Giáo trình hình thành ứng dụng điều tiết hóa chất bảo vệ thực vật gây nên tồn dư kim loại p1 pps

Các nước trên thế giới đã sớm nhận biết điều này và đã ứng dụng tự động hoá vào sản xuất từ rất sớm, kết quả là họ sớm có một nền sản suất đại công nghiệp đưa ra thị trường hàng loạt sản

đồ án tốt nghiệp sv Lương văn kiên

Mở đầu

1 đặt vấn đề

Từ xa xưa con người chỉ sinh sống với dụng cụ rất thô sơ như rìu, búa bằng đá, dùng các dụng cụ tự nhiên, nhưng khi đó là dân số con người còn thấp, tài nguyên thiên nhiên còn dồi dào Nhưng khi xã hội phát triển thì nhu cầu sống của con người ngày càng tăng, nhưng tài nguyên thiên nhiên thì ngày càng cạn kiệt, chính điều đó thúc đẩy con người phải lao động để tạo ra của cải vật chất phục vụ đời sống Thế nhưng ngày nay thế giới đã bước vào thế kỷ XXI tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt môi trường ô nhiễm khắp nơi, nhưng nhu cầu sống và hưởng thụ của con người lại ngày càng cao, dân số thế giới vẫn tăng vọt, làm cho thế giới sẽ không đủ các sản phẩm để cung cấp cho mọi người nếu hoạt động lao động chỉ là thủ công Để giải quyết vấn đề đó chỉ

có con đường duy nhất là ứng dụng tự động hoá vào sản xuất

Các nước trên thế giới đã sớm nhận biết điều này và đã ứng dụng tự

động hoá vào sản xuất từ rất sớm, kết quả là họ sớm có một nền sản suất đại công nghiệp đưa ra thị trường hàng loạt sản phẩm số lượng lớn, chất lượng cao tăng thu nhập cho quốc gia, như Anh, Pháp, Mỹ… chính công nghệ tự động hoá cao ứng dụng vào sản xuất đã đưa các quốc gia này trở thành các cường quốc giàu mạnh có vị thế cao trên trường quốc tế

Nước ta thuộc nhóm các nước đang phát triển với một nền kinh tế nông nghiệp truyền thống, qua nhiều thập niên trở lại đây nền nông nghiệp của việt nam ngày càng phát triển vững mạnh, và đến nay nền kinh tế thế giới đang chuyển mạnh sang các ngành công nghiệp và dịch vụ đặc biệt là công nghệ thông tin, với việt Nam nông nghiệp vẫn là một ngành có đóng góp đáng kể vào tổng thu nhập quốc dân Chính vì vậy mà nền nông nghiệp nước ta luôn

được sự quan tâm của đảng và của nhà nước , nhờ đó mà ngành nông nghiệp

đã có nhiều bước phát triển vượt bậc, sản lượng thu hoạch được từ các loại nông sản qua các mùa vụ ngày càng được nâng cao

Click to buy NOW!

w

w

w

.d oc u -tra c k.

co m

Click to buy NOW! w

w w

.d oc u -tra c k.

co m

Giỏo trỡnh hỡnh thành ứng dụng điều tiết húa chất

bảo vệ thực vật gõy nờn tồn dư kim loại

Phần I Tổng quan

1.1.Thực trạng về sản xuất rau ở Việt Nam

1.1.1 Thực trạng

Nông nghiệp nước ta chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế Quốc dân và đã đạt được những thành tựu vô cùng to lớn, từ chỗ thiếu lương thực tới nay đã trở thành một trong những nước xuất khẩu gạo đứng hàng đấu thế giới Hàng loạt các cây trồng mới có năng suất cao, ngắn ngày đã thay thế những giống cổ truyền, năng suất thấp Các vùng chuyên canh rau và cây công nghiệp ngắn ngày đã được hình thành thay thế cho công thức đa canh, xen canh Tất cả các thay đổi đó tạo điều kiện cho nhiều loại sâu, bệnh phát triển

và có thể bùng phát thành dịch

Để đề phòng sâu hại, nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm, con người đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng nhiều công thức trồng cây mà đặc biệt là công nghệ sản suất rau an toàn không dùng đất trong nhà lưới.Với sự phát triến của nền kinh tế nước ta đời sống nhân dân ngày càng được cải thiện nhu câu dinh dưỡng ngày càng cao, trong các bữa ăn hằng ngày rau chiếm một

vị trí quan trọng vì trong rau có chứa các hợp chất như: protein, lipit, axit hữu cơ, chất khoáng, vitamin Con người yêu cầu về rau ngày càng cao thì chủng loại rau ngày càng phong phú, đa dạng, đủ về số lượng, tốt về chất lượng và nhất là phải an toàn vệ sinh thực phẩm

Trong (Đề án phát triển rau, quả và hoa cây cảnh thời kỳ 1999 - 2010)

của Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn được thủ tướng chính phủ phê duyệt ngày 03/09/1999 Có xác định mục tiêu cho ngành sản xuất rau hoa quả

là:’’Đáp ứng nhu cầu rau có chất lượng cao cho nhu cầu tiêu dùng trong nước, nhất là các khu dân cư tập chung(đô thị, khu công nghiệp) và suất khẩu Phấn

đồ án tốt nghiệp sv Lương văn kiên

đấu đến năm 2010 đạt mức tiêu thụ bình quân đầu người 85kg rau/năm, giá trị kim ngạch suất khẩu đạt 690 triệu USD”

Trong những năm gần đây sản suất nông nghiệp được Đảng và nhà nước quan tâm nên đã giải quyết được vần đề an ninh lương thực, thực phẩm

Trong sự phát triển chung của ngành Nông nghiệp, ngành sản xuất rau cũng

được quan tâm và phát triển mạnh, theo thống kê diện tích trồng rau năm 2000

là 450.000 ha tăng 70% so với năm 1990 Trong đó các tỉnh phía Bắc có 249.000 ha, chiếm 56% diện tích cả nước, các tỉnh phía Nam có 196.000 ha chiếm 44% diện tích canh tác Sản lượng rau trên đất nông nghiệp được hình thành từ hai vùng sản xuất chính

Vùng sản xuất rau chuyên canh ven thành phố và khu công nghiệp chiếm 38 - 40% diện tích và 45 - 50% sản lượng Tại đây phục vụ cho tiêu dùng của dân cư tập trung là chủ yếu, chủng loại rau vùng này rất đa dạng phong phú và năng suất cao

Vùng sản xuất luân canh với cây trồng khác chủ yếu trong vụ Đông - xuân tại các tỉnh phía Bắc, miền Đông Nam Bộ Đây là vùng sản xuất rau lớn cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và xuất khẩu

* Hiện nay rau đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân khác nhau trong đó có:

- Ô nhiễm do hoá chất bảo vệ thực vật Theo Viện Bảo Vệ Thực Vật (1998) hiện nay ở Việt Nam đã và đang sử dụng 270 loại thuốc trừ bệnh, 160 loại thuốc trừ cỏ, 12 loại thuốc diệt chuột, 26 loại thuốc kích thích sinh trưởng với số lượng ngày càng tăng Tuy chủng loại nhiều song do thói quen hoặc sợ rủi do cùng với ít hiểu biết mức độ độc hại của hoá chất bảo vệ thực vật nên đa

số hộ nông dân hay dùng một số loại thuốc quen có độc tố cao, thậm chí bị cấm như: monitor, wofatox, DDT.Dẫn tới ngày càng làm cho sản phẩm rau ngày càng ô nhiễm nặng

Click to buy NOW!

w

w

w

.d oc u -tra c k.

co m

Click to buy NOW! w

w w

.d oc u -tra c k.

co m

- Hàm lượng (NO3-) trong rau quá cao Theo fao/who thì hàm lượng (NO3-) ở liều lượng 4g/ngày gây ngộ độc còn 8g/ngày thì có thể gây chết người ở nước ta việc sử dụng phân hoá học không cao so với các nước trong khu vực nhưng ảnh hưởng của phân hoá học tới sự tích luỹ (NO3-) trong rau là nguyên nhân làm rau không sạch Nước ta quy định hàm lượng (NO3-) trong rau như sau: cải bắp 500mg/kg, cà chua 150mg/kg, dưa chuột 150mg/kg

- Tồn dư kim loại nặng trong sản phẩm rau Do sự lạm dụng hoá chất bảo vệ thực vật cùng với phân bón các loại đã làm một lượng N, P, K, và hoá

chất bảo vệ thực vật rửa trôi xâm nhập vào mạch nước làm ô nhiễm mạch nước ngầm Theo Phạm Bình Quân (1994) thì hàm lượng kim loại nặng, đặc biệt là asen (as) ở Mai Dịch trong các mương tưới cao hơn hẳn so với ruộng lúa nước các kim loại nặng tiềm ẩn trong đất hoặc từ các nguồn nước ô nhiễm qua nước tưới được rau hấp thụ

- Vi sinh vật gây hại trong rau do sử dụng nước tưới có vi sinh vật gây hại ( ecoli, salmonella, trứng giun.) tuy chưa được thống kê, song tác hại của

nó là rất lớn

- Do rau là nguồn thực phẩm quan trọng đối với đời sống con người nên giải pháp duy nhất đối với ngành trồng rau là nhanh chóng đưa tiến bộ vào sản suất

Đặc điểm chung của các cây rau là yêu cầu độ ẩm rất cao thường từ 85-95%, nếu thiếu nước cây rau sẽ không sinh trưởng và phát triển được và chúng cần một nhiệt độ ổn định, do vậy đưa cây rau vào sản xuất thuỷ canh không dùng đất là rất phù hợp Phương pháp này sẽ nâng cao một cách đáng kể về năng xuất và cải thiện tương đối về mặt ô nhiễm

Để thực hiện được phương pháp thuỷ canh này thì khâu quan trọng là cung cấp dung dịch cho cây, nên việc áp dụng tự động hoá, cụ thể là hệ thống tưới tự động sẽ tạo một bước đột phá mới cho ngành sản xuất rau an toan ở nước ta hiện nay

đồ án tốt nghiệp sv Lương văn kiên

1.1.2 Trồng cây không dùng đất ở Việt Nam và trên thế giới – phương pháp thủy canh

* Lịch sử trồng không dùng đất

Thuỷ canh (Hydroponics) là hình thức canh tác không dùng đất Cây

được trồng trong dung dịch dinh dưỡng hoặc trên các giá thể trơ (cát sỏi, than bùn ) được tưới dinh dưỡng cần thiết

Van Helmont (1577-1644), là người đầu tiên tiên tiến hành thí nghiệm về dinh dưỡng thực vật Ông cân cành liễu và đất để trồng cành liễu đó trước thí nghiệm, sau thí nghiệm ông cân lại và thấy khối lượng đất hầu như không đổi,

ông kết luận: thực vật lớn lên nhờ nước Năm 1699 John Woodward trồng cây trong nước có độ tinh khiết khác nhau, kết quả là cây trồng trong dung dịch

đất tốt nhất, thứ đến là nước tự nhiên và cuối cùng là nước cất, ông kết luận:

cây lớn lên nhờ lấy các chất trong đất Năm 1804, Desaussure đề xuất rằng: cây hấp thụ các nguyên tố hoá học

từ đất, nước và không khí Sau đó Boussin gault (1851) đã làm thay đổi nhận

định trên bằng các thí nghiệm trồng trên cát, thạch anh, than củi được tưới dinh dưỡng đã biết Ông kết luận: nước là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và cung cấp hyđro Cây sử dụng hyđro, oxy, nitơ của không khí và một số nguyên tố khoáng khác

Những năm 60 của thế kỷ XIX, hai nhà khoa học Đức là Shachs (1860)

và Knop (1861) đã đề xuất phương pháp trồng cây trong dung dịch và Knop

đã sản xuất ra dung dịch nuôi cây đầu tiên

Đầu năm 1930, WF Georicke ở trường đại học Canifornia (Mỹ) trồng cây trong dung dịch có thành phần và tỷ lệ khoáng mà cây cần Thuật ngữ "

Hyđroponic" ra đời từ đây

* Các hệ thống trồng cây không dùng đất trên thế giới

- Hệ thống Gricke: trồng cây trong nước sâu, rễ cây toàn phần hoặc một phần được nhúng vào dung dịch dinh dưỡng

Click to buy NOW!

w

w

w

.d oc u -tra c k.

co m

Click to buy NOW! w

w w

.d oc u -tra c k.

co m

- Hệ thống thuỷ canh nổi: cây trồng trên các bè vật liệu chất dẻo nhẹ nằm trên mặt dinh dưỡng chảy tuần hoàn và được sục khí

-Hệ thống trồng cây trong nước sâu tuần hoàn: rễ cây hoàn toàn chìm sâu trong dung dịch dinh dưỡng lưu chuyển được thông khí liên tục

- Kỹ thuật màng mỏng dinh dưỡng NFT: rễ cây tạo thành lớp nệm mỏng trên đáy máng và chỉ dùng một dòng dung dịch rất nông chảy qua

-Màn sương dinh dưỡng: rễ cây được đặt trong môi trường bão hoà với các giọt dinh dưỡng liên tục hay gián đoạn dưới dạng sương mù

-Hệ thống thuỷ canh phổ biến: vật đựng dung dịch là hộp xốp, chậu nhựa, thùng gỗ giá thể là chấu cát, than đá

- Hệ thống thuỷ canh của AVRDC: vật chứa dung dịch là hộp xốp, giá

thể chấu hun được đựng trong các rọ nhựa

* Ưu nhược điểm của phương pháp trồng không dùng đất

- Ưu điểm:

+ Không phải làm đất, không có cỏ dại

+ Trồng dược nhiều vụ trong năm, có thể trồng trái vụ

+ Không phải sử dụng thuốc trừ sâu bệnh, thuốc trừ cỏ

+ Năng suất cao hơn từ 25-50%

+ Sản phẩm hoàn toàn sạch và đồng nhất

+ Người già yếu, trẻ em có thể tham gia có hiệu quả

+ Không tích luỹ chất độc, không gây ô nhiễm môi trường

- Nhược điểm:

+ Đầu tư ban đầu lớn

+Yêu cầu kỹ thuật phức tạp

* ứng dụng thuỷ canh trên Thế giới

Kỹ thuật trồng không dùng đất đã và đang được áp dụng trên thế giới đặc biệt là các nước phát triển

đồ án tốt nghiệp sv Lương văn kiên

Sau chiến tranh Thế giới thứ II, quân đội Mỹ đã ứng dụng kỹ thuật thuỷ canh trồng 22ha Chofu ( Nhật Bản) Trong 10 năm đã sản xuất được 31800 tấn rau quả

ở Pháp, từ 1975 đến nay trồng không dùng đất được phát triển mạnh

Hiện nay diện tích trồng không dùng đất tối thiểu là 300 ha Tại Nhật Bản, kỹ thuật thuỷ canh chủ yếu để trồng rau Cà chua đạt

130-140 tấn/ha/năm, dưa leo 250 tấn/ha/năm Tại Anh, xây dựng hệ thống NFT sử dụng nhiệt thừa của nhà máy điện

để trồng cà chua với diện tích 8,1 ha Tại Đài Loan, sử dụng hệ thống thuỷ canh không tuần hoàn của AVRDC

để trồng rau và các loại dưa Tại Singapore, ứng dụng kỹ thuật màn sương dinh dưỡng để trồng một số loại rau ôn đới mà trước đây sản xuất khó khăn như: rau diếp, bắp cải, cà chua, su hào

Theo Lê Đình Lương: Hà Lan có tới 3000 ha, Nam Phi có 400 ha, Pháp, Anh, ý, Đài Loan, mỗi nước có hàng trăm ha cây trồng trong dung dịch

ở Nam Phi, trên mỗi khoang trồng 18m2 thu hoạch được 450 kg cà chua ( tương đương với 250 tấn/ha), 378 kg khoai tây (ứng với 210 tấn/ha)

ở Châu Âu, kỹ thuật này cũng đang được áp dụng mạnh, riêng Bắc Âu đã

có tới 400 ha Các quốc gia khác cũng đang sử dụng hệ thống thuỷ canh như: Australia, Newzealand, Bahamasisland, Trung và Đông Phi, Kuwait, Brazil, Ba Lan, Malaysia, Iran

* ứng dụng thuỷ canh ở Việt Nam

ở Việt Nam kỹ thuật này còn mới mẻ, đang ở giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm

Đầu năm 1993, ông Grahan Warburtop- giám đốc R and D Hồng Kông

Click to buy NOW!

w

w

w

.d oc u -tra c k.

co m

Click to buy NOW! w

w w

.d oc u -tra c k.

co m

chuyển giao kỹ thuật thuỷ canh vào nước ta

Tháng 6-1995, kỹ thuật trồng cây trong dung dịch bắt đầu được triển khai

ở Việt Nam và cơ quan được giao tiến hành thử nghiệm là Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội Đến nay nước ta đã hoàn thành một mạng lưới đồng bộ các cơ sở nghiên cứu và triển khai rộng

Trong vài năm gần đây, tại trung tâm sinh học và Bộ môn Sinh lý thực vật của tưởng Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội đang trồng thử nghiệm một số loại rau ăn lá và ăn quả bằng các dung dịch dinh dưỡng tự pha chế thay thế dần cho nguyên liệu pha chế dung dịch nhập từ Đài Loan

Theo các tác giả Vũ Quang Sáng, Nguyễn Thị Lý Anh, Nguyễn Xuân Trường thì có thể hoàn toàn chủ động pha chế dung dịch để trồng mà không phải điều chỉnh pH và bổ sung dinh dưỡng mà năng suất rau vẫn đạt 70-90%

so với cùng loại rau trồng bằng dung dịch nhập nội của AVRDC, chất lượng rau tương đương, hàm lương kim loại nặng và Nitrat dưới ngưỡng cho phép, giá dung dịch lại rẻ hơn nhiều so với dung dịch của AVRDC

Hiện nay, xí nghiệp dinh dưỡng cây trông Thăng Long-Từ Liêm, Hà Nội

đang thực hiện " Chương trình rau sạch- Thuỷ canh", đưa vào sản xuất phục vụ

đời sống

Từ năm 2003 đến nay tại trường Đại học Nông nghiệp I- Hà Nội, nhóm các nhà khoa học của trường đang nghiên cứu và thử nghiệm phương pháp trồng không dùng đất trên đối tượng cà chua, dưa chuột, xà lách, sup lơ xanh với dung dịch dinh dưỡng do các nhà khoa học tự pha chế Công trình nghiên cứu này đã và đang được nhiều tầng lớp xã hôi hưởng ứng

Trồng không dùng đất là kỹ thuật rất có triển vọng ở Việt Nam Vì vậy cần đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng ra sản xuất phục vụ đời sống

1.2 Các phương pháp tưới

Phương pháp và kỹ thuật tưới là một trong những biện pháp chủ yếu để

sử dụng nước hợp lý, thích hợp với từng loại đất đai, theo nhu cầu sinh lý về nước của các loại cây trồng, nhằm tăng năng suất lao động và tăng năng suất cây trồng

Hiện nay ở nước ta và trên thế giới, đang áp dụng các phương pháp chủ yếu: tưới ngập, tưới rãnh, tưới dải và tưới phun mưa Ngoài ra phương pháp tưới nhỏ giọt và tưới ngầm cũng đang được nghiên cứu ứng dụng ở một số nước

1.2.1 Phương pháp tưới ngập nước

Tưới ngập là phương pháp tưới lâu đời nhất, chủ yếu dùng để tưới cho lúa nước trong suốt thời kỳ sinh trưởng Cũng có thể tưới ngập cho một số cây trồng khác trong từng giai đoạn nhất định ngô, cói đay và một số cây thức ăn chăn nuôi cũng có thể dùng tưới ngập để cải tạo đất như thau chua rửa mặn, hoặc giữ ẩm cho đất trong thời kỳ khô hạn chưa canh tác Phương pháp này có những ưu điểm như:

Tưới ngập thích hợp khi mặt ruộng bằng phẳng độ dốc không lớn hơn 0,001, tính thấm nước của đất yếu và mức tưới lớn Vì vậy năng suất lao động của người tưới cao ; một người có thể tưới cho 30-40 ha

Hệ số sử dụng ruộng đất cao, vì có thể xây dựng hệ thông tưới tiêu cho những thửa có diện tích lớn

thụ các loại phân bón được thuận lợi, hạn chế được nhiều loại cỏ dại

là ở những vùng có độ chênh nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm lớn

Tuy nhiên, tưới ngập có nhược điểm và hạn chế sau: tưới ngập không ứng dụng được để tưới cho các loại cây trồng cạn, nhu cầu về nước ít, hoặc ở các đất có độ dốc lớn Tưới ngập làm cho độ thoáng khí trong đất kém quá trình phân giải các chất hữu cơ bị hạn chê Nếu chế độ tưới không thích hợp,

trồng, gây lãng phí nước, làm xói mòn đất và rửa trôi phân bón

Vì vậy khi áp dụng phương pháp tưới ngập cần đảm bảo các khâu kỹ thuật sau:

Qui hoạch xây dựng đồng ruộng, xác định hệ thống kênh tưới tiêu Đây

là khâu đầu tiên và ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình sản xuất lúa

Có hai phương pháp tưới tiêu riêng biệt và tưới tiêu kết hợp:

Tưới tiêu riêng biệt là ở môi khoảnh ruộng có kênh tưới và kênh tiêu riêng Mỗi kênh tưới bên hoặc hai bên, tùy hình, và cách bố trí kênh tiêu cũng

có thể tiêu một bên hoặc hai bên

được tưới tiêu khoa học, đáp ứng đúng yêu cầu sinh lý của lúa và có thể dùng biện pháp tưới tiêu để cải tạo đất nhất là ở những vùng chua mặn, tăng được năng suất cây trồng và tạo điều kiện thuận lợi cho cơ khí hóa các khâu canh tác Nhược điểm là tốn nhiều đất và nhiều công trình, hệ số sử dụng đất thấp Phương pháp tưới tiêu kết hợp là có một hệ thống kênh vừa làm nhiệm

vụ tưới nước vừa tiêu nước Ưu điểm là diện tích chiếm đất của hệ thống kênh

ít và khối lượng công trình nhỏ Nhược điểm là không chủ động tưới tiêu cho từng khoảnh từng thửa được, để thực hiện các biện pháp cải tạo đất, thâm canh tăng năng suất cây trồng

1.2.2 Phương pháp tưới rãnh

Phương pháp tưới rãnh được phổ biến nhất để tưới cho hầu hết các loại cây trồng như bông, nho, mía, các loại cây có củ, quả như khoai sắn, củ đậu,

cà chua và các loại rau, như bắp cải, su hào…

Khi tưới rãnh nước không chảy vào khắp mặt ruộng mà chỉ vào trong rãnh tưới giữa các hàng cây trồng Yêu cầu của tưới rãnh là xác định đúng đắn các yếu

tố kỹ thuật tưới chủ yếu, như lưu lượng nước trong rãnh tưới, chiều dài rãnh tưới