy cấp: 70 cm
nâu đỏ, có vị trí có ít Lấy mẫu tầng mặt (A), 10 cm than
jarosite
bùn trên tầng khoáng (B) và 10 cm
4
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
-
>80 cm: sét xám xanh
Mực thủy cấp: 70 cm
tầng khoáng (C)
(07/05)
Rừng cháy, không còn than bùn
0-15 cm: sét nâu, đốm rỉ nâu
đỏ, chất hữu cơ bán phân
hủy
- 15-70 cm: sét xám xanh,
jarosite
- 70 cm: sét xám xanh, không
đốm
Lấy mẫu: 0-15 cm (A), 15-45 cm
(B)
- Mực thủy cấp: 30 cm
- 0-30 cm: thịt
-
5
Từ trạm gát vào nơi lấy mẫu
khoảng 300 bước chân
-
0-30 cm: than bùn
- 30-50 cm: jarosite
- > 50 cm: sét xám xanh
Lấy mẫu 0-10 cm (A), 10 cm trên
tầng jarosite (B)
- Thủy cấp 30 cm
(07/05)
-
0-30 cm (50 cm): than bùn
-
30 - >100 cm: jarosite
- 30-100
cm:sét Thơ
xám xanh,
Trung tâm Học liệu
ĐH Cần
@ có
Tài- liệu
Thủy học
cấp: 70tập
cm và nghiên cứu
6
jarosite
-
Mực thủy cấp > 100 cm
Lấy mẫu 0-30 cm (A), 20-50 cm
(B)
Lấy mẫu tầng mặt (A), 10 cm trên
tầng khoáng (B) và tầng khoáng
(C)
(07/05)
2.2.2. Các chỉ tiêu thu thập bao gồm
+ Ẩm độ.
+ Hàm lượng chất hữu cơ của tầng than bùn.
+ pH H2O và EC (dung dịch trích mẫu tươi).
+ Acid tổng và Al3+ trao đổi.
+ Hô hấp vi sinh vật đo chỉ tiêu CO2 thoát ra.
+ Ghi nhận sự thay đổi mực thủy cấp ngoài đồng tại mỗi thời điểm lấy mẫu phân
tích.
2.2.3. Phương pháp thực hiện
2.2.3.1 Đo sự hô hấp của vi sinh vật
Các mẫu sau khi lấy ngoài đồng về được xác định ẩm độ, hàm lượng chất
hữu cơ và được trữ lạnh trước khi làm thí nghiệm hô hấp. Khi tiến hành tất cả các
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
Trung
mẫu được đưa về cùng một ẩm độ là 80% (ẩm độ tối đa của tất cả các mẫu),. Điều
chỉnh ẩm độ bằng cách thêm nước vào theo công thức tính:
W1(100 – H1) = W2(100 – H2)
Trong đó: W1, W2 lần lượt khối lượng nước có trong mẫu trước và sau khi điều
chỉnh.
H 1 và H2 lần lượt là ẩm độ đất trước và sau khi điều chỉnh.
Ø Các bước thực hiện:
- Cân 10g đất cho vào ống ly tâm. Để chai bi chứa sẵn 10ml NaOH 0.1N vào
ống ly tâm, đậy nắp ống ly tâm lại và đem ủ ở nhiệt độ phòng.
- Lấy chỉ tiêu CO2 ở các thời điểm 3ngày, 7ngày, 14ngày, 21ngày và 28ngày
sau khi ủ (NSKU).
- Phương pháp phân tích CO2: Cho 1ml BaCl2 3N và 1 giọt phenoltalein 10/00
vào bình tam giác chứa sẵn 1ml NaOH 0.1N (đã hấp thụ khí CO 2 phóng thích
từ đất) để kết tủa lượng CO2 được hấp thu trong NaOH 0.1N. Sau đó thêm 34 giọt dd chất chỉ thị màu, đem đi chuẩn độ với H2SO4 0.01N để xác định
lượng NaOH 0.1N còn dư lại trong lọ thuỷ tinh khi tham gia phản ứng với
CO2. Phản ứng kết thúc khi chất chỉ thị chuyển từ màu đỏ sang không màu.
- Thay mới dung dịch NaOH 0.1N và lặp lại các bước thí nghiệm cho các phân
tích tiếp theo.
TínhHọc
toán kết
quả:ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu
tâm
liệu
mgCO2 / kg dat = (Vblank – V mẫu) *[H2SO4] * 10 * 22 * (1000/2)
Vblank : thể tích H2SO4 chuẩn mẫu Blank
Vmẫu : thể tích H2SO4 chuẩn mẫu thật
[H2SO4]: nồng độ H2SO4 0.01N
10: do hút 1 ml từ tổng số 10 ml NaOH để chuẩn độ
22: đương lượng của CO2 (mg) tương ứng với đương lượng H2SO4 dùng chuẩn độ
(1000/2): tính cho 1 kg đất (1000g) từ 2g đất đem ủ
2.2.3.2 Các chỉ tiêu khác
- Ẩm độ, hàm lượng chất hữu cơ được xác địng bằng phương pháp sấy ở
1050C và 550 0C.
CHC (%) = (W 105 - W 550 )*100/W mẫu khô
( Với W mẫu khô = W105 – W cốc)
- pH, EC được đo bằng dung dịch trích nước khử khoáng theo tỉ lệ 1:2.5
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu
Sử dụng các phần mềm như Word, Excel, MSTATC, MINITAB để xử lý số
liệu.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trung
3.1. GHI NHẬN TỔNG QUÁT
Thực tế khảo sát đất và tiến hành các thí nghiệm ghi nhận một số kết quả như
sau:
Vùng nghiên cứu là khu vực rừng tràm tại U Minh Hạ_Cà Mau, đất có đơn
vị chú dẫn bản đồ là đất than bùn_phèn được hình thành trên trầm tích đầm lầy nội
địa hay các dòng sông cổ. Vì vậy, nhìn chung trong hai lần lấy mẫu đều có sự thay
đổi về mực thủy cấp từ đó ảnh hưởng đến nền phèn tiềm tàng trong tầng khoáng bên
dưới các lớp than bùn. Nhìn chung, các địa điểm lấy mẫu đều có mực thủy cấp vào
đợt một (I) thấp hơn (tính từ mặt đất) so với vào đợt hai (II) (Bảng 3.1), từ đó dẫn
đến sự khác nhau cơ bản về độ chua của tầng đất khoángvà tầng than bùn hiện diện
trên tầng khoáng cụ thể như sau:
• Lấy mẫu vào mùa khô (đợt I) khi mực thủy cấp xuống thấp là điều kiện để
oxy dễ dàng thâm nhập xuống sâu bên dưới tầng khoáng nơi có chứa Pyrite.
Khi mực thủy cấp hạ thấp, tiến trình oxy hóa và chua hóa sẽ diễn ra (Đỗ Thị
Thanh Ren, 1998) kèm theo đó là pH đất giảm đi một cách nhanh chóng.
• Khi mực thủy cấp lên cao vào đợt lần hai (II) lấy mẫu, đất lúc này chuyển
tâm Học
liệu
ĐH
Thơ
họcTuy
tậpnhiên,
và nghiên
cứu
nhanh
chóng
từ Cần
trạng thái
oxy@
hóaTài
sang liệu
dạng khử.
tại thời điểm
mực thủy cấp bắt đầu dâng cao, độ chua hình thành do tiến trình oxy hóa
pyrite trước đó sẽ theo mực nước ngầm khuếch tán lên tầng than bùn bên
trên và làm giảm pH của lớp than bùn hiện diện ngay trên tầng khoáng.
Cũng trong các điều kiện mực thủy cấp khác nhau đưa đến các nhân tố làm
ảnh hưởng đến tốc độ khoáng hóa chất hữu cơ trong đất như ẩm độ đất, hoạt động
của các nhóm vi sinh vật háo khí hay yếm khí cũng khác nhau giữa hai đợt lấy mẫu.
So sánh lượng khí Cacbonic hình thành do tiến trình khoáng hóa than bùn của các
mẫu lấy tại hai thời điểm khác nhau, lượng CO2 phóng thích từ than bùn của đợt lấy
mẫu vào mùa khô cao hơn so với mẫu lấy vào đầu mùa mưa (Số liệu trình bày ở
phần sau).
Thí nghiệm tiến hành tại hai thời điểm tuy nhiên, do đây là mẫu thu trong
rừng nên rất khó lấy chính xác lại mẫu của cùng địa điểm đầu. Do đó chỉ tiến hành
phân tích được các mẫu đã xác định là tướng ứng giũa hai lần lấy mẫu. Trong đó tại
điểm số 4, 5 và 6 có pH của hai đợt lấy mẫu không có khác biệt thống kê nên không
tiến hành làm thí nghiệm hô hấp đất.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
3.2. NHẬN XÉT CÁC CHỈ TIÊU PHÂN TÍCH
3.2.1.Khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi thủy văn (mực thủy cấp) đến độ
chua của đất.
Bảng 3.1 Mực thủy cấp tại các điểm lấy mẫu tại rừng đặc dụng U Minh Hạ
Điểm
Đợt I
Đợt II
1
2
3
4
5
6
Độ dày
tầng than
bùn(cm)
0 - 70
0 - 40
0 - 70
0 - 40
0
0 - 30
Thủy
cấp*
(cm)
- 65
- 70
- 100
- 70
- 30
- 100
Độ dày
tầng than
bùn(cm)
0 - 50
0 - 40
0 - 70
0 - 40
0
0 - 30
Thủy
cấp*
(cm)
- 20
- 10
- 70
- 70
- 30
- 70
* Mực thủy cấp được xác định từ mặt đất trở xuống cho đến khi gặp mạch nước ngầm.
Trung tâm Học
liệuUĐH
Thơ
học
cứu
Tại rừng
MinhCần
Hạ, mực
thủy@
cấpTài
thayliệu
đổi theo
địatập
hình và
phụ nghiên
thuộc vào độ
dày tầng than bùn. Ở những khu vực rừng bị cháy trước đây, địa hình đất thấp và có
tầng than bùn mỏng nên thường có mực thủy cấp cao hơn những khu vực ít bị cháy
hơn hoặc không bị cháy. Từ bảng số liệu trên ta thấy, so sánh giữa đợt lấy mẫu thì
mực thủy cấp cao nhất có thể đạt tới là ở vào đợt II, cụ thể là tại các điểm 1 và 2 có
mực thủy cấp lên khá cao từ -10 đến -20cm. Còn thời điểm có mực thủy cấp hạ mức
thấp nhất là vào mẫu thu đợt I cụ thể tại các điểm 3 và 6, mực thủy cấp hạ thấp
xuống hơn một mét. Nhìn chung tổng quát mực thủy cấp vào đợt I tại hầu hết các
điểm lấy mẫu đều thấp hơn so với đợt lấy mẫu lần hai, trừ một số điểm có mực thủy
cấp không thay đổi đáng kể như điểm 4 và 5. Mực thủy cấp vào mùa khô luôn thấp
hơn so với độ dày tầng than bùn. Sự thay đổi của mực thủy cấp theo thời gian đã
đưa đến tầng khoáng bên dưới lớp than bùn ở trạng thái oxy hóa và khử khác nhau
(Hình 3.1).
Nhìn chung, pH đất vào đợt lấy mẫu lần II thấp hơn và có khác biệt ý nghĩa
so với pH đất vào đợt đầu. Điểm 1, 2: pH khác biệt giữa hai đợt là do mực thủy cấp
đang cao vào đợt lấy mẫu thứ 2 đã tạo điều kiện cho độ chua khếch tán và mao dẫn
từ tầng khoáng lên tầng than bùn bên trên. Các điểm 3, 4 và 6: pH không khác biệt
giữa hai đợt lấy mẫu là do mực thủy cấp vẫn còn thấp (<70 cm) nên acid đất chưa
mao dẫn lên tầng than bùn (Số liệu bảng 3.1). Điểm 5 là đất khoáng, hầu như không
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version
