CHẤT LƯỢNG NỀN MÔI TRƯỜNG ĐẤT PHÈN VIỆT NAM 2007 Phạm Quang Hà, Lê Thị Thuỷ, Nguyễn Bích Thu, Hoàng Thị Ngân, Lê Thị Hường, Đỗ Thu Hà SUMMARY Environment quality of acid sulphate soil
Trang 1CHẤT LƯỢNG NỀN MÔI TRƯỜNG ĐẤT PHÈN VIỆT NAM 2007
Phạm Quang Hà, Lê Thị Thuỷ, Nguyễn Bích Thu, Hoàng Thị Ngân,
Lê Thị Hường, Đỗ Thu Hà
SUMMARY
Environment quality of acid sulphate soils in Vietnam 2007
Total area of the acid sulphate soils group in Vietnam is estimated of approximately 2 millions hectares and this soil group is divided into 2 units: Potential acid sulphate soils and actual acid sulphate soils In Vietnam, acid sulphate soils are mainly concentrated in the Mekong delta region as: Long An, Dong Thap, An Giang, Kien Giang, Can Tho, Soc Trang, Bac Lieu, Ca Mau provinces and in a smaller area in North such as Hai Phong, Thai Binh provinces
This paper reported results from a study of 159 top soil samples in 30 districts of 14 provinces in Vietnam; results showed the main physico - chemical properties of both actual and potential acid sulfate soils This may be considered as a background of environment quality of acid sulphate soils
in Vietnam for today and future reference
Keywords: Soils environment quality, acid sulphate soils, Vietnam
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Diện tích toàn bộ nhóm đất phèn Việt
Nam khoảng gần 2 triệu ha (Hội Khoa học
Đất Việt Nam, 2000), chia làm hai đơn vị,
đó là: đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt
động Những tỉnh có đất phèn nhiều nhất là:
Long An, Đồng Tháp, An Giang, Kiên
Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà
Mau Ở miền Bắc có một số ít diện tích ở
Hải Phòng, Thái Bình
Đất phèn nước ta tập trung nhiều nhất ở
đồng bằng sông Cửu Long, cũng là vùng
đất phèn đáng kể trên thế giới; ở đây hình
thành các vùng đất phèn nói riêng và có
những đặc thù riêng muôn màu muôn vẻ
như: Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long
Xuyên, Bán Đảo Cà Mau
Năm 2007 Viện Thổ nhưỡng Nông hoá
(Phạm Quang Hà và nnk., 2007) đã nghiên
cứu hoàn chỉnh nhóm đất phèn Việt Nam để làm cơ sở khoa học, xây dựng dữ liệu về tính chất vật lý, hoá học nền môi trường đất phèn cho mục đích tham chiếu về chất lượng nền môi trường đất nông nghiệp phục
vụ sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường đất phèn cho các thế hệ hiện nay và mai sau
II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1 ội dung nghiên cứu
1.1 Tổng hợp các tài liệu, điều tra và lấy mẫu thực địa
- Tổng hợp các tài liệu, số liệu, bản đồ đã có về nhóm đất phèn Việt Nam hoặc liên quan phục vụ cho các nội dung cần thực hiện
Trang 2- Điều tra hiện trạng sử dụng đất đai và
tình hình sản xuất nông hộ, điều tra các
yếu tố gây ảnh hưởng tới đất (chế độ canh
tác, chế độ nước, chế độ phân bón, khu
công nghiệp )
- Lấy mẫu đất điển hình tại 14 tỉnh,
thành phố trực thuộc Trung ương trên toàn
quốc: Quảng Ninh, TP Hải Phòng, Thái
Bình, TP Hồ Chí Minh, Long An, Đồng
Tháp, An Giang, Kiên Giang, TP Cần Thơ,
Hậu Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang, Bạc
Liêu và Cà Mau với 30 huyện trực thuộc
1.2 Phân tích mẫu đất, xử lý số liệu
1.3 Tổng hợp và xây dựng hoàn chỉnh
đề xuất tiêu chu-n chất lượng nền môi
trường đất phèn Việt 3am
2 Phương pháp nghiên cứu
2.1 Phương pháp thu thập số liệu
Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài
liệu, số liệu của các loại đất chính của nhóm
đất phèn đã có ở trong nước và nước ngoài
về một số chỉ tiêu cơ bản của đất để làm cơ
sở cho việc so sánh và đối chiếu với kết quả
nghiên cứu của đề tài
2.2 Phương pháp lấy mẫu
Chọn vị trí lấy mẫu điển hình cho từng
loại đất phèn dựa trên hệ phân loại đất, chú
dẫn của các bản đồ đất: Bản đồ toàn quốc tỷ
lệ 1/1.000.000, bản đồ các miền tỷ lệ
1/500.000, bản đồ các vùng tỷ lệ 1/250.000
và các bản đồ tỷ lệ lớn hơn 1/100.000 và
1/50.000 Dùng máy định vị toàn cầu (GPS)
để xác định kinh độ và vĩ độ của các điểm
lấy mẫu
Cách lấy mẫu và phân tích theo Hướng
dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất
lượng QA/QC, (Cục Môi trường, 2002)
2.3 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích
Lý học: Dung trọng, tỷ trọng, độ xốp,
thành phần cơ giới
Hoá học:
2
H O
pH , pHKCl, EC, TSMT,
Cl- , SO42- , N%, P2O5%, K2O%, OC%, S%,
Fe2+, Fe3+, Al3+, P2O5 và 4 kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Zn)
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đất phèn theo Sổ tay Phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nông
hoá (1998)
2.4 Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê: Các thông số thống kê được sử dụng trong bài viết bao gồm:
- Khoảng tin cậy (Confidence Interval, CI) của giá trị trung bình (m): Tính theo
luật phân phối Student với α = 0,05 (mức ý nghĩa P = 0,95) bằng công thức:
m - tα , n - 1 x S/ n < m < m + tα , n - 1 x S/ n
tα , n - 1được tính bằng hàm Tinv trong
EXCEL Được ký hiệu là: < m ,95%<
- Hàm mật độ tính theo luật phân phối
xác suất chuNn có dạng:
2 2 (x m) 2
1
2
− − δ
=
f (x) được tính bằng hàm phân bố chuNn N ormal distribution trong EXCEL
- Dùng hàm phân bố N ormdist - True
để xác định xác suất mật độ của các giá trị cho kết quả nhỏ hơn hoặc bằng x P (xi ≤ x)
- Dùng hàm phân bố N ormdist - False
để xác định F(Xi)
III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1 Sức sản xuất và tình hình sử dụng đất tại các điểm nghiên cứu
Cơ cấu, năng suất và mức độ bón phân cho các loại cây trồng trên đất phèn được thống kê từ các phiếu điều tra thực địa trình bày tại bảng 1 và 2 Các loại hình sử dụng đất phèn hiện nay nói chung vẫn còn ít, chủ yếu là cơ cấu 2 lúa, 1 lúa, một số nơi đất phèn được đưa vào ứng dụng cho mô hình
Trang 3lúa - cá hoặc lúa - dưa leo như ở Mộc Hoá, Long An
Bảng 1 Áp lực phân bón trên đất phèn theo các vùng (/ha/năm)
N (kg)
P 2 O 5
(kg)
K 2 O (kg)
NPK hỗn hợp (kg)
Bắc bộ
Nam bộ
Cả nước
Qua bảng trên cho thấy lượng phân
chuồng sử dụng cho đất phèn ở Bắc bộ cao
hơn so với Nam bộ do tập quán sử dụng,
tương tự các loại phân bón hoá học ở Bắc bộ
cũng có phần cao hơn Theo thống kê và tính
toán từ 159 phiếu điều tra, lượng phân bón
trung bình trên đất phèn đang canh tác của
cả nước là 8,5 tấn phân chuồng + 104,1 kg N
+ 59,6 kg P2O5 + 84,6 kg K2O + 240,6 kg NPK hỗn hợp cho 1 ha/năm Trong đó ở Bắc
bộ lượng phân sử dụng cho một ha/năm là 9,3 tấn phân chuồng + 181,1 kg N + 132,3 kg
P2O5 + 125 kg K2O + 438,3 kg NPK, trong khi đó Nam bộ chỉ dùng 4,6 tấn phân chuồng + 68,8 kg N +33 kg P2O5 + 58,3 kg K2O +
160 kg NPK hỗn hợp trên 1 ha/năm
Bảng 2 Dăng suất và áp lực phân bón trên đất phèn theo cơ cấu (/ha/năm)
(kg)
(kg)
2 Một số đề xuất chất lượng đặc tính của đất phèn
Bảng 3 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu độ phì)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật
độ (%)
1 Dung trọng (g/cm3) 14 0,94 0,87 0,82 - 1,06 0,74 - 1,14 68,0
2 Tỷ trọng (g/cm3) 14 2,45 2,51 2,30 - 2,61 2,19 - 2,72 68,0
6 P 2 O 5 ( %) 124 0,139 0,123 0,124 - 0,153 0,057 - 0,220 68,0
7 P 2 O 5 dt (mg/kg) 123 24,85 20,94 21,74 - 27,96 7,43 - 42,27 68,0
Trang 49 CEC (cmolc/kg) 125 16,76 17,03 16,21 - 17,31 10,53 - 22,98 97,5
Bảng 4 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu độ phì)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật
độ (%)
1 Dung trọng (g/cm3) 6 0,77 0,75 0,55 - 0,99 0,56 - 0,98 68,0
2 Tỷ trọng (g/cm3) 6 2,54 2,55 2,46 - 2,62 2,36 - 2,70 95,7
6 P 2 O 5 ( %) 34 0,141 0,144 0,120 - 0,162 0,019 - 0,262 97,5
7 P 2 O 5 dt (mg/kg) 33 22,29 16,27 15,68 - 28,90 Vết - 59,59 97,5
9 CEC (cmolc/kg) 34 16,96 17,04 15,95 - 17,96 14,08 - 19,84 68
Nhìn chung, dung trọng và tỷ trọng ở
tầng canh tác trong đất phèn hoạt động
cũng như đất phèn tiềm tàng đều thấp hơn
các loại đất khác, vì đất phèn thường chứa
nhiều hữu cơ Hàm lượng cacbon hữu cơ
(OC%) trung bình trong đất phèn hoạt động
là 3,840%, dao động trong khoảng 3,562 -
4,118% ở mức tin cậy 95% và đất phèn
tiềm tàng là 3,654%, dao động trong
khoảng 3,083 - 4,225% ở mức tin cậy 95%
Trong đất phèn nói chung, hàm lượng
N tổng số khá cao Trung bình N tổng số
trong đất phèn hoạt động là 0,246%, đất
phèn tiềm tàng là 0,213%
Lân là một yếu tố hạn chế trong đất
phèn, đặc biệt là lân dễ tiêu Theo kết quả
phân tích và xử lý thống kê, trong đất phèn
hoạt động hàm lượng P2O5 tổng số trung bình là 0,139%, hàm lượng P2O5 dễ tiêu trung bình là 24,85 mg/kg và trong đất phèn tiềm tàng hàm lượng P2O5 tổng số trung bình là 0,141%, hàm lượng P2O5 dễ tiêu trung bình là 22,29 mg/kg
Về kali, đất phèn tiềm tàng và phèn hoạt động có hàm lượng kali tổng số tương đương mức 1,8 - 1,9% Khả năng hấp thu cation (CEC) cũng là một chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất, trong cả 2 loại đất: phèn hoạt động và phèn tiềm tàng hàm lượng CEC trung bình không khác nhau nhiều, tương ứng là 16,76 cmolc/kg
và 16,96 cmolc/kg, dao động trong khoảng 16,21 - 17,31 cmolc/kg và 15,95 - 17,96 cmolc/kg ở mức tin cậy 95%
Bảng 5 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu thông dụng)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật
độ (%)
1
2
H O
pH (đất tươi) 125 5,15 4,95 4,95 - 5,34 4,07 - 6,22 68,0
2 pHH O2 (đất khô) 123 4,55 4,48 4,45 - 4,65 3,99 - 5,12 68,0
3 pH KCl (đất khô) 124 3,49 3,32 3,38 - 3,59 2,92 - 4,05 68,0
9 SO 42- (%) 121 0,202 0,155 0,173 - 0,231 Vết - 0,528 97,5
11 Fe2+ (mg/kg) 124 338,35 287,74 285,08 - 391,62 Vết - 937,76 97,5
Trang 512 Fe (mg/kg) 125 296,51 277,45 253,30 - 339,71 Vết - 784,57 97,5
Bảng 6 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu thông dụng)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật độ (%)
1
2
H O
2
2
H O
3 pH KCl (đất khô) 34 4,33 4,21 3,92 - 4,73 3,17 - 5,48 68,0
9 SO 42- (%) 34 0,207 0,162 0,161 - 0,253 Vết - 0,470 97,5
11 Fe2+ (mg/kg) 34 639,59 588,67 547,41 - 731,78 Vết - 1168,00 97,5
12 Fe3+ (mg/kg) 34 58,88 37,30 35,27 - 82,49 Vết - 194,23 97,5
pH là chỉ tiêu dễ nhận thấy và thường
được sử dụng đầu tiên để đánh giá tính phèn
của một loại đất phèn Với khoảng tin cậy ở
mức 95% của giá trị trung bình nền môi
trường cho nhóm đất phèn hoạt động Việt
Nam trong giai đoạn 2007 - 2010
2
H O
tươi là 4,95 - 5,34;
2
H O
pH đất khô là 4,45 - 4,65; pHKCl đất khô là 3,38 - 3,59 và cho
nhóm đất phèn tiềm tàng
2
H O
pH đất tươi là 6,17 - 6,89; pHH2O đất khô là 4,84 - 5,52;
pHKCl đất khô là 3,92 - 4,73
Khoảng tin cậy với mức 95% của giá trị
trung bình EC (mS/cm) nền cho nhóm đất
phèn hoạt động Việt Nam trong giai đoạn
2006 - 2010 là 0,59 - 0,98 và nhóm đất
phèn tiềm tàng là 1,01 - 2,14
Với mật độ xác suất 68% TSMT (%)
trong đất phèn hoạt động dao động trong
khoảng từ vết đến 0,56%, với mật độ xác
suất 97,5%, TSMT (%) trong đất phèn tiềm tàng có hàm lượng từ vết đến 1,39% và khoảng này được đề xuất như là khoảng dao động giá trị TSMT (%) nền trong nhóm
đất phèn hoạt động và đất phèn tiềm tàng ở
Việt Nam 2006 - 2010
Trong đất phèn hoạt động thì Cl- thấp (<0,1%), nhưng trong đất phèn tiềm tàng,
có thể Cl- rất cao (0,453%) Tuy nhiên độ di động của nó rất lớn và rất dễ rửa trôi Cl - trong đất phèn có thể tồn tại trong đất ở dạng muối ăn NaCl
Hàm lượng SO42- trong đất phèn hoạt động trung bình là 0,202%, trong đất phèn tiềm tàng trung bình là 0,207%
Fe2+ là một chỉ tiêu rất đặc thù đối với đất phèn Do chế độ canh tác đặc thù của cây lúa bắt buộc có nước trong quá trình sinh trưởng và phát triển, dưới trạng thái nước ngập nhiều, hoá tính của đất phèn thay
Trang 6đổi, hàm lượng Fe2+ tăng lên Kết quả
nghiên cứu đất phèn Việt Nam năm 2007
cho thấy: Trung bình hàm lượng Fe2+ ở
phèn hoạt động đạt giá trị 338,35 mg/kg, ở
phèn tiềm tàng đạt giá trị 639,59 mg/kg,
hàm lượng Fe3+ ở phèn hoạt động đạt giá trị
296,51 mg/kg, ở phèn tiềm tàng đạt giá trị
58,88 mg/kg
Al3+ được xem là một ion rất độc cho cây lương thực, đặc biệt là lúa ở đất phèn Kết quả nghiên cứu về đất phèn Việt Nam năm 2007 cho thấy: Hàm lượng Al3+ trung bình đạt 3,28 mg/kg trong đất phèn hoạt động và 1,52 mg/kg trong đất phèn tiềm tàng
Bảng 7 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu kim loại nặng)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật độ (%)
1 Cu (mg/kg) 125 24,78 25,16 23,63 - 25,94 11,77 - 37,80 97,5
2 Pb (mg/kg) 125 38,26 38,36 36,51 - 40,01 18,49 - 58,52 97,5
3 Zn (mg/kg) 125 69,93 71,26 66,12 - 73,75 48,41 - 91,46 68,0
Bảng 8 Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu kim loại nặng)
(m) Trung vị < m, 95%<
Khoảng dao động
P mật độ (%)
1 Cu (mg/kg) 34 23,72 24,58 21,50 - 25,93 11,01 - 36,43 97,5
2 Pb (mg/kg) 34 33,39 34,08 31,00 - 35,78 19,70 - 47,07 97,5
3 Zn (mg/kg) 34 81,20 87,73 73,63 - 88,78 37,77 - 124,63 97,5
Trang 7Nghiên cứu kim loại nặng tổng số trong đất phèn hiện nay còn ít, trong đề tài này,
chúng tôi đã tiến hành xác định hàm lượng Cu, Pb, Zn và Cd bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, công phá bằng hỗn hợp 2 axít (HNO3 + HCl đậm đặc với tỷ lệ 1:3) Kết quả ở bảng 7 và 8 cho thấy: Với khoảng tin cậy ở mức 95%, giá trị trung bình trong nhóm đất phèn hoạt động của Cu là 23,63 - 25,94 mg/kg, Pb là 36,51
- 40,01 mg/kg, Zn là 66,12 - 73,75 mg/kg, Cd là 0,94 - 1,00 mg/kg và trong đất phèn tiềm tàng là 21,50 - 25,93 mg/kg (Cu), 31,00 - 35,78 mg/kg (Pb), 73,63 - 88,78 mg/kg (Zn), 0,94 - 1,09 mg/kg (Cd)
Theo TCVN 7209:2002 giới hạn tối đa của Cu trong đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp là 50 mg/kg Như vậy về cơ bản, hàm lượng Cu trong đất phèn hoạt động Việt
Nam nằm trong giới hạn cho phép Với mật độ xác suất 97,5%, Cu trong đất phèn hoạt
động dao động trong khoảng 11,77 - 37,80 mg/kg, đất phèn tiềm tàng dao động trong
khoảng 11,01 - 36,43 mg/kg; khoảng này được đề xuất như là khoảng dao động giá trị Cu
tổng số nền của nhóm đất phèn hoạt động và đất phèn tiềm tàng Việt Nam 2007 - 2010
Đề xuất khoảng dao động giá trị Pb tổng số nền của nhóm đất phèn hoạt động (18,49 - 58,52 mg/kg) và trong nhóm đất phèn tiềm tàng (19,70 - 47,07 mg/kg)
giai đoạn 2007 - 2010 So sánh cho thấy hàm lượng trung bình Pb tổng số trong đất phèn hoạt động (38,26 mg/kg) cao hơn trong đất phèn tiềm tàng (33,39 mg/kg) TheoTCVN 7209:2002 giới hạn tối đa của Pb trong đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp là 70 mg/kg Như vậy, hàm lượng Pb trung bình trong đất phèn tiềm tàng
và đất phèn hoạt động chưa vượt quá giới hạn cho phép theo TCVN
Với mật độ xác suất 68%, Zn trong đất phèn hoạt động có hàm lượng từ 48,41
- 91,46 mg/kg; với mật độ xác suất 97,5%, Zn trong đất phèn tiềm tàng có hàm
lượng từ 37,77 - 124,63 mg/kg Trong đất phèn hoạt động hàm lượng Zn thấp hơn
so với đất phèn tiềm tàng Theo TCVN 7209:2002 giới hạn tối đa của Zn trong đất
sử dụng cho mục đích nông nghiệp là 200 mg/kg Như vậy hàm lượng Zn trong đất phèn chưa đáng lo ngại, thậm chí giá trị kẽm cao nhất cũng còn thấp hơn giới hạn tối đa cho phép Cũng cần chú ý rằng ở một số nơi có thể thiếu Zn cho dinh dưỡng cây trồng
Với mật độ xác suất 68%, Cd trong đất phèn hoạt động có hàm lượng từ 0,79 - 1,14
mg/kg và trong đất phèn tiềm tàng có hàm lượng từ 0,80 - 1,23 (mg/kg) Như vậy hàm
lượng Cd trong đất phèn hoạt động và tiềm tàng chưa đến mức đáng lo ngại khi so với TCVN 7209:2002 (giới hạn tối đa của Cd trong đất sử dụng cho mục đích nông nghiệp là
2 mg/kg)
IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ N GHN
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đã đạt được xin đề xuất chất lượng nền môi trường cho hai loại đất phèn hoạt động và đất phèn tiềm tàng giai đoạn 2007 - 2010 Đề nghị
Trang 8dùng tài liệu này làm cơ sở khoa học để xây dựng Tiêu chuNn/Quy chuNn Việt N am về chất lượng môi trường đất phèn (tầng mặt) của Việt N am
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Cục Môi trường, 2002 Hướng dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng
QA/QC
2 Hội khoa học Đất Việt Dam, 2000 Đất Việt Nam NXB Nông nghiệp Hà Nội
3 Phạm Quang Hà và nnk., 2007 Kết quả nghiên cứu chất lượng nền môi trường đất
phèn Việt Nam Viện Thổ nhưỡng Nông hoá Hà Nội 12/2007
4 Tiêu chuVn Việt Dam, 2002 TCVN 7209:2002 Chất lượng đất - Giới hạn tối đa cho
phép của kim loại nặng trong đất
5 Viện Thổ nhưỡng Dông hoá, 1998 Sổ tay phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng
6 Viện Thổ nhưỡng Dông hoá, 2001 Những thông tin cơ bản về các loại đất chính của
Việt Nam NXB Thế giới
gười phản biện: Bùi Huy Hiền
