Tài liệu Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4 trong nước mặt và nước

Đề tài: Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO3-, NH4+ trong nước mặt và nước ngầm tại xã Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội”.

PHẦN I: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Môi trường ngày nay không phải là vấn đề quan tâm của mỗi quốc gia mà trở thành vấn đề toàn cầu. Bảo vệ môi trường là một tiêu chuẩn đạo đức, là điều kiện phát triển của một cá nhân, một cộng đồng, một quốc gia. Đặc biệt bảo vệ môi trường nước là vấn đề được quan tâm hàng đầu vỡ chỳng rất dễ gây ra những ảnh hưởng trực tiếp cho con người các quần thể sinh vật đồng thời dễ lan truyền những tác động xấu ra những vùng lân cận. Nước là một nhân tố quyết định đến sự sống của các sinh vật trên hành tinh, hiện nay trên thế giới mức độ sử dụng nước ngày một tăng nhanh, thế giới có khoảng 14000 triệu km3 nước, nước mặn chiếm 97%, nước ngọt chiếm 3% chỉ có khoảng 10 triệu km3 nước có thể sử dụng được phần c̣n lại là nước đóng băng tập trung ở hai cực [1]. Nhu cầu nước cho các ngành cũng tăng lên khoảng 69% sử dụng trong nông nghiệp, 23% sử dụng cho công nghiệp, 8% nhu cầu cho đời sống.
Dưới sức ép của sự gia tăng dân số, nhu cầu lương thực thực phẩm đang tăng lên cả về số lượng và chất lượng cùng với quá tŕnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa thâm canh nông nghiệp và thói quen sử dụng nước tùy tiện không quan tâm đến chất lượng nước ở các nước chậm phát triển. Gần 20% dân số thế giới không được sử dụng nước sạch và 50% thiếu nước vệ sinh an toàn.
Việt Nam là một nước đang phát triển có b́nh quân thu nhập đầu người tháp, nông nghiệp chiếm một vai tṛ quan trọng đối với 75% lao động và 80% dân số sống chủ yếu dựa vào nông nghiệp. Nông nghiệp là ngành sử dụng nước nhiều nhất chủ yếu là do tưới tiêu. Để đảm bảo an ninh lương thực cho toàn xă hội việc sử dụng phân bón đặc biệt là phân đạm nhằm tăng năng suất cây trồng đang ngày một tăng lên. Lượng phân bón hóa học sử dụng ở Việt Nam mức trung b́nh 62.7 kg/ha vào năm 1985 và 73.5 kg/ha vào năm 1990 và vẫn c̣n có chiều hướng gia tăng từ năm 1990 trở lại đây [30]. Đặc biệt, sử dụng phân đạm hóa học bị lạm dụng ở một số vùng trồng rau và thâm canh lúa nước gây ra dư thừa trong nước mặt và có nguy cơ tích lũy trong nước ngầm do nông dân sử dụng một lượng lớn và không hợp lư đó là nguồn sản sinh NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] đi vào đất và nước. Khi bón phân đạm vào đất chủ yếu một phần cây trồng sử dụng được, 30 – 40% phần c̣n lại bị lăng phí theo con đường bay hơi vào khí quyển, rửa trôi theo nguồn nước tích lũy trong đất. Lượng phân bón thải vào môi trường nước gây ra ảnh hưởng đến nước mặt và nước ngầm, đặc biệt là t́nh h́nh tích lũy NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] trong nước.
Do vậy, nghiên cứu ảnh hưởng của phân bón đặc biệt là phân đạm đến mức độ tích lũy NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] là cần thiết, là cơ sở đề xuất biện pháp tránh tích lũy NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] trong nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến khả năng tích lũy hàm lượng NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] trong nước mặt và nước ngầm tại xă Đặng Xá - huyện Gia Lâm – thành phố Hà Nội”.
1.2. Mục đích, yêu cầu nghiên cứu
1.2.1. Mục đích
Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng phân đạm đến sự tích luỹ hàm lượng NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] trong nước mặt và nước ngầm tại một số địa điểm ở xă Đặng Xá, đề xuất hướng sử dụng phân bón hợp lư, hiệu quả nhằm hạn chế ảnh hưởng tới môi trường nước.
1.2.2. Yêu cầu
- Điều tra, đánh giá mức độ sử dụng phân đạm đối với cây trồng ở một số hộ sản xuất nông nghiệp của xă Đặng Xá.
- Xác định mối liên quan giữa việc sử dụng phân đạm đến sự thay đổi hàm lượng NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] và một số chỉ tiêu khác (DO, pH, Eh) trong nước mặt và nước ngầm ở một số điểm nghiên cứu.
- T́m hiểu mối quan hệ giữa NO[SUB]3[/SUB][SUP]-[/SUP], NH[SUB]4[/SUB][SUP]+[/SUP] trong nước mặt và nước ngầm.
- Đề xuất một số biện pháp sử dụng phân bón hiệu quả, hợp lư

PHẦN II: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 Vai tṛ của phơn khoỏng trong sản xuất nông nghiệp
Trong nền kinh tế của nước ta hiện nay, nông nghiệp chiếm một vị trí quan trọng. Một trong những biện pháp hàng đầu để đẩy mạnh sản xuất nông nghiệp là sử dụng phân bón.Với tốc độ tăng dân số như hiện nay b́nh quân diện tích đất canh tác tính theo đầu người quá thấp. Nhưng con số đó lại ngày càng thấp hơn ở các nước đang phát triển do tốc độ tăng dân số và diện tích trồng trọt bị thu hẹp lại trong quá tŕnh công nghiệp hoá và đô thị hoá. Để đảm bảo lương thực, thực phẩm tiêu dùng trong nước và xuất khẩu, hướng thâm canh sản xuất nông nghiệp là biện pháp tất yếu. Theo thống kê, nhân dân cỏc vựng thâm canh phải đầu tư 30 – 50% tổng chi phí trồng trọt vào phân bón khiến yêu cầu sử dụng phân bón ngày càng cao.
Việt Nam cú trờn 80% dân số sống bằng nghề nông, nông nghiệp đă cung cấp trên 40% tổng sản phẩm quốc doanh ( GDP ) và đóng góp vai tṛ quan trọng trong xuất khẩu nông sản. Trong vài năm gần đây kinh tế nông nghiệp cả nước tăng trưởng ở mức ổn định 5 – 7% /năm, mang lại thu nhập cho nông dân sống ở nông thôn, góp phần xoỏ đúi giảm nghèo, đảm bảo an ninh lương thực cho xă hội, góp phần ổn định kinh tế xă hội của đất nước. Bún phân là biện pháp kỹ thuật có ảnh hưởng quyết định đến năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng, hiệu quả và thu nhập của người sản xuất. Thực tiễn sản xuất ở nhiều nước trên thế giới cũng như ở nước ta trong những năm qua đă chứng minh rằng, không có phân bón đặc biệt là phơn hoỏ học th́ không thể đạt năng suất và sản lượng cao. Nếu khụng cú phơn hoỏ học, nông nghiệp không thể nào trong tăng gấp 4 lần sản lượng trong ṿng 50 năm, trở thành một trong các yếu tố cơ bản để tăng mức sống và tŕnh độ văn minh. Phân bón hoá học đă chiếm lĩnh chủ yếu trong các loại phân được sử dụng trong sản xuất nông nghiệp của hầu hết các nước trên thế giới [24].
Phân bón ngoài hiệu ứng trực tiếp là tăng năng suất cây trồng, nú cũn có tác động rất lớn đến việc tạo ra nền đất thâm canh mà lâu nay người sử dụng ít chú ư tới. Tuy nhiên, sử dụng phơn hoỏ học quá mức và không hợp lư đă dẫn đến những ảnh hưởng xấu đến tính chất đất, phẩm chất nông sản cũng như môi trường, do đó ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và động vật.
Trước thế kỷ XIX nông nghiệp thế giới nói chung và nông nghiệp Việt Nam nói riêng vốn là nền nông nghiệp hữu cơ. Ở châu Âu trước khi cú phơn hoỏ học, một ha không đủ cung cấp lương thực cho một người, điều này càng khẳng định vai tṛ không thể thiếu của phơn hoỏ học trong nền nông nghiệp hiện nay khi có sự bùng nổ về dân số.
Trong bốn chất dinh dưỡng N, P, K, S cho cây trồng N ( Nitơ ) là chất dinh dưỡng số một, là nguyên tố tham gia vào tất cả các protein đơn giản và phức tạp, là thành phần chủ yếu của chất nguyên sinh của tế bào thực vật, N cũng là thành phần các axit nucleic đóng vai tṛ hết sức quan trọng trong trao đổi chất của cơ thể, cây trồng .Khi cung cấp không đủ Nitơ cho cây trồng th́ cây trồng sinh trưởng và phát triển kộm, lỏ vàng có màu lục nhạt, năng suất mùa màng giảm [17].
Trong các cây lương thực chủ yếu trên thế giới: lúa mỳ, lúa nước và ngụ lỳa là cây lương thực chính, sản phẩm lúa gạo là nguồn lương thực nuôi sống hơn 1/2 dân số thế giới nhất là các nước thuộc châu Á, châu Phi, châu Mỹ Latinh, lỳa cũn cú vai tṛ trong công nghiệp chế biến và chăn nuôi. Ở các nước phát triển châu Âu, châu Mỹ, lúa coi là nguồn thức ăn tốt nhất cho sức khoẻ, một số quốc gia lúa gạo cũn đúng vị trí quan trọng trong vấn đề an ninh lương thực. (FAO, 1999) [10].
Trong những năm qua sản xuất lúa của Việt Nam phát triển mạnh cả về diện tích và năng suất. Năm 2000 diện tích gieo trồng là gần 7,7 triệu ha, gấp 1,3 lần năm 1989 năng suất đạt 4,2 tấn/ha [27]. Để đạt được những thành tựu trên là do có những đổi mới trong chính sách sản xuất lúa đặc biệt là kỹ thuật đầu tư sử dụng giống, thuỷ lợi và phân bón .
Cây lúa bất kỳ lúa nước hay lúa trồng cạn muốn có năng suất cao cần nguồn dinh dưỡng lớn đặc biệt là phân bón và kỹ thuật bón, phương pháp bón phù hợp cân đối. Cũng như cỏc cơy trụng khỏc, lỳa hút dinh dưỡng khoáng đạm, lân, kali, canxi, lưu huỳnh, magiờ và nguyên tố vi lượng: Ca, Zn, Mn . để sinh trưởng phát triển và cho năng suất cao. Đặc biệt là ba nguyên tố N, P, K yêu cầu số lượng phụ thuộc vào từng giống, từng giai đoạn sinh trưởng phát triển. Theo kết quả tổng kết của Mai Văn Quyền trên 60 thí nghiệm khác nhau thực tiễn ở 40 nước có khí hậu khác nhau cho thấy. Nếu năng suất lúa 3 tấn thúc/ha thỡ lỳa lấy đi hết 50 kg N, 260 kg P[SUB]2[/SUB]O[SUB]5[/SUB], 80 kg K[SUB]2[/SUB]O, 10 kg Ca, 6 kg Mg, 5 kg S và nếu ruộng lúa đạt năng suất trên 6 tấn thúc/ha thỡ lượng dinh dưỡng cây lúa lấy đi 100 kg N, 50 kg K[SUB]2[/SUB]O[SUB]5[/SUB], 160 kg K[SUB]2[/SUB]O, 19 kg Ca, 12 kg Mg, 10 kg S [11].
Trong giai đoạn hiện nay nước ta đưa vào sản xuất nhiều giống lúa lai, lúa cao sản cho năng suất cao như C70, VL24, NN10 .những giống lúa này đ̣i hỏi yêu cầu phân bón lớn hơn nhiều so với lúa thuần, lúa đặc sản địa phương. Theo Thomas Dierolf và cộng sự 2001, ở vùng Đông Nam châu Á để có năng suất 4 tấn hạt/ha cây lúa hút 90 kg N, 13 kg P, 108 kg K, 11 kg Ca, 10 kg Mg, 4 kg S. Các giống lúa địa phương cho năng suất 2 tấn/ha chỉ hút 45 kg N, 7 kg P, 54 kg K, 6 kg Ca, 5 kg Mg, 2 kg S.
Theo Nguyễn Văn Bộ và cộng sự ( 2003 ) trung b́nh cây lúa lấy đi 222 kg N, 7,1 kg K[SUB]2[/SUB]O[SUB]5[/SUB], 31,6 kg K[SUB]2[/SUB]O, 3,9 kg CaO, 4 kg MgO, 0,9 kg S và 51,7 kg Si [31].
Dinh dưỡng đạm với cây lúa là vấn đề quan trọng đặc biệt là đối với các giống lúa lai. Các nhà nghiên cứu Trung Quốc sau khi nghiên cứu phân đạm với lúa lai đă đưa ra kết luận: cùng mức năng suất, lúa lai hấp thu lượng đạm và lân thấp hơn lúa thuần, ở mức năng suất 75 tạ/ha lúa lai hấp thu đạm thấp hơn lúa thuần 4,8%, hấp thu P[SUB]2[/SUB]O[SUB]5[/SUB] hơn 18,2%, nhưng hấp thu K[SUB]2[/SUB]O cao hơn 30%.Với ruộng lúa cao sản thỡ lỳa lai hấp thu đạm cao hơn lúa thuần 10%, hấp thu K[SUB]2[/SUB]O cao hơn 45%, hấp thu P[SUB]2[/SUB]O[SUB]­5[/SUB] bằng lúa thuần [25].
Theo Bùi Huy Đáp ( 1980 ): Đạm là nguyên tố dinh dưỡng tốt nhất đối với cây lúa trong các giai đoạn sinh trưởng và phát triển và chỉ khi có đủ đạm các chất khác mới phát huy tác dụng [9].
Theo Đinh Thế Lộc, Vũ Văn Liết: Đủ đạm ở giai đoạn đầu sẽ làm phát triển chiều cao, số nhánh, tăng kích thước lá, tăng số hạt trờn bụng, tăng tỷ lệ % hạt chắc. Nếu thiếu đạm quá tŕnh sinh trưởng sinh dưỡng bị hạn chế, số hạt trờn bụng giảm. Lúa cần đạm ở giai đoạn đầu và giai đoạn đẻ nhánh h́nh thành số bông tối đa [22].
Theo kết quả nghiên cứu của Mitsui (1973) về ảnh hưởng của đạm đến hoạt động sinh lư của cây lúa: sau khi tăng lượng N th́ cường độ quang hợp, cường độ hô hấp và hàm lượng diệp lục của cây lúa tăng lên, nhịp độ quang hợp hô hấp không khác nhau nhiều nhưng cường độ quang hợp tăng mạnh hơn cường độ hô hấp 10 lần, cho nên vai tṛ của đạm làm tăng tích luỹ chất khô [21].
Hiệu suất phân đạm đối với lúa theo Iruka (1963) cho thấy (nếu bón đạm với liều lượng cao th́ hiệu suất cao nhất là vào lúc lúa đẻ nhánh và sau đó giảm dần. Nếu bón với liều lượng thấp thỡ bún vào lúc lúa đẻ và trước trỗ 10 ngày có hiệu quả cao [35].
Ngoài ra khi nghiên cứu dinh dưỡng đạm của cây lúa ngắn ngày, các nhà khoa học trong và ngoài nước cho rằng nhu cầu về đạm của cây lúa có tính chất liên tục từ đầu sinh trưởng đến lúc chớn. Cú hai thời kỳ đặc biệt trong dinh dưỡng đạm của cây lúa thời kỳ đẻ nhánh và làm đ̣ng. Đặc điểm thời kỳ đẻ nhánh nhất là khi đẻ rộ cây lúa hút đạm nhiều nhất thường lỳa hỳt 70% lượng đạm cần thiết trong thời gian đẻ nhánh quyết định 74% năng suất. Lúa cũng cần nhiều đạm trong thời kỳ phơn hoỏ đũng và phát triển thành bông, tạo ra các bộ phận sinh sản. Giai đoạn này lỳa hỳt 10 – 15% lượng N là thời kỳ bón đạm có hiệu suất cao. Phần đạm c̣n lại được cơy hỳt đến lúc chín [9].
Bảng 2.1: Động thái tích luỹ dinh dưỡng của cây lúa (%)
[TABLE=width: 100%]
[TR]
[TD]Dinh dưỡng
[/TD]
[TD]Từ nảy mầm đến đẻ nhánh tối đa
[/TD]
[TD]Nhánh tối đa đển phân hoá đ̣ng
[/TD]
[TD]Phân hoá đ̣ng đến h́nh thành bông
[/TD]
[TD]Thành bông đến chín
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Đạm
[/TD]
[TD]37
[/TD]
[TD]12
[/TD]
[TD]31
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Lân
[/TD]
[TD]33
[/TD]
[TD]23
[/TD]
[TD]34
[/TD]
[TD]10
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]Kali
[/TD]
[TD]36
[/TD]
[TD]21
[/TD]
[TD]20
[/TD]
[TD]23
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]
(Nguồn: Ishizuka. Y, 1973 - Nguyễn Xuân Trường, 2000)