CHẤT LƯỢNG NỀN MÔI TRƯỜNG ĐẤT PHÈN VIỆT NAM 2007
Phạm Quang Hà, Lê Thị Thuỷ, Nguyễn Bích Thu, Hoàng Thị Ngân, Lê Thị Hường, Đỗ Thu Hà
SUMMARY
Environment quality of acid sulphate soils in Vietnam 2007
Total area of the acid sulphate soils group in Vietnam is estimated of approximately 2 millions hectares and this soil group is divided into 2 units: Potential acid sulphate soils and actual acid sulphate soils. In Vietnam, acid sulphate soils are mainly concentrated in the Mekong delta region as: Long An, Dong Thap, An Giang, Kien Giang, Can Tho, Soc Trang, Bac Lieu, Ca Mau provinces... and in a smaller area in North such as Hai Phong, Thai Binh provinces. This paper reported results from a study of 159 top soil samples in 30 districts of 14 provinces in Vietnam; results showed the main physico - chemical properties of both actual and potential acid sulfate soils. This may be considered as a background of environment quality of acid sulphate soils in Vietnam for today and future reference. Keywords: Soils environment quality, acid sulphate soils, Vietnam
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
cứu hoàn chỉnh nhóm đất phèn Việt Nam để làm cơ sở khoa học, xây dựng dữ liệu về tính chất vật lý, hoá học nền môi trường đất phèn cho mục đích tham chiếu về chất lượng nền môi trường đất nông nghiệp phục vụ sản xuất nông nghiệp bền vững, bảo vệ môi trường đất phèn cho các thế hệ hiện nay và mai sau.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Diện tích toàn bộ nhóm đất phèn Việt Nam khoảng gần 2 triệu ha (Hội Khoa học Đất Việt Nam, 2000), chia làm hai đơn vị, đó là: đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt động. Những tỉnh có đất phèn nhiều nhất là: Long An, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau... Ở miền Bắc có một số ít diện tích ở Hải Phòng, Thái Bình...
1. (cid:28)ội dung nghiên cứu
1.1. Tổng hợp các tài liệu, điều tra và
lấy mẫu thực địa
Đất phèn nước ta tập trung nhiều nhất ở đồng bằng sông Cửu Long, cũng là vùng đất phèn đáng kể trên thế giới; ở đây hình thành các vùng đất phèn nói riêng và có những đặc thù riêng muôn màu muôn vẻ như: Đồng Tháp Mười, Tứ Giác Long Xuyên, Bán Đảo Cà Mau.
- Tổng hợp các tài liệu, số liệu, bản đồ... đã có về nhóm đất phèn Việt Nam hoặc liên quan phục vụ cho các nội dung cần thực hiện.
Năm 2007 Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (Phạm Quang Hà và nnk., 2007) đã nghiên
Hoá học:
2H O
pH , pHKCl, EC, TSMT, 2- , N%, P2O5%, K2O%, OC%, S%, Cl- , SO4 Fe2+, Fe3+, Al3+, P2O5 và 4 kim loại nặng (Cu, Pb, Cd, Zn).
- Điều tra hiện trạng sử dụng đất đai và tình hình sản xuất nông hộ, điều tra các yếu tố gây ảnh hưởng tới đất (chế độ canh tác, chế độ nước, chế độ phân bón, khu công nghiệp...).
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đất phèn theo Sổ tay Phân tích đất, nước, phân bón, cây trồng của Viện Thổ nhưỡng Nông hoá (1998).
- Lấy mẫu đất điển hình tại 14 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương trên toàn quốc: Quảng Ninh, TP. Hải Phòng, Thái Bình, TP. Hồ Chí Minh, Long An, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, TP. Cần Thơ, Hậu Giang, Vĩnh Long, Tiền Giang, Bạc Liêu và Cà Mau với 30 huyện trực thuộc.
2.4. Phương pháp xử lý số liệu Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê: Các thông số thống kê được sử dụng trong bài viết bao gồm:
1.2. Phân tích mẫu đất, xử lý số liệu
- Khoảng tin cậy (Confidence Interval, CI) của giá trị trung bình (m): Tính theo luật phân phối Student với α = 0,05 (mức ý nghĩa P = 0,95) bằng công thức:
1.3. Tổng hợp và xây dựng hoàn chỉnh đề xuất tiêu chu-n chất lượng nền môi trường đất phèn Việt 3am
2. Phương pháp nghiên cứu
m - tα, n - 1 x S/ n < m < m + tα, n - 1 x S/ n được tính bằng hàm Tinv trong
tα, n - 1
EXCEL. Được ký hiệu là: < m ,95%<
- Hàm mật độ tính theo luật phân phối
xác suất chuNn có dạng:
2
− −
1
(x m) 2 δ
2
=
f (x)
e
δ
π
2
2.1. Phương pháp thu thập số liệu Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu, số liệu của các loại đất chính của nhóm đất phèn đã có ở trong nước và nước ngoài về một số chỉ tiêu cơ bản của đất để làm cơ sở cho việc so sánh và đối chiếu với kết quả nghiên cứu của đề tài.
f (x) được tính bằng hàm phân bố
chuNn N ormal distribution trong EXCEL.
- Dùng hàm phân bố N ormdist - True để xác định xác suất mật độ của các giá trị cho kết quả nhỏ hơn hoặc bằng x. P (xi ≤ x). - Dùng hàm phân bố N ormdist - False
để xác định F(Xi).
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.2. Phương pháp lấy mẫu Chọn vị trí lấy mẫu điển hình cho từng loại đất phèn dựa trên hệ phân loại đất, chú dẫn của các bản đồ đất: Bản đồ toàn quốc tỷ lệ 1/1.000.000, bản đồ các miền tỷ lệ 1/500.000, bản đồ các vùng tỷ lệ 1/250.000 và các bản đồ tỷ lệ lớn hơn 1/100.000 và 1/50.000. Dùng máy định vị toàn cầu (GPS) để xác định kinh độ và vĩ độ của các điểm lấy mẫu.
1. Sức sản xuất và tình hình sử dụng đất tại các điểm nghiên cứu
Cách lấy mẫu và phân tích theo Hướng dẫn đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng QA/QC, (Cục Môi trường, 2002).
2.3. Chỉ tiêu và phương pháp phân tích Lý học: Dung trọng, tỷ trọng, độ xốp,
thành phần cơ giới.
Cơ cấu, năng suất và mức độ bón phân cho các loại cây trồng trên đất phèn được thống kê từ các phiếu điều tra thực địa trình bày tại bảng 1 và 2. Các loại hình sử dụng đất phèn hiện nay nói chung vẫn còn ít, chủ yếu là cơ cấu 2 lúa, 1 lúa, một số nơi đất phèn được đưa vào ứng dụng cho mô hình
lúa - cá hoặc lúa - dưa leo như ở Mộc Hoá, Long An.
Bảng 1. Áp lực phân bón trên đất phèn theo các vùng (/ha/năm)
+ 59,6 kg P2O5 + 84,6 kg K2O + 240,6 kg NPK hỗn hợp cho 1 ha/năm. Trong đó ở Bắc bộ lượng phân sử dụng cho một ha/năm là 9,3 tấn phân chuồng + 181,1 kg N + 132,3 kg P2O5 + 125 kg K2O + 438,3 kg NPK, trong khi đó Nam bộ chỉ dùng 4,6 tấn phân chuồng + 68,8 kg N +33 kg P2O5 + 58,3 kg K2O + 160 kg NPK hỗn hợp trên 1 ha/năm.
Qua bảng trên cho thấy lượng phân chuồng sử dụng cho đất phèn ở Bắc bộ cao hơn so với Nam bộ do tập quán sử dụng, tương tự các loại phân bón hoá học ở Bắc bộ cũng có phần cao hơn. Theo thống kê và tính toán từ 159 phiếu điều tra, lượng phân bón trung bình trên đất phèn đang canh tác của cả nước là 8,5 tấn phân chuồng + 104,1 kg N
Bảng 2. Dăng suất và áp lực phân bón trên đất phèn theo cơ cấu (/ha/năm)
Các vùng PC (tấn) NPK hỗn hợp (kg) Giá trị thống kê N (kg) P2O5 (kg) K2O (kg) Min 2,8 38,3 17,8 0,0 95,6 Bắc bộ Max 15,3 383,3 291,7 833,3 987,8 TB 9,3 181,1 132,3 125,0 438,3 Min 4,0 0,0 1,4 0,0 57,6 Nam bộ Max 7,0 158,4 144,0 215,2 506,4 TB 4,6 68,8 33,0 58,3 160,0 Min 2,8 0,0 1,4 0,0 57,6 Cả nước Max 15,3 383,3 291,7 833,3 987,8 TB 8,5 104,1 59,6 84,6 240,6
N P2O5 K2O Cây trồng PC (tấn) Năng suất lúa (tấn) (kg) NPK hỗn hợp (kg) 2 lúa 9,8 8,5 107,0 68,0 81,5 257,0 1 lúa 4,0 4,0 37,7 14,4 30,0 82,1 Lúa - cá 4,25 4,0 36,0 12,4 29,5 78,0 Lúa - dưa leo 4,8 14,8 93,8 88,3 114,6 296,7
2. Một số đề xuất chất lượng đặc tính của đất phèn
Bảng 3. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu độ phì)
TT Chỉ tiêu Số mẫu Trung vị < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) Trung bình ( m ) 14 0,94 0,87 0,82 - 1,06 0,74 - 1,14 68,0 1 Dung trọng (g/cm3) 2 Tỷ trọng (g/cm3) 14 2,45 2,51 2,30 - 2,61 2,19 - 2,72 68,0 3 Độ xốp (%) 14 60,73 64,98 53,22 - 68,24 47,72 - 73,74 68,0 4 OC (%) 122 3,840 3,595 3,562 - 4,118 2,289 - 5,391 68,0 5 N (%) 125 0,246 0,228 0,228 - 0,264 0,041 - 0,451 97,5 124 0,139 0,123 0,124 - 0,153 0,057 - 0,220 68,0 6 P2O5 (%) 123 24,85 20,94 21,74 - 27,96 7,43 - 42,27 68,0 7 P2O5dt (mg/kg) 125 1,863 1,99 1,752 - 1,974 0,610 - 3,117 97,5 8 K2O (%)
Bảng 4. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu độ phì)
9 CEC (cmolc/kg) 125 16,76 17,03 16,21 - 17,31 10,53 - 22,98 97,5
hoạt động hàm lượng P2O5 tổng số trung bình là 0,139%, hàm lượng P2O5 dễ tiêu trung bình là 24,85 mg/kg và trong đất phèn tiềm tàng hàm lượng P2O5 tổng số trung bình là 0,141%, hàm lượng P2O5 dễ tiêu trung bình là 22,29 mg/kg.
Nhìn chung, dung trọng và tỷ trọng ở tầng canh tác trong đất phèn hoạt động cũng như đất phèn tiềm tàng đều thấp hơn các loại đất khác, vì đất phèn thường chứa nhiều hữu cơ. Hàm lượng cacbon hữu cơ (OC%) trung bình trong đất phèn hoạt động là 3,840%, dao động trong khoảng 3,562 - 4,118% ở mức tin cậy 95% và đất phèn tiềm tàng là 3,654%, dao động trong khoảng 3,083 - 4,225% ở mức tin cậy 95%. Trong đất phèn nói chung, hàm lượng N tổng số khá cao. Trung bình N tổng số trong đất phèn hoạt động là 0,246%, đất phèn tiềm tàng là 0,213%.
Về kali, đất phèn tiềm tàng và phèn hoạt động có hàm lượng kali tổng số tương đương mức 1,8 - 1,9%. Khả năng hấp thu cation (CEC) cũng là một chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu đất, trong cả 2 loại đất: phèn hoạt động và phèn tiềm tàng hàm lượng CEC trung bình không khác nhau nhiều, tương ứng là 16,76 cmolc/kg trong và 16,96 cmolc/kg, dao động khoảng 16,21 - 17,31 cmolc/kg và 15,95 - 17,96 cmolc/kg ở mức tin cậy 95%.
Lân là một yếu tố hạn chế trong đất phèn, đặc biệt là lân dễ tiêu. Theo kết quả phân tích và xử lý thống kê, trong đất phèn
Bảng 5. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu thông dụng)
TT Chỉ tiêu Số mẫu Trung vị < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) Trung bình ( m ) 6 0,77 0,75 0,55 - 0,99 0,56 - 0,98 68,0 6 2,54 2,55 2,46 - 2,62 2,36 - 2,70 95,7 1 Dung trọng (g/cm3) 2 Tỷ trọng (g/cm3) 3 Độ xốp (%) 6 69,58 69,32 61,14 - 78,02 53,50 - 85,66 97,5 4 OC (%) 34 3,654 3,440 3,083 - 4,225 0,380 - 6,928 97,5 34 0,213 0,203 0,191 - 0,236 0,083 - 0,344 97,5 34 0,141 0,144 0,120 - 0,162 0,019 - 0,262 97,5 33 22,29 16,27 15,68 - 28,90 Vết - 59,59 97,5 34 1,813 1,72 1,541 - 2,084 0,257 - 3,368 97,5 5 N (%) 6 P2O5 (%) 7 P2O5dt (mg/kg) 8 K2O (%) 9 CEC (cmolc/kg) 34 16,96 17,04 15,95 - 17,96 14,08 - 19,84 68
pH (đất tươi)
125
5,15
4,95
4,95 - 5,34
4,07 - 6,22
68,0
TT Chỉ tiêu Số mẫu Trung vị < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) Trung bình ( m )
2H O
pH (đất khô)
2
123
4,55
4,48
4,45 - 4,65
3,99 - 5,12
68,0
2H O
2- (%)
3 pHKCl (đất khô) 4 EC (mS/cm) TSMT (%) 7 8 Cl- (%) 9 SO4 10 S (%) 11 Fe2+ (mg/kg)
124 122 119 119 121 20 124
3,49 0,78 0,24 0,062 0,202 0,134 338,35
3,32 0,41 0,11 0,009 0,155 0,129 287,74
3,38 - 3,59 0,59 - 0,98 0,18 - 0,30 0,033 - 0,092 0,173 - 0,231 0,125 - 0,143 285,08 - 391,62
2,92 - 4,05 Vết - 1,87 Vết - 0,56 Vết - 0,385 Vết - 0,528 0,096 - 0,172 Vết - 937,76
68,0 68,0 68,0 97,5 97,5 97,5 97,5
1
12 Fe3+ (mg/kg) 13 Al3+ (mg/kg)
125 123
296,51 3,28
277,45 1,84
253,30 - 339,71 2,64 - 3,93
Vết - 784,57 Vết - 10,56
97,5 97,5
Bảng 6. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu thông dụng)
pH (đất tươi)
1
34
6,53
6,70
6,17 - 6,89
5,49 - 7,57
68,0
2H O
pH (đất khô)
2
34
5,18
5,24
4,84 - 5,52
4,22 - 6,14
68,0
2H O
34
4,33
4,21
3,92 - 4,73
3,17 - 5,48
68,0
3 pHKCl (đất khô)
4 EC (mS/cm)
34
1,57
0,40
1,01 - 2,14
Vết - 4,79
97,5
TSMT (%)
34
0,45
0,13
0,29 - 0,62
Vết - 1,39
97,5
7 8 Cl- (%)
34
0,453
0,051
0,263 - 0,644
Vết - 1,545
97,5
2- (%)
34
0,207
0,162
0,161 - 0,253
Vết - 0,470
97,5
9 SO4
20
0,169
0,160
0,141 - 0,197
0,049 - 0,289
97,5
34
97,5
639,59
588,67
547,41 - 731,78
Vết - 1168,00
34
58,88
97,5
37,30
35,27 - 82,49
Vết - 194,23
10 S (%) 11 Fe2+ (mg/kg) 12 Fe3+ (mg/kg) 13 Al3+ (mg/kg)
34
1,52
97,5
0,12
0,48 - 2,56
Vết - 7,48
suất 97,5%, TSMT (%) trong đất phèn tiềm tàng có hàm lượng từ vết đến 1,39% và khoảng này được đề xuất như là khoảng dao động giá trị TSMT (%) nền trong nhóm đất phèn hoạt động và đất phèn tiềm tàng ở Việt Nam 2006 - 2010.
pH là chỉ tiêu dễ nhận thấy và thường được sử dụng đầu tiên để đánh giá tính phèn của một loại đất phèn. Với khoảng tin cậy ở mức 95% của giá trị trung bình nền môi trường cho nhóm đất phèn hoạt động Việt pH đất Nam trong giai đoạn 2007 - 2010 2H O
tươi là 4,95 - 5,34;
2H O
2H O
pH đất khô là 4,45 - 4,65; pHKCl đất khô là 3,38 - 3,59 và cho pH đất tươi là nhóm đất phèn tiềm tàng 6,17 - 6,89; pHH2O đất khô là 4,84 - 5,52; pHKCl đất khô là 3,92 - 4,73.
Trong đất phèn hoạt động thì Cl- thấp (<0,1%), nhưng trong đất phèn tiềm tàng, có thể Cl- rất cao (0,453%). Tuy nhiên độ di động của nó rất lớn và rất dễ rửa trôi. Cl - trong đất phèn có thể tồn tại trong đất ở dạng muối ăn NaCl.
Hàm lượng SO4
2- trong đất phèn hoạt động trung bình là 0,202%, trong đất phèn tiềm tàng trung bình là 0,207%.
Khoảng tin cậy với mức 95% của giá trị trung bình EC (mS/cm) nền cho nhóm đất phèn hoạt động Việt Nam trong giai đoạn 2006 - 2010 là 0,59 - 0,98 và nhóm đất phèn tiềm tàng là 1,01 - 2,14.
Với mật độ xác suất 68% TSMT (%) trong đất phèn hoạt động dao động trong khoảng từ vết đến 0,56%, với mật độ xác
Fe2+ là một chỉ tiêu rất đặc thù đối với đất phèn. Do chế độ canh tác đặc thù của cây lúa bắt buộc có nước trong quá trình sinh trưởng và phát triển, dưới trạng thái nước ngập nhiều, hoá tính của đất phèn thay
TT Chỉ tiêu Số mẫu Trung vị < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) Trung bình ( m )
Al3+ được xem là một ion rất độc cho cây lương thực, đặc biệt là lúa ở đất phèn. Kết quả nghiên cứu về đất phèn Việt Nam năm 2007 cho thấy: Hàm lượng Al3+ trung bình đạt 3,28 mg/kg trong đất phèn hoạt động và 1,52 mg/kg trong đất phèn tiềm tàng.
đổi, hàm lượng Fe2+ tăng lên. Kết quả nghiên cứu đất phèn Việt Nam năm 2007 cho thấy: Trung bình hàm lượng Fe2+ ở phèn hoạt động đạt giá trị 338,35 mg/kg, ở phèn tiềm tàng đạt giá trị 639,59 mg/kg, hàm lượng Fe3+ ở phèn hoạt động đạt giá trị 296,51 mg/kg, ở phèn tiềm tàng đạt giá trị 58,88 mg/kg.
Bảng 7. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn hoạt động (chỉ tiêu kim loại nặng)
Trung bình TT Chỉ tiêu Số mẫu Trung vị < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) ( m )
Cu (mg/kg) 125 25,16 23,63 - 25,94 11,77 - 37,80 97,5 24,78 1
Pb (mg/kg) 125 38,36 36,51 - 40,01 18,49 - 58,52 97,5 38,26 2
Zn (mg/kg) 125 71,26 66,12 - 73,75 48,41 - 91,46 68,0 69,93 3
Bảng 8. Đề xuất chất lượng nền môi trường đất phèn tiềm tàng (chỉ tiêu kim loại nặng)
Cd (mg/kg) 125 0,97 0,94 - 1,00 0,79 - 1,14 68,0 0,97 4
Trung vị TT Chỉ tiêu Số mẫu < m , 95%< Khoảng dao động P mật độ (%) Trung bình ( m )
Cu (mg/kg) 34 24,58 21,50 - 25,93 11,01 - 36,43 97,5 23,72 1
Pb (mg/kg) 34 34,08 31,00 - 35,78 19,70 - 47,07 97,5 33,39 2
Zn (mg/kg) 34 87,73 73,63 - 88,78 37,77 - 124,63 97,5 81,20 3
Cd (mg/kg) 34 1,01 0,94 - 1,09 0,80 - 1,23 68,0 1,02 4
