Tài liệu đánh giá chất lượng đất trồng rau tại huyện thanh trì, thành phố hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRỊNH PHƯƠNG NAM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐẤT TRỒNG RAU TẠI HUYỆN THANH TRÌ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Khoa học đất Mã số: 60.62.01.03 Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Quốc Hưng NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Trịnh Phương Nam i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc TS. Phan Quốc Hưng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Khoa học đất, Khoa Quản lý đất đai - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội, đặc biệt là thể lãnh đạo, cán bộ viên chức xã Yên Mỹ, xã Duyên Hà và xã Vạn Phúc - huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Trịnh Phương Nam ii MỤC LỤC Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ....................................................................................................... v Danh mục bảng ................................................................................................................ vi Danh mục hình ................................................................................................................ vii Trích yếu luận văn ......................................................................................................... viii Thesis abstract................................................................................................................... x Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 2 1.4. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn......................................... 2 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 3 2.1. Khái niệm về đất và môi trường đất ................................................................... 3 2.1.1. Khái niệm về đất ................................................................................................. 3 2.1.2. Khái niệm về môi trường đất .............................................................................. 6 2.2. Quan điểm về chất lượng đất và đánh giá chất lượng đất .................................. 8 2.2.1. Khái quát về chất lượng đất ................................................................................ 8 2.2.2. Quan điểm về chất lượng đất ở trên thế giới và ở Việt Nam ............................ 10 2.2.3. Đánh giá chất lượng đất ở trên thế giới và ở Việt Nam .................................... 13 2.3. Kết quả đánh giá chất lượng đất nông nghiệp .................................................. 17 2.3.1. Kết quả đánh giá chất lượng đất nông nghiệp trên thế giới .............................. 17 2.3.2. Kết quả đánh giá chất lượng đất ở Việt Nam ................................................... 19 2.4. Đất trồng rau và chất lượng đất trồng rau......................................................... 22 Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .......................................................... 27 3.1. Địa điểm nghiên cứu......................................................................................... 27 3.2. Thời gian nghiên cứu ........................................................................................ 27 3.3. Đối tượng/vật liệu nghiên cứu .......................................................................... 27 3.4. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 27 3.4.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của huyện Thanh Trì ................. 27 iii 3.4.2. Tình hình sử dụng đất và sản xuất rau của huyện Thanh Trì ........................... 28 3.4.3. Đánh giá chất lượng đất trồng rau tại huyện Thanh Trì ................................... 28 3.4.4. Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng đất phục vụ sản xuất rau an toàn tại huyện Thanh Trì .......................................................................................... 28 3.5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 28 3.5.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp.................................................. 28 3.5.2. Phương pháp lấy mẫu đất ................................................................................. 28 3.5.3. Phương pháp phân tích ..................................................................................... 29 3.5.4. Phương pháp minh họa ..................................................................................... 29 3.5.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 29 Phần 4. Kết quả và thảo luận ....................................................................................... 30 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại huyện Thanh Trì ................................ 30 4.1.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................ 30 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................................. 37 4.2. Tình hình sử dụng đất và sản xuất rau của huyện Thanh Trì ........................... 45 4.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Thanh Trì năm 2016 .................... 45 4.2.2. Tình hình sản xuất rau của huyện Thanh Trì năm 2016 ................................... 47 4.3. Đánh giá chất lượng đất trồng rau tại huyện Thanh Trì .............................................. 52 4.3.1. Tính chất vật lý ................................................................................................. 52 4.3.2. Tính chất hoá học ............................................................................................. 57 4.3.3. Tính chất sinh học............................................................................................. 62 4.3.4. Hàm lượng kim loại nặng trong đất .................................................................. 64 4.4. Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng đất phục vụ sản xuất rau an toàn tại huyện Thanh Trì .......................................................................................... 73 Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 74 5.1. Kết luận............................................................................................................. 74 5.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 75 Tài liệu tham khảo .......................................................................................................... 76 Phụ lục .......................................................................................................................... 80 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường Đvt Đơn vị tính ĐVHC Đơn vị hành chính KLN Kim loại nặng LĐ Lao động NN và PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NXB Nhà xuất bản NSNN Ngân sách nhà nước QCVN Quy chuẩn Việt Nam RAT Rau an toàn TPCG Thành phần cơ giới TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân VKTSHK Vi khuẩn tổng số hảo khí VKTSYK Vi khuẩn tổng số yếm khí VSVĐ Vi sinh vật đất v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Ảnh hưởng của lượng mưa đến độ chua của đất .......................................... 5 Bảng 2.2. Độ pH thích hợp của một số loại rau. ........................................................ 24 Bảng 3.1. Số lượng mẫu căn cứ theo Diện tích các loại rau chính............................. 27 Bảng 4.1. Cơ cấu kinh tế của huyện Thanh Trì giai đoạn 2011-2016. ....................... 37 Bảng 4.2. Dân số và lao động của huyện Thanh Trì giai đoạn 2011-2016 ................ 41 Bảng 4.3. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Thanh Trì năm 2016 ............. 46 Bảng 4.4. Diện tích đất trồng rau tại các xã huyện Thanh Trì năm 2016................... 48 Bảng 4.5. Tính chất vật lý, nước của đất trồng rau khu vực nghiên cứu.................... 52 Bảng 4.6. Thành phần cơ giới đất trồng rau huyện Thanh Trì ................................... 54 Bảng 4.7. Tính chất hoá học vùng đất trồng rau huyện Thanh Trì............................. 58 Bảng 4.8. Tính chất sinh học vùng đất trồng rau huyện Thanh Trì ............................ 62 Bảng 4.9. Hàm lượng KLN trong đất trồng rau khu vực nghiên cứu......................... 65 vi DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Cách lấy mẫu đất .......................................................................................... 28 Hình 4.1. Biểu đồ nhiệt độ không khí trung bình thành phố Hà Nội các tháng trong năm ...............................................................................................................................32 Hình 4.2. Biểu đồ lượng mưa thành phố Hà Nội các tháng trong năm........................ 32 Hình 4.3. Biểu đồ độ ẩm trung bình tại Hà Nội các tháng trong năm ......................... 33 Hình 4.4. Biểu đồ cơ cấu kinh tế xã Duyên Hà; xã Yên Mỹ năm 2016 ...................... 39 Hình 4.5. Một số Vườn rau tại xã Duyên Hà ............................................................... 49 Hình 4.6. Một số loại rau ở xã Yên Mỹ ....................................................................... 50 Hình 4.7. Nông dân xã Vạn Phúc thu hoạch rau cải và tưới nước cho rau .................. 51 Hình 4.8. Đếm số lượng giun tại vùng đất trồng rau huyện Thanh Trì ....................... 63 Hình 4.9. Hàm lượng đồng trong các mẫu đất khu vực nghiên cứu tại huyện Thanh Trì ......66 Hình 4.10. Hàm lượng chì trong các mẫu đất khu vực nghiên cứu tại huyện Thanh Trì .........68 Hình 4.11. Hàm lượng kẽm trong các mẫu đất khu vực nghiên cứu tại huyện Thanh Trì .......69 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Trịnh Phương Nam Tên Luận văn: “Đánh giá chất lượng đất trồng rau tại huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội”. Ngành: Khoa học đất Mã số: 60.62.01.03 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Mục đích nghiên cứu Đề tài luận văn nhằm đánh giá các chỉ tiêu chất lượng đất về lý, hoá, sinh học trên khu vực trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội. Từ đó đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng đất phục vụ sản xuất rau an toàn tại vùng trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội. Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu thứ cấp nhằm đánh giá điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội huyện Thanh Trì, đánh giá hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của huyện cũng như tình hình sản xuất rau vùng đất trồng rau huyện Thanh Trì. Bằng phương pháp phân tích: nghiên cứu tính chất lý, hoá, sinh học và hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong đất của 72 mẫu đất, được lấy theo nguyên tắc đường thẳng góc (TCVN 4046:1985 – Đất trồng trọt – Phương pháp lấy mẫu), tập trung trên đất trồng các loại rau chính của vùng như: rau muống, rau cải, mồng tơi, súp lơ, bắp cải, cà chua. Kết quả chính và kết luận 1. Huyện Thanh Trì có diện tích đất tự nhiên của là 6.349,1 ha; trong đó: đất nông nghiệp có diện tích 3.256,5 ha, đất phi nông nghiệp có diện tích là 3.075,3 ha, và 17,3ha đất chưa sử dụng. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đất đai của huyện thuận lợi cho việc sản xuất, lưu thông hàng hoá với các vùng lân cận, cho phép Thanh Trì có thể phát triển một nền nông nghiệp toàn diện. 2. Thanh Trì gieo trồng khoảng 600 ha rau trong năm 2016, năng suất rau bình quân đạt 175,6 tạ/ha. Trong đó diện tích chuyên rau tập trung chủ yếu tại 3 xã Duyên Hà, Yên Mỹ, Vạn Phúc với 289,09 ha, rau an toàn của huyện quy hoạch tập trung, khép kín sản xuất và tiêu thụ đang phát triển tốt tại xã Yên Mỹ, Duyên Hà với diện tích 140,8ha. Về hiệu quả kinh tế, giá trị thu được từ sản xuất RAT trung bình ở mức 250 300 triệu đồng/ha/năm. 3. Kết quả phân tích cho thấy đất trồng rau của huyện Thanh Trì chủ yếu là đất thịt pha cát (45,8%) và đất thịt pha limon (30,6%). Đất có độ xốp trung bình đến ít xốp viii (32,34 – 58,31, dung trọng diễn biến từ mức cao 1,49 g/cm3 đến mức thấp nhất 1,09 g/cm3; tỷ trọng từ 2,01 đến 2,89, trong đó đa số mẫu có d<2,7. Đất tại Duyên Hà chủ yếu là đất kiềm (60% - 12/20 mẫu có pHKCl >7,6 ), có hàm lượng cacbon hữu cơ thấp (65% mẫu có OC%<1), hàm lượng đạm ở mức thấp (70% có N từ 0,05 – 0,125). Đất xã Vạn Phúc chủ yếu là đất trung tính (67% - 20/30 mẫu có pHKCl từ 6,6 – 7,6), có hàm lượng Cacbon hữu cơ thấp (80% mẫu tại Vạn Phúc có OC<1%) và hàm lượng đạm ở mức thấp (57%) đến nghèo (40%). Yên Mỹ lại chủ yếu là đất trung tính (86% - 19/22 mẫu có pHKCl từ 6,6 – 7,6), đất tại xã có hàm lượng cacbon hữu cơ ở mức cao (86% mẫu OC>2%), tương ứng với hàm lượng đạm cũng ở mức giàu 59,1% mẫu có N% > 0,226). Đất tại vùng trồng rau huyện thanh Trì là đất giàu lân và kali. Số lượng vi khuẩn tổng số hảo khí lớn hơn nhiều lần vi khuẩn tổng số yếm khí (VKTSHK từ 1,24x107 CFU/g đất đến 11,40x107 CFU/g đất; VKTSYK từ 0,56x103 CFU/g đất đến 2,09x103 CFU/g đất). Tuy nhiên mật độ giun nơi đây ở mức thấp (13,18 ± 0,55). Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loại nặng chủ yếu (Pb, Cu, Zn) đều thấp hơn ngưỡng cho phép so Quy chuẩn 03-MT:2015/BTNMT với lượng Cu dao động từ 17,57 – 49,82 mg/kg; Pb từ 13,56 – 56,98 mg/kg và Zn từ 72,75 – 173,54mg/kg, đảm bảo cho việc trồng rau màu. 4. Dựa trên kết quả nghiên cứu trên, để nâng cao chất lượng đất phục vụ sản xuất rau an toàn tại vùng trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội, cần thực hiện đồng bộ và thiết thực các biện pháp cải thiện chất lượng đất ở cả tính chất lý, hóa và sinh học của đất. ix THESIS ABSTRACT Master candidate: Trinh Phuong Nam Thesis title: “Assessing the soil quality for growing vegetables at Thanh Tri district, Hanoi City”. Major: Soil Science Code: 60.62.01.03 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA). Research Objectives The dissertation is aimed at evaluating the criteria of soil quality in physical, chemical and biological fields at the vegetable growing area of Thanh Tri District, Hanoi. Proposing the solution for improving the soil fertility to producing vegetables safely at vegetables growing area of Thanh Tri District, Hanoi. Materials and Methods Secondary data was collected to assess the socio-economic conditions of Thanh Tri district, to assess the current status of agricultural land using at the district as well as the producing vegetables at Thanh Tri district. By analysis method: studying the physical, chemical, biological properties and heavy metal content (Cu, Pb, Zn) in soil of 72 soil samples, taken on angle straight line principle (4046:1985 - Cultivation Land - Sampling Method), concentrates on the main vegetable growing areas of the region such as: water spinach, brassica oleracea, basella albra, cauliflower, cabbage, tomatoes. Main findings and conclusions 1. The natural area of Thanh Tri district is 6,349.1 hectares; including agricultural land covers an area of 3,256.5 hectares, non-agricultural land covers an area of 3,075.3 hectares and 17.3 hectares of unused land. The natural, socio-economic and land conditions of the district are favorable for the production and circulation of goods with neighboring areas, allowing Thanh Tri to develop a comprehensive agriculture. 2. In 2016, There are 600 ha of vegetables in Thanh Tri district, the average vegetables yield is 175.6 quintals per hectare. In which the vegetables area is concentrated mainly in Duyen Ha, Yen My, Van Phuc with over 289.09 ha, safe vegetable of district planning, closed production and consumption are developing well in Yen My, Duyen Ha with an area of 140.8ha. In terms of economic efficiency, the value obtained from safe vegetable production is about 250-300 million VND/ha/year. 3. The analysis showed that the vegetables soil texture of Thanh Tri district is mostly sandy loam (45,8%) and silt loam (30.6%). Low to medium porosity (32.34 - x 58.31%). The density varied from high of 1.49 g/cm3 to minimum of 1.09 g/cm3; Particle density ensity is from 2.01 to 2.89, with most samples having d <2.7. The most soils in Duyen Ha is having alkaline (60% - 12/20 soil samples having pHKCl >7.6), low total organic carbon content and nitrogen content (65% soil samples having OC%<1; 70% having N from 0.05 to 0.125). The soil of Van Phuc commune mainly having neutral (67% - 20/30 soil samples having pHKCl from 6.6 to 7.6), with low total organic carbon content (80% soil samples in Van Phuc with OC <1%) and nitrogen content in low levels (57%) to poor (40%). In Yen My the soils mainly having neutral reaction (86% - 19/22 soil samples having pHKCl from 6.6 to 7.6), soils in the commune have high levels of total organic carbon content (86% soil samples with OC>2%), corresponding to high nitrogen content (59,1% soil samples having N% > 0,226). The soils at the vegetable growing area of Thanh Tri district are rich in phosphorus and potassium. The number of total aerobic microbial count is much greater than the number of total anaerobic microbial count (the total aerobic microbial count from 1.24x107 to 11.40x107 CFU.g-1 of soil, the total anaerobic microbial count from 0.56x103 to 2.09x103 CFU.g-1 of soil). However, the worm density is low (13,18 ± 0,55). The analysis showed that the concentration of heavy metals (Pb, Cu, Zn) was lower than the permitted level 03-MT: 2015/BTNMT with Cu content ranges from 17.57 to 49.82 mg.kg-1; Pb from 13.56 to 59.98 mg.kg-1 and Zn from 72.75 to 173.54 mg.kg-1, which guarantees the cultivation of vegetables. 4. Based on the research results of the thesis, for improving the soil fertility to producing vegetables safely at vegetables growing area of Thanh Tri District, Hanoi, it is necessary to apply and implement comprehensively various solutions for improving the soil fertility in both the physical, chemical and biological properties of soil. xi PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Rau có vai trò đặc biệt quan trọng, là thực phẩm thiết yếu của con người do khả năng cung cấp lượng lớn và đa dạng các chất dinh dưỡng cho cơ thể. Tuy lượng protid và lipid trong rau tươi không đáng kể, nhưng chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất hoạt tính sinh học, đặc biệt là các muối khoáng có tính kiềm, các vitamin, các chất pectin và axit hữu cơ. Ngoài ra trong rau tươi còn có loại đường tan trong nước và chất xenluloza. Một đặc tính sinh lý quan trọng của rau tươi là chúng có khả năng gây thèm ăn và ảnh hưởng tới chức phận tiết của tuyến tiêu hoá. Rau tươi là nguồn vitamin, muối khoáng và nguồn sắt quan trọng. Các loại rau đậu, sà lách là nguồn mangan tốt. Điều quan trọng là phải đảm bảo rau sạch, không có vi khuẩn gây bệnh và các hoá chất độc nguy hiểm (Phùng Chúc Phong, 2010). Mặc dù ngày nay, nhiều phương pháp trồng trọt rau không cần đất đang được phổ biến nhưng các nhà khoa học đều thống nhất nhận định phương thức trồng rau trên đất tự nhiên vẫn mang lại nguồn thực phẩm đầy đủ dinh dưỡng nhất. Tuy nhiên, với sự ảnh hưởng của các tác động tự nhiên và nhân tạo, đất trồng rau tại các khu vực ven đô thị đang ngày càng bị ô nhiễm bởi các chất thải và nước thải công nghiệp cũng như sinh hoạt, tồn dư của các hoá chất dùng trong nông nghiệp dẫn đến chất lượng rau ngày càng giảm sút, đe doạ đến sức khoẻ và tính mạng của người dân. Hà Nội là đô thị trung tâm của Việt Nam, theo số liệu của Tổng cục Thống kê dân số Thành phố năm 2015 là 7.216,0 ngàn người đã và đang là đô thị lớn nhất cả nước với lượng tiêu thụ lương thực, thực phẩm rất cao. Thanh Trì là một huyện ngoại thành phía Nam Hà Nội, được Thành phố lựa chọn là một trong những vùng sản xuất rau an toàn trọng điểm nhằm cung cấp lượng rau sạch cho thị trường Thủ đô. Tuy nhiên, đất canh tác nói chung và đất trồng rau lại đang bị đe doạ bởi những nguy cơ ô nhiễm, thoái hoá đất nghiêm trọng. Những năm gần đây, những nguồn ô nhiễm có sự phát sinh thêm từ phân bón và nước tưới đã có những tác động rất lớn đến chất lượng đất cũng như rau trên địa bàn. Diện tích đất canh tác rau xanh ngày một thu hẹp, liền kề với các khu đô thị lớn, thậm chí một số khu vực sát các khu công nghiệp lớn. Trong khi vấn đề quản lý chất thải sinh hoạt và công nghiệp đang còn nhiều bất cập, việc nghiên cứu chất lượng đất 1 trồng rau là hết sức cần thiết nhằm góp phần đánh giá đúng mức độ ảnh hưởng của đất tới chất lượng rau xanh từ đó có quy hoạch phát triển rau an toàn phù hợp ở khu vực ngoại thành Thành phố Hà Nội, đặc biệt là vùng trồng rau tại huyện Thanh Trì. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá chất lượng đất trồng rau tại huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội” nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của chất lượng đất khu vực đất trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội đến chất lượng rau từ đó đề xuất các giải pháp sản xuất rau an toàn. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Đánh giá được các chỉ tiêu chất lượng đất trên 3 mặt lý, hoá, sinh học trên khu vực trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội; - Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng đất phục vụ sản xuất rau an toàn tại vùng trồng rau huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng: Vùng đất trồng rau huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội; - Không gian: Chủ yếu tập trung ở đất tầng mặt (độ sâu 0-20 cm); - Địa điểm: 3 xã Yên Mỹ, Vạn Phúc, Duyên Hà (3 xã vùng bãi ven đê sông Hồng, là vùng thích hợp trồng các cây rau, một trong những vựa rau của Hà Nội) thuộc huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội. Do đây là 3 xã vốn có truyền thống canh tác rau lâu đời, diện tích trồng rau tập trung, phân bố ở ngoài đê sông Hồng nên ít chịu tác động bởi các nguồn ô nhiễm, tại địa bàn 3 xã hoàn toàn không có nguồn ô nhiễm. Đây là vùng nằm trong đề án sản xuất rau an toàn của huyện. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Bổ sung kết quả nghiên cứu về tính chất lý, hoá, sinh học của đất và hàm lượng kim loại nặng trong đất đối với các vùng trồng rau ven đô thị Việt Nam. Góp phần khẳng định khả năng canh tác rau của vùng này, tạo cơ sở cho công tác quy hoạch vùng sản xuất rau an toàn. 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẤT 2.1.1. Khái niệm về đất Cho đến nay có rất nhiều định nghĩa về đất, nhưng định nghĩa của Docuchaev (1879), nhà thổ nhưỡng học người Nga được thừa nhận nhiều nhất. Theo tác giả này thì “ Đất là vật thể tự nhiên được hình thành qua một thời gian dài do kết quả tác động tổng hợp của 5 yếu tố: đá mẹ, sinh vật, khí hậu, địa hình và thời gian”. Theo V.R Wiliam “Đất là lớp mặt tơi xốp của lục địa có khả năng tạo ra sản phẩm cho cây trồng”. Theo CacMac “Đất là một tư liệu sản xuất đặc biệt, vừa là đối tượng lao động, vừa là sản phẩm lao động sản xuất của con người”. Các loại đá và khoáng cấu tạo nên vỏ trái đất dưới tác động của khí hậu, sinh vật, địa hình, trải qua một thời gian nhất định dần dần bị vụn nát và cùng với xác hữu cơ sinh ra đất. * Những yếu tố hình thành đất:
 Năm 1883, nhà bác học người Nga V.V. Docuchaev cho rằng đất được hình thành do sự tác động tổng hợp 5 yếu tố và sự tác động của các yếu tố này quyết định và chi phối các quá trình hình thành. Những quan điểm của V.V. Docuchaev đã được coi là học thuyết về phát sinh đất. Sau này, các nhà nghiên cứu bổ sung thêm một yếu tố đặc biệt quan trọng đó là con người. Chính con người khi tác động vào đất đã làm thay đổi nhiều tính chất đất và nhiều khi đã tạo ra một loại đất mới chưa từng có trong tự nhiên (ví dụ như đất trồng lúa nước…). Nếu biểu thị định nghĩa này dưới tác dụng của một công thức toán học thì ta có thể coi đất là một hàm số theo thời gian của nhiều biến số, mà mỗi biến số là một yếu tố hình thành đất: Đ = f(Đh, Đa, Sv, Kh, Nc, Ng)t Trong đó: Đ: Đất; Đa: đá mẹ; Sv: Sinh vật; Kh: khí hậu; Đh: Địa hình; Nc: nước trong đất và nước ngầm; t: Thời gian; Ng: hoạt động của con người. 3 - Đá mẹ: Các đá lộ ra ở phía ngoài cùng của vỏ Trái Ðất bị phong hoá liên tục cho ra các sản phẩm phong hoá và tạo thành mẫu chất. Ðược sự tác động của sinh vật, mẫu chất biến đổi dần dần để tạo thành đất. Thành phần khoáng vật, thành phần hoá học của đá quyết định thành phần mẫu chất, đất và chất lượng đất. Ðá bị phá huỷ để tạo thành đất được gọi là đá mẹ (Trần Văn Chính, 2006). Ðá mẹ là cơ sở vật chất ban đầu và cũng là cơ sở vật chất chủ yếu trong sự hình thành đất và chất lượng đất. Các loại đá mẹ khác nhau có thành phần khoáng vật và hoá học khác nhau, do vậy các loại đá mẹ khác nhau sẽ hình thành nên các loại đất có chất lượng khác nhau. Về mẫu chất, có 2 loại mẫu chất là mẫu chất tại chỗ và mẫu chất phù sa. Mẫu chất tại chỗ hình thành ngay trên nền đá mẹ, có thành phần và tính chất gần giống đá mẹ. Mẫu chất phù sa là những sản phẩm được lắng đọng từ vật liệu phù sa của hệ thống sông ngòi nên có thành phần rất phức tạp, hình thành nên các loại đất phù sa có chất lượng khác nhau (Trần Văn Chính, 2006). - Sinh vật: Tham gia vào quá trình hình thành đất và chất lượng đất có nhiều loại sinh vật khác nhau nhưng chủ yếu là các thực vật xanh, động vật đất và vi sinh vật đất. Thực vật là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu cho mẫu chất và đất. Khoảng 4/5 chất hữu cơ trong đất có nguồn gốc từ thực vật. Trong hoạt động sống của mình, các loài thực vật hút nước, các chất khoáng trong mẫu chất và đất, đồng thời nhờ quá trình quang hợp tạo thành các chất hữu cơ trong cơ thể. Sau khi chết, xác của chúng rơi vào mẫu chất và đất bị phân giải trả lại các chất lấy từ đất và bổ sung thêm cácbon, nitơ... tạo thành chất hữu cơ trong mẫu chất. Ðộng vật sống trong đất có nhiều loài như: giun, kiến, mối... Giun đất có vai trò rất lớn trong quá trình hình thành đất. Các loại động vật này trong quá trình sống chúng di chuyển trong đất tạo hang, tổ làm cho đất thoáng khí. Bên cạnh đó, các loài động vật này còn có chức năng phân hủy chất hữu cơ và tạo các hạt kết viền bền vững làm cho đất tơi xốp. Khi chết xác chúng được phân giải cung cấp nhiều nitơ và các chất khoáng cho đất, làm tăng độ phì đất. Tập đoàn vi sinh vật trong đất rất phong phú với nhiều chủng loại khác nhau. Về số lượng có thể có tới hàng trăm triệu con trong một gam đất. Trong đất, có rất nhiều quá trình diễn ra đều có sự tham gia trực tiếp hay gián tiếp của tập đoàn vi sinh vật đất. Hầu hết các loài vi sinh vật đều sinh sản theo cách tự 4 phân nên lượng sinh khối tạo ra trong đất lớn, sau khi chết xác các loài vi sinh vật bị phân giải góp phần cung cấp chất hữu cơ và tạo độ phì đất. Như vậy, sau khi sự sống xuất hiện, giới sinh vật đã có những tác động sâu sắc về nhiều mặt tới mẫu chất để chuyển mẫu chất thành đất, sinh vật tiếp tục tác động với đất để đất ngày càng phát triển. Nói cách khác nếu không có sinh vật thì chưa có đất, vì vậy các nhà khoa học cho rằng sinh vật là yếu tố quyết định trong sự hình thành đất (Trần Văn Chính, 2006). - Khí hậu: Các đặc trưng của khí hậu như nhiệt độ, ẩm độ không khí, lượng mưa... ảnh hưởng rất lớn tới sự hình thành đất và chất lượng đất. Mối tương quan giữa lượng mưa và độ chua theo Jenny được thể hiện ở bảng 2.1: Bảng 2.1. Ảnh hưởng của lượng mưa đến độ chua của đất Lượng mưa hàng năm (mm) Nhiệt độ O C H+ (me/100g đất) Tổng cation kiềm trao đổi (me/100g đất) pH 600 – 1300 29,5 5,5 24,0 6,8 1300 – 1900 26,2 11,2 15,0 6,3 1900 – 2500 22,9 14,7 8,2 5,9 2500 - 3200 22,3 16,6 5,5 5,7 3200 - 3800 20,6 19,6 4,0 5,6 Nguồn: Dẫn theo: Nguyễn Văn Nam (2009) - Ðịa hình: Ðịa hình cũng ảnh hưởng trực tiếp, gián tiếp đến sự hình thành và phân bố vật chất trong đất và chất lượng đất. - Thời gian: thời gian là một yếu tố đặc biệt. Mọi yếu tố ngoại cảnh tác động, mọi quá trình diễn ra trong đất đều đòi hỏi một thời gian nhất định. - Con người: vai trò của con người khác hẳn các yếu tố kể trên. Qua hoạt động sống, nhờ các thành tựu khoa học kỹ thuật mà con người tác động vào thiên nhiên và đất đai một cách mạnh mẽ. Những tác động tốt của con người như: Bố trí cây trồng phù hợp với tính chất đất; xây dựng các công trình thuỷ lợi; đắp đê ngăn lũ và nước mặn; bổ sung chất dinh dưỡng trong đất bằng các loại phân bón; bảo vệ đất; cải tạo tính chất xấu của đất... làm cho đất biến đổi theo chiều hướng tốt dần lên. Ngược lại, những tác động xấu như: Bố trí cây trồng không phù hợp; bón phân không đầy đủ; chặt phá rừng làm nương rẫy; không thực hiện tốt các biện pháp chống thoái hoá đất... sẽ làm cho đất biến đổi theo chiều hướng xấu. 5 Hàng năm, cây trồng đã lấy đi từ đất một lượng dinh dưỡng lớn hơn nhiều so với lượng dinh dưỡng được bù lại thông qua bón phân, tuần hoàn hữu cơ và hoạt động của vi sinh vật. Ngoài ra lượng dinh dưỡng trong đất còn mất đi do xói mòn đất. Trong nhiều trường hợp lượng chất dinh dưỡng mất đi do xói mòn còn lớn gấp nhiều lần so với lượng dinh dưỡng cây lấy đi. Bón nhiều phân hoá học, sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, diệt cỏ sẽ dẫn đến huỷ diệt khu hệ sinh vật đất. - Người ta khẳng định đất là hệ thống hở mà trong đó có các quá trình tiếp nhận dòng đi vào và đi ra hoạt động. Các hoạt động thêm vào đất, mất khỏi đất, chuyển dịch vị trí trong đất và hoạt động chuyển hóa trong đất xảy ra liên tục: - Hoạt động thêm vào đất: - Mất khỏi đất: - Chuyển dịch vị trí trong đất: - Hoạt động chuyển hoá trong đất: - Nước, mưa, tuyết, sương - O2, CO2 từ khí quyển - N, Cl, S từ khí quyển theo mưa - Vật chất trầm tích - Năng lượng từ mặt trời. - Bay hơi nước - Bay hơi N do quá trình phản ứng nitrat hoá - C và CO2 do oxy hoá chất hữu cơ - Mất vật chất do xói mòn - Bức xạ năng lượng. - Chất hữu cơ, sét, sét quioxit - Tuần hoàn sinh học các nguyên tố dinh dưỡng - Di chuyển muối tan - Di chuyển do động vật đất. - Mùn hoá, phong hoá khoáng - Tạo cấu trúc kết von, kết tủa - Chuyển hoá khoáng - Tạo thanh sét. Sự tạo thành từ đá xảy ra dưới tác dụng của hai quá trình diễn ra ở bề mặt của trái đất:sự phong hoá đá và tạo thành đất. Các quá trình tạo thành đất là tổng hợp những thay đổi hoá học, lý học, sinh học làm cho các nguyên tố dinh dưỡng trong khoáng, đá chuyển thành dạng dễ tiêu (Phan Tuấn Triều, 2009). 2.1.2. Khái niệm về môi trường đất Đất (soil) là một thành phần của môi trường lý – sinh học (bio-physical ennvironment). Môi trường lý – sinh học đó được gọi là môi trường của đất đai 6 (land). Môi trường đất đai là sự tương tác giữa nhiều thành phần như đất, nước, khí hậu, địa hình và quần xã sinh vật. Nhận thức về sự phân biệt này có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu nông nghiệp. Yếu tố đất quyết định rất lớn tới tính chất và sức sản xuất của sinh thái đất. Dawin Anderson ở trường đại học Saskatchewan, Canada đã sử dụng đặc tính đất potzolic để chứng minh vai trò quan trọng của đất trong hệ sinh thái potzolic. Do hàm lượng sắt nhôm ở tầng hấp phụ rất cao kết hợp với độ chua lớn của đất potzonlic đã làm tăng độ độc sinh học. Kết quả làm kìm hãm sinh trưởng phát triển của nhiều loại cây trồng trên đất đó ngay cả khi có đầy đủ các điều kiện thuận lợi khác như dinh dưỡng, nhiệt độ, độ ẩm (Dẫn theo Luyện Hữu Cử, 2005). Môi trường đất là môi trường sinh thái hoàn chỉnh, bao gồm vật chất vô sinh sắp xếp thành cấu trúc nhất định. Các động vật, thực vật và vi sinh vật sống trong lòng trái đất. Các thành phần này có liên quan mật thiết và chặt chẽ với nhau. Môi trường đất được xem như là môi trường thành phần của hệ môi trường bao quanh nó gồm nước, không khí, khí hậu. Môi trường đất là cả một thế giới - một hệ sinh thái phức tạp được hình thành qua nhiều quá trình sinh học, vật lý và hoá học. Sự tích luỹ các chất hữu cơ đầu tiên trên bề mặt đá mẹ là nhờ các vi sinh vật tự dưỡng. Đó là các vi sinh vật sống bằng chất vô cơ, phân huỷ các chất vô cơ, tổng hợp nên các chất hữu cơ cuả cơ thể mình. Khi các vi sinh vật đó chết đi, một lượng các chất hữu cơ được tích luỹ lại, vi sinh vật dị dưỡng nhờ các chất hữu cơ đó mà sống. Sau đó các thực vật bậc thấp như tảo, rêu, địa y bắt đầu mọc trên tầng chất hữu cơ đầu tiên đó. Khi lớp thực vật này chết đi, các vi sinh vật dị dưỡng sẽ phân huỷ chúng làm cho lớp chất hữu cơ càng thêm phong phú. Nhờ đó mà các thực vật bậc cao có thể phát triển. Lá cành của thực vật bậc cao rụng xuống lại cung cấp một lượng lớn chất hữu cơ làm cho các loại vi sinh vật dị dưỡng phát triển mạnh mẽ. Các tế bào vi sinh vật này lại là nguồn thức ăn của các nhóm nguyên sinh động vật như trùng roi, amip ... Nguyên sinh động vật lại là thức ăn của các động vật khác trong đất như giun, nhuyễn thể, côn trùng ... Các động vật này trong quá trình sống cũng tiết ra các chất hữu cơ và bản thân chúng khi chết đi cũng là một nguồn hữu cơ lớn cho vi sinh vật và thực vật phát triển. Các loại sinh vật cứ tác động lẫn nhau như thế trong những điều kiện môi trường nhất định như độ ẩm, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, năng lượng mặt trời ... tạo thành một hệ sinh thái đất vô cùng phong phú mà không có nó 7 thì không thể có sự sống, không thể có đất trồng trọt - nguồn nuôi sống con người. Vậy hệ sinh thái đất là một thể thống nhất bao gồm các nhóm sinh vật sống trong đất, có quan hệ tương hỗ lẫn nhau dưới tác động của môi trường sống, có sự trao đổi vật chất và năng lượng. Trong hệ sinh thái đất, vi sinh vật đóng vai trò quan trọng , chúng chiếm đại đa số về thành phần cũng như số lượng so với các sinh vật khác. Đất là môi trường thích hợp nhất đối với vi sinh vật, bởi vậy nó là nơi cư trú rộng rãi nhất của vi sinh vật, cả về thành phần cũng như số lượng so với các môi trường khác. Sở dĩ như vậy vì trong đất nói chung và trong đất trồng trọt nói riêng có một khối lượng lớn chất hữu cơ. Đó là nguồn thức ăn cho các nhóm vi sinh vật dị dưỡng, ví dụ như nhóm vi sinh vật các hợp chất các bon hữu cơ, nhóm vi sinh vật phân huỷ các hợp chất Nitơ hữu cơ ... Các chất vô cơ có trong đất cũng là nguồn dinh dưỡng cho các nhóm vi sinh vật tự dưỡng. Đó là các nhóm phân huỷ các chất vô cơ, chuyển hoá các chất hợp chất S, P, Fe ... Các chất dinh dưỡng không những tập trung nhiều ở tầng đất mà còn phân tán xuống các tầng đất sâu. Bởi vậy ở các tầng đất khác nhau, sự phân bố vi sinh vật khác nhau phụ thuộc vào hàm lượng các chất dinh dưỡng (Lê Xuân Phương, 2008). 2.2. QUAN ĐIỂM VỀ CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐẤT 2.2.1. Khái quát về chất lượng đất Đất là nhân tố quan trọng nhất trong sản xuất nông nghiệp. Hệ sinh thái nông, lâm nghiệp và sản xuất nông nghiệp chỉ bền vững khi duy trì được chất lượng đất. Khái niệm về chất lượng đất (soil quality) trong sản xuất nông nghiệp không phải là khái niệm hoàn toàn mới mẻ, tuy nhiên vẫn là vấn đề còn nhiều bàn luận. Nhiều nhà khoa học cho rằng rất khó định nghĩa chính xác và định lượng chất lượng đất. Nhưng cũng rất nhiều nhà khoa học lại cho rằng đây chỉ là một khái niệm cơ bản để mô tả thực trạng, vai trò và chức năng của đất trong hệ sinh thái nông nghiệp và tự nhiên. Thực tế cho thấy các vấn đề về chất lượng đất đã và đang được ứng dụng rộng rãi không chỉ đối với nông nghiệp mà còn cả trong các lĩnh vực liên quan khác như chất lượng cho xây dựng, chất lượng đất, không khí, sinh thái môi trường ... (Đặng Văn Minh, Marie Boehm, 2001). 8