Khóa luận Nghiên cứu hàm lượng nitrat tồn dư trong đất trồng rau cải bẹ xanh khi sử dụng các loại phân bón khác nhau

67 trang thiennha21 13/04/2022 5220

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu hàm lượng nitrat tồn dư trong đất trồng rau cải bẹ xanh khi sử dụng các loại phân bón khác nhau", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_nghien_cuu_ham_luong_nitrat_ton_du_trong_dat_trong.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu hàm lượng nitrat tồn dư trong đất trồng rau cải bẹ xanh khi sử dụng các loại phân bón khác nhau

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VI THỊ TIM Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HÀM LƯỢNG NITRAT TỒN DƯ TRONG ĐẤT TRỒNG RAU CẢI BẸ XANH KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI PHÂN BÓN KHÁC NHAU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên Ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa : 2014 - 2018 Thái nguyên, năm 2018
2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM VI THỊ TIM Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HÀM LƯỢNG NITRAT TỒN DƯ TRONG ĐẤT TRỒNG RAU CẢI BẸ XANH KHI SỬ DỤNG CÁC LOẠI PHÂN BÓN KHÁC NHAU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên Ngành : Khoa học Môi trường Lớp : K46 – KHMT – N01 Khoa : Môi trường Khóa : 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thị Huệ Thái nguyên, năm 2018
i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là giai đoạn cuối trong chương trình học tập và thực hành của sinh viên trong các trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp.Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu hàm lượng nitrat tồn dư trong đất trồng rau cải bẹ xanh khi sử dụng các loại phân bón khác nhau” em đã được vận dụng lý thuyết vào thực tiễn sản xuất. Trực tiếp thực hiện các thao tác kỹ thuật trong quá trình trồng rau cải bẹ xanh tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên từ khâu chuẩn bị làm đất cho tới lúc thu hoạch. Để hoàn thành được đề tài tốt nghiệp, trước tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban Giám Hiệu nhà trường và Ban Chủ Nhiệm Khoa Môi Trường trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện đề tài. Em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các quý thầy cô, anh chị, chú bác và các bạn ở trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo ThS.Nguyễn Thị Huệ đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài này. Qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tất cả sự giúp đỡ quý báu của thầy cô cùng anh chị và tất cả các bạn đã luôn động viên, ủng hộ em giúp em vượt qua những khó khăn trong suốt thời gian thực tập để hoàn thành báo cáo của mình. Em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên VI THỊ TIM
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng rau của các châu lục trên thế giới giai đoạn năm 2013 đến năm 2016 12 Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng rau của Việt Nam qua các năm. 14 Bảng 3.1 Lượng đạm bón thực tế trong mỗi công thức 32 Bảng 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 33 Bảng 4.1 Các loại phân sử dụng bón cho rau 36 Bảng 4.2. Ý kiến đánh giá của người dân về lượng bón, số lần bón phân và hiệu quả của từng loại phân bón sử dụng cho rau 38 Bảng 4.3 Ý kiến của người dân về ảnh hưởng của của việc sử dụng phân bón tới đất 39 Bảng 4.4. Kết quả đo chiều cao tính ra giá trị trung bình của rau cải bẹ xanh. 41 Bảng 4.5. Kết quả đo khối lượng tính theo giá trị trung bình cá thể của cây rau cải bẹ xanh. 43 Bảng 4.6. Kết quả đo khối lượng các cá thể trong mỗi lần nhắc lại của cây rau cải bẹ xanh. 44 Bảng 4.7. Ảnh hưởng của các loại phân đến năng suất của rau cải bẹ xanh 44 - Bảng 4.8. Kết quả phân tích hàm lượng NO3 tồn dư trong đất khi bón các loại phân khá nhau. 46 Bảng 4.9 Giá thành các loại phân bón hóa học sử dụng 47
iii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Hình 4.1. Biểu đồ tỷ lệ sử dụng phân hữu cơ 37 Hình 4.2. Biểu đồ tỷ lệ sử dụng phân hóa học 37 Hình 4.3. Biểu đồ biễu diễn chiều cao trung bình của rau từ lúc cấy đến khi thu hoạch. 42 Hình 4.4. Biểu đồ biểu diễn năng suất của rau cải bẹ xanh qua các công thức 45 Hình 4.5. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng nitrat qua các công thức 46
iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT KÝ HIỆU TIẾNG VIỆT BNNPTNT Bộ Nông nghiệp phát triển Nông thôn BVMT Bảo vệ môi trường BVTV Bảo vệ Thực vật CP Chính Phủ CT Công thức ĐC Đối chứng FAO Tổ Chức Lương Thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc IFA Hiệp hội công nghiệp phân bón quốc tế KHCN Khoa học công nghệ KLN Kim loại nặng KTCB Kiến Thiết cơ bản NĐ Nghị định QCVN Quy chuẩn Việt Nam QĐ Quyết định TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam TT Thông tư
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v Phần 1: MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài 3 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 3 1.3.2. Ý nghĩa trong sản xuất 4 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 2.1. Cơ sở khoa học 5 2.1.1. Cơ sở lý luận 5 2.1.2. Cơ sở thực tiễn 7 2.1.3. Cơ sở pháp lý 9 2.2. Tình hình phát triển sản xuất rau trên thế giới và Việt Nam 11 2.2.1. Tình hình sản xuất rau xanh trên thế giới 11 2.2.2. Tình hình sản xuất rau xanh ở Việt Nam 14 2.3. Nitrat và một số vấn đề liên quan 15 2.3.1.Vai trò của nitơ đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây rau 15 2.3.2. Tác động của nitrat tới môi trường sinh thái và sức khỏe con người 16 - 2.3.3.Ảnh hưởng của đất trồng, nước tưới bị ô nhiễm tới mức độ tồn dư NO3 trong rau 17 2.4. Các loại phân bón sử dụng trong nghiên cứu 18 2.4.1. Tổng quan về phân chuồng và phân hữu cơ sinh học 18
vi 2.4.2. Tổng quan về phân NPK đầu trâu, NPK Lâm Thao, Ure 21 2.5. Tình hình sử dụng phân bón trên thế giới và việt nam 24 2.5.1. Tình hình sử dụng phân bón trên thế giới 24 2.5.2. Tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam 28 Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 30 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 30 3.1.2. Vật liệu thí nghiệm 30 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 30 3.2. Nội dung nghiên cứu 30 3.3. Phương pháp nghiên cứu 31 3. 3.1 Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm 31 3.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 32 3.3.3. Phương pháp điều tra phỏng vấn 33 3.3.4. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi 34 3.3.5. Phương pháp lấy mẫu 34 3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 35 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 4.1. Điều tra tình hình sử dụng phân bón của người dân tại vùng trồng rau Túc Duyên- Thái Nguyên 36 4.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến tốc độ sinh trưởng, năng suất của giống rau cải bẹ xanh 40 4.2.1. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của rau cải bẹ xanh. 40 4.2.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến năng suất của cây cải bẹ xanh . 43 Đơn vị tính: gam/cm2 44
vii - 4.3. Ảnh hưởng của các loại phân bón tới hàm lượng NO3 tồn dư trong đất khi bón các loại phân khác nhau. 45 4.4. So sánh, đánh giá hiệu quả của đề tài về mặt kinh tế và môi trường. 47 4.5 Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu dư lượng tồn dư Nitrat trong rau và trong đất 48 4.5.1.Biện pháp kỹ thuật 48 4.5.2 Biện pháp quản lý 50 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 5.1. Kết luận 51 5.2. Kiến nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Rau xanh là loại thực phẩm không thể thiếu trong mỗi bữa ăn hàng ngày của con người vì chúng không chỉ cung cấp các loại dinh dưỡng thiết yếu như vitamin, lipit, protein mà còn cung cấp nhiều chất khoáng quan trọng như canxi, phốt pho, sắt v.v. rất cần thiết cho sự phát triển của cơ thể con người. Ngoài ra rau còn cung cấp cho con người một lượng lớn các chất xơ, có khả năng làm tăng nhu mô ruột và hệ tiêu hoá, là thành phần hỗ trợ sự di chuyển thức ăn qua đường tiêu hoá bằng cách giúp cho hoạt động co bóp của đường ruột được dễ dàng. Ngoài ra rau còn là nguyên liệu quan trọng cho ngành chế biến, đồng thời là mặt hàng xuất khẩu có giá trị góp phần làm tăng thu nhập cho nền kinh tế quốc dân. Trước tình hình thế giới hiện nay khi dân số ngày càng tăng nhu cầu về lương thực, thực phẩm ngày càng lớn. Cải bẹ xanh có vị cay, đăng đắng (thường được gọi là cải đắng), lá có màu xanh đậm hoặc xanh nõn chuối. Cải bẹ xanh thường dùng để nấu canh, hay cuốn bánh xèo với rau xà lách. Theo Đông y cải bẹ xanh có vị cay, tính ôn, có tác dụng giải cảm hàn, thông đàm, lợi khí Trong cải bẹ xanh có chứa rất nhiều các loại vitamin A, B, C, K, axit nicotic, catoten, abumin Cải bẹ xanh được các chuyên gia dinh dưỡng khuyên dùng vì có nhiều lợi ích đối với sức khỏe cũng như có tác dụng phòng chống bệnh tật. Cải bẹ xanh có thân to, nhỏ khác nhau, lá có màu xanh đậm hoặc xanh nõn lá chuối. Lá và thân cây có vị cay, đăng đắng thường dùng phổ biến nhất là nấu canh, hay để muối dưa (dưa cải). Thời gian thu hoạch cho cải bẹ xanh trong khoảng từ 40 – 45 ngày. Theo Đông y Việt Nam, cải bẹ xanh có vị cay, tính ôn, có tác dụng giải cảm hàn, thông đàm, lợi khí Riêng hạt cải bẹ xanh, có vị cay, tính nhiệt, không độc, trị được các chứng phong hàn, ho đờm, hen, đau họng, tê dại, mụn nhọt
2 Bón phân là một trong những biện pháp làm tăng năng suất cây trồng để đáp ứng nhu cầu của con người. Trong vài thập niên gần đây, phân hóa học chiếm lĩnh chủ yếu trong các loại phân được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp của hầu hết các nước trên thế0 giới. Trong khi đó, Việt Nam là một trong những nước nhập khẩu phân bón nhiều. Hàng năm, chúng ta đã nhập khẩu 90 – 93% lượng phân đạm, 30 – 35% lượng phân lân, 100% lượng phân Kali (Đường Hồng Dật (2013)[1]) . Tuy vậy, phân bón vẫn bị người dân sử dụng một cách lãng phí do thiếu kiến thức, do quan niệm sai lầm, do chưa hiểu hết tác dụng của bón phân hợp lí, chính vì vậy, hiện nay hiệu suất sử dụng phân đạm chỉ đạt 30- 40%, phân lân và kali chỉ đạt 50% (Đường Hồng Dật (2013)[1]). Sử dụng phân hóa học liên tục, không hợp lí, cân đối, thiếu hiểu biết đã dẫn đến dư lượng nitrat tồn dư trong các sản phẩm nông sản cao gây ra nhiều ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng. Theo những kết quả nghiên cứu của giới y học, sản xuất rau không thể không chú trọng tới hàm lượng nitrat. Hàm lượng - NO3 trong rau đã được coi là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá rau “sạch” - do một số tổ chức quốc tế, một số nước quy định ngưỡng hàm lượng NO3 trong rau đó cũng là tiêu chuẩn để các nước đánh giá chất lượng rau xuất nhập khẩu. Ở nước ta đây cũng là chỉ tiêu khiến cho ngành xuất khẩu rau trong nước đã nhiều lần phải điêu đứng vì bị làm mất uy tín với khách hàng gây thiệt hại nhiều cho người sản xuất. Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là cơ sở của sản xuất nông nghiệp, là môi trường sản xuất ra lương thực, thực phẩm đáp ứng nhu cầu của con người. Việt Nam là một nước có ngành nông nghiệp truyền thống lâu đờivà vô cùng quan trọng. Cùng với sự tăng trưởng kinh tế của cả nước, nền nông nghiệp Việt Nam trong những năm gần đây đã có được những thành tựu đáng kể. Bên cạnh những thành tựu đã đạt được thì việc sử dụng lượng và không đúng quy định phân hóa học và các loại thuốc BVTV đã làm giảm chất lượng
3 sản phẩm, ảnh hưởng sức khỏe cộng đồng. Hiện nay đất đang ngày càng bị ô nhiễm, đầu ra thì ít vì nhiều chất ô nhiễm sau khi thấm vào đất sẽ lưu lại trong đó. Hiện tượng này khác xa với hiện tượng ô nhiễm nước sông, ở đây chỉ cần chất ô nhiễm ngừng xâm nhập thì khả năng tự vận động của không khí và nước sẽ nhanh chóng tống khứ chất ô nhiễm ra khỏi chúng. Đất không có khả năng này, nếu thành phần chất ô nhiễm quá nhiều, con người muốn khử ô nhiễm cho đất sẽ gặp rất nhiều khó khăn và tốn nhiều công sức. Ô nhiếm đất trong nông nghiệp cũng đang là vấn đề được quan tâm đặc biệt là ô nhiễm - phân bón, phân bón ảnh hưởng lớn tới hàm lượng NO3 trong đất. Bởi vậy, - các nghiên cứu cũng tập trung vào hàm lượng NO3 trong đất. Xuất phát từ thực tiễn trên, nhằm cải thiện tình trạng môi trường với sự đồng ý của Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường, dưới sự hướng dẫn của cô giáo ThS. Nguyễn Thị Huệ, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu hàm lượng nitrat tồn dư trong đất trồng rau cải bẹ xanh khi sử dụng các loại phân bón khác nhau”. 1.2. Mục tiêu của đề tài + Đánh giá được mức độ tồn dư nitrat trong đất tại khu vực nghiên cứu và ảnh hưởng tới môi trường. + Đánh giá được ảnh hưởng của các loại phân tới sinh trưởng phát triển và năng suất của cải bẹ xanh. + Đề xuất được một số biện pháp hạn chế độ tồn dư nitrat trong đất trong quá trình sản xuất rau tại địa phương. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Giúp sinh viên củng cố lại toàn bộ những kiến thức đã học để áp dụng vào thực tiễn, tạo điều kiện cho sinh viên học hỏi vốn kiến thức và kinh nghiệm trong sản suất.
4 - Trên cơ sở học đi đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn đã giúp cho sinh viên nâng cao được chuyên môn, nâng cao tay nghề, đồng thời rèn luyện thái độ làm việc nghiêm túc, tích lũy kinh nghiệm, có phương pháp tổ chức và tiến hành nghiên cứu ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất. - Đóng góp về mặt lý luận cho việc giải thích các mối tương quan giữa hàm lượng nitrat trong đất và hàm lượng của chúng trong phần sử dụng của một số loại rau. - - Có thể biết được hàm lượng hấp thu NO3 của cây rau và sự tồn dư - NO3 trong đất. 1.3.2. Ý nghĩa trong sản xuất - Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm tăng năng suất cho giống rau cải xanh thông qua biện pháp kỹ thuật bón phân, đồng thời đảm bảo an - toàn về dư lượng NO3 . - Kỹ thuật áp dụng đơn giản phù hợp với trình độ canh tác của địa phương, chi phí rẻ, người dân dễ dàng tiếp nhận. - Góp phần cung cấp cơ sở khoa học định hướng qui hoạch vùng sản xuất rau an toàn, đề xuất một số giải pháp để giảm thiểu sự tích lũy nitrat trong rau và đất.
5 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Cơ sở lý luận * Khái niệm phân bón: Phân bón là những chất hoặc hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ có chứa một hay nhiều chất dinh dưỡng thiết yếu được đưa vào trong sản xuất nông nghiệp với mục đính chính là cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây trồng nhằm giúp chúng sinh trưởng phát triển tốt và cho năng suất cao (Tài liệu tập huấn khuyến nông (2012) [10]). *Khái niệm phân hữu cơ: Phân hữu cơ là hợp chất hữu cơ dùng làm trong nông nghiệp, hình thành từ phân người, phân động vật, lá và cành cây, than bùn, hay các chất hữu cơ khác thải loại từ nhà bếp. Phân bón giúp tăng thêm độ màu mỡ, độ tơi xốp cho đất bằng cách cung cấp thêm các chất hữu cơ, chất mùn và bổ dưỡng. *Khái niệm phân hóa học: Phân hóa học hay phân vô cơ là những hóa chất chứa các chất dinh dưỡng thiết yếu cho cây được bón vào cây nhằm tăng năng suất, có các loại phân bón hóa học chính: phân đạm, phân lân, phân kali, phân hỗn hợp, phân vi lượng. Là các loại phân có chứa yếu tố dinh dưỡng dưới dạng muối khoáng (vô cơ) thu được nhờ các quá trình vật lý, hóa học. Qua điều tra, tổng kết về vai trò của phân bón với cây trồng ở trên thế giới và việt nam cho thấy: trong số các biện pháp kỹ thuật trồng trọt liên hoàn ( làm đất, giống, mật độ gieo trồng, BVTV, ), bón phân luôn là biện pháp kỹ
6 thuật có ảnh hưởng lớn nhất, quyết định nhất đối với chất lượng và năng suất cây trồng. Giống mới cũng chỉ phát huy được tiềm năng của mình, cho năng suất cao khi được bón phân đầy đủ và hợp lý. Việc bón phân hợp lý cho cây trồng vừa nhằm đạt năng suất cây trồng cao thỏa đáng với chất lượng tốt vừa đảm bảo cung cấp cho con người sản phẩm sạch, đồng thời để ổn định và bảo vệ được đất trồng trọt. Bên cạnh đó nếu bón phân hợp lý còn có thể làm môi trường tốt hơn, cân đối hơn (Vườn rau sạch (2014) [19]). Phân bón là phương tiện tốt nhất để tăng suất và chất lượng cho cây trồng nhưng đồng thời phải đảm bảo được chất lượng về môi trường. Việc bón phân cho đất trồng nông nghiệp một cách hợp lý đó là: Sử dụng lượng phân bón thích hợp bón cho cây Đảm bảo tăng năng suất cây trồng Hiệu quả kinh tế cao nhất Đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và môi trường sinh thái. Năng suất và chất lượng nông sản phụ thuộc rất lớn vào khả năng cung cấp dinh dưỡng đáp ứng nhu cầu sinh lý của loại cây trồng. Khả năng sự đáp ứng này phụ thuộc vào độ phì nhiêu của đất và lượng phân bón cung cấp cho đất. Với mỗi loại đất phải xác định được yếu tố dinh dưỡng hạn chế trong loại đất đó đã làm ảnh hưởng tới sinh trưởng và năng suất cây trồng. Tùy loại đối tượng cây trồng cần hiểu rõ nhu cầu dinh dưỡng và đáp ứng kịp thời lượng và tỉ lệ các chất dinh dưỡng phù hợp với từng thời kỳ mà cây đòi hỏi. *Sự hình thành và khái niệm của nitrat: Nitrat trong đất và nước được tích tụ từ quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ hoặc từ quá trình bón phân khoáng. Nitrat và nitrit là hai chất quan trọng của chu trình Nitơ trong tự nhiên. Chúng đóng vai trò trong quá trình phát triển của thực vật. Vì vậy nitrat là một thành phần trong các loại rau, nhiều nhất ở phần lá, còn phần hạt hay củ thì có ít hơn. Các loại rau ăn lá như
7 rau diếp (xà lách) hay rau bó xôi (rau chân vịt) thường có nồng độ nitrat cao hơn các loại rau khác. Nitrat và nitrit cũng là các chất chuyển hoá tự nhiên trong cơ thể động vật có vú. Nitrat là một ion dinh dưỡng chứa nitơ rất cần thiết cho cây trồng, - nhưng không có ý nghĩa với con người. Nitrát có ký hiệu là NO3 , có mặt trong đất, rất linh động (dễ mất), được hình thành do quá trình nitrát hoá (một mắt xích quan trọng của tuần hoàn nitơ trong tự nhiên), do bón phân đạm (Urê và các phân đạm khác). Nitrát là chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng sinh trưởng và phát triển. Nitrat không màu, không mùi và không vị. Mức thấp tự nhiên nitrat xảy ra có thể là bình thường, nhưng lượng dư thừa có thể gây ô nhiễm đất, nước ngầm. Trong khu vực nguyên sơ, mặt nước ngầm không bị ảnh hưởng bởi hoạt động của con người thường có dưới 2 Miligam trên một lít (mg /l) nitrat (như nitơ) hoặc không có nitrat có thể đo lường. Các nguồn phổ biến: nitrat trong đất, nước ngầm là phân bón, chất thải gia súc, và chất thải của con người có liên quan đến nhiễm khuẩn và hệ thống nước thải đô thị. Lượng nitrat dư thừa trong đất thường gặp ở nông thôn và Nông nghiệp. Nitrat di chuyển dễ dàng qua đất có mưa hoặc nước tưới vào nước ngầm. Giếng ở những vùng đất nông nghiệp nông cạn, được đặt trong đất cát hoặc những giếng nước xây dựng hoặc bảo dưỡng không đúng cách dễ bị ô nhiễm nitrat hơn. Một số các vùng nông nghiệp vùng Duyên hải miền Trung có hàm lượng nitrat cao trong nước ngầm và giếng nước uống có thể bị ảnh hưởng (Trần Khắc Hiệp (2016) [4]). 2.1.2. Cơ sở thực tiễn Hiện nay trong sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất rau nói riêng, việc sử dụng phân bón đã mang lại hiệu quả to lớn trong việc nâng cao năng suất cây trồng. Tuy nhiên, việc lạm dụng các loại phân hóa học, cũng
8 như các điều kiện sản xuất không đảm bảo đã làm gia tăng tình trạng tồn dư - Nitrat (NO3 ) đặc biệt là khi bón các sản phẩm chứa nhiều N. Khi bón N vào + - đất, thường trong đất tồn tại 2 dạng: NH4 và NO3 , rau hấp thụ cả 2 dạng này, - - nếu cây hấp thụ nhiều N trong cây sẽ tồn dư cao NO3 , NO2 trong lá, củ, quả, hạt quá mức sẽ gây hại cho người tiêu dùng. Các nhà nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng đã chỉ ra các dẫn chứng về ảnh hưởng xấu của hàm lượng nitrat, nitrit quá cao trong rau quả có thể gây ung thư dạ dày. Với nhu cầu về tiêu thụ như hiện nay thì những lo ngại về sự an toàn của các sản phẩm rau ngày càng gia tăng, đặc biệt ở những vùng chuyên canh trồng rau có trình độ thâm canh cao đang cố gắng để thúc đẩy tăng sản lượng rau . Trồng rau quan trọng và cần thiết hiện nay là cần phải đánh giá được hàm lượng các hóa chất độc hại như nitrat có trong sản phẩm rau. Từ đó đề xuất các biện pháp giảm lượng tồn dư nitrat đó là một yếu tố quan trọng đảm bảo cho sản phẩm rau sạch tại địa phương có giá trị cao hơn trên thị trường. - Việc tồn dư NO3 trong đất do sử dụng phân hóa học quá mức nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm đã gây ra nhiều hậu quả xấu cho môi trường và sức khỏe con người. Đây là một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng thoái hóa đất mà nhiều người vẫn lầm tưởng rằng nó có khả năng cải tạo đất. Về lâu dài đất càng ngày càng bị chai cứng hơn do dùng nhiều phân hóa học, tính đệm của đất giảm nhiều do thiếu mùn, sự ô nhiễm nặng về môi trường sản xuất đã dẫn đến hệ sinh vật và thiên địch có lợi cho cây trồng bị tiêu diệt. Một khi đã sử dụng quá nhiều phân hóa học cho cây, sẽ có những chất tồn dư trong rau, đặc biệt là nitrat còn tồn đọng lại trong đất, các chất tồn đọng hoạt động phản ứng làm cho đất bạc màu.
9 Việc sử dụng các loại phân phù hợp, đúng liều lượng giúp người canh tác yên tâm sản xuất để đảm bảo sản lượng, chất lượng sản phẩm mà không có bất kỳ nguy hiểm tiềm tàng nào đối với sức khỏe con người, mà còn góp phần hạn chế và ngăn ngừa tình trạng đất bị ô nhiễm, thoái hóa, bạc màu. Vì vậy, việc sử dụng các loại phân bón phù hợp với một liều lượng phù hợp, bón đúng cách, đúng quy trình để bón cho rau sẽ bổ sung được các chất cần thiết cho đất, nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón, tăng cường hoạt động của các chủng loại các vi sinh vật có ích, thúc đẩy qúa trình phân giải chất hữu cơ từ phế phẩm phụ nông nghiệp, cung cấp mùn cho đất, cải tạo và bồi dưỡng đất, tiến tới nền sản xuất nông nghiệp sạch, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao chất lượng và năng suất rau. 2.1.3. Cơ sở pháp lý Một số văn bản pháp luật liên quan đến lĩnh vực môi trường ở Việt Nam: - Nghị định số 155/2016/NĐ-CP của Chính phủ: Quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. - Chỉ thị số 25/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Về một số nhiệm vụ, giải pháp cấp bách về bảo vệ môi trường ban hành ngày 31/08/2016. - Thông tư số: 19/2016/TT-BTNMT Về báo cáo công tác bảo vệ môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành ngày 24/8/2016. - Thông tư số 03/2016 Về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường được ban hành ngày 10/3/2016 và có hiệu lực ngày 1/5/2016. - Thông tư số 27/2015/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường: Về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường 29/05/2015 và có hiệu lực ngày 15/07/2015.
10 - Thông tư số 11/2015/TT-BTNMT ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường được ban hành ngày 31/03/2015 và có hiệu lực ngày 1/6/2015. - Luật BVMT 2014 được quốc hội thông qua và có hiệu lực ngày 1 tháng 1 năm 2015, gồm 20 chương và 170 điều. - Quyết định số 166/QĐ- TTg về việc ban hành kế hoạch thực hiện chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến 2030 của Thủ tướng chính phủ ban hành ngày 21 tháng 01 năm 2014. Trong đó mục 3, chương 6 có nhắc tới bảo vệ môi trường đất là một trong những nội dung cơ bản của quản lý tài nguyên đất. Mọi quy hoạch, dự án và các hoạt động có sử dụng đất phải xem xét tác động đến môi trường đất và có giải pháp bảo vệ môi trường đất. Mọi tổ chức, cá nhân đều phải có trách nhiệm bảo vệ, xử lý, cải tạo môi trường đất. Đặc biệt Việt Nam càng ngày diện tích đất nông nghiệp càng bị thu hẹp, cùng với ngành công nghiệp hóa chất, phân bón hóa học đang du nhập và phát triển rất dễ gây ra thoái hóa đất nông nghiệp. Trong Luật BVMT, điều 69, chương VII quy định về bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp có nêu “phân bón, sản phẩm xử lý môi trường chăn nuôi đã hết hạn sử dụng; dụng cụ, bao bì đựng phân bón, thuốc BVTV, thuốc thú y sau khi sử dụng phải được xử lý theo quy định về quản lý chất thải”. - Nghị quyết số 35/NQ-CP Về một số vấn đề cấp bách trong lĩnh vực bảo vệ môi trường được ban hành ngày 18/03/2013. - Nghị định số 202/2013/NĐ- CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của chính phủ, quy định cụ thể và hướng dẫn về việc quản lý phân bón, thực hiện một số điều về phân bón vô cơ, hướng dẫn việc cấp phép sản xuất phân bón vô cơ, các hoạt động liên quan tới lấy mẫu phân bón, khảo nghiệm phân bón và sử
11 dụng phân bón tại Việt Nam. Hướng dẫn cho nghị định trên là Thông tư số 41/2014/TT- BNNPTNT ban hành ngày 13 tháng 11 năm 2014. Các Quy chuẩn việt nam liên quan đến môi trường đất: - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất QCVN 03: 2008/BTNMT. - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong đất QCVN 15: 2008/BTNMT. Mặc dù trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về hàm lượng N tổng số trong đất, phân tích hàm lượng nitrat trong đất theo TCVN 6643:2000. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một cơ quan tổ chức nào có nghiên cứu cụ thể nào đưa ra tiêu chuẩn nitrat trong đất. Vì vậy cần có nhưng nghiên cứu cụ thể để đưa ra hệ thống tiêu chuẩn cho các loại đất khác nhau. Do trình độ, nghiên cứu khoa học và công nghệ, tiến bộ kỹ thuật nước ta còn kém, trình tự, thủ tục để dự thảo các quy chuẩn về môi trường đất chưa được chú trọng mà tập trung chủ yếu các QCVN về các chỉ tiêu môi trường nước. 2.2. Tình hình phát triển sản xuất rau trên thế giới và Việt Nam 2.2.1. Tình hình sản xuất rau xanh trên thế giới Trên thế giới rau là loại cây được trồng từ lâu đời. Người hy lạp, Ai cập cổ đại đã biết trồng rau và sử dụng rau bắp cải như một nguồn thực phẩm. Cây rau có vai trò quan trọng hết sức to lớn đối với đời sống con người, dùng làm thực phẩm và là một sản phẩm cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao. Chính vì vậy tình hình sản xuất rau trên thế giới không ngừng phá triển cả về diện tích và sản lượng. Tình hình sản xuất rau trên thế giới được thể hiện qua bảng 2.1 như sau:
12 Bảng 2.1: Diện tích, năng suất, sản lượng rau của các châu lục trên thế giới giai đoạn năm 2013 đến năm 2016 Năm Châu Chỉ tiêu lục 2013 2014 2015 2016 Diện Tích (ha) 39.057,713 39.439,486 39.899,825 40.370,513 Châu á Năng Suất (tạ/ha) 194,371 198,052 200,609 201,777 Sản Lượng (tấn) 759.169,439 781.108,340 800.427,908 814.582,655 Diện Tích (ha) 3.721,256 3.770,723 3.787,109 3.990,753 Châu Năng Suất (tạ/ha) 244,904 253,187 252,729 259,202 âu Sản Lượng (tấn) 91.135,119 95.469,721 95.711,125 103.441,068 Châu Diện Tích (ha) 170,269 175,595 172,595 173,057 đại Năng Suất (tạ/ha) 201,816 184,832 194,837 193,147 dương Sản Lượng (tấn) 3.436,302 3.245,559 3.362,793 3.342,550 Diện Tích (ha) 3.382,863 3.384,233 3.411,686 3.423,044 Châu Năng Suất (tạ/ha) 219,140 228,553 224,621 224,962 mỹ Sản Lượng (tấn) 74.132,011 77.347,742 76.633,748 77.005,451 Diện Tích (ha) 8.192,699 8.443,037 9.260,326 9.046,067 Châu Năng Suất (tạ/ha) 85,404 86,632 81,404 84,934 phi Sản Lượng (tấn) 69.969,080 73.144,000 75.382,492 76.832,153 (Nguồn: FAO Start Database Results (2018) [13]) - Qua bảng 2.1 cho ta thấy: Về diện tích: Châu Á có diện tích trồng rau lớn nhất thế giới, từ năm 2013 đến năm 2016 diện tích có xu hướng tăng, cao nhất là 2016 đạt 40.370,513 ha chiếm 70,82% diện tích trồng rau của thế giới. Diện tích trồng rau của Châu phi lớn thứ 2 sau Châu á, cao nhất là 2015 đạt 9.260,326 ha chiếm 16,38% diện tích trồng rau của thế giới. Từ năm 2013 đến 2016 diện tích trồng rau của Châu âu đều tăng, năm 2016 có diện tích lớn nhất là 3.990,753 ha chiếm khoảng 7% diện tích trồng rau của thế giới. Châu mỹ
13 cũng có diện tích khá lớn đều tăng qua các năm nhưng không cao lắm, năm 2016 có diện tích lớn nhất là 3.423,044 ha chiếm khoảng 6% diện tích trồng rau của thế giới. Châu đại dương có diện tích trồng rau nhỏ nhất thế giới, năm 2013 diện tích trồng rau thấp nhất là 170,269ha chiếm 0,31% diện tích trồng rau của thế giới. Về năng suất: Châu âu có năng suất rau cao nhất trên thế giới, năm 2016 có năng suất cao nhất đạt 259,202 tạ/ha. Châu phi có năng suất rau thấp nhất thế giới, năm 2014 năng suất cao hơn các năm còn lại cũng chỉ đạt 86,632 tạ/ha. Châu á tuy có diện tích trồng rau lớn nhất nhưng năng suất rau lại không lớn, năm 2016 năng suất cao nhất là 201,777 tạ/ha. Châu Đại Dương năng suất rau biến động qua các năm và có xu hướng giảm, năng suất rau cao nhất là năm 2013 đạt 201,816 tạ/ha. Châu mỹ năng suất rau khá cao nhưng không động đều, cao nhất là năm 2014 đạt 228,553 tạ/ha. Về sản lượng: Châu Á có sản lưởng rau lớn nhất thế giới và có xu hướng tăng qua các năm, năm 2016 sản lượng rau của châu á đạt 814.582,655 tấn chiếm 75,76 % sản lượng rau của thế giới. Do diện tích trồng ít nên châu đại dương có sản lượng thấp nhất trong các châu lục, năm 2014 đạt 3.245,559 tấn, chiếm 0,31 % sản lượng rau của thế giới. Châu âu có sản lượng rau cao thứ 2 trong các châu lục, năm 2016 có sản lượng cao nhất đạt 103.441,068 tấn chiếm 9,62 % sản lượng rau của thế giới. Châu phi có sản lượng rau khá cao và có xu hướng tăng, cao nhất năm 2016 đạt 76.832,153 tấn chiếm 7,14 % sản lượng rau của thế giới. Châu mỹ có sản lượng rau không động đều, sản lượng cao nhất đạt 77.347,742 tấn (năm 2014). Nhờ vào những thành tựu nghiên cứu ứng dụng khoa học kỹ thuật vào trong canh tác nông nghiệp đã mang lại hiệu quả to lớn trong sản xuất rau xanh trên toàn thế giới.
14 2.2.2. Tình hình sản xuất rau xanh ở Việt Nam Việt Nam có vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên khá thuận lợi cho sản xuất rau. Diện tích rau tập trung ở vùng chính đó là vùng đồng bằng sông hồng và đông nam bộ. Trong các loại rau thì rau muống được trồng phổ biến nhất trên cả nước, tiếp đến là bắp cải và các loại cải ăn lá được trồng nhiều ở miền Bắc [9]. Bảng 2.2 Diện tích, năng suất, sản lượng rau của Việt Nam qua các năm. Năm Diện tích(ha) Năng Suất(tạ/ha) Sản Lượng(tấn) 2013 980148 137753 13501874 2014 1018861 141375 14404187 2015 1023302 139434 14268258 2016 1044794 142639 14902861 (Nguồn: FAO Start Database Results (2018) [13]) Kết quả bảng 2. 2 cho ta thấy: Về diện tích: Diện tích trồng rau ở Việt Nam có xu hướng tăng dần qua các năm cao nhất là năm 2016 với diện tích là 1044794 ha cao nhất trong 4 năm. Về năng suấ t: năng suất rau ở Việt Nam có sự biến động qua các năm. Năm 2016 có năng suất cao nhất trong 4 năm, đạt 142639 tạ/ha, năm 2015 năng suất đạt 139434 tạ/ha giảm 1941 tạ/ha so với năm 2014. Về sản lượng: từ năm 2013 đến năm 2016 sản lượng rau ở Việt Nam có xu hướng tăng cao (từ 13501874- 14902861tấn), năm 2015 sản lượng đạt 14268258 tấn giảm 135929 tấn so với năm 2014, cao nhất là năm 016 sản lượng đạt 14902861 tấn. Tuy nhiên việc sản xuất rau của việt nam chủ yếu vẫn theo quy mô hộ gia đình khiến cho sản lượng hàng hóa không nhiều. Sản xuất phụ thuộc nhiều vào phân bón, hóa chất Việc chạy theo lợi nhuận, áp dụng thiếu chọn lọc khoa học kỹ thuật, sự thiếu hiểu biết của người trồng rau đã làm cho sản phẩm - rau xanh bị ô nhiễm NO3 , kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh Vấn đề ô nhiễm xảy ra hầu khắp các vùng trồng rau trong cả nước [12].
15 Đó là nguyên nhân làm cho các sản phẩm rau của việt nam chưa hấp dẫn được người tiêu dùng trong và ngoài nước. Do vậy phải có sự phối hợp chặt chẽ giữa các ngành, các cấp và người sản xuất thì việc triển khai mô hình sản xuất rau an toàn mới đạt hiệu quả cao. 2.3. Nitrat và một số vấn đề liên quan 2.3.1. Vai trò của nitơ đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây rau - Nitrat (công thức hóa học là NO3 ) là hợp chất của nitơ và oxy, thường tồn tại trong đất và trong nước. Đây là nguồn cung cấp nitơ cho cây trồng. Thông thường nitrat không gây ảnh hưởng sức khỏe, tuy nhiên nếu nồng độ nitrat trong nước quá lớn hoặc nitrat bị chuyển hóa thành nitrit sẽ gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe. Tỷ lệ nitơ trong cây biến động từ 1-6% trọng lượng chất khô. N là yếu tố quan trọng hàng đầu đối với cơ thể sống vì nó là thành phần cơ bản của các prôtêin- chất cơ bản biểu hiện sự sống. Nitơ nằm trong nhiều hợp chất cơ bản cần thiết cho sự phát triển của cây như diệp lục và các chất men. Các bazơ nitơ là thành phần cơ bản của axit nucleic, trong các ADN và ARN của nhân tế bào, nơi cư trú các thông tin di truyền đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp prôtêin. Do vậy N là yếu tố cơ bản trong việc đồng hoá C, kích thích sự phát triển của bộ rễ và hút các yếu tố dinh dưỡng khác. Cây trồng được bón đủ đạm lá có màu xanh lá cây thẫm, sinh trưởng khỏe mạnh, chồi búp phát triển nhanh, năng suất cao. Cây thiếu đạm lá có màu vàng, sinh trưởng kém, còi cọc, có khi bị thui chột, thậm chí rút ngắn thời gian tích luỹ hoàn thành chu kỳ sống. Bón thừa đạm lá cây có màu anh tối, thân lá mềm, tỷ lệ nước cao, dễ mắc sâu bệnh, dễ lốp đổ và thời gian sinh trưởng kéo dài Bón nhiều đạm và không cân đối thì dẫn đến sự tích luỹ nitrat trong cây và làm ô nhiễm nitrat trong nước ngầm [6].
16 2.3.2. Tác động của nitrat tới môi trường sinh thái và sức khỏe con người * Tác động tới môi trường sinh thái: Nuôi trồng thủy sản: tôm, cá nước ngọt và các sinh vật thủy sinh khác. - Khi tôm tiếp cận với nồng độ NO3 cao trong thời gian dài sẽ bị cụt râu, mang bất thường và gan tụy bị tổn thương. Cơ quan gan tụy ở tôm sản xuất enzyme tiêu hóa và chịu trách nhiệm thúc đẩy sự hấp thu các chất dinh dưỡng. Khi bị tổn thương sự hấp thu sẽ giảm, dẫn đến tăng trưởng tôm thấp. Lượng nirite - vào cơ thể sẽ được máu (HbO2) chuyển hóa thành nitrate (NO3 ) độc hơn và quá trình chuyển hóa này cũng xảy ra ở gan nhằm giải độc nitrit cho cơ thể nhưng nếu nồng độ nitrit quá cao thì cá có thể chết do nồng độ MetHb trong c thể tăng cao. *Tác động tới sức khỏe con người: - Sự tích luỹ NO3 cao trong mô cây không gây độc đối với cây nhưng - khi sử dụng cây có hàm lượng NO3 cao có thể làm hại gia súc và con người - đặc biệt là trẻ em do NO3 được tích lũy trong bộ máy tiêu hoá có khả năng - khử thành NO2 + 2H + 2e = H2O + - + NO3- + 2e + 2H = NO2 + NAD + H2O Trong dạ dày con người, do tác dụng của hệ vi sinh vật, các loại enzym - và do các quá trình hoá sinh mà NO2 dễ dàng tác dụng với các acid amin tự do tạo thành Nitrosamine gây nên ung thư, đặc biệt là ung thư dạ dày [6]. Các acid amin trong môi trường acid yếu (pH = 3 – 6), đặc biệt với sự - có mặt của NO2 sẽ dễ dàng bị phân huỷ thành andehyt và acid amin bậc 2 từ đó tiếp tục chuyển thành nitrosamine. Ngày nay nhiều tác giả nhắc đến nitrosamine như là một tác nhân làm sai lệch nhiễm sắc thể, dẫn đến truyền đạt sai thông tin di truyền gây ra các bệnh ung thư khác nhau. - Trong máu NO2 ngăn cản sự kết hợp của O2 với hemoglobin ở quá
17 - trình hô hấp, quá trình này được lặp lại nhiều lần vì vậy mỗi ion NO2 có thể biến rất nhiều phân tử hemoglobin thành methaemoglobin Methaemoglobin được tạo thành do xyhemoglobin đã ôxy hoá Fe2+ thành Fe3+ làm cho phân tử hemoglobin mất khả năng kết hợp với oxy tức là việc trao đổi khí của hồng cầu không được thực hiện: 2+ 2+ - - 4HbFe (O2) + 4NO2- + 2H2O 2HbFe + OH + 4NO3 + O2 Cơ chế này dễ dàng xảy ra với trẻ nhỏ đặc biệt là trẻ xanh xao có sức - khoẻ yếu, tiêu hoá kém vì trẻ em còn thiếu các enzym cần thiết để khử NO2 uống N2 và NH3 rồi thải ra ngoài. 2.3.3. Ảnh hưởng của đất trồng, nước tưới bị ô nhiễm tới mức độ tồn dư - NO3 trong rau Thực tế môi trường đất, nước luôn là nơi tiếp nhận các nguồn thải. Tại những vùng sản xuất nông nghiệp môi trường đất, nước chịu ảnh hưởng rất lớn của quá trình thâm canh trong nông nghiệp, các nguồn thải do sản xuất công nghiệp, nước thải đô thị và một điều tất yếu từ môi trường theo vòng tuần hoàn sẽ đi vào nông sản. * Ảnh hưởng của nguồn đất bị ô nhiễm tới mức độ tích luỹ nitrat trong rau Trong vùng trồng rau, đất thoáng khí, độ ẩm thích hợp cho quá trình ôxy hoá, nitrat được hình thành, rau dễ hấp thu. Sự hấp thu đạm ở dạng nitrat không chuyển hoá thành prôtêin là nguyên nhân làm giảm chất lượng rau quả. Mặt khác do sử dụng phân vô cơ không hợp lý sẽ làm cho đất bị ô nhiễm: chai - đất, chua đất, và nhiễm bẩn NO3 , tích luỹ KLN trong đất. + Trên đất trồng cạn, NH4 hình thành kể cả từ khoáng hoá chất hữu cơ trong đất và bổ sung chất hữu cơ vào đất, cũng như từ việc phân vô cơ bón - - vào được ôxy hoá tạo thành NO2 và NO3 . Quá trình này xảy ra theo 2 bước nhờ hoạt động của vi sinh vật Nitrosomonas, Nitrosolobus và Nitrosopira: + + NH4 + 3O2 HNO2 + 2H + HOH
18 - + HNO2 + O2 2NO3 + 2H + - + 2NH4 + 4O2 2NO3 + 4H + 2HOH - - Quá trình chuyển hoá NO2 thành NO3 là do Nitrobacter (Phan Thị Thu Hằng (2008) [3]). Nitrat hình thành trong đất, tuỳ vào điều kiện một phần được cây hút, một phầ n bị rửa trôi hoặc bị mất do quá trình phản đạm - hoá. Bởi vậy bón phân đạm với lượng lớn và quá muộn sẽ hình thành NO3 quá nhiều so với nhu cầu của cây trồng sẽ làm rửa trôi và gây ô nhiễm môi - - trường hoặc tích luỹ NO3 trong nông sản. Do vậy ion NO3 lại được hấp phụ - trong đất nhờ phức hệ keo đất, tính chất này làm cho NO3 linh động di chuyển sâu hơn và ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm (Nguyễn Thị Ngọc (2011) [7]). 2.4. Các loại phân bón sử dụng trong nghiên cứu 2.4.1. Tổng quan về phân chuồng và phân hữu cơ sinh học * Phân chuồng: là loại phân do gia súc thải ra. Phân chuồng là hỗn hợp chủ yếu của: phân, nước tiểu gia súc và chất độn. Nó không những cung cấp thức ăn cho cây trồng mà còn bổ sung chất hữu cơ cho đất giúp cho đất được tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, tăng hiệu quả sử dụng phân hóa học (Cẩm nang cây trồng (2016) [17]). Chế biến phân chuồng: Có 3 phương pháp - Ủ nóng (ủ xốp): Lấy phân ra khỏi chuồng, chất thành lớp, không được nén, tưới nước, giữ ẩm 60-70%, có thể trộn thêm 1% vôi bột và 1-2% Super Lân, sau đó trét bùn che phủ cho kín hàng ngày tưới nước, thời gian ủ ngắn 30-40 ngày, ủ xong là sử dụng được. - Ủ nguội (ủ chặt): Lấy phân ra khỏi chuồng xếp thành lớp, mỗi lớp rắc khoảng (2%) lân, nén chặt. Đống phân ủ rộng khoảng 2-3m, cao 1,5-2m, trét bùn bên ngoài tránh mưa. Thời gian ủ lâu, 5- 6 tháng mới xong.
19 - Ủ nóng trước nguội sau: Ủ nóng 5- 6 ngày, khi nhiệt độ 50-60°c nén chặt ủ tiếp lớp khác lên trên, trét bùn kín, có thể cho thêm vào đống phân ủ các loại phân khác như: phân thỏ, gà, vịt làm phân men để tăng chất lượng phân. Hàm lượng các chất khoáng hữu cơ trong phân chuồng: Chất lượng và giá trị của phân chuồng phụ thuộc rất nhiều vào cách chăm sóc, nuôi dưỡng, chất liệu độn chuồng và cách ủ phân. Phân chuồng tốt thường có các thành phần dinh dưỡng cây trồng : + Thành phần dinh dưỡng đa lượng: H2O, N, P2O5, CaO, MgO, + Thành phần dinh dưỡng vi lượng : Bo, Mn, Cu, Zn, * Đặc điểm của phân chuồng Mặc dù không tác dụng một cách nhanh chóng, tức thời như phân hoá học, nhưng phân chuồng có những tác dụng mà không một loại phân hoá học nào có được. Tuy nhiên, phân chuồng cũng có nhiều hạn chế cần hết sức lưu ý khi sử dụng. Ưu điểm: - Trong phân chuồng luôn chứa đầy đủ các nguyên tố dinh dưỡng như đạm, lân, kali, canxi, magiê, natri, silic. Các nguyên tố vi lượng như đồng, kẽm, mangan, molipden hàm lượng không cao. - Phân chuồng cung cấp một lượng mùn lớn làm kết cấu của đất tơi xốp hơn, bộ rễ cây trồng phát triển mạnh, tăng khả năng chống chịu của cây trồng với điều kiện ngoại cảnh bất thuận lợi như rét, xói mòn, hạn Vì vậy người ta gọi phân chuồng là phân cải tạo hoá - lý tính đất. - Một ưu điểm nữa của phân chuồng là nông dân có thể tự làm được dựa trên những sản phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như thân, lá, rễ cây kết hợp với chất thải chuồng trại trong chăn nuôi. Hạn chế:
20 Tuy vậy, sử dụng phân chuồng cũng có những hạn chế như hàm lượng chất dinh dưỡng dễ tiêu thấp hơn nhiều so với phân hoá học. Hàm lượng đạm nguyên chất trong loại phân chuồng tốt nhất cũng chỉ đạt 3 - 4% (trong khi đó ở urê là 46%). Vì vậy, khi sử dụng thường phải bón với một lượng lớn và phải kết hợp bón bổ sung với phân hoá học trong những giai đoạn cây cần. - Phân chuồng có tác dụng từ từ, vận chuyển cồng kềnh, phụ thuộc vào chăn nuôi. Nếu không được chế biến kỹ có thể mang một số nấm bệnh hại cây trồng. Ngoài ra do lên men, phân chuồng có chứa các axit hữu cơ, nên khi bón, nếu không kết hợp với vôi sẽ làm chua đất. - Nhiều hộ nông dân, sử dụng cả phân chuồng tươi đem bón với hy vọng cây trồng sẽ hấp thu được. Đây là việc làm hoàn toàn sai, vì phân chuồng tươi là loại phân chuồng chưa qua ủ, chứa hàm lượng dinh dưỡng khó tiêu lớn, nếu đem bón cây trồng cũng không hấp thụ được ngay mà còn làm lây lan nấm bệnh và cỏ dại cho vườn và cây trồng. Vì vậy, khi sử dụng phân chuồng bà con nên sử dụng phân chuồng hoai mục để bón (Cẩm nang cây trồng (2016) [17]). *Phân hữu cơ sinh học: Phân hữu cơ sinh học là phân được tạo thành thông qua quá trình lên men vi sinh vật các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc khác nhau (phế thải nông, lâm nghiệp, phế thải chăn nuôi, phế thải chế biến, phế thải đô thị, phế thải sinh hoạt, ) trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp dưới tác dụng của vi sinh vật hoặc các hoạt chất sinh học của chúng được chuyển hóa thành mùn. Phân hữu cơ sinh học đang là loại phân có ảnh hưởng rất lớn đến nông nghiệp sạch- cải thiện về năng suất, chất lượng cây trồng và đem lại hiệu quả kinh tế cao [2]. Phân hữu cơ sinh học có hàm lượng các axit Humic, Fulvic hay Humin hoặc tổng các axit amin, vitamin hay hợp chất sinh học khác phải đạt từ 5% trở lên.
21 Loại phân này được chế biến từ các nguyên liệu hữu cơ khác nhau phơi khô, nghiền nhỏ, ủ lên men với vi sinh vật có tuyển chọn. Tiêu chuẩn của phân hữu cơ sinh học như sau: Hàm lượng hữu cơ tổng số không thấp hơn 22%; Ẩm độ đối với phân bón dạng bột không vượt quá 25%; hàm lượng Nts không thấp hơn 2,5%; hàm lượng axit humic (đối với phân chế biến từ than bùn) không thấp hơn 2,5% hoặc tổng hàm lượng các chất sinh học (đối với phân chế biến từ nguồn hữu cơ khác) không thấp hơn 2,0% hoặc pHH2O (đối với phân hữu cơ sinh học bón qua lá) trong khoảng từ 5-7. Nếu phân có bổ sung chất điều hòa sinh trưởng thì tổng hàm lượng các chất này không vượt quá 0,5%. 2.4.2. Tổng quan về phân NPK đầu trâu, NPK Lâm Thao, Ure * Phân đầu trâu NPK 20- 20- 15: Các chủng loại phân bón Đầu Trâu được chế tạo ra đều nhằm hướng giảm thiểu lượng bón, tiện lợi khi sử dụng, cung cấp đủ chất dinh dưỡng theo yêu cầu của cây suốt cả thời kỳ sinh trưởng (cả thời gian sinh trưởng của cây chỉ sử dụng 2 đến 3 loại phân), cho năng suất cao, tăng chất lượng và bảo đảm an toàn cho nông sản, tăng hiệu quả kinh tế nhưng phải giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thành phần: - Đạm (N): 20% - Lân hữu hiệu (P2O5) : 20% - Kali (K2O) : 15% Công dụng: - Sử dụng cho tất cả các loại cây Cách dùng: - Cây lương thực: 300-400 kg/ha - Cây lâu năm KTCB: 1-3 kg/cây/năm
22 - Rau màu: 200-400 kg/ha * phân NPK lâm thao: NPK lâm thao là loại phân bón hỗn hợp ít nhất có 2 thành phần dinh dưỡng trong 3 thành phần N,P,K trở lên. Có 2 loại, phân trộn và phân phức hợp. Phân trộn là việc trộn lẫn cơ học các nguyên liệu ban đầu N,P,K , còn phân phức hợp lại được điều chế dưới tác dụng hóa học của những nguyên liệu ban đầu [15]. NPK nhằm chỉ 3 nguyên tố dinh dưỡng đa lượng, tức 3 nguyên tố dinh dưỡng chính yếu cần bổ sung trước tiên cho cây trồng, nhằm nâng cao khả năng sinh trưởng và cho năng suất của cây trồng.Chữ N nhằm chỉ nguyên tố dinh dưỡng Đạm, P là Lân, K là Kali. Loại phân NPK lâm thao là loại phân chuyên cung cấp cho cây trồng 3 nguyên tố dinh dưỡng này: - Phân đạm là loại dinh dưỡng quan trọng nhất, có tác dụng làm cây xanh tốt, sinh trưởng chiều cao và khối lượng thân lá, hình thành hoa quả, mầm chồi - Phân lân có tác dụng tốt cho việc ra rễ, ra hoa - Phân kali có tác dụng tốt cho việc tổng hợp đường bột, xellulo, làm cây cứng cáp, giúp trái lớn nhanh, hạt mẩy, tăng độ ngọt và mầu sắc trái Tuy nhiên cây trồng luôn cần có đầy đủ cả 3 nguyên tố này và các nguyên tố khác nữa để tương hỗ, hình thành nên các hợp chất sinh học và các bộ phận có các chức năng riêng biệt và tác động qua lại để tạo thành sự sống một cách rất phức tạp. Phân loại: + Phân NPK 3 màu: trộn theo tỷ lệ 3 loại phân đạm, kân, kali với nhau: Thành phần đạm thường sử dụng urê hạt đục, lân sử dụng DAP và kali dùng Kcl. Phải sử dụng ngay không tồn trữ lâu được vì sẽ bị đóng tảng.
23 + Phân NPK 1 hạt: Các nguyên liệu ban đầu như SA, ure, DAP (MAP), kali được nghiền mịn ra trộn theo tỷ lệ nhất định (tùy công thức). Bột trộn sau khi nghiền, phun hơi nước được tạo hạt bằng chảo quay hay thùng quay với phụ gia (phổ biến nhất là cao lanh. + Phân NPK phức hợp: DAP, MAP. Sử dụng công nghệ hóa học bằng việc dùng a-xít photphoric và a-xít nitric để phân giải quặng phốt phát. Các sản phẩm này thường có hàm lượng lân cao, tan nhanh. *Phân ure: Có công thức là [CO(NH2)2], chứa 44-48% đạm (N), dạng tinh thể, hạt tròn, màu trắng, là loại phân đạm phổ biến nhất, chiếm 2/3 các loại phân đạm sản xuất và tiêu thụ trên thế giới. Là phân bón có tỷ lệ đạm cao, dễ sử dụng, + - hòa tan nhanh trong nước thành dạng NH4 (Amôn) và dạng NO3 (Nitrat) cho cây dễ hấp thu và sử dụng [16]. Urê là loại phân có tỷ lệ nitơ cao nhất. Trên thị trường có bán hai loại phân urê có chất lượng giống nhau: - Loại tinh thể màu trắng, hạt tròn, dễ tan trong nước, có nhược điểm là hút ẩm mạnh. - Loại có dạng viên, nhỏ như trứng cá. Loại này có thêm chất chống ẩm nên dễ bảo quản, dễ vận chuyển nên được dùng nhiều trong sản xuất nông nghiệp. Phân urê có khả năng thích nghi rộng và có khả năng phát huy tác dụng trên nhiều loại đất khác nhau và đối với các loại cây trồng khác nhau. Phân này bón thích hợp trên đất chua phèn.Phân urê được dùng để bón thúc. Có thể pha loãng theo nồng độ 0.5–1.5% để phun lên lá. Trong chăn nuôi, urê được dùng trực tiếp bằng cách cho thêm vào khẩu phần thức ăn cho lợn, trâu bò. Phân này cần được bảo quản kỹ trong túi pôliêtilen và không được phơi ra nắng. Bởi vì khi tiếp xúc với không khí và
24 ánh nắng urê rất dễ bị phân huỷ và bay hơi. Các túi phân urê khi đã mở ra cần được dùng hết ngay trong thời gian ngắn. Trong quá trình sản xuất, urê thường liên kết các phần tử với nhau tạo thành biuret. Đó là chất độc hại biuret đối với cây trồng. Vì vậy, trong phân urê không được có quá 1,5% biuret (theo Tiêu chuẩn Việt Nam). Tuy nhiên ure dễ bay hơi và rửa trôi, hòa tan nhanh nên cũng làm mất và thất thoát đạm. Bón dư thừa đạm cây trồng sẽ yếu, dễ bị sâu bệnh hại, dễ - đổ ngã và gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra còn tồn dư Nitrat (NO3 ) trong nông sản có hại với sức khỏe con người [16]. 2.5. Tình hình sử dụng phân bón trên thế giới và việt nam 2.5.1. Tình hình sử dụng phân bón trên thế giới Nhu cầu phân bón tăng trưởng nhẹ: Theo các chuyên gia Hiệp hội phân bón quốc tế IFA, nhu cầu phân bón thế giới sẽ tăng trưởng trung bình 1,5%/ năm từ niên vụ 2016/2017 đến niên vụ 2021/2022. Tổng nhu cầu phân bón trên thế giới sẽ đạt 119 triệu tấn vào cuối thời kỳ này. Nhu cầu K sẽ tăng trưởng nhanh hơn (2,1%/ năm) so với nhu cầu P (1,5%/ năm) và N (1,2%/ năm), phản ánh xu hướng áp dụng phương thức quản lý tốt hơn trong nông nghiệp (dẫn đến việc cải thiện hiệu quả sử dụng N) cũng như xu hướng tái chế ngày càng nhiều các nguồn dinh dưỡng hữu cơ. Tốc độ tăng trưởng nhanh nhất của nhu cầu phân bón được dự báo sẽ diễn ra ở châu Phi, tiếp theo là Đông Âu - Trung á và châu Mỹ La tinh. Đây là những khu vực có tiềm năng tăng trưởng nông nghiệp lớn nhất trong thập niên tới. Nhu cầu ở khu vực Nam á sẽ tăng dưới mức tăng trung bình trong lịch sử, nguyên nhân là do những yếu tố như việc sử dụng phân urê bọc dầu neem, chính sách trợ cấp phân bón của ấn Độ và việc chấp nhận nhanh chóng các loại phân bón tan trong nước sẽ
25 ảnh hưởng đến nhu cầu phân bón nói chung. Tăng trưởng nhu cầu ở Tây á phụ thuộc rất nhiều vào sự phát triển của những căng thẳng địa chính trị trong khu vực này.Tại Đông Á, nhu cầu sử dụng phân bón được dự báo sẽ tăng nhẹ vì nhu cầu N và P của Trung Quốc sẽ đạt đến mức ổn định trong thời gian 5 năm tới. Tăng trưởng nhu cầu phân bón ở các nước phát triển nhìn chung sẽ yếu, trong khi đó triển vọng tăng trưởng nhu cầu tại châu Đại Dương sẽ tốt hơn Bắc Mỹ, Tây Âu và Trung Âu. Về mặt khối lượng, châu Mỹ La tinh, Nam á và Đông á sẽ chiếm tổng cộng 3/4 mức tăng dự báo của nhu cầu phân bón trong 5 năm tới [14]. Nguồn cung phân bón tiếp tục tăng: Nhìn chung, thị trường phân bón trên thế giới đã tiếp tục suy yếu trong năm 2016 dưới tác động của nguồn cung dồi dào và nhu cầu tương đối yếu. Trung bình, ngành sản xuất phân bón toàn cầu đã vận hành ở tỷ lệ vận hành công suất khoảng 81% trong năm 2016. Dự báo, doanh số các loại phân bón N, P, K trong năm 2021 sẽ đạt tổng cộng 198 triệu tấn, tăng 1,3%/năm.Trong tương lai gần, chúng ta sẽ thấy sự mất cân đối gia tăng giữa nguồn cung ngày càng lớn và nhu cầu chỉ tăng trưởng ở mức vừa phải. Những nhà máy phân bón mới với công suất lớn sẽ được đưa vào vận hành trong 5 năm tới, chúng đã được đầu tư xây dựng từ cách đây 8 năm. Vì vậy, nguồn cung phân bón sẽ dồi dào, nếu không phải là thừa thãi, ít nhất cho đến tối thiểu năm 2021. Trong thời kỳ 2017-2021, ngành sản xuất phân bón thế giới sẽ đầu tư gần 110 tỷ USD vào hơn 65 nhà máy sản xuất mới, qua đó sẽ tăng công suất phân bón toàn cầu lên thêm 90 triệu tấn. Căn cứ theo các điều kiện thị trường và dự báo tốc độ tăng trưởng nhu cầu phân bón ở mức vừa phải (1,4%/năm), trong 5 năm tới ngành sản xuất phân bón thế giới sẽ
26 đứng trước thị trường thừa nguồn cung với những mất cân đối cơ cấu ngày càng tăng. Mặc dù Trung Quốc đã cắt giảm mạnh các dự án amoniăc, công suất amoniăc toàn cầu sẽ tiếp tục tăng khoảng 8% trong thời gian 2017-2021, đạt 234 triệu tấn vào năm 2021. Những khu vực dự kiến có mức tăng công suất lớn nhất là Đông Âu và Trung Á, Bắc Mỹ, châu Phi. Trong khi đó, tình trạng thiếu hụt phân đạm đang tăng tại khu vực châu Mỹ La tinh và Nam á. Tình trạng thiếu hụt phân đạm phổ biến tại Bắc Mỹ trước đây đã giảm đi nhờ công suất trong khu vực gia tăng, đồng thời tình trạng này cũng giữ ở mức ổn định ở Tây Âu và Đông á. Nhu cầu gia tăng tại châu Mỹ La tinh và Nam á sẽ tạo ra cơ hội xuất khẩu phân đạm đến những khu vực này vào năm 2021. Nhìn chung, nguồn cung phân đạm trên toàn cầu trong thời gian 2016- 2021 sẽ tăng 1,8%/ năm, trong khi đó nhu cầu tăng 1,2%/ năm. Hiện tại, urê chiếm một nửa trong tổng sản lượng phân đạm toàn cầu và sẽ đóng góp 2/3 vào mức tăng công suất amoniăc dự kiến. Công suất urê toàn cầu được dự báo sẽ tăng 17 triệu tấn (8%), đạt 226 triệu tấn vào năm 2021. Gần 90% các dự án mở rộng công suất sẽ được hoàn thành trong thời gian 2016-2018. Nguồn cung urê toàn cầu (tính theo công suất hoạt động thực tế) ước tính đạt 200 triệu tấn vào năm 2021, tăng 1.5%/năm trong thời gian 2016- 2021. Nhu cầu urê toàn cầu đối với tất cả các lĩnh vực sử dụng được dự báo sẽ tăng 1,5%/năm, đạt 187 triệu tấn vào năm 2021. Châu Mỹ La tinh, Nam á và châu Phi đóng góp phần lớn vào mức tăng nhu cầu này. Nguồn cung quặng phốtphat toàn cầu được dự báo sẽ đạt 249 triệu tấn vào năm 2021, tăng mạnh 10% so với năm 2016. Những dự án mở rộng công suất quặng phốtphat quy mô lớn sẽ được thực hiện chủ yếu ở châu Phi và Tây
27 á, chúng chiếm tổng cộng 80% mức tăng toàn cầu. Công suất axit phốtphoric toàn cầu được dự báo sẽ đạt 64,1 triệu tấn P2O5 vào năm 2021, tăng 12% so với năm 2016. Những kế hoạch mở rộng công suất lớn trong lĩnh vực này sẽ được thực hiện ở Marốc và Arập Xê-út. Nhìn chung, nguồn cung axit phốtphoric toàn cầu trong thời gian 2016-2021 sẽ tăng 2,4%/ năm, trong khi đó nhu cầu tăng 1,8%/ năm. Vì vậy, tình trạng cung vượt cầu có thể tăng trong thời gian 2017-2019, sau đó sẽ ổn định cho đến năm 2021. Công suất phân kali toàn cầu được dự báo sẽ đạt 65,5 triệu tấn K2O vào năm 2021, tăng 20% so với năm 2016, chủ yếu là nhờ những dự án mới ở Canađa, Nga, Turkmenistan, Belarut và Trung Quốc. Nếu tính theo sản phẩm, nguồn cung phân kali toàn cầu sẽ đạt 111,2 triệu tấn (trong đó MOP đạt 17 triệu tấn), tăng 19 triệu tấn so với năm 2016. Sản lượng (nguồn cung) phân kali toàn cầu sẽ tăng đến 53,3 triệu tấn K2O vào năm 2021, tức là tăng 9,1 triệu tấn so với năm 2016, đạt tốc độ tăng trưởng 4%/năm trong thời kỳ 2016- 2021. Nếu tính theo đương lượng MOP, sản lượng phân kali toàn cầu sẽ đạt 89 triệu tấn MOP vào năm 2021. Bắc Mỹ sẽ là khu vực đạt sản lượng phân kali lớn nhất vào năm 2021 (chiếm 35% thị phần toàn cầu), tiếp theo là khu vực Đông Âu và Trung á (34%), Đông á (14%) và các khu vực khác (17%). Nhu cầu phân kali toàn cầu sẽ đạt 45,6 triệu tấn vào năm 2021, tăng 11% (2,1%/năm) so với năm 2016. Tình hình cung cầu toàn cầu cho thấy tiềm năng dư thừa ngày càng tăng, vượt 6,3 triệu tấn vào năm 2018 và đạt 7,7 triệu tấn vào năm 2021 (tương ứng 14% nguồn cung). Sự mất cân đối ngày càng tăng này về cơ bản là do sự gia tăng lớn của công suất trong khi nhu cầu chỉ tăng vừa phải. Nhu cầu nhập khẩu phân kali dự kiến sẽ tăng ở Đông á, Nam á, châu Mỹ La tinh và châu Phi [14].
28 2.5.2. Tình hình sử dụng phân bón ở Việt Nam Việt nam là nước sử dụng phân bón tương đối cao so với trước đây do người dân áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật trong thâm canh. Nhu cầu phân bón ở việt nam hiện nay vào khoảng 10 triệu tấn các loại. Trong đó, ure khoảng 2 triệu tấn, DAP khoảng 900.000 tấn, kali 950.000 tấn, phân lân trên 1,8 triệu tấn, phân NPK khoảng 3,8 triệu tấn, ra còn nhu cầu khoảng 400- 500.000 tấn phân bón các loại là vi sinh, phân bón lá (Nguyễn tiến dũng (2015) [18]). Hiện nay diện tích đất nông nghiệp ở nước ta đang bị thu hẹp dần qua từng năm (tính đến năm 2017 giảm, diện tích đất canh tác việt nam vào loại thấp nhất thế giới chỉ khoảng 0,12%). Có rất nhiều nghuyên nhân dẫn đến tình trạng trên: quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, xây dựng công trình, . Trước những thách thức trên để tăng sản lượng, chúng ta bắt buộc phải tăng năng suất bằng cách nâng cao trình độ thâm canh, sử dụng ngày cang nhiều phân bón hóa học, thuốc BVTV. Việt Nam là nước sử dụng phân bón hóa học vào hạng cao nhất thế giới dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Bởi vậy làm thế nào vừa nâng cao sản lượng vừa đảm bảo các vấn đề môi trường là một công việc mà ngành nông nghiệp nước ta đang phải đối mặt giải quyết. Đặc biệt ngành sản xuất phân hóa học ta chỉ mới đáp ứng được khoảng 45% nhu cầu của nông nghiệp, còn lại phải nhập khẩu gần như toàn bộ phân đạm, ure, kali và phân phức hợp DAP, một lượng khá lớn phân hỗn hợp NPK với tổng số trên 3 triệu tấn/ năm. Riêng đối với phân khoáng kali, do phải nhập khẩu hoàn toàn nên tiêu thụ kali ở nước ta bị phụ thuộc vào thị trường nước ngoài. Hơn nữa việt nam là một nước sản xuất đang trên đà phát triển, đời sống của người dân được nâng cao thì các hoạt động của con người tác động
29 đến môi trường sống cũng mạnh mẽ hơn, làm cho môi trường sống cũng mạnh mẽ hơn, làm cho môi trường trở nên ô nhiễm nặng. Các chất thải từ sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, ngày càng nhiều nhưng chúng ta chưa biết biến rác thành vàng như những nước khác (Đoàn Minh Tin (2015) [11]).  Đánh giá chung: qua nghiên cứu cơ sở lý luận, cơ sở thực tiễn, cơ sở pháp lý, tình hình sử dụng phân bón trong và ngoài nước đã cho ta thấy phân bón có ảnh hưởng lớn tói tiềm năng phát triển của nền nông nghiệp nước ta. Mà cụ thể ở đây chúng ta nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phân bón tới - hàm lượng NO3 trong đất không những mang lại hữu ích cho nền nông nghiệp mà còn đem lại lợi ich kinh tế, bảo vệ môi trường. Thúc đẩy sản xuất và sử dụng phân bón hữu cơ là hướng đi đúng đắn và hiệu quả cần được quan tâm và phát triển thay vì lạm dụng phân bón hóa học.
30 Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng: + Cây cải bẹ xanh. + Đất trồng rau. 3.1.2. Vật liệu thí nghiệm + Phân gà + Phân Đầu Trâu + Phân hữu cơ sinh học + Phân ure + Phân NPK lâm thao 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu - Địa điểm nghiên cứu: tại trường Đại Học Nông Lâm, Xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Thời gian nghiên cứu: Thí ngiệm được tiến hành nghiên cứu từ tháng 8/2107- 12/2017. 3.2. Nội dung nghiên cứu - Điều tra tình hình sử dụng phân bón của người dân tại vùng trồng rau Túc Duyên- Thái Nguyên. - Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phân bón khác nhau đến tốc độ sinh trưởng, năng suất của giống rau cải bẹ xanh. - - Ảnh hưởng của các loại phân bón tới hàm lượng NO3 tồn dư trong đất khi bón các loại phân khác nhau.
31 - So sánh, đánh giá hiệu quả mang lại của nghiên cứu về mặt kinh tế và môi trường. - Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu độ tồn dư của nitrat trong rau và trong đất. 3.3. Phương pháp nghiên cứu 3. 3.1 Quy trình trồng trọt áp dụng trong thí nghiệm Các kỹ thuật áp dụng theo quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau, quả tươi an toàn Số: 379/QĐ- BNN- KHCN [8]. - Làm đất: Nhổ sạch cỏ dại làm đất tơi xốp, đập nhỏ cho vào vừa đầy các hộp xốp để chuẩn bị đất trồng rau(khoảng 15kg đất/ hộp). Đảm bảo độ ẩm phù hợp khoảng 75- 80%. - Cách trồng: Trồng bằng phương pháp gieo cấy cây con, dùng tay chọc lỗ nhỏ sau đó cho cây con vào và vùi lấp đất vào gốc cây, ấn nhẹ. Tạo khoảng cách trung bình thích hợp nhất giữa các cây (10 x 10), mỗi hộp trồng 6 cây con. - Kỹ thuật bón phân: Bón lót: CT1: phân gà CT2: Phân hữu cơ sinh học CT3: Phân hữu cơ sinh học Bón thúc lần: Sau khi cấy cây con khoảng 25 ngày thì bón CT1: phân đầu trâu CT2: phân ure CT3: phân NPK Sau đó thì kết hợp với vun gốc cho rau. - Chăm sóc: Tưới nước 2 lần sáng và chiều trong một ngày để thường xuyên giữ được độ ẩm (70- 75%) cho cây rau sinh trưởng và phát triển tốt
32 nhất, nếu trời mưa thì không cần tưới rau, theo dõi sâu bệnh hại rau, nếu đất quá chặt nên xới đất cho đất thoáng khí tơi xốp hơn. 3.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí theo quy phạm khảo nghiệm đánh giá hiệu lực phân bón theo thông tư số 41/2014/TT- BNNPTNT hướng dẫn một số điều của Nghị định 202/2013/NĐ- CP ngày 27/11/2013 của chính phủ về quản lý phân bón. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh, 3 công thức, 3 lần nhắc lại tổng cộng có 9 ô thí nghiệm kích thước (1080cm2). Các công thức thí nghiệm: thí nghiệm gồm 3 công thức sau: Bảng 3.1 Lượng đạm bón thực tế trong mỗi công thức (diện tích 1 ô là 120cm2) Tỷ lệ Trọng Khối lượng N Tổng TT Loại phân % N lượng (g) nguyên chất (g) (g) CT1 Phân gà 0,7 200 0,014 9,514 Phân NPK Đầu Trâu 19 50 9,5 CT2 Phân hữu cơ sinh học 0,7 200 0,014 9,214 Phân Urê 46 20 9,2 CT3 Phân hữu cơ sinh học 0,7 200 0,014 9,014 Phân NPK Lâm Thao 5 180 9
33 Thí nghiệm gồm 3 công thức được bố trí như sau: Sơ đồ bố trí thí nghiệm: khoảng cách giữa các cây rau là 10cm, kích hước 1 ô (1 thùng xốp là (30x40cm). Đường đi Nh ắ c l ạ i I Nh ắ c l ạ i II Nh ắ c l ạ i III CT1 CT1 CT3 Dải phân cách Dải phân cách CT2 CT2 CT2 CT3 CT3 CT1 Dải phân cách Bảng 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.3.3. Phương pháp điều tra phỏng vấn - Điều tra là phương pháp dùng những câu hỏi nhất loạt đặt ra cho một số lớn người nhằm thu được số những ý kiến chủ quan của họ về một vấn đề nào đó. Điều tra là phương pháp khảo sát một nhóm đối tượng trên một diện rộng nhằm phát hiện những quy luật phân bố, trình độ phát triển, những đặc điểm về mặt định tính và định lượng của các đối tượng cần nghiên cứu. Các tài liệu điều tra được là những thông tin quan trọng về đối tượng cần cho quá trình nghiên cứu và là căn cứ quan trọng để đề xuất những giải pháp khoa học hay giải pháp thực tiễn. - Địa điểm: Vùng trồng rau Túc Duyên- Thái Nguyên. - Đối tượng: Người dân trồng rau.
34 - Điều tra về tình hình sử dụng phân bón: Sử dụng phiếu điều tra (50 phiếu) bao gồm các câu hỏi có liên quan về tình hình sử dụng phân bón để hỏi, phỏng vấn người dân. 3.3.4. Chỉ tiêu theo dõi và phương pháp theo dõi Chỉ tiêu theo dõi: - Theo dõi khả năng sinh trưởng và phát triển của cây: Chiều cao của rau: sau 10 ngày thì đo 1 lần đo 6 cây/ ô sau đó tính chiều cao trung bình của cây rau trong các ô nhắc lại. Khối lượng cây rau: sau khi thu hoạch rau thì cân từng cây sau đó tính khối lượng tổng và khối lượng trung bình của cây rau trong các ô nhắc lại. - Sự thay đổi tính chất vật lý của đất trước và sau khi sử dụng các loại phân bón khác nhau. - Hàm lượng nitrat trong đất trước và sau khi sử dụng các loại phân bón khác nhau. Phương pháp theo dõi: - Phương pháp theo dõi đo đếm, quan sát trực tiếp bằng mắt. - Thực hiện ghi chép các dữ liệu thu được. - Phân tích số liệu đã theo dõi được. 3.3.5. Phương pháp lấy mẫu Thu hoạch rau cải bẹ xanh theo từng ô của công thức tương ứng với từng cây khi đo chiều cao. Lấy đối tượng đất trước (chọn đất có tính chất tốt, giàu chất dinh dưỡng, độ phì nhiêu cao trước khi tiến hành thí nghiệm.) và sau khi đã trồng rau để phân tích, kiểm tra hàm lượng nitrat tồn dư trong đất khi sử dụng các loại phân bón khác nhau. - Mẫu đất: Lấy đất sau thu hoạch, lấy mẫu theo TCVN 5297- 1995: lấy mẫu hỗn hợp, lấy 5 điểm sau đó trộn đều, lấy mẫu trung bình theo nguyên tắc
35 chia 4, mỗi mẫu khoảng 0,5-1kg, mỗi ô thu được 1 mẫu (9 mẫu). Khi lấy mẫu ở các điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt không đại diện như: chỗ bón phân hoặc vôi tụ lại, chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh Sau khi lấy đc mẫu hỗn hợp cho vào túi nilon nhỏ sạch kín, gập gọn lại, ghi phiếu mẫu chú thích rõ ràng [6]. - Mẫu phải được lấy trong điều kiện môi trường đồng nhất (độ ẩm, nhiệt độ), và cùng một thời điểm (cùng sáng hay chiều và cùng ngày). - Mẫu thí nghiệm phải phù hợp với điều kiện nghiên cứu, mẫu không bị hư hỏng hoặc không bị tay đổi trong quá trình vận chuyển và bảo quản. 3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu - Các số liệu được tính toán và xử lý số liệu bằng Excel. - Đồ thị và biểu đồ được vẽ trên Word và cập nhập theo bảng thống kê của chương trình Excel.
36 Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Điều tra tình hình sử dụng phân bón của người dân tại vùng trồng rau Túc Duyên- Thái Nguyên Từ quá trình điều tra và phỏng vấn các hộ dân về tình hình sử dụng phân bón tôi đã thu được các kết quả như sau: Bảng 4.1 Các loại phân sử dụng bón cho rau Số lượng STT Loại phân Tỷ lệ(%) (phiếu) Phân NPK Đầu trâu 25 50 Phân NPK Lâm Thao 15 30 1.Phân hóa học Phân Urê 7 14 Loại khác 3 6 Phân gà ủ hoai mục 30 60 Phân lợn ủ 10 20 2.Phân hữu cơ Phân hữu cơ sinh học 5 10 Loại khác 5 10 (Nguồn: Tổng hợp phiếu điều tra, 2017)
37 70 60 50 40 30 20 10 0 phân gà ủ hoai mục phân lợn ủ phân hữu cơ vi sinh loại khác Hình 4.1 Biểu đồ tỷ lệ sử dụng phân hữu cơ 60 50 50 40 30 30 20 10 14 6 0 NPK đầu trâu NPK Lâm thao Urê loại khác Hình 4.2. Biểu đồ tỷ lệ sử dụng phân hóa học - Qua vào bảng 4.1, hình 4.1 và hình 4.2 cho ta thấy:
38 Tỷ lệ người dân khu vực được phỏng vấn đã sử dụng phân hóa học là: sử dụng phân NPK Đầu trâu chiếm 50%, phân NPK Lâm thao chiếm 30%, phân Urê chiếm 14%, loại phân khác chiếm khoảng 6%. Tỷ lệ người dân khu vực được phỏng vấn sử dụng phân hữu cơ là: sử dụng phân gà ủ hoai mục chiếm 60%, phân lợn ủ 20%, phân hữu sinh học chiếm 10%, loại khác chiếm khoảng 10%. Bảng 4.2. Ý kiến đánh giá của người dân về lượng bón, số lần bón phân và hiệu quả của từng loại phân bón sử dụng cho rau Tỷ lệ ý kiến của người Lượng bón Tên phân Số lần bón dân về hiệu TB bón TB/vụ quả phân (kg/lần/sào) bón sử dụng(%) hân hóa học Phân NPK 90 1,8 Đầu trâu Phân NPK 75 1,67 Lâm Thao Phân Urê 80 1,57 Loại khác 85 1,67 100% Phân gà ủ 120 1,17 hoai mục Phân lợn ủ 110 1,2 Phân hữu cơ Phân hữu cơ 90 1,8 sinh học Loại khác 85 1,6 (Nguồn: Tổng hợp phiếu điều tra, 2017) Qua và bảng 4.2 ta thấy: - Lượng bón cho rau theo công thức 1 phân NPK Đầu trâu + Phân gà ủ hoai mục có lượng bón trung bình là cao nhất với lượng bón của NPK Đầu trâu là 90kg/lần/sào và lượng bón phân gà ủ hoai mục là 120kg/lần/sào. Lượng bón các loại phân NPK Lâm thao, phân Urê, loại phân hóa học khác,
39 phân gà ủ hoai mục, phân lợn ủ, phân hữu sinh học, loại phân hữu cơ khác không có sự chênh lệch lớn lắm dao động từ 75- 110kg/lần/sào. - Số lần bón phân cho rau dao động từ 1- 2 lần/vụ cho tất cả các loại phân bón, Số lần bón trung bình /vụ cao nhất là 1,8 lần của phân NPK đầu trâu và phân hữu cơ sinh học, số lần bón trung bình/ vụ thấp nhất là 1,17 lần của phân gà ủ hoai mục. - 100% các hộ dân tại khu vực được điều tra phỏng vấn đều cho rằng loại phân bón mà mình đang sử dụng chính là loại phân cho hiệu quả và năng suất cao nhất. Bảng 4.3 Ý kiến của người dân về ảnh hưởng của của việc sử dụng phân bón tới đất Đơn vị: phiếu Tên phân Tích cực Tiêu cực Ảnh hưởng bón Phân NPK 18 5 2 Phân hóa Đầu trâu học Phân NPK 9 6 0 Lâm Thao Phân Urê 5 2 Loại khác 2 1 0 Phân gà ủ 28 0 2 hoai mục Phân hữu Phân lợn ủ 9 0 1 cơ Phân hữu cơ 5 0 0 sinh học Loại khác 4 0 1 (Nguồn: Tổng hợp phiếu điều tra, 2017) - Qua bảng 4.3 ta thấy: Từ quá trình điều tra tôi thu được ý kiến của người dân về ảnh hưởng của việc sử dụng phân bón tới đất là:
40 Khi sử dụng Phân NPK Đầu trâu: ảnh hưởng tích cực đến đất là chiếm 72%, ảnh hưởng tiêu cực chiếm 20%, 8% là không ảnh hưởng. Ảnh hưởng của phân bón NPK Lâm thao đến đất là: ảnh hưởng tích cực chiếm 60%, ảnh hưởng tiêu cực chiếm 40% và 0% là không ảnh hưởng. Ảnh hưởng của phân bón Urê đến đất là: ảnh hưởng tích cực chiếm 71,43%, ảnh hưởng tiêu cực chiếm 28,57%, 0% là không ảnh hưởng. Phân hóa học loại khác có ảnh hưởng tích cực chiếm 66,67% và 33,33% là ảnh hưởng tiêu cực, 0% là không ảnh hưởng. Phân gà ủ hoai mục ảnh hưởng tích cực chiếm 93,33%, 0% ảnh hưởng tiêu cực, 6,67% là không ảnh hưởng. Phân lợn ủ ảnh hưởng tích cực chiếm 90%, 0% là tiêu cực, 10% là không ảnh hưởng. Ảnh hưởng của Phân hữu cơ sinh học tới đất thì 100% là ảnh hưởng tích cực. Phân hữu cơ loại khác với 80% là ảnh hưởng tích cực, 0% là tiêu cực, 20% là không ảnh hưởng. 4.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến tốc độ sinh trưởng, năng suất của giống rau cải bẹ xanh 4.2.1. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến tốc độ tăng trưởng chiều cao cây của rau cải bẹ xanh. Đối với tất cả các loại cây trồng nói chung, chiều cao cây là chỉ tiêu quan trọng phản ánh tình trạng sinh trưởng của giống trong mỗi điều kiện nhất định, khả năng tăng trưởng chiều cao của cây trồng có liên quan chặt chẽ đến các yếu tố nội tại, đặc điểm di truyền đồng thời chịu tác động rất lớn của điều kiện ngoại cảnh và các yếu tố kỹ thuật trong đó phân bón có ảnh hưởng rất lớn. Ngay cả cùng một giống cây ở cùng một giai đoạn sinh trưởng, mức bón phân khác nhau thì chênh lệch chiều cao của cây là khác nhau.
41 Để nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phân bón khác nhau đến tốc độ tăng trưởng chiều cao của cây rau cải bẹ xanh qua từng thời kỳ trong thí nghiệm chúng tôi đã tiến hành theo dõi và thu được kết quả động thái tăng trưởng chiều cao của rau cải bẹ xanh được thể hiện trong bảng 4.4: Bảng 4.4. Kết quả đo chiều cao tính ra giá trị trung bình của rau cải bẹ xanh. Đvt: cm Thời điểm Thời gian sau cấy Công Loại phân bắt đâu thức 20 30 40 Thu hoạch cấy 1 Phân gà + NPK đầu trâu 13,3 20,4 25,3 31,2 35,5 2 Ure + phân hữu cơ sinh học 11,4 18,2 26,5 33,5 36,8 3 NPK+ phân hữu cơ sinh học 11,6 21,3 28 35,5 40 Chiều cao của rau ngày bắt đầu cấy: Trước ngày cấy này có bón phân lót công thức 1 là phân gà, công thức 2 và 3 là phân hữu cơ sinh học để khoảng 2-3 ngày sau mới cấy rau, ta thấy chiều cao ngày đầu cấy giữa các công thức chưa có sự chệnh lệch lớn cụ thể: CT1 (13,3 cm), CT2 (11,4 cm), CT3 (11,6 cm). Cây con bắt đầu thích nghi với điều kiện môi trường sống mới nên khả năng sinh trưởng phát triển còn thấp. Giai đoạn sau 20 ngày cấy: Chiều cao trung bình cây rau cải bẹ xanh của 3 công thức sau 20 ngày có sự tăng trưởng rõ rệt về chiều cao cụ thể: CT1 (20,4cm) , CT2 (18,2cm) , CT3 (21,3cm). Công thức 1 tăng 7,1 cm, công thức 2 tăng 6,8 cm, công thức 3 tăng 9,7 cm. Do vừa bón phân lót và với thời tiết thuận lợi tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển chiều cao của rau. Giai đoạn sau 30 ngày cấy: Bón phân thúc cho rau với công thức 1 là NPK đầu trâu, công thức 2 là phân ure, công thức 3 là NPK lâm thao. Chiều cao trung bình cây rau cải bẹ xanh của 3 công thức sau 30 ngày có sự tăng
42 trưởng tốt về chiều cao cụ thể: CT1 (25,3 cm), CT2 (26,5 cm), CT3 (28 cm). Công thức 1 tăng 4,9 cm, công thức 2 tăng 8,3 cm, công thức 3 tăng 6,7 cm. Giai đoạn sau 40 ngày cấy: Chiều cao trung bình cây rau cải bẹ xanh của 3 công thức sau 40 ngày có sự tăng trưởng rất tốt về chiều cao cụ thể: CT1 (31,2 cm), CT2 (33,5 cm), CT3 (35,5 cm). Công thức 1 tăng 5,9 cm, công thức 2 tăng 7 cm, công thức 3 tăng 7,5 cm. Do hiệu quả của bón phân thúc nên làm cho chiều cao của rau đạt được mức như vậy. Giai đoạn thu hoạch: chiều cao trung bình của rau vẫn có sự tăng lên cụ thể: CT1 (35,5cm), CT2 (36,8cm), CT3 (40cm). Trong suốt thời gian sinh trưởng, Cây rau sinh trưởng phát triển bình thường không có dấu hiệu sâu bệnh, không cần phun thuốc bảo vệ thực vật. 45 40 35 30 25 giai đoạn mới cấy 20 giai đoạn sau khi bón phân 15 giai đoạn thu hoạch 10 5 0 CT1(phân gà+đầu CT2(phân hữu cơ CT3(phân hữu cơ trâu) sinh học+ure) sinh học+NPK) Hình 4.3. Biểu đồ biễu diễn chiều cao trung bình của rau từ lúc cấy đến khi thu hoạch. Qua kết quả ở bảng 4.4 cho thấy: Nhìn chung chiều cao của cây rau cải bẹ xanh tăng dần qua các thời điểm điều tra. Trong đó tăng nhanh nhất là giai đoạn 30- 40 ngày. Tại các công thức phân bón khác nhau có sự phát triển chiều cao của cây rau cải bẹ xanh khác nhau. Thời kỳ sau cấy 30- 40 ngày, hiệu quả của phân bón thể hiện rõ nhất: chiều cao cây của công thức 3 tăng mạnh nhất (28-
43 35,5cm) và chiều cao cây của công thức 1 tăng thấp nhất (25,3- 31,2 cm). Công thức 2 và công thức 3 có chiều cao lớn hơn so với công thức đối chứng (công thức 1). Qua kết quả nghiên cứu có thể thấy chiều cao cây có xu hướng tăng mạnh khi có bón lót bằng phân hữu cơ sinh học ở các công thức thí nghiệm. Tốc độ tăng trưởng chiều cao của cây bị ảnh hưởng bởi phân hữu cơ sinh học, tạo nên sự khác biệt trong động thái tăng trưởng chiều cao của cây rau cải bẹ xanh. 4.2.2. Ảnh hưởng của các loại phân bón đến năng suất của cây cải bẹ xanh Năng suất của cây trồng đóng vai trò lớn trong ngành nông nghiệp nói chung, các khoản kinh phí đầu tư đều tập trung vào năng suất và đều yêu cầu năng suất phải đạt chỉ tiêu. Đối với người dân nói riêng, năng suất cây trồng ảnh hưởng trực tiếp tới cuộc sống của mỗi người. Năng suất của cây trồng phụ thuộc nhiều yếu tố: giống, điều kiện tự nhiên, chế độ chăm sóc, nước, phân bón, . Trong đó phân bón đóng vai trò không thể thay thế, ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất cây trồng nói chung và cây rau cải bẹ xanh nói riêng. Qua thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phân bón đến năng suất cây rau cải bẹ xanh thu được bảng kết quả sau: Bảng 4.5. Kết quả đo khối lượng tính theo giá trị trung bình cá thể của cây rau cải bẹ xanh. Đvt: gam (g) Nhắclại NL3 NL2 NL1 Tổng Công thức CT1 48,4 43 63,93 155,33 CT2 59,2 58 57,6 174,8 CT3 54 71 72,6 197,6
44 Bảng 4.6. Kết quả đo khối lượng các cá thể trong mỗi lần nhắc lại của cây rau cải bẹ xanh. Đvt: gam (g) Nhắclại NL3 NL2 NL1 Tổng Công thức CT1 290,4 258 383,6 932 CT2 355,2 348 345,6 1048,8 CT3 324 426 435,6 1185,6 Qua bảng 4.5 và bảng 4.6 ta thấy: - Khối lượng tính theo giá trị trung bình cá thể của cây rau cải bẹ xanh dao động từ 43- 72,6 gam. Khối lượng cao nhất là giá trị trung bình cá thể của CT3 lần nhắc lại 1 với 72,6 gam; thấp nhất là giá trị trung bình cá thể của CT1 (lần nhắc lại 2) 43 gam. Khối lượng tổng tính theo giá trị trung bình cá thể của cây rau cải bẹ xanh cao nhất là của CT3 với 197,6 gam; thấp nhất là CT1 đạt 155,33 gam. - Khối lượng các cá thể của cây rau cải bẹ xanh trong mỗi lần nhắc lại thấp nhất là 258 gam của CT1 lần nhắc lại 2 và cao nhất là 435,6 gam của CT3 (nhắc lại 1). Tổng khối lượng các cá thể của cây rau cải bẹ xanh thấp nhất là CT1 đạt 932 gam và cao nhất là 1185,6 gam của CT3. Bảng 4.7. Ảnh hưởng của các loại phân đến năng suất của rau cải bẹ xanh Đơn vị tính: gam/cm2 CT Loại phân NL3 NL2 NL1 Tổng CT1 Phân gà+đầu trâu 2,42 2,15 3,28 7,85 CT2 Phân hữu cơ sinh học+ure 2,96 2,9 2,88 8,74 Phân hữu cơ sinh học+ NPK CT3 2,7 3,55 3,63 9,88 lâm thao
45 4 3.5 3 2.5 2 NL1 NL2 1.5 NL3 1 0.5 0 CT1(phân gà+đầu trâu) CT2(hữu cơ sinh học+ ure) CT3(hữu cơ sinh học+NPK) Hình 4.4. Biểu đồ biểu diễn năng suất của rau cải bẹ xanh qua các công thức Qua bảng 4.7 cho thấy công thức có năng suất giữa các công thức không chênh lệch nhau nhiều dao động từ 2,15 đến 3,63 gam/cm2. Công thức 1 sử dụng phân gà ủ hoai mục và phân hóa học NPK Đầu Trâu với tổng năng suất là 7,85gam/cm2 thấp hơn so với công thức 2 và công thức 3, tiếp theo là công thức 2 sử dụng phân hữu cơ sinh học với phân hóa học Urê với tổng năng suất là 8,74 gam/cm2, năng suất cao nhất là công thức 3 sử dụng phân phân hữu cơ sinh học với phân hóa học NPK Lâm Thao với tổng năng suất là 9,88gam. Tuy nhiên ta thấy công thức 3 là đạt năng suất cao nhất, tốt hơn hẳn hai công thức 2 và công thức 1. - 4.3. Ảnh hưởng của các loại phân bón tới hàm lượng NO3 tồn dư trong đất khi bón các loại phân khác nhau. Mỗi loại phân bón khác nhau thì gây ra các ảnh tới tốc độ sinh trưởng, năng suất chất lượng của các loại rau nói chung và năng suất cây rau cải bẹ
46 xanh nói riêng, tác động đến nguồn đất và ảnh hưởng tới môi trường không giống nhau. Từ kết quả phân tích thí nghiệm ta thu được như sau: - Bảng 4.8. Kết quả phân tích hàm lượng NO3 tồn dư trong đất khi bón các loại phân khá nhau. - Kết quả phân tích NO3 (mg/kg) Nhắc lại CT1 CT2 CT3 NL3 11,34 7,28 4,08 NL2 10,81 6,19 4,14 NL1 12,52 6,74 3,72 Trung 11,56 6,74 3,98 bình (Kết quả phân tích tại Viện Khoa học sự sống - Đại học Nông Lâm, 2017) 14 12 10 8 NL1 6 NL2 NL3 4 2 0 CT1(phân gà+ đầu trâu) CT2(hữu cơ sinh học + CT3(hữu cơ sinh học+ ure) NPK) Hình 4.5. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng nitrat qua các công thức Từ bảng 4.8 ta có thể nhận thấy hàm lượng nitrat dao động từ 3,72÷ 12,52 mg/kg đất, trong đó mẫu có hàm lượng cao nhất là mẫu của công thức 1 (nhắc lại lần 1) với nồng độ 12,52 mg/kg đất, mẫu có hàm lượng thấp nhất là mẫu
47 của công thức 3 (nhắc lại lần 1) với nồng độ 3,72 mg/kg đất. Tồn dư nhiều nhất là ở công thức 1 với hàm lượng nitrat tồn dư trung bình là 11,56 mg/kg, công thức bón phân gà ủ hoai mục với phân NPK Đầu Trâu. Tiếp theo là công thức 2 với hàm lượng nitrat tồn dư trung bình là 6,74 mg/kg, công thức bón phân hữu cơ sinh học với phân Hóa học Urê. Cuối cùng là công thức 3 với hàm lượng nitrat tồn dư trung bình là 3,98, công thức bón phân hữu cơ sinh học với phân NPK Lâm Thao. Như vậy công thức có hàm lượng nitrat thấp nhất, ít ảnh hưởng tới môi trường nhất. Mặc dù trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều nghiên cứu về hàm lượng N tổng số trong đất. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một cơ quan tổ chức nào có nghiên cứu cụ thể nào đưa ra tiêu chuẩn nitrat trong đất. Vì vậy cần có nhưng nghiên cứu cụ thể để đưa ra hệ thống tiêu chuẩn cho các loại đất khác nhau. 4.4. So sánh, đánh giá hiệu quả của đề tài về mặt kinh tế và môi trường. - Hiệu quả kinh tế: Qua điều tra khảo sát thực tế của người dân ta có giá thành của các loại phân bón như sau: Bảng 4.9 Giá thành các loại phân bón hóa học sử dụng TT Tên loại phân Mức giá/kg 1 Phân NPK Đầu Trâu 13.000 đồng 2 Phân Urê 8.000 đồng 3 Phân NPK Lâm Thao 5.000 đồng 4 Phân hữu cơ sinh học 3.000 đồng Dựa vào bảng năng suất cho thấy năng suất giữa các công thức không chênh lệnh nhau nhiều khi sử dụng các loại phân bón khác nhau. Tuy nhiên ta thấy công thức 3 (phân hữu cơ sinh học+ NPK lâm thao) là đạt năng suất cao nhất, hàm lượng nitrat tích lũy trong đất cũng thấp hơn, tốt hơn hẳn hai công
48 thức 2 (phân hữu cơ sinh học+ ure) và sau đó đến công thức 1(phân gà+ đầu trâu). Mà giá thành của hai loại phân bón là phân Urê và phân NPK Lâm Thao lại rẻ hơn so với phân NPK Đầu Trâu cụ thể phân urê rẻ hơn phân NPK Đầu Trâu là 5.000 đồng, phân NPK Lâm Thao rẻ hơn phân Đầu Trâu là 8.000 đồng, phân hữu cơ sinh học càng chỉ có 3.000 đồng. Do vậy Khi dùng phân bón ở công thức 3 sẽ đạt được năng suất chất lượng sản phẩm cao hơn, ít gây tác hại đến môi trường so với công thức 2 và càng có ưu điểm nhiều hơn công thức 1. - Hiệu quả môi trường: Qua nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng các loại phân ở công thức 2(phân hữu cơ sinh học+ ure) và công thức 3 (phân hữu cơ sinh học+ NPK lâm thao) thay thế cho công thức 1(phân gà+ đầu trâu) mang lại hiệu quả về mặt môi trường cao hơn cụ thể: Việc sản xuất phân hữu cơ từ chất thải trong chăn nuôi lợn trong các trang trại góp phần giảm thiểu chất thải gây ô nhiễm môi trường, tận dụng được phân bón từ trong chăn nuôi, và sử dụng hiệu quả trong phát triền ngành nông nghiệp sản xuất rau. Khi mà sử dụng phân hữu cơ sinh học thì sẽ giảm được lượng nitrat ở trong đất rất là nhiều dồng thời làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm đất của các loại phân bón hóa học khi sử dụng phân bón của công thức 2 và 3 thay thế - công thức 1. Cụ thể hàm lượng NO3 trung bình là: công thức 1 là 11,56 mg/kg, công thức 2 là 6,74 mg/kg, công thức 3 là 3,98 mg/kg. 4.5 Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu dư lượng tồn dư Nitrat trong rau và trong đất 4.5.1.Biện pháp kỹ thuật Rau phải được sản xuất theo vùng trồng được quy hoạch, có tổ chức và quản lý chặt chẽ người sản uất phải áp dụng và tuân thủ một cách chặt chẽ quy trình kỹ thuật trồng rau an toàn.
49 Phải đảm bảo môi trường sản xuất rau sạch bao gồm: đất, nước, không khí phải trong lành không bị nhiễm bẩn của các khu công nghiệp, khu đô thị, bệnh viện, đường giao thông.  Đất trồng - Phải là nơi thích hợp cho từng loại rau, đất chưa bị ô nhiễm và không chịu ảnh hưởng của bất cứ một nguồn thải gây ô nhiễm nào. - Vị trí đất trồng phải xa các khu vực như bệnh viện, khu công nghiệp, nghĩa trang.  Nguồn nước tưới Chủ động nước tưới bằng nguồn nước sạch bằng cách sử dụng nguồn nước giếng khoan đã qua kiểm tra tuyệt đối không sử dụng nguồn nước bị nhiễm bẩn như nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải y tế.  Phân bón - Tăng cường sử dụng các loại phân hữu cơ đã qua xử lý. - Cấm sử dụng phân tươi để tưới và bón rau. - Sử dụng cân đối các loại phân vô cơ như: phân đạm, phân lân, phân kali. - Chỉ sử dụng phân bón, thuốc kích thích sinh trưởng có trong danh mục cho phép sử dụng và sử dụng đúng liều lượng.  Phòng trừ sâu bệnh Tăng cường vệ sinh đồng ruộng, sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật nằm trong danh mục cho phép, sử dụng đúng liều lượng và đảm bảo thời gian cách ly.  Thu hoạch và bảo quản Thu hoạch đúng thời gian để đảm bảo rau có chất lượng tốt nhất, bảo quản cẩn thận tránh để rau bị dập nát. Không nên thu hoạch ngay sau khi bón phân hoặc khi mới phun thuốc bảo vệ thực vật.
50 4.5.2 Biện pháp quản lý - Tăng cường công tác quản lý nhà nước về phân bón trong nông nghiệp. - Đưa ra các bộ tiêu chuẩn kỹ thuật, các quy trình trồng rau an toàn để người sản xuất áp dụng, thường xuyên kiểm tra tình hình áp dụng quy trình. - Thực hiện quan trắc, kiểm tra thường xuyên, liên tục dư lượng Nitrat trong các loại rau, trong đất để kịp thời đưa ra các điều chỉnh trong sản xuất.
51 Phần5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận - Từ động thái sinh trưởng của rau cải bẹ xanh về chiều cao cân nặng và năng suất sau khi thu hoạch của rau cải bẹ xanh cho ta thấy: Về chiều cao: CT3 (phân hữu cơ sinh học và NPK lâm thao) có chiều cao là 40 cm lớn nhất, CT1 (phân gà và đầu trâu) có chiều cao thấp nhất 35,5 cm. Tổng cân nặng trung bình cá thể của rau cao nhất là CT3 với 197,6 gam; thấp nhất là CT1 đạt 155,33 gam. Về năng suất: giữa các công thức không có sự chênh lệch nhiều, năng suất dao động từ 2,15- 3,63 gam/cm2. Nhưng ta thấy CT3 (phân hữu cơ sinh học với phân NPK lâm thao) vẫn có năng suất cao nhất là 3,63 gam/cm2. - Về hàm lượng Nitrat trong đất: Khi phân tích 10 mẫu đất tại các vị trí lấy mẫu trước và sau khi trồng rau cho kết luận: hàm lượng Nitrat dao động từ 3,72- 12,52 mg/kg. Việc sử dụng phổ biến phân gà ủ hoai mục với NPK Đầu Trâu của người nông dân (CT1) có tồn dư lượng nitrat trong đất cao nhất cụ thể là 11,56 mg/kg, thấp nhất là CT3 (phân hữu cơ sinh học kết hợp với NPK Lâm Thao) là 3,98mg/kg. - Dựa trên cơ sở phân tích hàm lượng nitrat trong đất và kết quả điều tra về tình hình bón phân của người dân nên đã đề xuất 2 nhóm giải pháp nhằm hạn chế sự tích lũy nitrat trong đất và trong các sản phẩm rau. Tóm lại: Để rau cải bẹ xanh sinh trưởng và phát triển tốt nhất, có năng suất và hiệu quả kinh tế đồng thời đảm bảo lượng nitrat trong đất thấp nhất giảm nguy xấu tác động đến môi trường và sức khỏe con người thì việc bón phân hữu cơ sinh học + phân NPK lâm thao là thích hợp nhất.
52 5.2. Kiến nghị Bón phân hữu cơ sinh học cho cây trồng là giái pháp của phát triển nền nông nghiệp hữu cơ bền vững, bảo vệ môi trường sinh thái và nâng cao năng suất, chất lượng cây trồng. Vì vậy việc áp dụng các loại phân bón khác nhau kết hợp với phân hữu cơ sinh học cho rau cải bẹ xanh là một yếu tố tích cực trong thực tế cần được khuyến khích nhân rộng, phổ biến sản xuất. Căn cứ vào kết quả đã đạt được trong quá trình làm thí nghiệm, chúng tôi có một số kiến nghị sau: 1. Trong quá trình sản xuất không được lạm dụng phân bón hóa học. Bón phân cân đối để hạn chế mức độ ô nhiễm sâu bệnh cho cây, tăng năng suất cây trồng và trên hết là hạn chế sự tích lũy hàm lượng nirat trong rau, trong đất ở ngưỡng an toàn cho sức khỏe con người và hạn chế tác động đến môi trường. 2. Cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của các loại phân bón khác nhau đến sinh trưởng, phát triển của cây rau cải bẹ ở các thời vụ trong năm tiếp theo để đưa ra mức bón phân hợp lý nhất cho cây rau cải bẹ xanh và đảm bảo dinh dưỡng cho đất trong từng thời vụ sản xuất. 3. Trong các nghiên cứu tiếp theo cần phải làm thí nghiệm, lấy mẫu nghiên cứu tất cả các loại rau được gieo trồng tại địa phương. Cần có nhiều nghiên cứu, đánh giá về hàm lượng Nitrat trong đất để đưa ra bộ tiêu chuẩn cho Việt Nam. Thời gian nghiên cứu cần lâu dài hơn, phân bố đều trong các mùa. 4. Kết quả thí ghiệm mang ý nghĩa lớn về mặt môi trường nên thích hợp để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế sản xuất.
53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đường Hồng Dật (2013), Cẩm nang phân bón, NXB Nông nghiệp . 2. Bùi Huy Đáp (1999) Cây lúa việt nam. Nxb nông nghiệp Hà Nội. 3. Phan Thị Thu Hằng (2008), Nghiên cứu hàm lượng nitrat và kim loại nặng trong đất, nước, rau và một số biện pháp nhằm hạn chế sự tích lũy của chúng trong rau tại Thái Nguyên, Luận án tiến sỹ nông nghiệp, Trường Đại học Thái Nguyên. 4. Trần Khắc Hiệp(2016) “Hãy coi chừng nitrat trong rau, củ”. Tạp chí Viện nghiên cứu môi trường nông nghiệp nông thôn 24/10/2016. 5. Lê Văn Khoa (2000), phương pháp phân tích đất nước phân bón cây trồng. Nxb Giáo Dục. 6. Nguyễn Đình Mạnh (2000), Hoá chất sử dụng trong nông nghiệp và ô nhiễm môi trường, giáo trình cao học, Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội). 7. Nguyễn Thị Ngọc (2011), Khảo sát quy trình phân tích việc đánh giá mức độ ô nhiễm nitrat trong cây rau muống trên sông Đáy thuộc khu vực phường Biên Giang- Hà Đông- Hà Nội, Khoá luận tốt nghiệp trường Đại học Lâm Nghiệp. 8. Quyết định 379/QĐ-BNN-KHCN (2008) “ Quy trình thực hành sản xuất nông nghiệp tốt cho rau, quả tươi”. 9. Hồ thanh Sơn và cs, (2005), Sản xuất, chế biến và tiêu thụ rau quả ở Việt Nam, Cash and cary Việt Nam Ltđ, 9/2005. 10. Tài liệu tập huấn khuyến nông 2012, Phân bón và sử dụng phân bón hợp lý. 11. Đoàn Minh Tin, Báo cáo ngành phân bón năm 2015.
54 12. Đặng Thị Vân, Vũ Thị Hiển và nnk (2003), Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý cho vùng chuyên canh sản xuất rau an toàn, Đề tài NCKH năm 2003, Viện nghiên cứu Rau- Quả, Hà Nội. II. Tài liệu tiếng anh 13. FAO Start Database Results 2018, ngày 2/3/2018. III. Tài liệu internet 14. Báo cáo tại Hội nghị IFA thường niên, tháng 5/2017, Triển vọng của ngành sản xuất phân bón thế giới 2017 – 2021, cua-nganh-san-xuat-phan-bon-the-gioi-2017-2021-nguon-cung-tiep-tuc- tang-truong-trong-khi-nhu-cau-tang-nhe.html 15. Báo nông nghiệp (2012), phân bón NPK và hiệu quả sử dụng, post98823.html 16. Trung tâm nghiên cứu dinh dưỡng cây trồng (2016), Các loại phân đạm và cách sử dụng, kien-thuc/cac-loai-phan-dam-va-cach-su-dung-143.html 17. Cẩm nang cây trồng (2016), Tìm hiểu về phân chuồng, 18. Nguyễn tiến Dũng (2015), Tổng giám đất công ty CP vật tư Nông sản Apromaco, thực trạng thị trường phân bón ở việt nam hiện nay, cong-tac-quan-ly-tot-chat-luong-trong-san-xuat-supe-lan-va-npk-lao-cai/ 19. Vườn rau sạch (2014)” vai trò của phân bón trong sản xuất Nông Nghiệp”, trong-san-xuat.html#iz4hsEoXnDD
PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Hình P.1: Một số hình ảnh chuẩn bị đất
Hình P.2: Một số hình ảnh cấy rau, chăm sóc rau
Hình P.3: Một số hình ảnh lấy mẫu.
Hình P.4: Một số hình làm đất chuẩn bị đem đi phân tích.