NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.) MERR.) Ở HUYỆN YÊN THỦY, TỈNH HÒA BÌNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG Phan Thị Thanh Ngân NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT TRỒNG C

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

Phan Thị Thanh Ngân

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA

ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.)

MERR.) Ở HUYỆN YÊN THỦY, TỈNH HÒA BÌNH

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành Khoa học Môi trường (Chương trình đào tạo chuẩn)

Hà Nội - 2017

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA MÔI TRƯỜNG

Phan Thị Thanh Ngân

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA AXÍT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA

ĐẤT TRỒNG CÂY ĐẬU TƯƠNG (GLYCINE MAX (L.)

MERR.) Ở HUYỆN YÊN THỦY, TỈNH HÒA BÌNH

Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ chính quy

Ngành Khoa học Môi trường (Chương trình đào tạo chuẩn)

Cán bộ hướng dẫn: TS Phạm Thị Thu Hà

Hà Nội - 2017

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô giáo tại trường Đại họcKhoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội và đặc biệt là các Thầy cô giáo ở Bộ môn Sinhthái Môi trường, những người đã tận tình giảng dạy, tạo điều kiện cho em trong suốtquá trình học tập và rèn luyện tại trường

Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Cô giáo hướng dẫn TS Phạm Thị Thu

Hà đã định hướng và tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình hoàn thànhkhóa luận này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình chú Nguyễn Văn Đông, khu

4, thị trấn Hàng Trạm, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình đã hỗ trợ em trong quá trìnhtiến hành thí nghiệm thực địa; các thầy cô giáo của Bộ môn Thổ nhưỡng và Môitrường đất, Phòng phân tích thí nghiệm địa chất thuộc Tổng cục Địa chất và KhoángSản Việt Nam đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình phân tíchcác chỉ tiêu tại Bộ môn

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Cô Đỗ Thị Ngọc Ánh – Trường Đại họcNông Lâm Bắc Giang; Thầy Phạm Văn Quang, Thầy Trần Thiện Cường, Anh PhạmMạnh Hùng – Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất -Trường ĐHKHTN đã giúp

đỡ em trong quá trình thu thập tài liệu, bổ sung các kiến thức trong phòng thínghiệm và có những đóng góp ý kiến cho bản khóa luận này

Đồng thời em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn sát cánh bên

em, giúp em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp ngày hôm nay

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Phan Thị Thanh Ngân

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Một số vấn đề chung liên quan đến mưa axít 4

1.2 Các ảnh hưởng của mưa axít 4

1.2.1 Ảnh hưởng của mưa axít đến môi trường nước và hệ thuỷ sinh vật 4

1.2.2 Ảnh hưởng của mưa axít đến đất và thảm thực vật 5

1.2.3 Ảnh hưởng của mưa axít đến sức khoẻ con người 5

1.2.4 Ảnh hưởng của mưa axít đến sự ăn mòn các vật liệu, công trình kiến trúc 6

1.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của mưa axít đến môi trường đất 6

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới 6

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước 8

1.4 Các chỉ tiêu hoá học trong đánh giá chất lượng môi trường đất 10

1.4.1 Độ chua 11

1.4.2 Dung tích trao đổi cation (CEC) 11

1.4.3 Hàm lượng chất hữu cơ (OM) 12

1.4.4 Nitơ dễ tiêu (NDT) 12

1.4.5 Phốtpho dễ tiêu (PDT) 13

1.4.6 Canxi và Magie trao đổi 13

1.4.7 Nhôm (Al3+) 14

1.4.8 Mangan (Mn2+) 14

1.4.9 Kali dễ tiêu (KDT) 14

1.4.10 Lưu huỳnh 15

1.4.11 Sắt 15

1.5 Tổng quan khu vực nghiên cứu 16

1.5.1 Điều kiện tự nhiên 16

1.5.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 18

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu, tài liệu thứ cấp 20

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 20

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 20

2.2.4 Phương pháp trong phòng thí nghiệm 25

2.2.5 Phương pháp tổng hợp đánh giá 26

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Đánh giá chung về tính chất đất ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình 27

3.2 Ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay đổi tính chất hóa học của đất trồng cây đậu tương 30

3.2.1 Chất lượng đất thí nghiệm 30

3.2.2 Ảnh hưởng của mưa axít đến chất lượng đất 32

3.2.2.1 Độ chua 33

3.2.2.2 Hàm lượng chất hữu cơ (OM) 35

3.2.2.3 Hàm lượng N, P, K dễ tiêu 37

3.2.2.4 Hàm lượng CEC và các cation Ca2+, Mg2+ trao đổi 40

3.2.2.5 Hàm lượng SO42- trong đất 44

3.2.2.6 Hàm lượng Fe3+, Al3+, Mn2+ trong đất 45

3.3 Một số giải pháp hạn chế sự ảnh hưởng của mưa axít đến chất lượng môi trường đất 48

3.3.1 Giải pháp hạn chế sự phát thải các chất gây mưa axít 48

3.3.2 Giảm thiểu những ảnh hưởng của mưa axít đến chất lượng đất 49

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 52

PHỤ LỤC 56

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Ca2+

ĐHKHTN: Đại học Khoa học Tự nhiên

ĐHQGHN: Đại học Quốc gia Hà Nội

Sở NN&PTNT: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 pH của đất 28

Hình 2 Hàm lượng OM trong đất 28

Hình 3 Hàm lượng các cation trong đất 28

Hình 4 Hàm lượng của một số chỉ tiêu trong đất 29

Hình 5 Thành phần cơ giới đất phân loại theo hình tam giác đều 31

Hình 6 Giá trị pHKCl, pHH2O của đất trồng cây đậu tương trong các công thức thí nghiệm 33

Hình 7.Mối tương quan giữa mưa axít với độ chua của đất 35

Hình 8.Hàm lượng chất hữu cơ trong các công thức thí nghiệm 36

Hình 9 Mối tương quan giữa mưa axít với hàm lượng OM trong đất 37

Hình 10 Hàm lượng NDT, KDT của đất trong các công thức thí nghiệm 38

Hình 11 Hàm lượng PDT của đất trong các công thức thí nghiệm 38

Hình 12 Mối tương quan giữa pH mưa axít với hàm lượng N, P, Kdễ tiêu trong đất 40

Hình 13 Hàm lượng Ca2+ TĐ, Mg2+ TĐ và chỉ tiêu CEC của đất trong các công thức thí nghiệm 41

Hình 14 Triệu chứng quan sát được của cây tương 42

Hình 15 Mối tương quan giữa pH mưa axít với CEC, hàm lượng Ca2, Mg2+ trao đổi trong đất 43

Hình 16 Nồng độ SO42- của đất trong các công thức thí nghiệm 44

Hình 17 Mối tương quan giữa pH mưa axít với hàm lượng NDT và SO42- trong đất 45 Hình 18 Mối tương quan giữa pH mưa axít với hàm lượng các nguyên tố Al3+, Fe3+, Mn2+ linh động trong đất 46

Hình 19 Hàm lượng Fe3+, Mn2+ của đất trong các công thức thí nghiệm 47

Hình 20 Hàm lượng Al3+ của đất trong các công thức thí nghiệm 47

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Thang đánh giá độ chua của đất 11

Bảng 2 Thang đánh giá một số chỉ tiêu hóa học môi trường đất 16

Bảng 3 Các công thức thí nghiệm 24

Bảng 4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 24

Bảng 6 Một số tính chất đất huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình 27

Bảng 7 Một số tính chất đất huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình 29

Bảng 8 Thí nghiệm xác định thành phần cơ giới 30

Bảng 9: Hàm lượng các chỉ tiêu trong đất sau thí nghiệm 32

MỞ ĐẦU

Trong những thập kỉ gần đây, mưa axít được coi là một trong những vấn đềmôi trường nghiêm trọng nhất trên thế giới Mưa axít là kết quả của quá trình ônhiễm không khí kéo dài, nó xảy ra tại những khu vực phát triển mạnh về côngnghiệp như Châu Âu, Bắc Mỹ và hiện nay đã mở rộng phạm vi ra cả Châu Á [26].Mưa axít đã và đang đe doạ môi trường và sự sống của nhiều nước công nghiệp pháttriển và cả các nước đang phát triển như Việt Nam Ở Việt Nam, mưa axít đã xuấthiện ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước, đặc biệt sự xuất hiện của mưa axít ở cáckhu vực nông thôn miền núi cũng đã được ghi nhận [1] Một số nghiên cứu của cáctác giả trong nước đã khẳng định mưa axít là một hiện tượng thực tế xảy ra ở nước ta

và xảy ra chủ yếu tại những thành phố đông dân, tập trung nhiều khu công nghiệpnhư Hải Dương, Ninh Bình, Hải Phòng (Phủ Liễn), Việt Trì, Hà Nội,…[8, 11]

Mưa axít gây ra nhiều tác hại lớn đối với sức khoẻ con người và môi trườngtrong đó có môi trường đất Môi trường đất chịu khá nhiều ảnh hưởng từ mưa axítthể hiện qua sự thay đổi của các chỉ tiêu đặc trưng cho độ phì của đất theo chiềuhướng tiêu cực như làm chua hoá môi trường đất, xói mòn, rửa trôi, suy giảm chấthữu cơ và các nguyên tố thiết yếu đối với cây trồng, làm tăng độ linh động cũng nhưhàm lượng các chất có thể gây độc cho cây như Al3+, Fe3+ và gây tích tụ SO42- , NOx-

trong đất Những thay đổi này của chất lượng môi trường đất dẫn đến kìm hãm sự pháttriển và năng suất của cây trồng [27, 22] Các loài cây trồng trong hệ sinh thái nôngnghiệp được xem là nhạy cảm hơn nhiều loại cây tự nhiên khác khi trực tiếp bị mưaaxít phá hoại tán lá Một số nghiên cứu chi tiết thừa nhận rằng mưa axít cũng có thểgây tác hại ngay cả trong hệ thống nông nghiệp với đất trồng có khả năng đệm tốt[1]

Hòa Bình là một tỉnh miền núi thuộc vùng Tây Bắc của Việt Nam Nền kinh

tế của Hòa Bình chủ yếu dựa vào phát triển nông nghiệp với nhiều vùng sản xuấtchuyên canh như lạc, đậu tương (Yên Thủy, Lạc Sơn), chè (Lương Sơn, Mai Châu)

và cam (Cao Phong) Trong những năm gần đây với các chính sách thu hút đầu tư,Hòa Bình có nhiều doanh nghiệp tham gia hoạt động sản xuất đã mang sự tăngtrưởng rõ rệt cho nền kinh tế tỉnh Theo đó, giai đoạn 2011 - 2015, GDP của tỉnh cótốc độ tăng trưởng 5,64 %/năm; ngành công nghiệp - xây dựng có tốc độ tăng trưởng6,88 %/năm; dịch vụ 5,55 %/năm và nông, lâm nghiệp và thủy sản 3,78 %/năm Cơ

cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng ngành công nghiệp - xây dựng;giảm tỷ trọng ngành nông, lâm nghiệp và thủy sản Địa bàn nghiên cứu là huyệnYên Thủy là một trong những vùng chuyên canh về cây đậu tương cho năng suất caoYên Thủy có tổng diện tích tự nhiên là 28.861,42 ha, bằng 6% diện tích của tỉnh;trong đó đất nông nghiệp là 7.294,79 ha Tuy nhiên, theo Báo cáo của SởNN&PTNT Hòa Bình, tính đến ngày 23 tháng 3 năm 2017 diện tích sản xuất vụchiêm xuân của huyện Yên Thủy là 420 ha, trong đó chỉ có 10 ha trồng đậu tương.Theo TS Phạm Thị Thu Hà và nnk (2016) đã nghiên cứu về diễn biến mưa axít ởHòa Bình giai đoạn 2000 – 2014 [6], mưa axít (pH<5,6) đã xuất hiện ở khu vựcnghiên cứu với tần suất khá cao và có sự dao động mạnh giữa các tháng và các mùatrong năm, cụ thể cao nhất là 81,8 % vào năm 2000 và thấp nhất là 16,7 % vào năm

2008 Theo nhiều dẫn liệu nước ngoài, đậu tương (Glycine max ( L.) Merr.) là một

loại cây trồng nhạy cảm với những tác động của mưa axít Do vậy mưa axít có thể

đã và đang ảnh hưởng tới tính chất đất, sự sinh trưởng và phát triển của cây đậutương làm giảm năng suất, sản lượng của cây đậu tương Dựa trên số liệu thống kêcủa Sở NN&PTNT Hòa Bình, năng suất đậu tương đã có sự giảm đi rõ rệt mà điềunày có thể xem xét tới nguyên nhân từ ảnh hưởng của mưa axít Hiện nay, chưa cónghiên cứu nào tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axít đến tính chất đất làm

suy giảm chất lượng cây trồng Vì vậy đề tài “ Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng

của mưa axít đến sự thay đổi tính chất hoá học của đất trồng cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr.) ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình” đã được thực hiện

Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng chất lượng đất của huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

- Đánh giá ảnh hưởng của mưa axít đến sự thay đổi các chỉ tiêu hoá học củađất trồng đậu tương ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

- Đề xuất một số giải pháp hạn chế những ảnh hưởng của mưa axít đến sựthay đổi tính chất đất trồng đậu tương ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, chúng tôi đã tiến hành các nội dung nghiên cứu sau:

- Thu thập tài liệu, số liệu trong và ngoài nước liên quan tới nội dung nghiêncứu và tổng quan tài liệu

- Điều tra, khảo sát thực địa tại khu vực nghiên cứu để bổ sung số liệu chonội dung nghiên cứu.

- Lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu hoá học trong mẫu đất trồng cây nôngnghiệp được lấy tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình để đánh giá hiện trạng chấtlượng đất nông nghiệp của khu vực nghiên cứu

- Thực hiện tính toán giá trị pH trung bình, tần suất xuất hiện mưa axít vàlượng mưa axít ở tỉnh Hòa Bình trong giai đoạn nhiều năm nghiên cứu (2000 –2015) Trên cơ sở đó tiến hành bố trí thí nghiệm trồng cây đậu tương, phun mưa axít

mô phỏng cho cây với các giá trị pH khác nhau (pH 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5), tầnsuất và lượng mưa được áp dụng đồng đều cho tất cả các ô thí nghiệm Phân tích cácchỉ tiêu hoá học đất của các công thức thí nghiệm sau khi chịu tác động của mưa axít

mô phỏng và theo dõi các cây đậu tương thí nghiệm trong suốt quá trình sinh trưởng,ghi nhận các biểu hiện cũng như những thay đổi bất thường của chúng

- Dựa trên nghiên cứu làm cơ sở để đóng góp một số ý kiến góp phần vàoviệc quản lý bền vững trong hệ thống trồng trọt ở huyện Yên Thủy

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Một số vấn đề chung liên quan đến mưa axít

Theo định nghĩa của Ủy ban kinh tế Châu Âu (ECE) thì mưa có chứa các axít

H2SO4 và HNO3 với pH ¿ 5,5 là mưa axít Tuy nhiên quy định về giới hạn giá trị

pH ứng với mưa axít ở mỗi nước lại có sự khác nhau, ví dụ ở Mỹ quy định mưa axít

là những trận mưa có pH ¿ 5,0, còn ở Ấn Độ, Inđônêxia, Hàn Quốc, Thái Lan thìchỉ tiêu tương ứng với pH ¿ 5,6 Hiện nay người ta đều thống nhất lấy giá trị pH =5,6 (là giá trị của dung dịch H2CO3 bão hòa trong nước cất) làm giới hạn quy định

mưa axít Theo đó thì tất cả những cơn mưa có độ pH đo được của nước mưa < 5,6 đều được xem là mưa axít [9]

Cơ chế hình thành mưa axít là do sự lắng đọng axít xuất phát từ việc phát thảioxit lưu huỳnh, oxit nitơ và các thành phần khác có mặt trong khí quyển Các khí

SO2 và NOx trong khí quyển được sinh ra có nguồn gốc tự nhiên (đại dương, núilửa )và nhân tạo ( đốt nhiên liệu hóa thạch, khí thải từ hoạt động giao thông, )[24]

Các khí SO2 và NOx tồn tại trong khí quyển, trải qua nhiều phản ứng hóa họckhác nhau, kết hợp với hơi nước ở trong khí quyển tạo thành axít sunfuric (H2SO4),axít nitric (HNO3), sau đó chúng trở lại bề mặt đất theo nhiều cách khác nhau

Quá trình lắng đọng axít diễn ra theo hai hình thức bao gồm lắng đọng ướt vàlắng đọng khô Ban đầu lắng đọng axít thường xảy ra xung quanh các khu côngnghiệp Nhưng với sự gia tăng sử dụng các ống khói cao ở các nhà máy nhiệt điện

và khu công nghiệp, các chất ô nhiễm phát thải vào không khí lan truyền rộng rãitheo vùng và thậm chí trên quy mô toàn cầu [7]

1.2 Các ảnh hưởng của mưa axít

1.2.1 Ảnh hưởng của mưa axít đến môi trường nước và hệ thuỷ sinh vật

Những ảnh hưởng chủ yếu của mưa axít đến môi trường nước diễn biến theocác hướng gây chua hoá (axít hoá), thay đổi thành phần lý - hoá của thuỷ vực Cơnmưa axít đầu tiên được phát hiện tại Na- Uy vào những năm 50 thế kỉ XX bởi hiệntượng nhiều loài cá trong các hồ của Na- Uy bị thoái hoá Trong những năm 70,trong 7 sông ở phía Nam Na Uy bị mưa axít thì cá hồi bị suy giảm số lượng, trong

khi 68 sông khác không bị mưa axít thì sản lượng cá hồi không giảm [7] Chính phủCanada đã ước tính có khoảng 14.000 hồ ở phía đông Canada bị chua do mưa axít.

Sự chua hoá làm giảm đa dạng thực vật nổi, các hồ bị chua hoá chỉ có 10- 20 loài,trong khi đó, các hồ nghèo dinh dưỡng nhưng pH trung tính có 30- 80 loài [16]

1.2.2 Ảnh hưởng của mưa axít đến đất và thảm thực vật

Mưa axít có mối tương tác với các thành phần chất khoáng, vật chất hữu cơ,

vi sinh vật và rễ cây ở trong đất Lắng đọng axít gây axít hóa đất, làm gia tăng sựtrao đổi giữa các ion H+ và các cation dinh dưỡng như Kali (K), Magie (Mg) vàCanxi (Ca); làm tăng độ độc của những dạng kim loại nặng như Al, Fe, Mn, Pb, Ni trong đất; làm bão hòa khả năng hấp thu SO42- dẫn đến sự hòa tan sunfat, kèm theonhững cation bazơ và tính độc Al3+ và H+ Các cation dinh dưỡng được giải phóngvào đất và có thể bị rửa trôi trong dung dịch đất có chứa SO42- do lắng đọng axít [6].Axít hóa gây rửa trôi các cation dinh dưỡng dẫn đến làm đất mất dinh dưỡng, làmgiảm sự màu mỡ của đất và giảm sự sinh trưởng của cây Mưa axít gây ảnh hưởngtrực tiếp đến thảm thực vật bằng cách làm hư hại lớp biểu bì hoặc gây rối loạn chứcnăng của biểu bì, thay đổi tính chất hoá học hoặc số lượng của bộ rễ cây, và làm xáotrộn các chức năng sinh sản của cây như khả năng hoạt tính của phấn hoa, gây rốiloạn thụ phấn để đậu trái [25]

Năm 1984, tại miền Tây nước Đức hơn một nửa các cánh rừng đã và đang ởvào thời kỳ bị phá huỷ với những mức độ khác nhau và sản lượng gỗ bị huỷ ước tínhkhoảng 800 triệu USD [14] Một nghiên cứu của Abrahamsen và cộng sự (1983) chothấy tỉ lệ nảy mầm của các hạt giống của cây vân sam ở Na Uy, cây thông và bạchdương ở Scotland bị ức chế ở pH = 3,8 và 5,4 Ngoài ra, lắng đọng axít còn làm

giảm nồng độ protein của các cây bạch dương (Betula alleghaniensis) và cây vân

sam trắng [1]

1.2.3 Ảnh hưởng của mưa axít đến sức khoẻ con người

Khí SO2 và NOx là hai chất khí chủ yếu gây ra mưa axít, rất nguy hiểm chosức khoẻ con người Với hàm lượng SO2 trong không khí lên tới 8mg/l, con người sẽcảm thấy khó chịu, nếu hàm lượng SO2 lên tới 400mg/l thì sẽ gây tử vong Khí NO2

có thể gây kích thích, viêm tấy đối với đường hô hấp, ở nồng độ ≥ 500 ppm nếu tiếpxúc trong thời gian 48h có thể gây tử vong Mùa đông năm 1952, hiện tượng sương

mù quang hóa ở Luân Đôn (Anh) đã làm chết 4.000 người [6] Ngoài ra, mưa axítcũng tác động gián tiếp đến sức khỏe con người liên quan tới sự độc hại của kim loại

ngầm Các kim loại nặng đi vào cơ thể người thông qua việc uống trực tiếp nước bị

ô nhiễm hoặc qua nguồn thực phẩm (cá, thịt và rau) nhiễm kim loại nặng [28]

1.2.4 Ảnh hưởng của mưa axít đến sự ăn mòn các vật liệu, công trình kiến trúc

Có rất nhiều nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của lắng đọng ướt axít đối vớicác tượng đài và tòa nhà bằng đá Các tòa nhà cao tầng được làm bằng bê tông trongkhu vực đô thị bị hư hỏng do tiếp xúc với đám mây có nồng độ axít cao trong thờigian dài [26] Theo Sersale và cộng sự (1998), lắng đọng axít với pH trong khoảng3,0 đến 5,0 có thể ảnh hưởng đến xi măng và bê tông [6] Các tòa nhà bằng thép,đường sắt và các tòa nhà được xây dựng bằng các vật liệu khác cũng bị ảnh hưởngnghiêm trọng bởi ô nhiễm không khí và gây thiệt hại kinh tế rất lớn [22]

1.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của mưa axít đến môi trường đất

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Năm 1923, Sabini đã tiến hành nghiên cứu “ Ảnh hưởng của pH đất đến khả năng hút thu chất dinh dưỡng của thực vật”, kết quả nghiên cứu là khi tăng độ axít

của dung dịch sẽ cải thiện sự thâm nhập các anion Sự hút thu cation sẽ tăng khidung dịch bị kiềm hoá NH4 thâm nhập nhiều vào thực vật ở các giá trị pH trungtính, còn anion NO3- được tăng cường thâm nhập vào thực vật ở pH axít Khi tăng độaxít sẽ dẫn đến tăng tính hoà tan của nhiều loại muối ít tan trong đất, cụ thể khi tăng

độ axít sẽ tăng sự thâm nhập vào thực vật hàng loạt những nguyên tố đa lượng và vilượng như P, Mg, Fe, Cu, Zn, Al, Mn pH đất giảm, nồng độ Fe, Al, Mn cao, làmtăng tính linh động của chúng và tích luỹ nhiều trong thực vật Theo đó, kết quả thínghiệm của Rinkis năm 1972 cũng cho thấy, giảm độ axít thực vật sẽ hút thu yếu

Mn, Co, Zn và nhất là K, Mg Theo tác giả, trong điều kiện axít hoá môi trường, sựthâm nhập các nguyên tố vào thực vật được xếp theo thứ tự như sau : Mn, Co, Zn,

Cu, P, Fe, B, Mg, K, N, Mo [11]

Năm 1984, Troiano và nnk đã có nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axít mô phỏng và kết hợp với mưa tự nhiên đến sinh trưởng và năng suất của cây đậu tương” Cây đậu cô-ve ( giống ‘Provider’) được xử lý bằng mưa axít hoặc

kết hợp với cả mưa tự nhiên và xác định ảnh hưởng đến sinh trưởng và năng suất.Bốn mức pH 5.0, 4.2, 3.4, và 2.6 được phun vào 4 lần xử lý lặp lại và thí nghiệmđược xây dựng trong 2 năm (1981 và 1982) Giá trị trung bình, tối thiểu và tối đa đối

với độ thay đổi các biến số của đất sau khi sử dụng phân bón theo năm và vị trí của

ô đất (ô đất được che chắn và không được che chắn) Kết quả nghiên cứu cho thấynồng độ Nitơ, phốtpho và kali cao hơn năm 1982 so với năm 1981 Độ chua của đất,nồng độ nitơ và kali cao hơn trong các ô được bảo vệ so với các ô không được bảo

vệ trong cả hai năm Bón vôi vào địa điểm năm 1981 không có hiệu quả trong việccân bằng độ chua của đất Vì phân bón phát đồng đều trên toàn bộ địa điểm trong cảhai năm, sự khác biệt về nồng độ của các biến số trong đất giữa các địa điểm có thể

là do vốn có sự khác biệt trong tính chất axít hóa đất [7]

Năm 1987, Denis T Dubay đã có nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa axít mô phỏng với các điều kiện có và không có mưa của môi trường xung quanh tới sự tăng trưởng và năng suất của cây đậu tương” Cây đậu tương (Glycine max (L.) Merr, ‘Forrest’) được trồng ở ruộng và được tưới mưa axít mô

phỏng với các giá trị pH 5.2, 4.2, 3.7, 3.2 và 2.7 hai lần một tuần từ 14/6 đến8/10/1983 Một nửa các lô đã được bảo vệ khỏi mưa tự nhiên (được che chắn) nhưngđược nhận mưa axít mô phỏng phù hợp với các số liệu của mưa tự nhiên trên các ôđất không được bảo vệ khỏi mưa xung quanh (không được che chắn) Mưa môphỏng ở pH 2.7 tăng nồng độ H+ vàSO42- đáng kể trong đất khi giai đoạn tác độngkết thúc, nó làm thay đổi tương tự nhau ở cả ô được che chắn và không được chechắn Thí nghiệm kết luận ảnh hưởng của mưa xung quanh đến phản ứng của câyvới mưa hóa học mô phỏng sẽ yêu cầu sử dụng loài hoặc giống mà tăng trưởng đáng

kể được thấy rõ hoặc tăng sản lượng phản ứng với những thay đổi của H+, SO42-,

NO3- [7]

Năm 2004, Gregory B Lawrence và nnk đã có nghiên cứu “Sự phụ thuộc của tăng trưởng cây vào khí hậu bị hạn chế bởi ảnh hưởng của lắng đọng axít trên đất ở Tây Bắc Nga” Nghiên cứu này trình bày một phân tích của mẫu đất lưu trữ đã cho

phép thay đổi hoá học của đất được theo dõi với mô hình sinh trưởng của cây thông

ở thế kỷ thứ 20 Các mẫu đất thu thập trong những năm 1926, 1964 và năm 2001gần St Petersburg, Nga, cho thấy axít lắng đọng có khả năng làm giảm nồng độ Ca

có sẵn của rễ, Ca một nguyên tố thiết yếu đối với cây trồng và tăng nồng độ Al - mộtchất ức chế hấp thu Ca Những thay đổi của đất xảy ra đồng thời với giảm tăngtrưởng đường kính và hạn chế các ảnh hưởng của khí hậu tới sự phát triển cây VânSam Na Uy Theo kết quả nghiên cứu nồng độ của Ca trao đổi giảm đến 10 lần từnăm 1926 đến 1964 trong tầng đất 0- 30cm, nhưng sự khác biệt này lại nhỏ trongthời gian từ năm 1964 đến năm 2001 ở độ sâu bất kỳ Nồng độ Mg trao đổi thể hiện

sự khác biệt tương tự như Ca Sự suy thoái đất thông qua sự giảm khả năng trao đổication (CEC), cũng như giảm nồng độ Ca sẵn có và tăng nồng độ Al3+ Quá trìnhsinh trưởng của rừng có thể làm chua đất, nhưng lắng đọng axít là lời giải thíchchính đáng nhất cho sự thay đổi này của đất [27].

Năm 2006, Bo-han Liao và nnk đã thực hiện nghiên cứu “Sự ảnh hưởng tổng hợp của Cd 2+ , Zn 2+ và mưa axít đến tăng trưởng của đậu cô ve (Phaseolus vulgaris L)” Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy rằng mưa axít mô phỏng ảnh

hưởng đến sự linh động của Cd và Cu trong đất và lượng được giải phóng tăng khităng tính axít của mưa mô phỏng Cd nhạy cảm với mưa axít hơn so với Cu Vì vậy,

nó rất quan trọng để nghiên cứu phức hợp ảnh hưởng của kim loại nặng (Cd2+, Zn2+)

và mưa axít đến sự tăng trưởng của cây đậu Kết quả thí nghiệm cho thấy dưới sựảnh hưởng của mưa axít mô phỏng, trọng lượng tươi của cây tăng khi Cd2+, Zn2+ ởmức thấp hơn và giảm khi nồng độ Cd2+, Zn2+ cao hơn Theo đó, trọng lượng tươicao hơn ở mức pH= 4,5 và hàm lượng Cd2+ thấp 0,5 mg/kg đất hoặc với hàm lượng

Zn2+ là 20 mg/kg đất vì mưa axít giải phóng một lượng lớn các cation cơ sở như Ca2+

và Mg2+ từ đất và các cation đã trung hoà các hiệu ứng gây hại của Cd2+, Zn2+ đất[23]

Reshma Babu và Manju Madhavan (2011) đã nghiên cứu về “Ảnh hưởng của mưa axít nhân tạo ở các độ axít khác nhau đến hạt giống và cây trồng của hai loài cây họ đậu phổ biến ở Kerala, Ấn Độ” Nghiên cứu đã tiến hành trên hai loại cây là

cây đậu Cô ve và đậu xanh Hai loại cây và hạt giống của chúng được phun với mưaaxit nhân tạo (pH bằng 4,0; 3,0 và 2,0) trong 10 ngày liên tiếp Mẫu đối chứng đượcphun nước cất ở pH bằng 6,8 Kết quả chỉ ra ở pH bằng 2,0 thì tỷ lệ nảy mầm của cảhai loại cây đều giảm và lá của các cây có dấu hiệu vàng úa và đốm hoại tử Hàmlượng diệp lục được nhận thấy có xu hướng giảm khi pH giảm Tuy nhiên, hàm lượngphenol của cả hai loài thì lại có xu hướng tăng khi pH giảm từ 4,0 xuống 2,0 Kết quảnghiên cứu cũng cho thấy cây đậu cô ve nhạy cảm với mưa axít hơn đậu xanh [7]

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước

Nghiên cứu mưa axít ở nước ta mới chỉ được bắt đầu và rất sơ bộ từ nhữngnăm đầu của thập kỷ 90 và giám sát mưa axít bắt đầu chậm hơn vào khoảng 1996.Theo báo cáo hiện trạng môi trường Việt Nam, từ năm 1995- 2005 môi trườngkhông khí xung quanh của hầu hết các đô thị và một số khu công nghiệp bị ô nhiễm

mà hậu quả của ô nhiễm không khí là mưa axít [19]

Để đánh giá hiện trạng mưa axít nói riêng và lắng axít nói chung ở Việt NamPGS.TS Nguyễn Hồng Khánh, Viện Công nghệ Môi Trường đã thực hiện đề tài Độc

lập cấp Nhà nước “ Nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất các giải pháp kiểm soát mưa axít ở Bắc bộ Việt Nam”, giai đoạn I thực hiện từ

2000- 2002 Giai đoạn II của đề tài thực hiện trong gần 3 năm (11/2003- 9/2006) với

15 trạm quan trắc Mục tiêu được xác định là đóng góp cơ sở khoa học trong chiếnlược bảo vệ môi trường, hoàn thiện cơ sở khoa học nghiên cứu mưa axít ở ViệtNam Đặc biệt, một trong những nội dung của giai đoạn này là hoàn thiện phươngpháp luận, qui trình monitơring tổng hợp sinh thái và bước đầu xây dựng qui trìnhđánh giá tác động của mưa axít đến hệ sinh thái Số liệu thống kê đã chỉ rõ gần hếtcác tháng trong năm ở hầu hết khu vực vùng Tây Bắc, Đông Bắc đều có mưa axít.Các dẫn liệu phân tích địa hoá tại 5 trạm quan trắc mưa axít tổng hợp (Chí Linh, MêLinh, Thái Nguyên, Bãi Cháy, Cúc Phương) cho thấy có mối tương quan giữa độ pH

và độ chua của đất với hàm lượng các yếu tố địa hoá khác như hàm lượng nhôm traođổi (Al3+ ) và sun phát (SO42-) trong đất có xu hướng cao khi pH thấp (đất chua) vàngược lại, hàm lượng nhôm thấp khi pH cao (đất kiềm) Trong khi đó, hàm lượng

Ca, CaCO3, P, N trong đất cao khi pH cao và thấp khi pH thấp [15]

ThS Nguyễn Thị Kim Lan, PGS.TS Bùi Văn Lai, Viện Sinh học Nhiệt đới

đã có đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các thành tố mưa axít lên tỷ lệ nảy mầm, hàm lượng clorophin, cường độ quang hợp và sinh khối của rau cải xanh” (2007).

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy mưa axít với pH thấp, lượng mưa thấp10mm/48 giờ và tần suất mưa axít tăng làm giảm tỷ lệ nảy mầm của rau cải xanh.Tác động của mưa axít lên rau cải xanh thông qua các chỉ số clorophin, cường độquang hợp, sinh khối và năng suất hữu dụng thì chỉ có pH và tần suất mưa axít là có

ý nghĩa, các chỉ số này có xu hướng giảm khi pH giảm và tần suất lớn Đối với đấtthí nghiệm, kết quả nghiên cứu cho thấy so với đất đưa vào thí nghiệm ở tất cả cácnghiệm thức, pHH2O và pHKCl có xu hướng giảm xuống, hàm lượng các độc tố (SO42-,

Al3+ và Fe3+) tăng lên, trong khi hàm lượng các chất dinh dưỡng (Ca2+ và Mg2+) lạigiảm Kết luận là giảm pH và tăng tần suất nước tưới có tính axít cao làm tăng cácđộc tố đất [16]

PGS.TS Nguyễn Xuân Cự, PGS.TS Lê Đức, khoa Môi trường, Đại học

Quốc Gia Hà Nội (1999) có đề tài “Nghiên cứu ban đầu về khả năng đệm axít của một số loại đất chính ở miền Bắc Việt Nam”, để góp phần vào việc nghiên cứu quá

trình axít hoá đất Nghiên cứu được tiến hành trên 5 loại đất khác nhau được lây tại

các tỉnh Sơn La, Hoà Bình, Hà Tây và Hà Nội Kết quả cho thấy khả năng đệm củađất chỉ làm chậm quá trình axít hoá đất trong một chừng mực nhất định, khi vượtquá giới hạn này thì độ chua của đất có thể tăng lên đột ngột mặc dù chỉ với mộtlượng nhỏ axít thêm vào Đất có CEC, mùn tổng số và tổng Ca2+, Mg2+ cao thì có độđệm axít cao và ngược lại Vì vậy, có thể dựa vào các chỉ số này để dự đoán khảnăng đệm axít của đất Có thể nói rằng, tất cả các tác động làm giảm CEC, giảm hàmlượng mùn hoặc Ca2+, Mg2+ trong đất đều làm đẩy nhanh hơn quá trình axít hoá đất

do các chất lắng đọng từ khí quyển [3]

PGS.TS Trần Khắc Hiệp, Khoa Môi trường, ĐHKHTN-ĐHQGHN và nnk

(2010) đã có nghiên cứu “Ảnh hưởng của sự thay đổi pH và chất hữu cơ của đất đến khả năng hấp thu chì, cadimi và kẽm trên nền đất ô nhiễm” Đất được nghiên cứu là

loại đất cát pha, nghèo chất hữu cơ, pH ở mức chua vừa, khả năng trao đổi cationthấp, hàm lượng kim loại nặng tổng số của Pb, Cd, Zn đều ở mức ô nhiễm trungbình và rất cao Nghiên cứu tiến hành thay đổi pH ở các mức 5,0; 7,0; 9,0 và chấthữu cơ là 2%, 4%, 8% của đất Kết quả nghiên cứu là khả năng hấp thu Pb, Cd, Zn

có tương quan thuận với pH và chất hữu cơ của đất CHC cũng như pH khôngnhững ảnh hưởng đến khả năng hấp thu mà còn ảnh hưởng rõ rệt đến dạng dễ tiêucủa các nguyên tố, pH và hàm lượng chất hữu cơ cao thì dạng trao đổi cũng như diđộng của chúng giảm đi đáng kể Như vậy đối với những đất bị ô nhiễm kim loạinặng Pb, Cd, Zn có thể tăng pH, tăng lượng chất hữu cơ của đất để làm giảm ảnhhưởng của các nguyên tố này đối với môi trường [5]

TS Phạm Thị Thu Hà, Khoa Môi trường, ĐHKHTN – ĐHQGHN đã cónghiên cứu “Nghiên cứu, đánh giá lắng đọng axít ở vùng đồng bằng sông Hồng ViệtNam” (2014) Kết quả nghiên cứu cũng đã đánh giá ảnh hưởng của mưa axít mô

phỏng đến tính chất đất, sự sinh trưởng và phát triển của cây đậu Cô ve (Phaseolus vulgaris L.) Mưa axít đã làm thay đổi một số tính chất hóa học của đất trồng đậu Cô

ve ở Hải Dương thông qua việc làm giảm pH đất, gây chua hóa đất từ mức chua ítđến chua vừa, tăng các chỉ số độc hại như Al3+, Fe3+, Mn2+, SO42- và làm giảm một sốcác chỉ số dinh dưỡng như N, P, K dễ tiêu, CEC, Ca2+, Mg2+, OM trong đất [7]

1.4 Các chỉ tiêu hoá học trong đánh giá chất lượng môi trường đất

Những chỉ tiêu hoá học đánh giá chất lượng môi trường đất thông thường phụthuộc vào phương pháp xác định chúng và có những thang đánh giá riêng Tuynhiên, nhiều phương pháp đã trở thành chuẩn hoá quốc tế, được sử dụng rộng rãi ở

các nước và ở Việt Nam trong nhiều năm nay Những thang đánh giá từng chỉ tiêucũng được áp dụng ở Việt Nam, tuy có điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện nhiệt đới,nhưng không nhiều.

1.4.1 Độ chua

Độ chua là yếu tố độ phì quan trọng của đất, nó ảnh hưởng đến các quá trình líhoá và sinh học trong đất và có tác động đến cây trồng Việc xác định pH của đất làthước đo quan trọng phản ánh về trạng thái hoá lý đất Thang đánh giá độ chua củađất theo Mạng lưới quản lý đất trồng Đông Nam Á (2001) được thể hiện tại bảng 1[18]

Bảng 1: Thang đánh giá độ chua của đất

pH 3,0- 4,5 4,6-5,5 5,6- 6,5 6,6- 7,5 7,6- 8,0 8,1- 8,5 >8,5Độ

chua

Rất

chua

Chuavừa

Chua ít Trung

tính

Kiềmyếu

Kiềmvừa

Kiềmnhiều

- pH của dung dịch đất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tích điện trên bề mặt rễ vàđiều đó quyết định hấp thu ion khoáng nào pH của môi trường đất nếu vượt quá giớihạn sinh lý (quá kiềm hay quá axít) gây ảnh hưởng tới mô rễ, đặc biệt là lông hút và

sự hút khoáng bị ức chế

- pH ảnh hưởng đến độ hoà tan và khả năng di động của các chất khoáng trong dungdịch đất làm giảm khả năng hút của rễ Ngoài ra, hoạt động của các vi khuẩn hữu íchtrong đất cũng phụ thuộc vào pH của môi trường, pH môi trường xung quanh trungtính là thuận lợi nhất cho hoạt động của vi khuẩn

Đa số cây trồng thích ứng ở đất trung tính (pH từ 6 đến 7), một số cây có thể chịuđược đất chua như chè (pH từ 4,5 đến 5,5), khoai tây (pH từ 4,8 đến 5) [13]

1.4.2 Dung tích trao đổi cation (CEC)

Sự trao đổi các ion trong đất có một ý nghĩa rất quan trọng trong sự hình thành

độ phì nhiêu đất và nó liên quan chặt chẽ với sức sản xuất của đất Dung tích traođổi cation của đất hay khả năng trao đổi cation (CEC- cation exchange capacity) làlượng ion lớn nhất được hấp phụ có khả năng trao đổi và được biểu thị bằngmeq/100g đất Đây chính là quá trình hấp phụ lí hoá học được thực hiện nhờ keo đất[13]

Thành phần cation trao đổi trong các loại đất khác nhau thay đổi trong một giớihạn rộng Sự thay đổi này có tính quy luật phụ thuộc vào quá trình hình thành đất,

chế độ nước – muối trong đất và hoạt động sản xuất của con người Trong thànhphần cation trao đổi của tất cả các loại đất đều có canxi và magie, canxi thườngchiếm ưu thế [4].

CEC của đất là một tính chất hoá học quan trọng để đánh giá độ phì nhiêu vàmức độ rửa trôi của đất Những loại đất có CEC cao thì khả năng chống rửa trôi chấtdinh dưỡng rất tốt Thông thường, những loại đất giàu mùn, sét và ít bị rửa trôi códung tích trao đổi cation thấp Thang đánh giá CEC theo Pagel (1982) được thể hiệntại bảng 2 [13]

1.4.3 Hàm lượng chất hữu cơ (OM)

Chất hữu cơ của đất thường xuyên chiếm một vị trí quan trọng (trung tâm) trong cơ

sở thổ nhưỡng học về mặt lý thuyết và ứng dụng OM có đóng góp đáng kể trongviệc bảo vệ sức khoẻ đất, duy trì chức năng sản xuất của đất, cũng có thể nói OM làmột chỉ tiêu quan trọng bậc nhất để đánh giá chất lượng đất Việc giảm OM sẽ gây

ra những ảnh hưởng bất lợi đối với đất trồng trọt hoặc dễ dàng gây thoái hoá và xóimòn đất

Trong điều kiện nhiệt đới, do lượng OM trong đất ít nên đôi khi người ta hayquan niệm hàm lượng OM là hàm lượng mùn của đất Thang đánh giá hàm lượngchất hữu cơ trong đất theo phương pháp Walkley – Black được thể hiện tại bảng 2 [13]

1.4.4 Nitơ dễ tiêu (N DT )

Nitơ trong tự nhiên tồn tại dưới ba dạng là N hữu cơ, N vô cơ và N ở dạng tự

do (N2) trong khí quyển Tuy nhiên cây trồng chỉ sử dụng chúng dưới dạng khoáng, là lượng N có trong NH4+, NO3-, thường có hàm lượng nhỏ trong đất

N-Nitơ có mặt trong rất nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng có vai trò quyết địnhtrong quá trình trao đổi chất và năng lượng, đến hoạt động sinh lý của cây Khác vớicác nguyên tố khác, việc thừa Nitơ sẽ làm cây sinh trưởng quá mạnh, thân lá tăngtrưởng nhanh mà mô cơ giới kém hình thành nên cây rất yếu và gây nên hiện tượnglốp đổ, giảm năng suất nghiêm trọng và có nhiều trường hợp không có thu hoạch.Ngược lại, thiếu Nitơ làm cho cây sinh trưởng rất kém, diệp lục không hình thành,

đẻ nhánh và phân cành kém, giảm năng suất nghiêm trọng Tuỳ theo mức độ thiếuđạm mà năng suất giảm nhiều hay ít Triệu chứng thiếu hụt điển hình là lá cây bịvàng, đặc biệt là ở các lá già gần dưới gốc cây Cây thiếu N sẽ có lá xanh nhạt ở phíatrên và lá vàng ở phía dưới, cây sinh trưởng chậm, còi cọc [20]

Thang đánh giá hàm lượng NDT trong đất theo phương pháp Chiurin-Cononovađược thể hiện tại bảng 2 [13].

1.4.5 Phốtpho dễ tiêu (P DT )

Phốtpho (lân) là một nguyên tố dinh dưỡng rất cần thiết đối với cây trồng Lântrong đất vừa có dạng vô cơ, vừa có dạng hữu cơ Dạng phốtpho vô cơ có ý nghĩasinh học trong đất là H2PO4- và HPO42-

Cây trồng được cung cấp đủ P sẽ sinh trưởng tốt, hệ thống rễ phát triển, đẻnhánh khoẻ, xúc tiến hình thành cơ quan sinh sản, tiến hành trao đổi chất và nănglượng mạnh mẽ, xúc tiến các hoạt động sinh lý đặc biệt là quang hợp và hô hấp,v.v.kết quả là tăng năng suất cây trồng Thiếu P cây non sinh trưởng chậm, lá biến màuxanh đậm sau đó chuyển dần sang màu vàng, lá có thể bị biến dạng và có các điểmhoại tử trên mặt lá Các triệu chứng khác của sự thiếu P là thân mảnh, lá già bị chết,chín chậm Cây không có biểu hiện bị gây hại khi thừa P [20]

Thang đánh giá hàm lượng PDT trong đất theo Oniani (1964) được thể hiện tạibảng 2 [13]

1.4.6 Canxi và Magie trao đổi

Ca và Mg trao đổi là hai thành phần cơ bản trong dung tích trao đổi cation củađất Trong đất, Ca và Mg phần lớn gặp ở dạng các muối đơn giản, bị hấp phụ trênkeo đất và hoà tan trong dung dịch đất Ca2+ và Mg2+ là hai nguyên tố dinh dưỡngtrung lượng với cây và đóng những vai trò sinh lý học quan trọng đảm bảo cho sựphát triển bình thường của cây Chúng có ảnh hưởng lớn đến tính chất, chi phối tácđộng của phân bón

Magie là thành phần bắt buộc của chất diệp lục, do đó nó có ảnh hưởng đếnquá trình quang hợp của thực vật Magie làm tăng hoạt tính của enzyme, ảnh hưởngđến sự tổng hợp axít nucleic, protein, lipit, v.v Nếu thiếu Magie thì lá sẽ bị vàng, cónhiều đốm nâu và sém đỉnh lá Thang đánh giá Ca2+ và Mg2+ trong đất được thể hiện tạibảng 2 [13]

Đối với thực vật, Canxi làm giảm độ phân tán của keo, giảm độ ngậm nước củachất nguyên sinh, cấu tạo và duy trì tính nguyên vẹn của màng tế bào Canxi cònđiều tiết Kali của tế bào, trung hoà axít hữu cơ, làm giảm tính độc của tế bào Biểuhiện thiếu Canxi của cây là lá non sẽ bị vàng và nhăn, rễ kém phát triển [18]

1.4.7 Nhôm (Al 3+ )

Trong đất, nhôm có thể tồn tại ở nhiều dạng hợp chất khác nhau như oxit,hidroxit, các muối vô cơ, các hợp chất đơn giản và phức tạp của nhôm với các chấthữu cơ và alumosilicat Hàm lượng nhôm trong đất chứa tới 10- 12%, phần lớnnhôm ở trạng thái không hoà tan trong nước, không tham gia vào dinh dưỡng câytrồng [8] Nhôm linh động ở nồng độ cao có tác dụng độc đối với cây, được thể hiện

ở dạng độ chua hoạt tính của đất Đất giàu nhôm là đất khó cày bừa, bí nhưng khảnăng giữ nước, giữ màu cao

Nhôm linh động phá huỷ trao đổi chất trong cây, làm giảm hàm lượng đường,

có ảnh hưởng xấu đến quá trình chuyển hoá đường đơn giản thành đường disaccarithay chất hữu cơ phức tạp hơn Nhôm linh động còn ảnh hưởng xấu đến sự tạo thànhnitơ phốtphotit, nucleprotit, diệp lục, ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme [20]

1.4.8 Mangan (Mn 2+ )

Mangan là một trong số các nguyên tố vi lượng trong đất cần thiết cho câytrồng, nó tham gia vào khâu then chốt của sự sống như quá trình trao đổi chất, hoạthoá nhiều enzyme trong tế bào thực vật Chức năng rõ rệt nhất của Mangan là thamgia vào phản ứng quang phân ly nước của quang hợp Mangan cũng tham gia vàomột loạt các enzim, kích thích sự tạo thành axít ascobic, tổng hợp clorophyl, hoạttính các enzym trao đổi protein

Khi thiếu hụt mangan, thực vật xuất hiện một loạt các bệnh lý : xuất hiện cácđốm màu xám ở họ hòa thảo, các vết vàng ở thân cây ăn quả…[4] Triệu chứng thiếuhụt Mangan điển hình là sự mất mầu của các gân và sự xuất hiện các điểm chết nhỏ,thường xuất hiện các vết hoại tử trên lá Sự mất mầu có thể xảy ra ở lá già, lá nontuỳ thuộc loài cây và tốc độ sinh trưởng Nếu thiếu Mn nặng thì cây bị khô và lá chết.Triệu chứng này có thể xuất hiện ở lá non và lá già tuỳ theo thực vật [20]

Thang đánh giá mức độ đảm bảo nguyên tố Mn dạng dể tiêu đối với cây trồng

theo Mạng lưới quản lý đất dốc vùng nhiệt đới khu vực Đông Nam Á, 2001 được thể

hiện tại bảng 2 [19]

1.4.9 Kali dễ tiêu (K DT )

Kali là một nguyên tố khá phổ biến trong đất với thành phần trung bình tổng số

K2O là 2% Dạng Kali tan trong dung dịch đất và dạng có thể trao đổi được là cácdạng Kali cây có khả năng sử dụng Hàm lượng Kali trong đất khá cao nhưng phầnlớn ở dạng không trao đổi và không sử dụng được Kali ở dạng khoáng silicat

(thường gặp là KAlSiO3) dù chỉ chiếm phần nhỏ ở dạng trao đổi nhưng rất quantrọng vì đó là nguồn cung cấp cho cây trồng.

Thiếu kali cây có những biểu hiện về hình thái rất rõ là lá ngắn, hẹp, xuất hiệncác chấm đỏ, lá bị khô rồi héo rũ vì mất sức trương Lá khi thiếu Kali có thể bị quănhoặc nhăn, thân gầy yếu, đốt ngắn dị dạng Sự thiếu hụt Kali sẽ làm giảm khả năngchống chịu của các cây trồng và giảm năng suất kinh tế rõ rệt [20]

Thang đánh giá hàm lượng KDT trong đất theo Matlova (1934) được thể hiện tạibảng 2 [13]

1.4.10 Lưu huỳnh

Hàm lượng lưu huỳnh trong đất dao động trong khoảng 0,01 – 0,66% [14].Trong đất, lưu huỳnh tồn tại nhiều dạng hữu cơ và vô cơ, nhưng dạng S vô cơ đượccây hút chủ yếu là sulphat (SO42-) tan trong dung dịch đất

Thiếu lưu huỳnh, cây có triệu chứng đặc trưng là lá vàng úa, gân lá vàng màthịt lá còn xanh, sau đó thì lá chuyển sang vàng, cây sinh trưởng còi cọc Sự tổnthương xảy ra trước tiên ở ngọn, cộng với sự xuất hiện các vết chấm đỏ do mô chết.Đất được coi là thiếu S khi hàm lượng S trong đất dưới 0,01% [20]

1.4.11 Sắt

Trong đất, Sắt thường tồn tại ở hai trạng thái oxi hoá là Fe (II) và Fe(III) Đấtnhiều sắt thì khả năng giữ ẩm, giữ màu, cố định lân càng lớn vì sắt tập trung phầnlớn ở các cấp hạt nhỏ Theo Ponnamperuma (1978), nếu đất có Fe linh động cao ở

mức 100ppm thì sẽ gây độc cho cây trồng và vật nuôi [13] Cây hút sắt dưới dạng

Fe2+, còn dạng Fe3+ gây độc cho cây Sắt tham gia vào thành phần của enzyme vàtham gia tạo thành clorophyl Sự thiếu hụt sắt làm cho thực vật có màu vàng [20]

Bảng 2 Thang đánh giá một số chỉ tiêu hóa học môi trường đất

T

T Thông số Đơn vị

Thang đánh giáRất

1.5 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.5.1 Điều kiện tự nhiên [16]

Vị trí địa lý:

Huyện Yên Thuỷ tỉnh Hoà Bình ở vùng Trung du phía Bắc Việt Nam, ở cực Đôngnam của tỉnh Hoà Bình, cách thành phố Hoà Bình khoảng 85 km Phía Đông củahuyện Yên Thủy giáp huyện Lạc Thuỷ (Hoà Bình), phía tây giáp huyện Lạc Sơn(Hoà Bình), phía Nam giáp huyện Nho Quan (Ninh Bình), huyện Thạch Thành(Thanh Hoá), phía Bắc giáp huyện Kim Bôi (Hoà Bình)

Huyện Yên thuỷ nằm ở vị trí cửa ngõ huyết mạch với quốc lộ 12B đi qua địa bànhuyện dài 22,0 km dọc 5 xã, thị trấn (Lạc Thịnh, Yên Lạc, Phú Lai, Yên Trị, NgọcLương, thị trấn Hàng Trạm) nối vùng Tây bắc với quốc lộ 1A là nơi tiếp giáp với 2vùng kinh tế lớn, và đường Hồ Chí Minh con đường chiến lược Bắc - Nam đi qua 4

xã, thị trấn dài 22,5 km bao gồm (Lạc Thịnh, Yên Lạc, Bảo Hiệu, Lạc Hưng, Thịtrấn Hàng Trạm) đã nâng vị trí của Yên Thuỷ lên tầm chiến lược quan trọng về kinh

tế cũng như quốc phòng tạo điều kiện thuận lợi cho giao thông và vận chuyển hànghoá

Địa hình:

Yên Thuỷ là huyện duy nhất của tỉnh Hoà Bình tiếp giáp với vùng lãnh thổ: Tây Bắc

- Đồng bằng sông Hồng và bắc Trung bộ Tiếp giáp với vùng kinh tế có dân sốđông, lực lượng lao động, khoa học kỹ thuật, tài chính khả năng đầu tư lớn là nhữngtiềm năng thuận lợi có thể khai thác phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Yên Thuỷ có

vị trí quốc phòng rất quan trọng trong khu vực Độ cao trung bình 24 mso với mặtnước nước biển Chiều dài trung bình là 26.0km, chiều rộng trung bình là 12,0 km,phân thành 3 vùng sản xuất chuyên canh

Đất đai:

Yên Thuỷ có tổng diện tích tự nhiên là 28.861,42 ha, bằng 6% diện tích của tỉnh.Trong đó đất nông nghiệp là 7.294,79 ha, đất lâm nghiệp có rừng là 14.079,46 ha,đất chuyên dùng là 1.347,15 ha, đất ở là 2.704,66 ha còn lại là đất chưa sử dụng (đồinúi đá và sông suối).

Thủy văn:

Yên Thủy không có sông lớn, chỉ có một con sông đầu nguồn là sông Lạng có độdốc chảy lớn, lòng sông hẹp, lưu lượng nước nhỏ Các suối trong vùng thường ngắn,dốc, không có các địa hình thuận lợi để đắp chắn bai đập diện tích nước vào mùamưa Trong vùng chỉ có một vài nơi có nguồn nước tự nhiên Mực nước ngầm thấp

ở khoảng 70 m

Huyện có 62 hồ chứa nước cung cấp cho sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và sinhhoạt của nhân dân nhưng chủ yếu các hồ này có diện tích vừa và nhỏ, đập bằng đất,hầu hết các hồ đang bị xuống cấp nghiêm trọng Các hồ chứa không có nguồn thủysinh, nước tích trong các hồ chứa chủ yếu hứng nước mưa từ các lưu vực Nên lượngnước tích hoàn toàn phụ thuộc vào lượng mưa hàng năm

Lượng mưa trung bình hàng năm là 1900 mm, năm cao nhất là 2460 mm, năm thấpnhất là 1300 mm, lượng mưa nhiều nhất thường xuất hiện vào tháng 7, 8 hàng năm

Khí hậu:

Khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông ngắn, lạnh, ít mưa, mùa hè dài, nóng, mưanhiều Nhiệt độ trung bình hàng năm là 22,8oC, nhiệt độ lúc cao nhất trong năm là38,90oC , thấp nhất là 2,7oC

Tài nguyên thiên nhiên

Tài nguyên khí hậu:

Yên Thuỷ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 4 mùa rõ rệt (Xuân,

Hạ, Thu, Đông) nhiệt độ, độ ẩm phù hợp với nhiều loại cây trồng công nghiệp như:Đậu tương, mía, cam, chanh, lạc và các loại cây ăn quả, cây công gnhiệp khác nhau,các khu vực núi cao khí hậu mát mẻ vào mùa hè đều có khả năng thành lập khu nghỉdưỡng, du lịch sinh thái Tuy nhiên những lợi thế này còn nằm ở dạng tiềm năng

Tài nguyên đất:

Với diện tích đất nông nghiệp 7.294,79 ha, đất lâm nghiệp có rừng là 14.079,46 haYên Thuỷ là một trong hai huyện duy nhất của tỉnh Hoà Bình có diện tích rừng nằm

rừng, văn hoá, du lịch Việc bảo vệ vườn Quốc gia Cúc phương và vùng đệm trêndiện tích của huyện rất quan trọng, có thể dựa vào lợi thế này để lập dự án đầu tư,phát triển kinh tế, du lịch.

Tài nguyên khoáng sản:

Huyện có một số tài nguyên khoáng sản như: Than đá chất lượng cao ở các xã (Lạc

Sỹ, Lạc Lương, Bảo Hiệi, Đoàn Kết, Ngọc Lương, Hữu Lợi) và dạng sa khoáng, mỏđất sét ở vùng 2, các mỏ đá vôi dùng trong sản xuất xi măng, đá xây dựng, nướckhoáng Ngọc Lương…nhưng chưa được khai thác đầu tư nhiều so với tiềm năng sẵncó

Tài nguyên du lịch:

Yên Thuỷ nằm trong vùng gianh giới tiếp giáp giữa vùng Tây Bắc, đồng bằng SôngHồng, Bắc trung bộ nên ảnh hưởng sự giao thoa của nhiều nền văn hoá đậm đà bảnsắc văn hoá dân tộc, nhiều phong tục tập quán, truyền thống lễ hội của các dân tộccủa các vùng lãnh thổ khác… Dãy Trường Sơn hùng vĩ với những núi đá xen kẽ tạo

ra nhiều thung lũng hang động kỳ thú như: núi thờ, núi cấp (Yên Lạc) với nhiềudanh lam thắng cảnh, di tích, hang động được xếp hạng… Mỗi danh lam thắng cảnhđều chứa đựng trong đó những giá trị vật chất và tâm linh đặc sắc, là điểm là thu hútkhách trong và ngoài nước đến với Yên Thuỷ

1.5.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

- Đặc điểm kinh tế: Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực, tỷ trọng

Nông, lâm, ngư nghiệp chiếm 37,22 %; Công nghiệp xây dựng chiếm 40,03 %;ngành Dịch vụ chiếm 22,75 % Năm 2015, tổng giá trị sản xuất nông, lâm, thủy sảnđạt 955,5 tỷ đồng; trong đó tiểu ngành trồng trọt đạt 510,28 tỷ đồng bằng 97,02 % so vớicùng kỳ; tiểu ngành chăn nuôi đạt 343,2 tỷ đồng tăng 7,36 % so với cùng kỳ; tiểu ngànhlâm nghiệp đạt 86,09 tỷ đồng bằng 98,89 % so với cùng kỳ; tiểu ngành thủy sản đạt 15,97

tỷ đồng tăng 2,1 % so với cùng kỳ

- Đặc điểm xã hội:

+ Dân số tính đến tháng 1 năm 2015 là 68.118 người, trong đó nam giới là 35.795 người, nữ giới là 33.323 người Huyện có 6 dân tộc sinh sống, trong đó dân tộc Mường chiếm 67,57 % dân tộc kinh chiếm 32,22 % các dân tộc khác chiếm 0,21%.+ Thu ngân sách nhà nước trên địa bàn đạt 20,1 tỷ đồng, tỷ lệ lao động qua đào tạođạt 25,08 %, tỷ lệ hộ nghèo còn 22,52 %

+ Chương trình xây dựng nông thôn mới đang triển khai tích cực, đến nay 12/12 xã

đã lập song đồ án xây dựng NTM, trong đó đã phê duyệt 3 đồ án của 3 xã: NgọcLương, Đoàn Kết, Yên Lạc, đang thẩm định 9 đồ án 12/12 xã đã hoàn thành đề ánxây dựng nông thôn mới, trong đó đã phê duyệt đề án cho 2 xã (Ngọc Lương, YênLạc), 10 đề án còn lại đang thẩm định

- Thành tố của mưa axít là pH.

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu, tài liệu thứ cấp

Thu thập tài liệu trong và ngoài nước liên quan tới vấn đề nghiên cứu, số liệu quantrắc hóa học nước mưa của Mạng lưới quan trắc lắng đọng axít Đông Á (EANET) ởtrạm Hòa Bình Tìm hiểu và thu thập các thang đánh giá chất lượng môi trường đấttheo các chỉ tiêu lý - hoá học của Việt Nam cũng như trên thế giới Thu thập các tàiliệu, số liệu từ các đề tài, dự án liên quan để tiến hành tổng hợp, phân tích tài liệu, sốliệu cần thiết cho nội dung nghiên cứu

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Điều tra thực tế với mục đích khảo sát thực trạng mưa axít và tình hình sản xuất đậutương tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

- Quan sát thực tế hiện trạng sản xuất đậu tương tại Huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

- Điều tra, phỏng vấn cán bộ huyện, Phòng Nông nghiệp huyện Yên Thủy và ngườidân về tình hình sản xuất đậu tương

+ Phỏng vấn cán bộ huyện, phòng Nông nghiệp về thực trạng sản xuất đậu tươnghiện nay ở địa phương nơi bố trí thí nghiệm

+ Xác định bằng cách phỏng vấn trực tiếp nông dân địa phương Tiến hành phỏngvấn 20 hộ dân đã và đang trồng đậu tương, có kinh nghiệm, am hiểu về sản xuấtđậu tương

2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm đồng ruộng được tiến hành để nghiên cứu những nội dung sau:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thành tố pH của mưa axít đến tính chất của đất trồngđậu tương thông qua một số chỉ tiêu bao gồm: pHKCl, pHH2O, CEC, Ca2+, Mg2+ traođổi (Ca2+

- Vị trí: Khu bố trí thí nghiệm được tiến hành tại ruộng trồng hoa màu (ngô, đậu Cô

ve, rau bắp cải, ) tại Thị trấn Hàng Trạm, huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình Vị tríkhu đất bố trí thí nghiệm ở 20023’49’’ vĩ độ Bắc, 105036’06’’ kinh độ Đông

- Điều kiện thời tiết: trời nhiều mây, có nắng và gió nhẹ, nhiệt độ 290C, độ ẩm 54%

- Trước khi trồng đậu tương, nghiên cứu đã khảo sát, lấy mẫu phân tích thành phần

cơ giới, các tính chất hóa học của đất tại khu vực thí nghiệm

- Phương pháp lấy mẫu đất: Đất lấy ở tầng mặt 0-20 cm, lấy mẫu đất hỗn hợp.Nguyên tắc lấy mẫu là lấy mẫu riêng biệt tại các điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấymẫu trung bình [13]

- Sơ đồ lấy mẫu:

- Mẫu đất nền được tiến hành xác định thành phần cơ giới và phân tích các chỉ tiêu

- Giống: Giống đậu tương DT84 do Viện di truyền nông nghiệp cung cấp

- Phân bón supe Lân Lâm Thao, đạm ure, kali, vôi bột, phân chuồng

- Dụng cụ thí nghiệm:

Tên dụng cụ Đơn vị Số lượng Ghi chúMáy đo pH HQ40d cầm tay của hãng Hach Cái 01

- Thời gian tiến hành thí nghiệm trong vụ đông năm 2016 \

- Điều kiện thí nghiệm ngoài trời, với mưa axít mô phỏng Nhiệt độ không khí trong giai đoạn thí nghiệm dao động từ 14-29 0C, độ ẩm cao nhất là 76%, thấp nhất là 51%

- Tiến hành chọn những hạt giống đậu tương to, đều Làm đất, lên luống và gieohạt Cây đậu tương được trồng ban đầu theo từng luống, mỗi luống rộng 1m, cao 15-

20 cm, rãnh rộng 25-30 cm, khoảng cách giữa các cây là 30-40 cm x 6-7 cm/ 1 cây.Đảm bảo mật độ là 40-45 cây/m2 Mỗi hố được rải một lớp phân mỏng, lấp đất phủrồi tra hạt lên trên và dùng tay xoa đất lấp kín hạt

- Bón phân: Lượng phân bón cho diện tích khu đất thí nghiệm (tính cho diện tíchkhu thí nghiệm) như sau:

- Cách bón:

+ Bón lót: 100% phân hữu cơ hoặc phân hữu cơ vi sinh + 100% phân lân + 10%phân đạm + 30% phân kali + 100% vôi bột, bón lót vào rạch trước khi trồng Sau khibón nên lấp một lớp đất mỏng để hạt đậu tương không bị thối do tiếp xúc trực tiếp vớiphân

+ Bón thúc: chia thành 3 đợt bón

* Đợt 1: Bón 30% phân đạm Bón kết hợp với xới xáo phá váng và lấp phân để hạnchế phân đạm bay hơi

* Đợt 2: Bón 60% phân đạm + 50% phân kali Bón kết hợp với xới xáo làm cỏ

* Đợt 3: Bón nốt lượng kali còn lại, kết hợp với vun gốc để lấp phân và chống đổ.Trong khuôn khổ nghiên cứu, tần suất và lượng mưa được sử dụng là giá trị trungbình trong giai đoạn nhiều năm từ 2000 – 2015 vào các tháng trong giai đoạn bố tríthí nghiệm (tháng 10, 11, 12) được sử dụng cho tất cả các công thức thí nghiệm (phụlục 2)

- Nước tưới cây là nước mưa lấy tại khu vực nghiên cứu có thành phần NO3

-(4,12 – 4,25 mg/l), Cl- (0,36 – 0,40mg/l), SO42- (3,54 – 3,64mg/l), NH4 (0,048 –0,069 mg/l), Na+ (0,65 – 0,69 mg/l), K+ (0,39 – 0,42 mg/l), Ca2+ (2,81 – 2,90 mg/l),

Mg2+ (0,48 – 0,51mg/l) Cứ 2 tuần/lần phân tích mẫu nước mưa Nước tưới cây lànước mưa được điều chỉnh pH ở các mức khác nhau (3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5)bằng dung dịch H2SO4 1M và dung dịch HNO3 1M theo tỉ lệ H2SO4 : HNO3 = 2:1.Tần suất xuất hiện mưa axít là 56% Đây là các giá trị tần suất trung bình tính được từtháng 10 – 12 trong giai đoạn 16 năm (2000 – 2015) của tỉnh Hòa Bình

- Tổng lượng nước mưa axít là 139 mm Đây là giá trị trung bình tổng lượngmưa axít tính được từ tháng 10 – 12 trong giai đoạn 2000 - 2015 của tỉnh Hòa Bình

- Cây thí nghiệm được tiến hành tưới trong 30 phút Phương pháp tưới nướcmưa axit mô phỏng được sử dụng trong thí nghiệm là tưới phun cách mặt cây 1m,các giọt nước với đầu phun có đường kính 0,3 mm Khuôn viên thí nghiệm được chechắn vật lạ và được kéo mái che khi trời mưa

- Thí nghiệm được bố trí theo khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 yếu tố (pH, tầnsuất và lượng mưa) do đó số nghiệm thức của khối ngẫu nhiên đầy đủ là tích số của

Mẫu đối chứng là mẫu không tưới nước mưa axít Thí nghiệm tiến hành với 3 lầnnhắc lại Sử dụng chương trình IRRISTAT 5.0 để tạo sơ đồ thí nghiệm Các côngthức thí nghiệm và sơ đồ bố trí thí nghiệm trong nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 3

50 cm Nước mưa axít được tưới với tần suất 3 lần/tuần và lượng nước mưa là 1,18ml/lần tưới

2.2.4 Phương pháp trong phòng thí nghiệm

Các mẫu đất được tác giả trực tiếp phân tích bằng các phương pháp thôngdụng hiện nay tại phòng thí nghiệm Bộ môn Thổ nhưỡng và Môi trường đất, KhoaMôi trường, Trường ĐHKHTN

Nguyên lý các phương pháp phân tích được sử dụng [13] :

- Phương pháp cực chọn lọc hiđro: Ion H+ được chiết rút ra bằng chất chiết rút thíchhợp (nước cất hoặc muối trung tính), dùng một điện cực chỉ thị (điện cực chọn lọc

hiđro) và một điện cực so sánh để xác định hiệu thế của dung dịch Từ đó tính được

pH của dung dịch

- Phương pháp Chiurin – Cononova: N dễ tiêu được đánh giá thông qua N-thủyphân N-thủy phân được chiết rút dưới tác dụng của H2SO4 0,5N, gồm NO3-, NO2- và

N hữu cơ dễ phân hủy NO3- và NO2- được khử về dạng NH4 nhờ chất xúc tác Fe và

Zn N- hữu cơ được giải phóng ra nhờ quá trình oxi hóa chất phân giải chúng dướitác dụng của H2SO4 và K2Cr2O7 Sau khi chuyển các dạng N về dạng NH4 ,(NH4)2SO4, dùng phương pháp Kenđan cất nitơ

- Phương pháp Oniani (1964): Phương pháp này Oniani sử dụng H2SO4 0,1N làmchất chiết rút phốtpho dễ tiêu trong đất Sau đó dùng phương pháp hiện màu xanhmolipđen để định lượng phốtpho

- Phương pháp amoni acetat: Dùng CH3COONH4 1N làm bão hòa dung tích hấp phụtrao đổi cation của đất Sau đó cation NH4 đã hấp phụ được trao đổi ra bằng cation

K+ Lượng NH4+ trao đổi này được xác định bằng cách chuẩn độ bằng NaOH 0,1Nvới sự có mặt của HCHO Dựa vào lượng NaOH tiêu tốn sẽ tính được lượng NH4+

hay lượng cation trao đổi

- Phương pháp Walkley – Black: Phương pháp dựa trên nguyên tắc oxi hóa chất hữu

cơ của đất bằng dung dịch K2Cr2O7 Sau đó chuẩn lại lượng K2Cr2O7 dư, từ đó tínhđược hàm lượng chất hữu cơ

- Phương pháp baricromat: Trên cơ sở BaSO4 có tích số tan nhở hơn BaCrO4, dùngBaCrO4 cho vào dung dịch chứa SO42-, chúng sẽ đẩy CrO42- ra dạng tự do LượngCrO42- được giải phóng này chính bằng lượng SO42-

- Các chỉ tiêu Mn2+, Fe3+, Al3+, KDT được dùng chất chiết rút thích hợp, bảo quản vàgửi đến Trung tâm Phân tích thí nghiệm địa chất thuộc Tổng cục địa chất và khoángsản Việt Nam tiến hành đo theo phương pháp ICP – MS Đây là kỹ thuật nhanh, đanguyên tố và thường có công suất như ICP-AES nhưng có khả năng phát hiện tốthơn nhiều

2.2.5 Phương pháp tổng hợp đánh giá

Các số liệu được phân tích, tính toán và xử lý bằng phần mềm Excel và IBMSPSS Statistics 20 Dựa vào kết quả tính toán đưa ra nhận xét về những ảnh hưởng

của mưa axít đến sự thay đổi tính chất đất trồng cây đậu tương trong hệ thống trồngtrọt ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình.

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đánh giá chung về tính chất đất ở huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

Theo Phạm Thị Thu Hà và nnk (2016) [6], tỷ lệ mưa axít tại Hòa Bình biếnđộng không theo quy luật và tương đối cao ở tất cả các năm trong giai đoạn 2000 –

2014, đặc biệt có nhiều giá trị pH trung bình trung bình tháng nhỏ hơn 5 Tần suấtgiảm dần từ 81,8% (năm 2000) đến 33,3% (năm 2005), sau đó tăng lên 50% vàonăm 2007 và giảm trong hai năm tiếp theo (2008, 2009) trước khi tăng dần trongnhững năm cuối của giai đoạn 2000 – 2014 Theo số liệu của EANET năm 2015, tácgiả đã tính toán tần suất xuất hiện mưa axít ở khu vực là 43,1% và đây cũng là nộidung quan trọng chuyển tiếp để đánh giá tính chất đất Sự xuất hiện mưa axít với tầnsuất cao như vậy đã, đang và gây ảnh hưởng đến tính chất đất tại Hòa Bình

Để đánh giá chất lượng đất huyện Yên Thủy, dựa trên kết quả phân tích 3 mẫuđất hỗn hợp, đặc trưng cho các loại hình canh tác khác nhau (Đ01 – đất ở ruộngtrồng hoa màu ở xã Lạc Thịnh; Đ02 – đất vườn trồng hoa màu ở thị trấn Hàng Trạm;Đ03 – Đất trồng hoa màu thuộc xã Bảo Hiệu) Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóahọc trong đất tại huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình được thể hiện ở bảng sau:

Bảng 5 Một số tính chất đất huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

pH(KCl) pH(H2O) 0

2 4 6 8

16 9.3

Hình 3 Hàm lượng các cation trong đất

Dựa vào biểu đồ Hình 3 nhận thấy rằng CEC của mẫu Đ03 cao nhất với giá trị

là 15 meq/100g đất nhưng vẫn nằm ở mức trung bình theo thang đánh giá Hàmlượng Ca2+ cao nhất ở mẫu Đ02 với giá trị là 7,86 meq/100g đất thuộc mức trungbình Hàm lượng Mg2+ ở mức khá giàu ở mẫu Đ03 và ở mức trung bình tại 2 vị trílấy mẫu còn lại

OM (%)

Đ01 Đ02 Đ03

Đ01 Đ02 Đ03 0

Hình 4 Hàm lượng của một số chỉ tiêu trong đất

Kết quả phân tích cho thấy, đất ở huyện Yên Thủy có giá trị pH từ rất chuađến chua ít Giá trị pH thấp nhất tại vị trí mẫu Đ01 đất ở ruộng trồng hoa màu ở xãLạc Thịnh, còn lại các vị trí khác đất có phản ứng trung tính và chua ít Giá trị pHcao nhất tại vị trí Đ02 (đất vườn trồng hoa màu ở thị trấn Hàng Trạm) Hàm lượngchất hữu cơ không có sự biến động lớn giữa các vị trí lấy mẫu, dao động từ nghèođến trung bình Hàm lượng chất hữu cơ lớn nhất tại đất ở ruộng trồng hoa màu Đ01

và nhỏ nhất tại đất vườn trồng hoa màu Đ02 Hầu hết các vị trí lấy mẫu đều có hàmlượng nitơ dễ tiêu ở mức giàu so với thang đánh giá, đặc biệt tại vị trí đất ruộngtrồng hoa màu có hàm lượng NDT ở mức khá giàu (16,1 mg/100g) Hàm lượng KDT ởmức nghèo đến trung bình Giá trị KDT thấp nhất ở vị trí mẫu Đ02 đất vườn trồnghoa màu Hàm lượng PDT đều đạt mức giàu theo thang đánh giá Kết quả phân tíchbảng trên cho thấy hàm lượng PDT có sự biến động rất nhiều giữa các vị trị lấy mẫungay cả trên các mẫu đất có cùng một loại hình canh tác Cùng là đất trồng hoa màunhưng hàm lượng PDT trong đất ở mức 90 mg/100g đối với đất vườn trồng hoa màu;đạt 24,8 mg/100g ở đất ruộng trồng hoa màu Hàm lượng phốt pho dễ tiêu đạt giá trịnhỏ nhất tại vị trí đất ruộng trồng hoa màu (24,8 mg/100g) Đối với hàm lượng Fe3+

cao nhất tại vị trí Đ01; tại vị trí mẫu Đ02 có hàm lượng Mn2+ và Al3+ cao nhất

Bảng 6 Một số tính chất đất huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình

TT Mẫu KH pH me/100g Ca 2+ me/100g Mg 2+ OM % % N P 2 O 5

% K % 2 O mg/100g Fe

Al 3+

me/ 100g

Kết quả đánh giá chất lượng đất huyện Yên Thủy dựa trên 04 mẫu đất hỗn hợp

do Sở Tài nguyên và môi trường cung cấp tài liệu thấy đặc trưng cho các loại hìnhcanh tác khác nhau (Đ26 – đất trồng lúa đang trong giai đoạn chín; Đ27 – đất trồngngô; Đ28 – Đất trồng lúa đã thu hoạch, chuẩn bị trồng khoai lang, Đ29 – Đất đồi câybạch đàn) So sánh với kết quả nghiên cứu của Sở TN&MT Hòa Bình với kết quảphân tích của tác giả có thể thấy rằng các chỉ tiêu như pH, Mg2+, OM có sự tươngđồng khá cao Tuy nhiên, các chỉ tiêu còn lại có sự chênh lệch khá rõ rệt, đặc biệt làhàm lượng sắt trong đất cửa năm 2016 gấp 27 lần so với năm 2009

3.2 Ảnh hưởng của mưa axit đến sự thay đổi tính chất hóa học của đất trồng cây đậu tương

3.2.1 Chất lượng đất thí nghiệm

Khu vực đất được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm thuộc mẫu đất kí hiệu Đ02.Tính chất đất tại khu vực lấy mẫu là loại đất thịt pha cát, pH trung tính

Bảng 7 Thí nghiệm xác định thành phần cơ giới

Mẫu % sét % limon % cát Loại đất

Đ02 (1) 23,6 8,7 67,7 Sandy loam (Thịt pha cát)

Đ02 (2) 31,2 5,5 63,3 Sandy loam (Thịt pha cát)

Đ02 (3) 27,9 6,9 65,2 Sandy loam (Thịt pha cát)

Hình 5 Thành phần cơ giới đất phân loại theo hình tam giác đều

Theo kết quả nhận được từ bảng trên cho thấy đất khu vực nghiên cứu là đấtchua ít với giá trị pHKCl = 6,57 và pHH2O = 7,22 Hàm lượng chất hữu cơ ở mức trungbình và dung tích trao đổi cation trong đất ở mức nghèo, hàm lượng chất hữu cơ là2,26% và CEC là 12,6 meq/100g đất

Các nguyên tố Nitơ, Phôtpho, Kali dễ tiêu có hàm lượng tương đối cao trongđất Hàm lượng NDT trong đất là 6,16mg/100g, giá trị này ở mức giàu so với thangđánh giá hàm lượng Hàm lượng PDT, KDT trong đất lần lượt là 90 mg/100g và 9,85mg/100g, theo thang đánh giá thì đất ở khu vực nghiên cứu được coi là giàu PDT

≥ 4meq/100g

Hàm lượng SO42- trong đất là 0,0025%, thấp hơn ngưỡng giới hạn tối thiểuđối với lưu huỳnh trong đất (S > 0,01%), chứng tỏ hàm lượng lưu huỳnh không đủkhả năng cung cấp cho cây sử dụng