Báo cáo chuyên đề đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm hút nước giữ ầm đến môi trường đất trồng cây cà phê ở gia lai

Khoa hoïc kyõ thuaät ôû Vieät Nam trong nhöõng naêm gaàn ñaây phaùt trieån maïnh meõ. Nhieàu saûn phaåm khoa hoïc cuûa caùc ñeà taøi nghieân cöùu ñaõ ñoùng goùp raát nhieàu vaøo söï phaùt trieån cuûa kinh teá, ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu xaõ hoäi vaø ñaëc bieät laø thay theá ñöôïc haøng ngoaïi nhaäp vôùi giaù thaønh thaáp. Cuøng vôùi chuû tröông chung cuûa Ñaûng vaø Nhaø nöôùc laø ñaåy maïnh nghieân cöùu khoa hoïc gaén lieàn vôùi thöïc teá vaø baûo veä moâi tröôøng, Vieän Coâng ngheä hoaù Hoïc trong nhieàu naêm qua ñaõ nghieân cöùu thaønh coâng nhieàu loaïi vaät lieäu phuïc cho coâng nghieäp, noâng nghieäp, thuûy saûn,...coù hieäu quaû cao treân thöïc teá veà lôïi ích kinh teá cuõng nhö baûo veä moâi tröôøng. Naêm 2004, Vieän ñaõ nghieân cöùu thaønh coâng vaät lieäu huùt nöôùc giöõ aåm coù khaû naêng huùt nöôùc raát cao. Theo nhieàu coâng boá treân theá giôùi khi aùp duïng caùc loaïi vaät lieäu giöõ aåm treân cho noâng nghieäp thì naêng suaát caây troàng taêng leân 2050%. Tuy nhieân chöa coù moät nghieân cöùu khoa hoïc ôû Vieät Nam xaùc nhaän caùc keát quaû coâng boá treân. Do ñoù, vaán ñeà toång hôïp ra cheá phaåm cuõng nhö thöû nghieäm, ñaùnh giaù aûnh höôûng cuûa caùc loaïi vaät lieäu huùt nöôùc giöõ aåm ñoái vôùi moâi tröôøng ñaát vaø caây troàng mang yù nghóa raát quan troïng ñoái vôùi ngaønh noâng nghieäp nöôùc nhaø tröôùc vaán ñeà haïn haùn xaûy ra thöôøng xuyeân trong nhöõng naêm qua. Trong chuyeân ñeà naøy chuùng toâi ñaõ thu nhaän vaø phaân tích caùc maãu ñaát taïi 2 ñòa ñieåm thöû nghieäm caây caø pheâ tröôùc vaø sau khi thöû nghieäm (caùch nhau 6 thaùng) cuøng vôùi ñaùnh giaù cuûa caùc nhaø khoa hoïc veà Hoaù noâng, Ñòa chaát vaø Noâng nghieäp nhaèm ñöa ra keát quaû ñaùnh giaù chính xaùc veà hieäu quaû cuõng nhö taùc ñoäng cuûa cheá phaåm ñoái vôùi moâi tröôøng ñaát thöû nghieäm.

VIỆN KH&CNVIỆT NAM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ:

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM HÚT NƯỚC GIỮ ẨM ĐẾN MÔI TRƯỜNG ĐẤT TRỒNG

CÂY CÀ PHÊ Ở GIA LAI

Cơ quan chủ trì : Viện Công nghệ Hoá học

Chủ nhiệm đề tài : Nguyễn Cửu Khoa

Cơ quan phối hợp : Viện Sinh học Nhiệt đới-TP.HCM.

Phân viện Địa chất TP.HCM

Tp.HCM Năm 2006

MỤC LỤC

Trang

PHẦN II: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ

II.1 Kết quả phân tích đất trước và sau thử nghiệm ở công ty cà phê Chư Păh 9 II.2 Kết quả phân tích đất trước và sau thử nghiệm ở công ty cà phê Gia Lai 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MỞ ĐẦU

Khoa học kỹ thuật ở Việt Nam trong những năm gần đây phát triển mạnh mẽ Nhiều sản phẩm khoa học của các đề tài nghiên cứu đã đóng góp rất nhiều vào sự phát triển của kinh tế, đáp ứng được nhu cầu xã hội và đặc biệt là thay thế được hàng ngoại nhập với giá thành thấp Cùng với chủ trương chung của Đảng và Nhà nước là đẩy mạnh nghiên cứu khoa học gắn liền với thực tế và bảo vệ môi trường, Viện Công nghệ hoá Học trong nhiều năm qua đã nghiên cứu thành công nhiều loại vật liệu phục cho công nghiệp, nông nghiệp, thủy sản, có hiệu quả cao trên thực tế về lợi ích kinh tế cũng như bảo vệ môi trường

Năm 2004, Viện đã nghiên cứu thành công vật liệu hút nước giữ ẩm có khả năng hút nước rất cao Theo nhiều công bố trên thế giới khi áp dụng các loại vật liệu giữ ẩm trên cho nông nghiệp thì năng suất cây trồng tăng lên 20-50% Tuy nhiên chưa có một nghiên cứu khoa học ở Việt Nam xác nhận các kết quả công bố trên Do đó, vấn đề tổng hợp ra chế phẩm cũng như thử nghiệm, đánh giá ảnh hưởng của các loại vật liệu hút nước giữ ẩm đối với môi trường đất và cây trồng mang ý nghĩa rất quan trọng đối với ngành nông nghiệp nước nhà trước vấn đề hạn hán xảy ra thường xuyên trong những năm qua Trong chuyên đề này chúng tôi đã thu nhận và phân tích các mẫu đất tại 2 địa điểm thử nghiệm cây cà phê trước và sau khi thử nghiệm (cách nhau 6 tháng) cùng với đánh giá của các nhà khoa học về Hoá nông, Địa chất và Nông nghiệp nhằm đưa ra kết quả đánh giá chính xác về hiệu quả cũng như tác động của chế phẩm đối với môi trường đất thử nghiệm

PHẦN I : TỔNG QUAN

I.1 Xác định tính chất hoá lý của đất:

 Độ chua của đất: Theo phương pháp điện cực chọn lọc hydro trên máy đo

pH của Viện CN Hoá học Tp HCM

Nguyên lý của phương pháp: Ion H+ được chiết rút ra bằng chất chiết rút thích hợp(nước cất hoặc muối trung tính), dùng 1 điện cực chỉ thị và 1 điện cực so sánh để xác định hiệu thế của dung dịch từ đó tính được pH của dung dịch

 Tỷ trọng của đất: Phương pháp picnômet xác định tỉ trọng thể rắn của đất, các mẫu đất được xác định tại Phân viện Địa lý Tp.HCM

Nguyên tắc của phương pháp: Xác định thể tích của nước tương ứng với thể tích lấy phân tích

 Độ xốp của đất: Xác định tại Phân viện Địa lý Tp.HCM

 Độ giữ ẩm của đất: Phương pháp Katrinski, thực hiện tại xưởng thực nghiệm Viện Công Nghệ Hoá học Linh Trung –Thủ Đức- Tp.HCM

I.2 Xác định thành phần hóa học của đất:

 Chất hữu cơ (OM): Xác định theo phương pháp Chiurin tại Viện CN Hoá học

Tp HCM Nguyên lý của phương pháp: Dùng dd K2Cr2O7 và axít H2SO4 kết hợp với nhiệt độ để oxi hoá các hợp chất hữu cơ có trong đất sau đó dùng muối Morh chuẩn độ với chất chỉ thị diphenylamin để xác định K2Cr2O7 Hàm lượng chất hữu cơ trong đất được xác định theo công thức:

Chất hữu cơ(%) =

Vo: Số ml muối Morh chuẩn mẫu trắng

(Vo-V)xNx 0.003x1.724x100

a

V : Số ml muối Morh chuẩn mẫu

N : nồng độ đương lượng của dung dịch muối Morh

a : lượng mẫu đất lấy phân tích(g)

K :hệ số chuyển đổi từ mẫu khô không khi và mẫu khô tuyệt đối

 Nitrogen tổng số trong đất: Nitơ tổng số được xác định theo phương pháp kendan(Kjeldahl) Nguyên tắc của phương pháp: các hợp chất chứa nitơ trong đất được phân giải về NH3, dùng axít hấp thụ NH3 sau đó chuẩn độ lượng axít dư và qua tính toán xác định được lượng nitơ tổng số

 Thành phần khoáng của đất: Thành phần khoáng chiếm một tỉ lệ rất lớn trong đất (dạng hữu cơ chỉ chiếm vài phần trăm) Trong thành phần khoáng chủ yếu là silic và đặc điểm chung của các hợp chất này là không tan trong nước cũng như axít

- Phương pháp gia công nung chảy theo tiêu chuẩn TCM-01-1GCM

- Phương pháp phân tích: Hoá

- Thiết bị phân tích UV-1201, FLAFO-4, lò nung CARBOLITE

- Mẫu đất được phân tích tại phòng Hoá phân tích tại Viện Công nghệ Hoá học

 Các chất hòa tan trong nước của đất: Các chất hoà tan trong nước của đất bao gồm các chất hữu cơ và vô cơ chúng có thể được tách chiết bằng nước cất Thành phần các chất hoà tan trong nước của đất chủ yếu gồm các ion Na+, K+, Ca2+, Cl-,

SO42-,…nên việc xác định các chất hoà tan cho biết độ mặn cũng như cách đánh giá và phân loại đất Các mẫu đất được phân tích tại phòng Hoá Hữu cơ –Polymer Viện Công nghệ Hoá học

I.3 Xác định thành phần vi lượng:

Trong dinh dưỡng của thực vật và visinh vật, ngoài các nguyên tố nitơ, photpho và kali, các nguyên tố vi lượng như bo, mangan, đồng, kẽm, coban,

moliđen,… có ý nghĩa lớn Một lượng nhỏ các nguyên tố này cần thiết cho nhiều nhiều quá trình sinh hoá của thực và động vật Đất được phá mẫu bằng microwave và phân tích bằng máy AAS

I.4 Xác định thành phần dinh dưỡng:

Để xác định hàm lượng dinh dưỡng của đất, chúng tôi chỉ tiến hành xác định hàm lượng ở dạng dễ tiêu (tan trong nước) của nitrogen (NH4+, NO2-, NO3-), phosphorus (H2PO4-, HPO42-, PO43-), kalium (K+) trong đất trước khi bón sản phẩm, sau khi bón

 Xác định N dễ tiêu (theo phương pháp Chiurin–Cononova):

Nguyên lí: Nitrogen dễ tiêu được chiết rút dưới tác dụng của H2SO4 0.5N bao gồm NH4+, NO2-, NO3- tan trong nước NO2-, NO3- được khử về NH4+ nhờ chất xúc tác Zn và FeSO4.2H2O Sau đó kết hợp với phương pháp Kjeldahl để xác định N

 Xác định phosphorus dễ tiêu (theo phương pháp Oniani):

Nguyên lí: Sử dụng H2SO4 0.1N làm chất chiết rút phosphorus dễ tiêu trong đất Sau đó dùng phương pháp hiện màu xanh molybdenum để định lượng P

Tiến hành: Cân 5g đất như trên lắc với 100ml H2SO4 0.1N trong erlen 250ml trong 1 phút rồi lọc qua giấy lọc Đuổi bớt nước còn khoảng 15ml cho vào bình định mức 25ml Thêm vào 2ml (NH4)6Mo7O24 2.5% và 3 giọt SnCl2 2.5% rồi định mức đủ 25ml So màu trên máy so màu trong vòng 10 phút Kết quả tính hàm lượng phosphorus được dựa trên đường chuẩn của dung dịch chuẩn P2O5:

Cân 0.1917g KH2PO4 tinh khiết đã được sấy khô ở 1050C trong 2h, chính xác đến 0.0002g, hòa tan bằng nước cất rồi định mức đến 1 lít Dung dịch có 0.1mg

P2O5 trong 1ml Lấy dung dịch này pha loãng 10 lần ta được dung dịch chuẩn (chứa 0.01mg P2O5/ml):

Đường chuẩn P

y = 0.0686x - 0.0008

R2 = 0.9981

-0.02 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Mật độ quang(Abs)

Phần trăm P2O5 được tính:

% P2O5 = a'a * 100

a’: khối lượng P2O5 suy ra từ đường chuẩn a: khối lượng mẫu đất

rồi định lượng K+ theo phương pháp kết tủa muối KClO4

rồi lọc qua giấy lọc Đuổi bớt dung môi (còn khoảng 10ml), thêm vào khoảng 2ml acid HClO4đđ Ion K+ sẽ kết tủa dưới dạng muối KClO4 Làm lạnh khoảng 20 phút cho kết tủa hoàn toàn Lọc và rửa kết tủa bằng cồn 960, sấy khô và đem cân KClO4 Kalium dễ tiêu được tính dưới dạng %K2O như sau:

- P : trọng lượng mẫu khô(gam)

- P’: trọng lượng KClO4

- V : thể tích dung dịch sau khi đã vô cơ hoá

- V’: thể tích dung dịch dùng để định phân

I.5 Phân tích thành phần vi sinh:

Để đánh giá ảnh hưởng của sản phẩm đối với môi trường đất sau khi bón, chúng tôi đã hợp tác với Tiến sĩ Hoàng Quốc Khánh phòng Vi sinh - Viện Sinh học Nhiệt đới tiến hành phân tích một số tính chất quan trọng của đất

 Vi khuẩn ammonia hóa: Là các vi khuẩn tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ chứa nitơ và giải phóng ra amoniăc Phương pháp xác định số lượng vi sinh vật trong đất dựa kính hiển vi với môi trường nuôi cấy dịch thể thịt-pepton và một mẫu đất đã được nghiền nhỏ để tạo nguồn sinh vi sinh vật Một số loài vi sinh vật chủ yếu tham gia vào quá trình phân giải trên gồm:

- Vi khuẩn:Bac mycoides, Bac mesentericus, Bac subtilis, Bac cereus, E coli,

…

- Xạ khuẩn: Str Griseus, Str Rimosus, …

- Nấm mốc: Asp Awamori, Asp Alliaceus, Pen Camemberti,…

 Vi khuẩn nitrate hóa: Các vi khuẩn tham gia vào quá trình oxi hoá amoniăc và muối amôni hình thành axít nitrơ và axit nitric Các vi khuẩn tham gia vào quá trình này gồm: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitosospira, Nitrococcus,… Môi trường nuôi cấy vinogratxki 2 có thêm một mẫu đất đã được nghiền nhỏ để tạo nguồn sinh vi sinh vật Số lượng vi khuẩn nitrate hoá được xác định dựa trên kính hiển vi với vật kính dầu (X 100)

 Vi khuẩn thủy phân các hợp chất hữu cơ: Trong đề tài chúng tôi phân tích số lượng vi sinh vật phân tham gia vào quá trình phân giải celluloza hiếu khí Các vi sinh vật tham gia vào quá trình trên gồm các loại vi khuẩn: Cellvibrio, Sorangium và các loại nấm mốc và xạ khuẩn Môi trường nuôi cấy vinogratxki có thêm một mẫu đất đã được nghiền nhỏ để tạo nguồn sinh vi sinh vật và thời gian nuôi 7-15 ngày ở nhiệt độ 300C Số lượng vi khuẩn nitrate hoá được xác định dựa trên kính hiển vi với vật kính dầu (X 100)

 Vi khuẩn hiếu khí (aerobes): Vi khuẩn cần oxy hoà tan để phân huỹ chất hữu

cơ gồm các loại bacillus, clostridium, Pseudomonas, Mycrobacterium,… Số

lượng vi khuẩn nitrate hoá được xác định dựa trên kính hiển vi với vật kính dầu (X 100)

 Vi khuẩn kị khí (anaerobes): Có khả năng oxi hoá được chất hữu cơ trong điều kiện không cần oxi tự do gồm các họ Methano bateriacae Methano cocaceae, Methano microbiaceae, Số lượng vi khuẩn nitrate hoá được xác định dựa trên kính hiển vi với vật kính dầu (X 100)

 Tỷ lệ hiếu khí/kị khí: dựa trên kết quả xác định của 2 loại vi khuẩn kị khí và hiếu khí

PHẦN II: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH

II.1 Kết quả phân tích đất ở công ty Cà phê Chư Păh:

- Mẫu đất trước khi thử nghiệm chế phẩm được cán bộ kỹ thuật của công ty Cà phê Chư Păh giao cho Viện CNHH ngày 16/12/2005

- Mẫu đất sau khi thử nghiệm được giao cho Viện CNHH ngày 14/8/2006

II.1.1 Xác định tính chất hoá lý:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Nhận xét: Kết quả phân tích trước và sau khi thử nghiệm chế phẩm cho thấy với các chỉ tiêu về độ xốp, tỉ trọng thay đổi không đáng kể còn độ chua của đất

giảm(có thể do công ty cà phê bón vôi cho vườn cây) Độ giữ ẩm và độ ẩm cây héo tăng có thể do 1 lượng nhỏ chất giữ ẩm CH-03

II.1.2 Thành phần hoá học và thành phần dinh dưỡng cơ bản:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Khoáng

Nhận xét: Dựa trên kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng cơ bản cho thấy hầu hết hàm lượng đều tăng ngoại trừ thành phần khoáng thay đổi không đáng kể Thành phần dinh dưỡng tăng do vườn cà phê đang vào giai đoạn nuôi trái nên công

ty cà phê đã cung cấp nhiều phân bón cho vườn cây

II.1.3 Xác định thành phần vi lượng:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Hg (mg/kg) KPH KPH

Nhận xét: Thành phần vi lượng 2 mẫu đất trước sau khi thử nghiệm có tăng nhưng không nhiều Kết quả tăng có thể do công ty cung cấp thêm vi lượng cho vườn cây

II.1.4 Thành phần vi sinh:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Nhận xét: Thành phần vi sinh tăng nhẹ do các vi sinh vật có đủ độ ẩm và dưỡng chất để phát triển Theo đánh giá của Tiến sĩ Hoàng Quốc Khánh kết quả trên không làm ảnh hưởng đến môi trường đất và sự phát triển của cây

II.1 Kết quả phân tích đất ở công ty Cà phê Gia Lai:

- Mẫu đất trước khi thử nghiệm chế phẩm được cán bộ kỹ thuật của công ty Cà phê Gia lai giao cho Viện CNHH ngày 18/12/2005

- Mẫu đất sau khi thử nghiệm được giao cho Viện CNHH ngày 7/8/2006

II.1.1 Xác định tính chất hoá lý:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Nhận xét: Kết quả phân tích trước và sau khi thử nghiệm chế phẩm cho thấy với các chỉ tiêu về độ xốp, tỉ trọng thay đổi không đáng kể còn độ chua của đất giảm(có thể do công ty cà phê bón vôi cho vườn cây) Độ giữ ẩm và độ ẩm cây héo tăng có thể do 1 lượng nhỏ chất giữ ẩm CH-03

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Khoáng

Nhận xét: Dựa trên kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng cơ bản cho thấy hầu hết hàm lượng đều tăng ngoại trừ thành phần khoáng thay đổi không đáng kể Thành phần dinh dưỡng tăng do vườn cà phê đang vào giai đoạn nuôi trái nên công

ty cà phê đã cung cấp nhiều phân bón cho vườn cây

II.1.3 Xác định thành phần vi lượng:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

Nhận xét: Thành phần vi lượng thay đổi không đáng kể

II.1.4 Thành pha n vi sinh:àn hoá học và thành phần dinh dưỡng cơ bản:

Chỉ tiêu phân tích Trước thử nghiệm Sau thử nghiệm

VK kị khí (tb/gr) 6*103 5,9*103

Nhận xét: Thành phần vi sinh tăng nhẹ do các vi sinh vật có đủ độ ẩm và dưỡng chất để phát triển Theo đánh giá của Tiến sĩ Hoàng Quốc Khánh kết quả trên không làm ảnh hưởng đến môi trường đất và sự phát triển của cây

KẾT LUẬN

Kết quả phân tích thành phần hoá lý cho thấy chỉ có độ chua của đất giảm nhẹ pH tăng có thể do công ty cà phê bón vôi cho vườn cây, độ xốp và độ giữ ẩm tăng nhẹ do còn 1 lượng nhỏ chất giữ ẩm chưa phân hủy hết

- Thành phần vi lượng tăng không đáng kể có thể công ty cà phê có bón bổ sung vi lượng cho vườn cây

- Thành phần dinh dưỡng tăng tương đối do vườn cà phê đang vào giai đoạn nuôi trái nên công ty bón nhiều phân cho cây

- Thành phần vi sinh tăng nhẹ do đất có nhiều dinh dưỡng và độ ẩm phù hợp cho nhiều loại vi sinh vật phát triển

- Thành phần khoán hầu như không thay đổi

Theo nhận xét của 2chuyên gia Ts Lê Xuân Thuyên (Phân Viện Địa chất học) và Ts Hoàng Quốc khánh Viện sinh học Nhiệt đới thì kết quả phân tích mẫu đất của 2 công ty cà phê cho thấy chế phẩm CH-03 không làm ảnh hưởng đến môi trường đất vì các chỉ tiêu thay đổi không đáng kể và hoàn toàn hợp lý với

quá trình chăm sóc bón phân cũng như điều kiện phát triển của cây trong mùa mưa Ngoài ra theo kết quả báo cáo thử nghiệm giữa giai đoạn của 2 công ty cà phê ChưPăh và Gia Lai thì cả 2 vườn cà phê đều rất xanh tốt và năng suất năm nay có thể tăng 20-30% Do đó chúng tôi kết luận trên vùng đất Ia Grai của công

ty Chư Păh và Chư sê của công ty cà phê Gia Lai rất phù hợp với chế phẩm hút nước giữ ẩm CH-03

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Trần Cẩm

Vân Đất và Môi trường, 9/2003.

2 Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Bùi Thị

Ngọc Dung, Cái Văn Tranh Phương Pháp Phân tích đất nước phân bón

cây trồng, tháng 4/2006.

3 Trần Thanh Thuỷ Hướng dẫn Thực hành Vi sinh vật học, tháng 9/1998.

4 Nguyễn Văn Mùi Thực hành Hoá sinh học, năm 2001.