Đánh giá ảnh hưởng của mô hình sản xuất nông nghiệp hữu cơ đến môi trường đất tại xã thanh xuân, huyện sóc sơn, thành phố hà nội

Phân tích tác động của một mô hình sản xuất nông nghiệp cụ thể đối với môi trường đất tại xã Thanh Xuân – Sóc Sơn – Hà Nội thông qua việc phân tích một số các chỉ tiêu về đất.. Qua đó th

Đánh giá ảnh hưởng của mô hình sản xuất nông nghiệp hữu cơ đến môi trường đất tại xã Thanh Xuân, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà

Nội Dương Thị Huyền

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành Khoa học Môi trường; Mã số: 60 85 02

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Kiều Băng Tâm

Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Tìm hiểu về các phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ trên thế giới,

Việt Nam và phân tích các lợi ích của hình thức sản xuất này Phân tích tác động của một mô hình sản xuất nông nghiệp cụ thể đối với môi trường đất tại xã Thanh Xuân – Sóc Sơn – Hà Nội thông qua việc phân tích một số các chỉ tiêu về đất Qua đó thấy được vai trò, lợi ích của phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ; góp phần quan trọng trong việc cần thiết phải thay đổi hình thức canh tác theo hướng thân thiện với

môi trường, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an ninh lương thực

Keywords: Khoa học môi trường; Mô hình sản xuất; Môi trường đất; Hà Nội; Sản

xuất nông nghiệp

Content

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Áp lực dân số ngày càng gia tăng, quỹ đất dành cho sản xuất nông nghiệp liên tục bị thu hẹp Để đáp ứng được nhu cầu lương thực, thực phẩm cho con người và vật nuôi, thế giới

đã phát triển mạnh mẽ các phương pháp canh tác mới và kỹ thuật công nghệ hiện đại trong cả chăn nuôi và trồng trọt, mang lại năng suất cao, tạm thời giải quyết được vấn đề an ninh lương thực Tuy nhiên, việc sử dụng các biện pháp tiên tiến, hiện đại kết hợp với việc sử dụng một lượng lớn phân bón hóa học, thuốc trừ sâu tràn lan trong một thời gian dài đã gây ra các thảm họa về sinh thái, hạn chế các chức năng của môi trường, đặc biệt là môi trường đất

Hiện nay đã phát triển mạnh các mô hình canh tác theo hướng thâm canh cao ở những vùng đồng bằng – nơi đất có sức sản xuất tốt, và giai đoạn đầu đã mang lại những thành công nhất định về năng suất Tuy nhiên, các kỹ thuật thâm canh không hợp lý trong một thời gian

dài làm mất dần độ phì nhiêu của đất, hàm lượng các chất hữu cơ giảm sút nghiêm trọng, các nguyên tố vi lượng bị rửa trôi hoặc bị sử dụng hết, khả năng đệm của môi trường đất bị phá

vỡ và biến động pH đất gia tăng, làm cho các hệ thực vật đất và vi sinh vật đất bị tiêu diệt, phát triển mạnh côn trùng, cỏ dại và vi khuẩn kháng thuốc trừ sâu; các quá trình xói mòn, rửa trôi xảy ra mạnh mẽ Nông nghiệp theo hướng thâm canh cao một cách phổ biến như hiện nay là một vấn đề mang tính toàn cầu và cần phải thay đổi

Đối với những vùng trung du và miền núi, hình thức sản xuất nương rẫy lại là kế sinh nhai đã trở thành tập quán lâu đời của cư dân sống ở vùng núi cao, đã và đang biến nhiều vùng đất đai trù phú và giàu tài nguyên trở thành hoang mạc, để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng về môi trường Mất rừng làm phá vỡ cân bằng sinh thái, là nguyên nhân của tình trạng sạt lở đất, lũ quét và nạn rửa trôi, cuốn đi nhiều triệu mét khối đất màu mỡ, để lại đằng sau là những bãi đất trống khô cằn, trơ sỏi đá, độ ẩm giảm sút, các loài cây chịu hạn hoang dại xuất hiện như xương rồng, sim mua, cỏ tranh xâm lấn các bãi đất trống và ngày càng lan rộng Khả năng phục hồi lại rừng là hết sức khó khăn, năng suất cây trồng nông – lâm nghiệp giảm sút, hàng ngàn hecta đất không thể trồng trọt Canh tác trên đất dốc với hình thức đốt nương làm rẫy là nguyên nhân làm mất rừng lớn nhất, gây ra những tác động mạnh mẽ đến môi trường, đặc biệt là suy thoái môi trường đất nghiêm trọng

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học – kỹ thuật và những hậu quả môi trường do các mô hình canh tác không hợp lý trước đây đã tạo ra, loài người nhận thấy cần phải có một hướng đi mới để giải quyết các vấn đề cấp bách trên Một mô hình canh tác mới được hình thành và phát triển, đó là mô hình nông nghiệp hữu cơ Đây là hình thức sản xuất nông nghiệp

đã được áp dụng từ xa xưa nhưng chúng ta không quay trở về với quá khứ, mà ngược lại chúng ta đang phát huy sức mạnh của nó - hình thức sản xuất bền vững đáp ứng được những tiêu chí cần thiết trên cả 3 phương diện kinh tế - xã hội – môi trường mà các hình thức sản xuất khác không làm được

Với tính cấp thiết trên, luận văn đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của mô

hình sản xuất nông nghiệp hữu cơ đến môi trường đất tại xã Thanh Xuân, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

đất

1.3 Ý nghĩa của đề tài:

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ cho thấy được vai trò, lợi ích của phương thức sản xuất nông nghiệp hữu cơ; góp phần quan trọng trong việc cần thiết phải thay đổi hình thức canh tác theo hướng thân thiện với môi trường, đảm bảo chất lượng sản phẩm và an ninh lương thực

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái niệm chung về nông nghiệp hữu cơ

Trong quá trình phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng hữu cơ, nhiều tổ chức quốc tế ở các giai đoạn khác nhau đã đưa ra các khái niệm khác nhau về nông nghiệp hữu cơ

Theo IFOAM, 2002: “Nông nghiệp hữu cơ là hệ thống đồng bộ hướng tới thực hiện các quá trình với kết quả bảo đảm hệ sinh thái bền vững, thực phẩm an toàn, dinh dưỡng tốt, nhân đạo với động vật và công bằng xã hội, không sử dụng các hóa chất nông nghiệp tổng hợp và các chất sinh trưởng phi hữu cơ, tạo điều kiện cho sự chuyển hóa khép kín trong hệ canh tác, chỉ được sử dụng các nguồn hiện có trong nông trại và các vật tư theo tiêu chuẩn của quy trình sản xuất”

Theo định nghĩa của Liên Hợp Quốc: “nông nghiệp hữu cơ là hệ thống canh tác và chăn nuôi tự nhiên, không sử dụng hóa chất làm phân bón và thuốc trừ sâu, giúp giảm thiểu ô nhiễm, bảo đảm sức khỏe cho con người và vật nuôi”

1.2 Vai trò của nông nghiệp hữu cơ

1.2.1 Đối với môi trường

- Canh tác NNHC sẽ cải thiện và duy trì cảnh quan tự nhiên và hệ sinh thái nông nghiệp, tránh việc khai thác quá mức và gây ô nhiễm cho các nguồn lực tự nhiên, giảm thiểu việc sử dụng năng lượng và các nguồn lực không thể tái sinh, sản xuất đủ lương thực có dinh dưỡng, không độc hại và có chất lượng cao

- Canh tác NNHC còn góp phần ứng phó với biến đổi khí hậu

- NNHC tác động tích cực đến môi trường đất như làm tăng độ phì của đất, bổ sung và tăng hàm lượng chất hữu cơ, mùn cho đất; tăng khả năng giữ nước

1.2.2 Đối với chất lượng nông sản

Tạo ra các sản phẩm an toàn và có lợi cho sức khỏe cho người tiêu dùng

1.3 Các yêu cầu chung trong sản xuất NNHC

1.4 Nguyên tắc của sản xuất nông nghiệp hữu cơ

Theo IFOAM, nông nghiệp hữu cơ được phát triển phải dựa trên bốn nguyên tắc:

Thị trường lớn nhất cho lương thực và đồ uống hữu cơ là Châu Âu, tiếp theo là

Mỹ và Nhật Bản Thị trường dành cho các sản phẩm NNHC hiện nay tăng mạnh hàng năm nhưng nó vẫn còn chiếm tỷ lệ nhỏ trong tổng số nhu cầu thực phẩm trên thị trường, thường là khoảng 1% tổng số thực phẩm bán ra ở hầu hết các nước

1.5.2 Việt Nam

Theo thống kê của Trung Ương Hội Nông dân Việt Nam, hiện tại, cả nước có 21.000

ha nông nghiệp hữu cơ, bằng 0,2% diện tích đất sản xuất nông nghiệp, trong đó diện tích nuôi trồng thủy sản hữu cơ là 7.000 ha Các sản phẩm hữu cơ của Việt Nam đang được xuất khẩu

là tôm, cá ba sa, chè, hoa quả, gia vị, với 13 tổ chức là nhóm nông dân sản xuất và doanh nghiệp được quốc tế chứng nhận đạt chuẩn để xuất khẩu sản phẩm hữu cơ

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mô hình sản xuất rau hữu cơ tại xã Thanh Xuân, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập tài liệu thứ cấp

Điều tra, khảo sát thực địa

Bố trí thí nghiệm trên đồng ruộng

Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Tiến hành phân tích các chỉ tiêu vật

lý, hóa học, sinh học tại phòng phân tích Bộ môn Nông hóa và Bộ môn Vi sinh vật – Khoa Tài nguyên và Môi trường – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Các mẫu đất được phân tích các chỉ tiêu sau:

- Chỉ tiêu vật lý: Thành phần cơ giới phân tích theo phương pháp ống hút Robinson

- Chỉ tiêu hóa học:

+ pH: Đo bằng pH-meter trong huyền phù

+ Hàm lượng chất hữu cơ (OM): Xác định bằng phương pháp Walkey – Black

+ N dễ tiêu: Phương pháp Turin & Kononova

+ P dễ tiêu: Phương pháp Oniani

+ K dễ tiêu: Xác định bằng phương pháp Matlova

+ Cation trao đổi (CEC); Ca, Mg và Na trao đổi: Xác định bằng cách tác động mẫu với axetat 1M ở pH = 7 Các cation Ca2+, Mg2+, Na+ được đo trong dịch chiết và đo trên máy Quang phổ hấp phụ nguyên tử

- Chỉ tiêu sinh học:

+ Giun: Xác định bằng cách đếm trực tiếp trong quá trình lấy mẫu đất

+ vi sinh vật tổng số, vi khuẩn amon hóa, azotobacter, nhóm vi sinh vật phân giải lân

và nhóm vi sinh vật phân giải xenlulo: Xác định bằng phương pháp pha loãng Koch nuôi cấy trên môi trường chuyên tính bán rắn

Phương pháp phân tích, tổng hợp

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Quy trình sản xuất rau hữu cơ tại Thanh Xuân – Sóc Sơn – Hà Nội

Bước 1: Lựa chọn vùng sản xuất

Bước 2:Tạo vùng đệm cách ly

Bước 3: Làm phân ủ nóng

Bước 4: Chuẩn bị đất

Bước 5: Trồng và chăm sóc

Bước 6: Quản lý dịch hại

3.2 Ảnh hưởng của mô hình sản xuất NNHC đến môi trường đất

3.2.1 Tính chất sinh học của đất

3.3.1.1 Động vật đất

Giun đất là động vật hoại sinh, thuộc động vật trung bình (mezofauna) Theo vị trí cư trú, có loài chuyên sống ở lớp đất mặt, có loài sống sâu dưới đất và có loài sống lưng chừng giữa những loài trên

Đơn vị: giun/8

dm 3

Hình 3.1 Ảnh hưởng của hình thức canh tác đến số lượng giun đất tại Thanh Xuân

Qua hình 3.1 cho thấy, số lượng giun thay đổi rất lớn qua các giai đoạn phát triển khác nhau của cây trồng

Trước tiên, trong mô hình sản xuất hữu cơ đối với dưa chuột và bí đao có số lượng giun trung bình khoảng gần 2 -3 giun/dm3 Tuy nhiên, đến giai đoạn hai và giai đoạn ba thì số lượng giun đều giảm xuống bằng 0 Ngược lại, đối với rau cải thì số lượng giun lại tăng lên

tương ứng cùng với quá trình sinh trưởng của cây Sự khác biệt này là do trong quá trình sản xuất dưa chuột và bí đao, người dân đã sử dụng nilon phủ kín mặt luống để ngăn chặn sự phát triển của cỏ dại Quá trình này đã làm cho giun không có khả năng sinh sống và phát triển

3.2.1.2 Vi sinh vật đất

Vi sinh vật là những cơ thể nhỏ bé dễ dàng phát tán nhờ gió, nước và sinh vật khác

Do vậy, nó có thể di chuyển một cách dễ dàng và có mặt khắp nơi trong tự nhiên: Trong đất, trong nước, trong không khí Trong đó, đất là một trong những môi trường thuận lợi nhất cho

sự phát triển của các loại vi sinh vật khác nhau

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của các hình thức canh tác dưa chuột đến vi sinh vật đất

tại các khu đất nghiên cứu (số vsv/1g đất)

hữu cơ

Sản xuất thông

Giai đoạn 1

Giai đoạn 2

Giai đoạn 3

Hình 3.2 Ảnh hưởng của các hình thức canh tác dưa chuột đến vi

sinh vật đất

Qua bảng 3.5 và hình 3.2 cho thấy, số lượng vi sinh vật biến đổi rất mạnh mẽ theo các hình thức canh tác khác nhau và các giai đoạn phát triển khác nhau của cây dưa chuột đặc biệt là đối với hình thức canh tác hữu cơ, số lượng vi sinh vật tăng mạnh ở giai đoạn 2 và đến giai đoạn 3 thì có xu hướng giảm dần Điều này là do một lượng lớn chất hữu cơ và dinh dưỡng được sử dụng cho quá trình sinh trưởng và kết trái của cây trồng Ngược lại, số lượng

vi sinh vật ít thay đổi hơn và có xu hướng giảm trong mô hình canh tác thông thường, chỉ có duy nhất nhóm vi khuẩn phân giải lân là tăng ở giai đoạn 2 Kết quả này có thể là do trong quá trình canh tác, người dân tiến hành bón phân hóa học và phun thuốc trừ sâu đã làm ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của vi sinh vật và làm suy giảm số lượng của chúng Đối với mẫu đối chứng, số lượng vi sinh vật biến động rất nhỏ Sự thay đổi này có thể là do các mẫu được lấy vào các thời kỳ khác nhau Do đó nó chịu sự ảnh hưởng của biến đổi thời tiết (nắng, mưa, gió ) làm cho số lượng vi sinh vật có chút thay đổi

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của các hình thức canh tác bí đao đến vi sinh vật đất

(đơn vị: số vsv/g đất)

cơ

Sản xuất thông thường Đối chứng

Giai đoạn 1

Giai đoạn 2

Giai đoạn 3

Hình 3.3 Ảnh hưởng của hình thức canh tác bí đao đến vi sinh vật đất

Nhìn chung, tương tự như dưa chuột, số lượng vi sinh vật trong sản xuất bí đao biến động rất mạnh Đối với hình thức sản xuất thông thường, vi sinh vật ít biến động hơn và cũng

có xu hướng giảm Số lượng vi sinh vật dao động lớn nhất trong mô hình canh tác hữu cơ, thường cao hơn so với mô hình canh tác truyền thống và trong mẫu đối chứng, biểu hiện rõ nét ở số lượng vi sinh vật tổng số

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của các hình thức canh tác rau cải đến vi sinh vật đất

(số vsv/g đất)

Giai đoạn 1

Giai đoạn 2

So sánh tác động của các hình thức canh tác khác nhau đến vi sinh vật đất trên ba loại cây trồng: dưa chuột, bí đao và rau cải nhận thấy rằng: Số lượng vi sinh vật trong sản xuất dưa chuột và bí đao có sự dao động mạnh nhưng thường có xu hướng giảm trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây Ngược lại, trong sản xuất rau cải, số lượng vi sinh vật cũng có sự thay đổi rất lớn nhưng có xu hướng tăng số lượng vi sinh vật trong quá trình phát triển của rau cải Điểm khác biệt này cho thấy, số lượng vi sinh vật thay đổi không chỉ phụ thuộc chặt chẽ vào hình thức canh tác mà còn bị chi phối bởi loại cây trồng

3.2.2 Tính chất vật lý của đất

Thành phần cơ giới đất có ý nghĩa rất quan trọng, nó đặc trưng cho nguồn gốc phát sinh của đất, các tính chất đất và độ phì của đất Đối với dinh dưỡng của cây trồng thì thành phần cơ giới đất lại càng có vai trò to lớn, đất có thành phần cơ giới nặng, giữ được nhiều chất dinh dưỡng hơn Nhiều tính chất vật lý của đất như độ xốp, độ trữ ẩm, tính thấm, khả năng giữ khí, giữ nhiệt đều phụ thuộc vào thành phần cơ giới đất

Bảng 3.8 Thành phần cơ giới của mẫu đất tại các khu thí nghiệm

Dưa chuột hữu cơ 3 4,9 24,2 70,9

Qua bảng 3.8 cho thấy, các khu đất sản xuất theo mô hình hữu cơ có tỷ lệ limon cao hơn và hàm lượng cát thấp hơn so với các ruộng sản xuất thông thường Tuy nhiên, tỷ lệ phần trăm các cấp hạt cơ giới trong mẫu đất thay đổi khác nhau, phụ thuộc vào mô hình canh tác và

hệ thống cây trồng Nhìn chung, sự dao động này diễn ra rất nhẹ nhưng sẽ có ảnh hưởng nhất định đến hàm lượng chất hữu cơ, khả năng thấm nước và giữ nước của đất

3.2.3 Tính chất hóa học của đất

3.2.3.1 Đối với

pH

Hình 3.4 Kết quả phân tích giá trị pH đất của mẫu đất tại các khu thí nghiệm

Theo kết quả phân tích trên cho thấy, tất cả các mẫu đất trong các ruộng sản xuất hữu

cơ đều có giá trị pH trung tính (pH lớn hơn 6), rất thích hợp cho quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng Ngược lại, các khu vực sản xuất thông thường và đất đối chứng (pH mẫu đất đối chứng lấy trung bình là 5,03) đều ở mức chua nhẹ

3.2.3.2 Chất hữu cơ (OM)

Trong đất tự nhiên, nguồn hữu cơ cung cấp duy nhất cho đất là tàn tích sinh vật bao gồm xác động vật, thực vật và vi sinh vật Đối với đất trồng trọt ngoài tàn tích sinh vật còn có một nguồn hữu cơ bổ sung thường xuyên đó là phân hữu cơ Kết quả phân tích hàm lượng chất hữu cơ được thể hiện qua bảng và hình sau: