Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến hàm lượng nitơ (N) và phốt pho (P) trong nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến hàm lượng nitơ (N) và phốt pho (P) trong nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội" với mục tiêu xác định ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng trong canh tác lúa đến hàm lượng của hai nguyên tố N, P trong nước ngầm tầng nông, làm cơ sở cho việc khai thác và sử dụng nước ngầm đảm bảo chất lượng phục vụ sinh hoạt và sản xuất của khu vực.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến hàm lượng nitơ (N) và phốt pho (P) trong nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN PHAN VIỆT NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC TƢỚI Ô NHIỄM ĐẾN HÀM LƢỢNG NITƠ (N) VÀ PHỐTPHO (P) TRONG NƢỚC NGẦM TẦNG NÔNG KHU VỰC TRỒNG LÚA HUYỆN GIA LÂM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Kỹ thuật cấp thoát nước Mã số: 9580213 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2025 i
Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: TS. Đinh Thị Lan Phương Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Nguyễn Thị Ngọc Dinh Phản biện 1: PGS.TS. Đặng Thị Thanh Huyền – Trường Đại học Xây dựng Phản biện 2: GS.TS Nguyễn Ngọc Minh – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Phản biện 3: PGS.TS. Đặng Minh Hải - Trường Đại học Thuỷ Lợi Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại: Room 5, nhà K1, Trường Đại học Thuỷ Lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội. vào lúc 8h30 ngày 21 tháng 01 năm 2025 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi ii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Nước ngầm chiếm khoảng 30% lượng nước ngọt toàn cầu. Đây đang là nguồn nước được khai thác phục vụ cho khoảng 2 tỉ người cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Ở nhiều nơi, tỷ lệ sử dụng nước ngầm có thể lên tới 100% cho mục đích sinh hoạt, tưới tiêu và công nghiệp. Cho đến nay trên toàn cầu đã có khoảng 60% các khu vực bị ô nhiễm N trong nước ngầm, tình trạng ô nhiễm thường xảy ra ở các vùng nông nghiệp. Nguyên nhân sử dụng nước tưới ô nhiễm và áp dụng phân bón quá mức khuyến cáo, sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người nếu khai thác và sử dụng trực tiếp nguồn nước đó. Do đó, bảo vệ nguồn nước ngầm để phục vụ cho kinh tế, dân sinh là nhiệm vụ hết sức cấp bách. Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường trong những năm gần đây nguồn nước ngầm huyện Gia Lâm đang có dấu hiệu ô nhiễm N và chưa có dấu hiệu ô nhiễm P. Nguyên nhân là do ô nhiễm nước bề mặt và các hệ thống nước tưới. Điển hình nước trên hệ thống Bắc Hưng Hải có hàm lượng N và P cao hơn QCVN 08-MT:2015/BTNMT từ 2,48 – 4,15 lần [3]; hệ thống thủy lợi Bắc Đuống giai đoạn 2019 - 2021 có hàm lượng N vượt QCVN 08-MT:2015 BTNMT từ 36,3% – 100% . Nguồn nước ngầm huyện Gia Lâm hiện tại vẫn được sử dụng cho cấp nước sinh hoạt trong nhiều hộ gia đình. Do nguồn nước máy chưa ổn định dẫn đến không đủ lưu lượng, một phần do tập quán của người dân vẫn khai thác và sử dụng các giếng thông qua hệ thống bể lọc cát phục vụ cho sinh hoạt. 1
Do đó, làm rõ tác động của nước tưới ô nhiễm đến N và P tới nước ngầm tầng nông huyện Gia Lâm là hết sức cấp thiết. Cho đến thời điểm hiện tại, chưa có công trình khoa học nào công bố các nghiên cứu về ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến N và P trong nước ngầm tầng nông huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. Trong đó, tồn tại cần được làm rõ là sự tích hợp giữa chế độ phân bón khuyến cáo và nước tưới ô nhiễm có làm gia tăng hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông không. Do đó, luận án ‘‘Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến hàm lượng nitơ (N) và phốt pho (P) trong nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội“ được thực hiện. Kết quả của luận án cung cấp cơ sở khoa học về quản lý phân bón và kiểm soát, xử lý ô nhiễm nước tưới để bảo vệ nguồn nước ngầm phục vụ cho mục đích khai thác và đảm bảo chất lượng cho người sử dụng. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng trong canh tác lúa đến hàm lượng của hai nguyên tố N, P trong nước ngầm tầng nông, làm cơ sở cho việc khai thác và sử dụng nước ngầm đảm bảo chất lượng phục vụ sinh hoạt và sản xuất của khu vực. - Đề xuất được giải pháp giảm thiểu tác động của phân bón và nước tưới ô nhiễm trên đất lúa đến chất lượng nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. 3. Nội dung nghiên cứu - Ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm có bón phân cho lúa đến thấm rửa N, P xuống nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội; 2
- Nghiên cứu giải pháp giảm phân bón và áp dụng Biochar để giảm tác động của phân bón xuống nước ngầm tầng nông khu vực trồng lúa huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 4.1. Đối tƣợng nghiên cứu - Hàm lượng nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), amoni (NH4+) và phốt phát (PO43-) trong nước tưới và nước ngầm tầng nông (nước dưới đất) tại các độ sâu -35 cm, -70 cm, - 120 cm khu vực canh tác lúa; - Nước ngầm tầng nông dưới tác động của nước tưới bị ô nhiễm sử dụng phân bón. 4.2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu được tiến hành trên đất phù sa sông Hồng không được bồi, trung tính, ít chua trồng chuyên lúa 2 vụ/năm. Lúa được bón phân ở mức: 120 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha/vụ; - Nước ngầm tầng nông vùng trồng lúa của huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội; - Phạm vi: + Thời gian: Thí nghiệm tiến hành trong 02 năm (từ tháng 6/2021 đến tháng 05/2023). + Nguồn nước: Sông cầu Bây từ toạ độ (20o99’54”N - 105o92’84”E) đến (21o 01’11”N - 105o92’84”E) 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu - Phương pháp bố trí thí nghiệm - Phương pháp lấy mẫu 3
- Phương pháp phân tích - Phương pháp theo dõi chỉ tiêu, sinh trưởng và năng suất 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 6.1. Ý nghĩa khoa học Cung cấp cơ sở khoa học đánh giá mức độ ảnh hưởng của việc tưới nước ô nhiễm và chế độ phân bón cho lúa tới hàm lượng N và P trong nước ngầm tầng nông ở đất phù sa sông Hồng không được bồi, trung tính, ít chua. 6.2. Ý nghĩa thực tiễn Các kết quả nghiên cứu của luận án xác định được một số giải pháp giảm thiểu khả năng phú dưỡng N trong nước ngầm tầng nông do ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón vùng chuyên canh lúa nước của đồng bằng sông Hồng. 7. Đóng góp mới của luận án - Làm rõ được nước tưới ô nhiễm sử dụng chế độ phân 120 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha/vụ làm thấm NO3- và NH4+ xuống nước ngầm tầng nông tới độ sâu –70 cm, không làm thấm NO2- và PO43-. Từ đó đưa ra khuyến cáo nên giảm lượng phân đạm trong điều kiện nước tưới ô nhiễm để giảm thấm N xuống nước ngầm tầng nông mà không ảnh hưởng đến năng suất. - Làm rõ được những ảnh hưởng của kỹ thuật tưới ngập và tưới tiết kiệm nước đến thấm N xuống nước ngầm tầng nông. Tưới ngập với nước tưới ô nhiễm làm thấm NO3- xuống nước ngầm tầng nông tới độ sâu -120 cm, làm thấm NH4+ xuống tới độ sâu -70 cm, không làm thấm NO2- và PO43-. Tưới tiết kiệm nước với nước tưới ô nhiễm chỉ làm thấm NO3- xuống tầng –35 cm và không làm thấm NH4+, NO2- và PO43-. 4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU - Các nghiên cứu về chất lượng nước ngầm ở các vùng nông nghiệp trên thế giới đều tập trung vào ảnh hưởng của chế độ phân bón đến hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. Cho đến thời điểm này, có rất ít các công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân hoá học cho lúa đến hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. - Những công trình khoa học và các số liệu điều tra khảo sát ban đầu của luận án cho thấy nước ngầm tầng nông khu vực huyện Gia Lâm đang có dấu hiệu ô nhiễm N. Với hàm lượng P không có trong QCVN 09-MT:2015 – BTNMT để xác định có ô nhiễm P hay không. - Các số liệu khoa học công bố đều chỉ ra nước tưới cho khu vực huyện Gia Lâm đang bị ô nhiễm N và P. Tuy nhiên chế độ phân bón hoá học vẫn áp dụng theo khuyến cáo của Viện khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Như vậy, sự ô nhiễm N, P trong nước tưới với lượng phân bón N, P cho lúa có thể dẫn đến: + Hoặc do các tầng đất chỉ có khả năng tích trữ N, P hữu hạn nên N và P theo nước thấm xuống đi vào nước ngầm tầng nông; + Hoặc do các tầng đất chỉ có khả năng tích trữ N hữu hạn nên N theo nước thấm xuống đi vào nước ngầm tầng nông, còn P được giữ lại do kết tủa muối phốt phát trong đất nên không ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm tầng nông. + Hiện tại, chưa có nghiên cứu nào ở Việt Nam về giải pháp giảm thấm N, P xuống nước ngầm tầng nông. Như vậy, các nội dung trên chính là các vấn đề tồn tại chưa có công bố khoa học. Vì vậy, trong phạm vi nghiên cứu, luận án sẽ tập trung giải quyết vấn đề: 5
+ Có hay không ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm cho lúa đến hàm lượng N và P trong nước ngầm tầng nông khu vực huyện Gia Lâm, Hà Nội. + Từ kết quả nghiên cứu, luận án nghiên cứu giải pháp giảm hàm lượng N, P hoặc giảm N (trong trường hợp không thấm P) trong nước mặt ruộng bằng phụ phẩm nông nghiệp và giảm phân bón. Nước ngầm tầng nông có thể ngấm xuống tầng sâu hơn ảnh hưởng đến chất lượng nước khai thác và sử dụng cho sinh hoạt. Khi hàm lượng N hoặc P trong nước mặt ruộng giảm sẽ giảm thấm N hoặc P xuống nước ngầm tầng nông. 6
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học lựa chọn thí nghiệm 2.1.1. Lựa chọn các kỹ thuật tưới Kỹ thuật tưới được áp dụng cho lúa là tưới ngập và tưới tiết kiệm nước. 2.1.2. Lựa chọn khu vực thí nghiệm và độ sâu mực nước ngầm tầng nông 2.1.2.1. Lựa chọn khu vực thí nghiệm Vị trí khảo sát đất nghiên cứu được thực hiện tại cánh đồng lúa thuộc thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội. 2.1.2.2. Lựa chọn tầng đất nghiên cứu Luận án lựa chọn khảo sát các tầng nước ngầm tầng nông gồm: tầng – 35 cm, tầng – 70 cm, tầng – 120 cm. 2.1.3. Lựa chọn giống lúa Luận án lựa chọn giống Bắc thơm số 7 có nguồn gốc Trung Quốc 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm Sơ đồ mặt bằng tổng thể khu vực bố trí thí nghiệm 7
Luận án thực hiện 03 nhóm Thí nghiệm, bao gồm 02 nhóm thí nghiệm đồng ruộng và 01 nhóm thí nghiệm trong phòng. Nhóm thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón tới hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. Bao gồm 03 công thức: CT1 – nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón; CT2 – Nước tưới không ô nhiễm sử dụng phân bón; CT 3 – Nước tưới ô nhiễm không sử dụng phân bón. Nhóm thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của các kỹ thuật tưới đến hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. Bao gồm 02 công thức: (1) Tưới ngập và (2) Tưới tiết kiệm nước. Nhóm thí nghiệm 3: Nghiên cứu giảm dư lượng N trong nước mặt ruộng bởi phụ phẩm nông nghiệp và điều chỉnh phân bón N. 2.2.1.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón tới hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. - Địa điểm bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí tại khu thí nghiệm lúa khoa Tài nguyên và Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (20o 59’58”N - 105o55’53”E) - Thời gian thực hiện: Trong 02 năm từ 6/2021 – 5/2023 với 02 vụ Xuân và 02 vụ Mùa. - Công thức thí nghiệm: + CT1: Nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón. Nước tưới từ hệ thống kênh nhánh của sông Cầu Bây, có bón phân hoá học. 8
+ CT2: Nước tưới sạch, bón phân (Công thức đối chứng). Sử dụng nước tưới là nước máy không ô nhiễm N, P có bón phân hoá học. Nước tưới được dẫn vào bể chứa để bay clo sau đó mới tưới ra ruộng. + CT3: Nước tưới ô nhiễm, không sử dụng phân bón. Nước tưới từ hệ thống kênh nhánh của sông Cầu Bây, không bón phân hoá học. - Công thức thí nghiệm được bố trí 03 ô thí nghiệm có kích thước mỗi ô 3*3 m, được chắn tôn cao 40 cm làm 02 hào bao nilon 02 lớp đến độ sâu 2,2 m để đảm bảo 0 – 2,2 m không có nước thấm ngang và nước tràn mặt ruộng trong những đợt mưa lớn. - Trong mỗi ô thí nghiệm khoan 03 độ sâu -45cm, -80cm và -130cm, tại các vị trí khoan đặt ống nhựa PVC có đường kính D90. Xung quanh ống được chèn đất sét giữa đất và thành ống (vách) để tránh nước bề mặt chảy xuống tầng đất nghiên cứu. Ống nhựa được bịt 2 đầu, đục các lỗ nhỏ xung quanh tương ứng ở 03 độ sâu -35cm, -70cm, -120cm và được bọc bằng vải địa kỹ thuật. Nước ngầm tại các độ sâu -35cm, -70cm và -120 cm qua các lỗ nhỏ ngấm vào ống thu nước và được trữ tại khoang chứa. - Chế độ phân bón: 120 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha/vụ sử dụng phân đơn đạm ure (46%N), Super lân (17% P2O5), kali sunfat (52% K2O). Thời gian bón: Bón thúc một lần duy nhất vào thời kì lúa đẻ nhánh. - Lúa cấy 1 dảnh, 36 khóm/m2 đất ở tất cả 4 vụ trong 02 năm thực hiện nghiên cứu 2.2.1.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu anh hưởng của kỹ thuật tưới đến hàm lượng N, P trong nước ngầm tầng nông. - Địa điểm bố trí thí nghiệm: 9
Thí nghiệm được bố trí trên cánh đồng lúa khoa Tài nguyên và Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (20o 59’58”N - 105o55’53”E) - Thời gian thực hiện: Trong 02 năm từ 6/2021 – 5/2023 với 02 vụ Xuân và 02 vụ Mùa. - Công thức thí nghiệm gồm 02 công thức như sau: + Công thức tưới ngập: Được thực hiện trên toàn bộ ruộng lúa có diện tích 960 m2. Thực hiện theo cách tưới truyền thống của dân tại nhiều vùng. + Công thức tưới tiết kiệm nước: Áp dụng quy trình kỹ thuật tưới tiết kiệm nước theo hướng dẫn của tác giả Trần Viết Ổn. + Nước tưới của cả hai công thức được dẫn từ hệ thống kênh nối sông Cầu Bây. + Công thức thí nghiệm được bố trí trên ô thí nghiệm có kích thước mỗi ô 3*3 m, được chắn tôn cao 40 cm làm 02 hào bao nilon 02 lớp đến độ sâu 2,2 m để đảm bảo 0 – 2,2 m không có nước thấm ngang và nước tràn mặt ruộng trong những đợt mưa lớn. + Trong ô thí nghiệm khoan 03 độ sâu -45 cm, -80 cm và -130 cm, tại các vị trí khoan đặt ống nhựa PVC có đường kính D90. Ống nhựa được bịt 2 đầu, đục các lỗ nhỏ xung quanh tương ứng ở 03 độ sâu -35 cm, -70 cm, -120 cm và được bọc bằng vải địa kỹ thuật. Nước ngầm tại các độ sâu -35 cm, -70 cm và -120 cm qua các lỗ nhỏ ngấm vào ống thu nước và được trữ tại khoang chứa. - Chế độ phân bón: 120 kg N + 90 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha/vụ sử dụng phân đơn đạm ure (46%N), Super lân (17% P2O5), kali sunfat (52% K2O). Thời gian bón: Bón thúc một lần duy nhất vào thời kì lúa đẻ nhánh. 10
- Lúa cấy 1 dảnh, 36 khóm/m2 ở tất cả 4 vụ trong 2 năm thực hiện nghiên cứu 2.2.2.3. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu giảm dư lượng N trong nước mặt ruộng bởi phụ phẩm nông nghiệp và điều chỉnh phân bón N - Địa điểm bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí trong nhà lưới khoa Tài nguyên và Môi trường, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (20o 59’58”N - 105o55’53”E) - Thời gian thực hiện: Trong 02 năm từ 6/2021 – 5/2023 với 02 vụ Xuân và 02 vụ Mùa. - Đất thí nghiệm: Đất thí nghiệm được phơi khô tự nhiên trong không khí, làm nhỏ, rây qua rây 2 mm trước khi chuyển vào các chậu có đường kính 30 cm với lượng đất là 10 kg/chậu. Mạ được cấy với mật độ 1 dảnh/chậu. - Công thức thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD) với 12 công thức (3 công thức bổ sung biochar và 04 công thức bón phân đạm). Mỗi công thức 3 lần nhắc lại. Tổng số chậu của thí nghiệm là 36 chậu. 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu 2.2.2.1. Lấy mẫu đất Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu đất áp dụng theo tiêu chuẩn: TCVN 7538-2:2005, ISO 10381-2:2002, Chất lượng đất – Lấy mẫu - Phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu. 2.2.2.2. Lấy mẫu nước - Tần suất thu mẫu: Thu mẫu định kỳ 7 ngày/lần. 11
- Tổng số lần thu mẫu cho mỗi vụ: 11 lần tính từ khi cấy đến chắc bông. - Thời gian thu mẫu: vào 07h – 08h sáng. - Cách thu mẫu nước dưới đất: Sử dụng bơm hút để hút thu mẫu nước từ các ống. Nước mẫu dưới đất được lấy theo 03 độ sâu bao gồm -35 cm, -70 cm, -120 cm. Tần suất lấy định kỳ 7 ngày/lần. - Bảo quản mẫu: Các chai sau khi thu mẫu được bảo quản trong thùng đá trước khi mang về Phòng thí nghiệm. - Thời gian phân tích: Thực hiện phân tích luôn trong ngày. 12
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hàm lƣợng N và P trong các tầng đất 3.1.1. Hàm lượng N tổng số trong các tầng đất dưới ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân hoá học Kết quả chỉ ra, có sự giảm dần về hàm lượng N theo chiều sâu của tầng đất của tất cả các công thức trong các 04 vụ. Vậy, dưới ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón tác động đáng kể đến tầng –35 cm. Tầng –70 cm bị tác động nhẹ hơn và tầng –120 cm chưa bị tác động. 3.1.2. Hàm lượng P tổng số trong các tầng đất dưới ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón Từ các kết quả thí nghiệm đã chỉ ra không có hiện tượng thấm rửa P từ nước mặt ruộng xuống các tầng đất dưới. Như vậy, không có hiện tượng thấm P xuống các tầng dưới ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón. 3.2. Ảnh hƣởng của nƣớc tƣới ô nhiễm sử dụng phân bón cho lúa đến hàm lƣợng N, P trong nƣớc ngầm tầng nông 3.2.1. Nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón (CT1) 3.2.1.1. Hàm lượng NO3- Từ các kết quả thí nghiệm đã chỉ ra các xu hướng chung như sau: - Hàm lượng NO3- trong nước ngầm tại các tầng gia tăng theo mức độ ô nhiễm của nước tưới - Hàm lượng NO3- trong nước ngầm tại các tầng gia tăng theo thời điểm bón phân. - Nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón làm gia tăng hàm lượng NO3- trong nước ngầm tầng nông 13
Vì vậy, có hiện tượng thấm NO3- xuống các tầng đất dưới. 3.2.1.2. Hàm lượng NH4+ Kết quả thí nghiệm trong 4 vụ chỉ ra hàm lượng NH4+ trong nước tưới không ảnh hưởng đến tầng -120 cm. Các kết quả thí nghiệm của hàm lượng NH4+ trong tầng –120 cm đều nằm dưới QCVN 09-MT:2015/BTNMT và QCVN 09- MT:2015/BTNMT. 3.2.1.3. Hàm lượng NO2- Kết quả thí nghiệm cho thấy: - Hàm lượng NO2- trong các tầng thấp hơn so với NO3- và NH4+. - Nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón không ảnh hưởng đến NO2- trong nước ngầm tầng nông. 3.2.1.4. Hàm lượng PO43- Các kết quả thí nghiệm chỉ ra dưới điều kiện nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón không có hiện tượng thấm P xuống nước ngầm tầng nông. 3.2.2. Nước tưới ô nhiễm, không áp dụng phân bón (CT3) 3.2.2.1. Hàm lượng NO3- Trong điều kiện không áp dụng phân bón nhưng tưới nước ô nhiễm liên tục vẫn xảy ra hiện tượng NO3- thấm xuống các tầng đất phía dưới. Khi có sự kiểm soát nước tưới đã giảm hiện tượng thấm NO3- xuống các tầng đất phía dưới. 3.2.2.2. Hàm lượng NH4+ - Dưới sự kiểm soát phân bón, hàm lượng NH4+ trong nước dưới đất các tầng – 35 cm và – 70 cm chỉ ảnh hưởng khi nước mặt ruộng có hàm lượng NH4+ cao - Hàm lượng NH4+ giảm theo độ sâu của các tầng đất. 14
3.2.2.3. Hàm lượng NO2- Kết quả thí nghiệm chỉ ra dưới điều kiện kiểm soát phân bón, không ảnh hưởng của nước tưới ô nhiễm đến hàm lượng NO2- trong nước ngầm tầng nông. 3.2.2.4. Hàm lượng PO43- Hàm lượng PO43- ở cả ba tầng -35 cm, -70 cm và -120 cm của cả hai CT1 và CT3 tương đồng nhau là do không có hiện tượng thấm P xuống nước ngầm dưới các điều kiện kiểm soát nước tưới và phân bón khác nhau. 3.2.3. Nước tưới sạch áp dụng phân bón (CT2) 3.2.3.1. Hàm lượng NO3- - Kết quả thí nghiệm cho thấy dưới sự kiểm soát nước tưới và áp dụng phân bón đã cơ bản quản lý được sự thấm NO 3- xuống các tầng dưới. Duy nhất tại thời điểm bón phân xảy ra thấm NO 3- xuống tầng -35 cm, nhưng vẫn thấp hơn 2,51 – 4,22 lần so với CT1. - Các tầng -70 cm và -120 cm không bị ảnh hưởng đáng kể so với các thời điểm không áp dụng phân bón. Kết quả thí nghiệm chỉ ra nếu chất lượng nước tưới được cải thiện sẽ giảm thấm NO3- xuống các tầng đất và nước phía dưới. 3.2.3.2. Hàm lượng NH4+ Kết quả thí nghiệm cho thấy, dưới sự kiểm soát nước tưới tất cả các hàm lượng NH4+ trong các tầng đều nằm trong quy chuẩn cho phép. 3.2.3.3. Hàm lượng NO2- Hàm lượng NO2- của CT2 trong tất cả các tầng dưới tưới nước sạch và sử dụng phân bón đều nằm trong quy chuẩn cho phép. 15
3.2.3.4. Hàm lượng PO43- - Kết quả thí nghiệm cho thấy hàm lượng PO43- trong nước mặt ruộng cao hơn nước máy, - Kết quả của thí nghiệm cũng cho thấy hầu hết các tầng -35 cm, -70 cm đều có hàm lượng PO43- cao hơn hàm lượng PO43- trong nước mặt ruộng. - Giảm nhẹ hàm lượng PO43- ở tầng -35 cm trung bình từ 10,12 – 15,24% so với CT1. Tuy nhiên, tầng -70 cm và tầng -120 cm không có sự khác biệt đáng kể so với các tầng tương ứng của CT1 (p > 0,05). 3.2.4. Nhận xét chung - Kết quả hàm lượng PO43- của các CT1, CT2 và CT3 chỉ ra nước tưới ô nhiễm sử dụng phân bón P làm hàm lượng PO43- ở tầng -35 cm cao hơn so với các công thức kiểm soát nước tưới từ 10 – 15%, tuy nhiên, mức độ thấm PO43- chỉ dừng lại ở tầng -35 cm. - Không có sự khác biệt đáng kể giữa nồng độ PO43- ở các tầng -70 cm và - 120 cm của cả ba công thức. - Nồng độ PO43- trong các tầng nước ngầm nông -35 cm, -70 cm, -120 cm giảm dần theo chiều sâu của đất với hệ số giảm trung bình từ 1,54 – 3,14 lần. 3.3. Ảnh hƣởng của kỹ thuật tƣới ngập và tƣới tiết kiệm nƣớc đến hàm lƣợng N trong nƣớc ngầm tầng nông 3.3.1. Hàm lượng NO3- - Không có sự khác nhau đáng kể giữa nồng độ NO3- trong các vụ (p > 0,05), có thể thấy rõ tưới ngập gia tăng mức độ thấm so với tưới tiết kiệm nước. - Không có sự khác nhau giữa nồng độ NO3- trong 3 vụ: đông xuân 2022; mùa 2022; đông xuân 2023 (p > 0,05). Dưới tác động của hình thức tưới ngập, lượng phân bón đi vào các tầng đất hàm lượng NO3- tại các độ sâu -35 cm, -70 cm, - 120 cm lần lượt là từ 0,6 - 2,2 mg/L, 0,8 - 1,9 mg/L, 0,4 - 1,6 mg/L. 16
- Hàm lượng NO3- tại từng tầng trong các vụ khi sử dụng cùng công thức tưới (CT1) không khác nhau. Tuy nhiên, nồng độ NO3- trong cùng một vụ tại các tầng khác nhau có sự khác biệt rõ rệt, 3.3.2. Hàm lượng NH4+ Kết quả thí nghiệm đã chỉ ra kiểm soát mức nước mặt ruộng giảm thấm NH4+ xuống nước ngầm. Tưới ngập với nước tưới ô nhiễm ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng NH4+ trong các tầng -35 cm và -70 cm. 3.3.3. Hàm lượng NO2- - Hàm lượng NO2- trong nước ngầm đều nằm trong quy chuẩn cho phép, do đó các kỹ thuật tưới ngập hay tưới tiết kiệm nước với nước tưới ô nhiễm không làm ảnh hưởng đến hàm lượng NO2- trong nước ngầm. 3.3.4. Hàm lượng PO43- Ảnh hưởng của tưới ngập và tưới tiết kiệm nước với mức tưới khác nhau không làm ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng PO43- trong các tầng. Kết quả cũng chỉ ra xu hướng chung cho cả 2 công thức là hàm lượng PO43- giảm dần theo độ sâu của các tầng đất. 3.4. Kết quả sử dụng than sinh học (Biochar) và điều chỉnh phân bón kiểm soát N trong nƣớc mặt ruộng Kết quả của CT1, CT2, CT3 đã chỉ ra mức độ thấm N phụ thuộc vào hàm lượng N trong nước mặt ruộng. Vậy để giảm thấm N xuống nước ngầm, cần kiểm soát hàm lượng N trong nước mặt ruộng. Để không đưa thêm hóa chất độc hại vào ruộng lúa, nghiên cứu này áp dụng biochar từ trấu và điều chỉnh tỉ lệ phân bón. 3.4.1. Kiểm soát NO3-, NO2-, NH4+ trong nước mặt ruộng bởi biochar 3.4.1.1. Kiểm soát NO3- Kết quả thí nghiệm của áp dụng biochar đã chỉ ra có sự thay đổi về hàm lượng NO3- giữa các công thức, tuy nhiên mức độ giảm chỉ từ 2,2 – 19,8% so với đối chứng. 17
Trung bình, so với công thức đối chứng sử dụng nước tưới ô nhiễm và bón phân theo khuyến cáo, hàm lượng NO3- trong nước mặt ruộng của các công thức biochar 1 - 2,5 - 5% giảm nhiều nhất 20,9% và 66,67%. 3.4.1.2. Kiểm soát NO2- - Kết quả cho thấy áp dụng biochar giảm hàm lượng NO2- trong nước mặt ruộng, mức độ giảm tỉ lệ thuận với hàm lượng biochar áp dụng. - Như vậy, trong cùng điều kiện về giống lúa, đất, và nước tưới, áp dụng biochar 5% cho kết quả giảm hàm lượng NO2- trong nước mặt ruộng tối ưu nhất so với đối chứng. 3.4.1.3. Kiểm soát NH4+ - Kết quả thí nghiệm cho thấy tỉ lệ biochar áp dụng 1% không làm giảm hàm lượng NH4+ trong nước mặt ruộng so với đối chứng (p > 0,05). Tỉ lệ biochar 2,5% cho kết quả giảm hàm lượng NH4+ trong nước mặt ruộng từ 7,8 – 8,36% so với đối chứng. - Giảm sâu nhất là công thức áp dụng tỉ lệ biochar 5%, giảm hàm lượng NH4+ trong nước mặt ruộng từ 13,1 – 16,7% so với đối chứng. 3.4.2. Kiểm soát NO3-, NO2-, NH4+ trong nước mặt ruộng bởi kết hợp biochar và điều chỉnh phân bón 3.4.2.1. Kiểm soát NO3- Kết quả thí nghiệm đã chỉ ra nồng độ NO3- trong nước mặt ruộng có xu hướng giảm khi lượng phân bón được điều chỉnh giảm. So sánh kết quả của ba nhóm công thức biochar 1%, 2,5% và 5% cho thấy: sự giảm tỉ lệ phân N 20% cho kết quả khác biệt về hàm lượng NO 3- giữa ba công thức bio1 - N80, bio2,5 - N80 và bio5 - N80 (p < 0,05). 18