Tài liệu Khóa luận tốt nghiệp điều tra hiện trạng phát sinh phế thải đồng ruộng và đề xuất một số giải pháp xử lý tại xã minh tân, huyện đông hưng, tỉnh thái bình

MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN ........................................................................................................... ii DANH MỤC VIẾT TẮT......................................................................................... vi DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. vii DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................ viii MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1 1.Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................... 1 2. Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu của đề tài........................................................... 2 2.1. Mục tiêu.............................................................................................................. 2 2.2. Yêu cầu ............................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 3 1.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp và phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam............................................................................................................................ 3 1.1.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam ................. 3 1.1.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam ................... 8 1.1.3. Tác động của phế thải đồng ruộng đến môi trường và sức khỏe con người12 1.2. Tính kinh tế trong quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng................................ 13 1.2.1. Tính kinh tế của phế thải đồng ruộng.................................................. 13 1.2.2. Tính kinh tế trong quản lý phế thải đồng ruộng .................................. 14 1.2.3. Tính kinh tế trong xử lý phế thải đồng ruộng...................................... 15 1.3. Các biện pháp xử lý phế thải đồng ruộng hiện nay......................................... 15 1.3.1. Phương pháp đốt................................................................................. 15 1.3.2. Phương pháp đổ trực tiếp ra sông ngòi ............................................... 16 1.3.3. Biện pháp vùi trực tiếp vào đất, trên đồng ruộng ................................ 16 1.3.4. Phương pháp dùng làm thức ăn gia súc............................................... 17 1.3.5. Phương pháp ủ làm phân .................................................................... 17 1.3.6. Phương pháp sinh học ........................................................................ 17 iii 1.4. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về xử lý phế thải nông nghiệp bằng vi sinh vật..................................................................................................................... 18 1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ............................................................... 18 1.4.2. Các nghiên cứu ở trong nước.............................................................. 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................................................................. 21 2.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 21 2.2. Phạm vi nghiên cứu.......................................................................................... 21 2.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 21 2.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình ................................................................................... 21 2.3.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp tại xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình .............................................................................................. 21 2.3.3. Hiện trạng phế thải đồng ruộng xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình ..................................................................................................... 21 2.3.5. Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng.......... 21 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 21 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu............................................................. 21 2.4.2. Phương pháp tính toán khối lượng phế thải đồng ruộng..................... 22 2.4.3. Phương pháp tham vấn ý kiến người có kinh nghiệm, hiểu biết sâu.... 23 Tham vấn ý kiến của cán bộ khuyến nông, người dân có kinh nghiệm. ........ 23 2.4.4. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu ............................................. 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 24 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình ................................................................................................................. 24 3.1.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................. 24 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 27 3.1.3. Những thuận lợi và khó khăn của xã Minh Tân .................................. 34 3.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình.......................................................................................................................... 35 iv 3.2.1. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp của xã Minh Tân........................ 35 3.2.2. Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính xã Minh Tân . 36 3.3. Hiện trạng phế thải đồng ruộng của xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình. ................................................................................................................ 37 3.3.1. Khối lượng phế thải đồng ruộng ......................................................... 37 3.3.2. Hình thức xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Minh Tân ........................ 48 3.3.3. Những thuận lợi, khó khăn trong công tác thu gom, xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình .................................. 49 3.4. Dự báo lượng phế thải đồng ruộng tại xã Minh Tân năm 2020 ..................... 50 3.4.1. Căn cứ dự báo..................................................................................... 50 3.4.2. Dự báo lượng phế thải đồng ruộng của xã Minh Tân năm 2020.......... 51 3.5. Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng .................... 52 3.5.1. Giải pháp về cơ chế, chính sách.......................................................... 52 3.5.2. Giải pháp về quản lý........................................................................... 52 3.5.3. Giải pháp về công nghệ xử lý ............................................................. 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................ 56 1. Kết luận................................................................................................................ 56 2. Kiến nghị ............................................................................................................. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 57 v DANH MỤC VIẾT TẮT VSV : Vi sinh vật BVTV : Bảo vệ thực vật ĐBSH : Đồng bằng sông Hồng ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long UBND : Ủy ban nhân dân CNH-HĐH : Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa TTCN - XDCB : Tiểu thủ công nghiệp – Xây dựng cơ bản TMDV : Thương mại dịch vụ HTXDVNN : Hợp tác xã Dịch vụ Nông nghiệp vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích và năng suất lúa năm 2010 - 2013 ........................................... 6 Bảng 1.2. Diện tích, sản lượng, năng suất lúa ở ĐBSH và ĐBSCL........................ 7 Bảng 1.3: Hàm lượng xenluloza trong một số tàn dư thực vật trên đồng ruộng..... 9 Bảng 1.4: Khối lượng một số phế thải chính ở Việt Nam năm 2013.................... 11 Bảng 1.5: Lượng phế thải nông nghiệp nguy hại phát sinh năm 2012.................. 11 Bảng 3.1: Số lượng gia súc, gia cầm tại xã Minh Tân năm 2015.......................... 29 Bảng 3.2: Dân số xã Minh Tân qua một số năm.................................................... 30 Bảng 3.3: Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp xã Minh Tân năm 2015 .............. 35 Bảng3.4: Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồng chính của xã Minh Tân qua một số năm........................................................................................................ 36 Bảng 3.5: Diện tích, năng suất, sản lượng một số cây trồngchính của 94 hộ dân xã Minh Tân năm 2015 ................................................................................................ 37 Bảng 3.6: Khối lượng phế thải rơm rạ phát sinh trên địa bàn xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình năm 2015................................................................... 38 Bảng 3.7: Lượng phế thải hữu cơ tươi của 1000 cây phát lộc............................... 39 Bảng 3.8: Lượng phế thải hữu cơ từ cây phát lộc tươi trên toàn xã năm 2015 ....... 40 Bảng 3.9: Liều lượng phân bón đối với từng loại cây trồng của 94 hộ................. 40 Bảng 3.10: Tổng lượng phế thải từ việc bón phân cho lúa .................................... 41 Bảng 3.11: Tổng lượng phế thải từ việc bón phân cho đào ................................... 42 Bảng 3.12: Tổng lượng phế thải từ việc bón phân cho phát lộc............................ 42 Bảng 3.13: Tổng lượng phế thải từ việc bón phân cho rau màu............................ 43 Bảng 3.14: Số lần phun hóa chất BVTV đối với từng loại cây trồng của xã........ 43 Bảng 3.15: Khối lượng phế thải bao bì hóa chất BVTV sử dụng trên lúa ............ 44 Bảng 3.16: Khối lượng phế thải từ sử dụng hóa chất BVTV cho đào, phát lộc và rau màu trên địa bàn xã ........................................................................................... 46 Bảng 3.17: Tổng lượng phế thải đồng ruộng của xã Minh Tân năm 2015 ........... 47 Bảng 3.18: Các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng của xã Minh Tân ............... 48 Bảng 3.19: Quy hoạch sử dụng đất của xã Minh Tân năm 2020 .......................... 50 Bảng 3.20: Khối lượng phế thải đồng ruộng của xã Minh Tân năm 2020............ 51 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Các nguồn phát sinh chất thải rắn nông nghiệp ....................................... 8 Hình 3.1: Sơ đồ vị trí xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình .............. 24 Hình 3.2: Cơ cấu ngành kinh tế xã Minh Tân năm 2015....................................... 27 Hình 3.3: Sản phẩm được làm từ cây phát lộc ....................................................... 39 Hình 3.3: Cống tập trung bao bì thuốc BVTV trên đồng ruộng xã....................... 49 Hình 3.4: Diện tích đất trồng đào và phát lộc qua các năm của xã........................ 51 viii ix MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, điều kiện sinh thái đa dạng, đất đai màu mỡ với hơn 10 triệu ha đất sản xuất nông nghiệp trong tổng số 33.1 triệu ha diện tích đất tự nhiên, dân số sống chủ yếu bằng nghề nông là điều kiện thuận lợi để phát triển nông nghiệp theo hướng sản xuất hàng hóa với quy mô lớn. Vì thế, nông nghiệp được xác định là ngành truyền thống mũi nhọn để tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của đất nước. Những năm gần đây, Việt Nam đã đạt được rất nhiều thành tựu nổi bật trong lĩnh vực nông nghiệp. Theo số liệu thống kê của Tổng cục thống kê năm 2014, tổng sản phẩm trong nước (GDP) của khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản tăng 3,49%, cao hơn mức 2,64% của năm 2013; trong đó, ngành nông nghiệp tăng 2,6%. Sản lượng lúa cả nước đạt gần 45 triệu tấn, tăng 955,2 nghìn tấn so với năm trước mặc dù diện tích gieo trồng đã giảm 88,8 nghìn ha. Tuy nhiên, đi đôi với những thành tựu đó là quá trình phát sinh phế thải đồng ruộng ra ngoài môi trường như rơm rạ, vỏ trấu, thân cây, bã mía, vỏ bao bì, chai lọ thuốc bảo vệ thực vật,… Do còn nhiều hạn chế trong việc quản lý và xử lý nên hầu hết các nguồn phế thải này thường không được thu gom và xử lý đúng cách là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí và sinh vật ảnh hưởng đến đời sống của con người. Mặt khác, qua hoạt động sản xuất nông nghiệp con người đã lấy đi khỏi đất hàng tỉ tấn vật chất mỗi năm thông qua hình thành sinh khối cây trồng nhưng lại không trả lại cho đất lượng vật chất đã lấy đi nên làm cho đất mất dần khả năng sản xuất dẫn đến thoái hóa và bạc màu. Vì vậy, việc xử lý phế thải trên đồng ruộng không chỉ làm sạch môi trường mà còn có thể tái tạo lượng vật chất hữu cơ thành phân bón trả lại cho đất, giảm bớt chi phí phân bón cho người nông dân. Không những thế, nước ta đang tiến tới sản xuất theo hướng nông nghiệp bền vững nên việc xử lý phế thải đồng ruộng là thực sự cần thiết. 1 Minh Tân là một xã thuộc huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình, dân số sống chủ yếu bằng nghề nông với diện tích canh tác tương đối lớn, chủ yếu là lúa nước, cây hàng năm như đào, phát lộc và rau màu, vì vậy lượng phế thải nông nghiệp sau khi thu hoạch là rất lớn. Tuy nhiên, việc xử lý và quản lý phế thải ở đây cũng chưa được quan tâm, chú trọng gây lãng phí nguồn vật chất nhất là trong bối cảnh nguồn tài nguyên đang dần cạn kiệt như hiện nay. Xuất phát từ thực tế, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Điều tra hiện trạng phát sinh phế thải đồng ruộng và đề xuất một số giải pháp xử lý tại xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình”. 2. Mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục tiêu • Điều tra lượng phế thải đồng ruộng trong sản xuất nông nghiệp tại xã Minh Tân, huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình • Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng. 2.2. Yêu cầu • Sử dụng phiếu điều tra để thu thập thông tin từ nông hộ, cán bộ địa phương, những nội dung liên quan đến vấn đề nghiên cứu • Khảo sát thực địa, chụp ảnh, ghi nhận các thông tin về khối lượng, thành phần phế thải đồng ruộng và các biện pháp xử lý • Các biện pháp đề xuất 2 phải có tính khả thi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp và phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam 1.1.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên thế giới và Việt Nam 1.1.1.1. Khái niệm và một số thuật ngữ về nông nghiệp Nông nghiệp là quá trình sản xuất lương thực, thực phẩm, tơ, sợi và sản phẩm mong muốn khác bởi trồng trọt những cây trồng chính và chăn nuôi gia súc. Công việc nông nghiệp cũng được biết đến bởi những người nông dân, trong khi đó các nhà khoa học, những nhà phát minh thì tìm cách cải tiến phương pháp, công nghệ và kỹ thuật để làm tăng năng suất cây trồng vật nuôi (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp thuần nông hay nông nghiệp sinh nhai là lĩnh vực sản xuất nông nghiệp có đầu vào hạn chế, sản phẩm đầu ra chủ yếu phục vụ cho chính gia đình. Không có sự cơ giới hóa trong nông nghiệp sinh nhai (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp chuyên sâu là lĩnh vực sản xuất nông nghiệp được chuyên môn hóa trong tất cả các khâu sản xuất nông nghiệp, gồm cả việc sử dụng máy móc trong trồng trọt, chăn nuôi, hoặc trong quá trình chế biến sản phẩm nông nghiệp. Nông nghiệp chuyên sâu có nguồn đầu vào sản xuất lớn, bao gồm cả việc sử dụng hóa chất diệt sâu, diệt cỏ, phân bón, chọn lọc, lai tạo giống, nghiên cứu các giống mới và mức độ cơ giới hóa cao. Sản phẩm đầu ra chủ yếu dùng vào mục đích thương mại, làm hàng hóa bán ra thị trường hay xuất khẩu (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp hiện đại vượt ra khỏi sản xuất nông nghiệp truyền thống, loại sản xuất nông nghiệp chủ yếu tạo ra lương thực cho con người hay làm thức ăn cho các con vật. Các sản phẩm nông nghiệp hiện đại ngày nay ngoài lương thực, thực phẩm truyền thống phục vụ cho con người còn các loại khác như: sợi dệt(sợi bông, sợi len, lụa, sợi lanh), chất đốt (mêtan, dầu sinh học, ethanol…), da thú, cây cảnh, sinh vật cảnh, chất hóa học (tinh bột, đường, mì 3 chính, cồn, nhựa thông), lai tạo giống, các chất gây nghiện cả hợp pháp và không hợp pháp như (thuốc lá, cocaine…) (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003) Thế kỷ 20 đã trải qua một sự thay đổi lớn trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sự cơ giới hóa trong nông nghiệp và ngành sinh hóa trong nông nghiệp. Các sản phẩm sinh hóa nông nghiệp gồm các hóa chất để lai tạo, gây giống, các chất trừ sâu, diệt cỏ, diêt nấm, phân đạm. 1.1.1.2. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên thế giới Trên thế giới, lúa gạo chiếm một vị trí quan trọng, đặc biệt là vùng Châu Á. Ở Châu Á, gạo là món ăn chính. Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO, 2008) cho thấy: có 114 nước trồng lúa, trong đó 18 nước có diện tích trồng lúa trên 1 triệu ha tập trung ở Châu Á, 31 nước có diện tích trồng lúa khoảng 100 nghìn ha – 1 triệu ha. Trong đó có 27 nước có năng suất trên 5 tấn/ha, đứng đầu là Ai Cập (9,7 tấn/ha) Sản xuất lúa gạo trong vài thập kỉ gần đây có mức tăng trưởng đáng kể. trong năm 2013, triển vọng về sản xuất lúa gạo trên thế giới đã xấu đi đáng kể khi mà sản lượng gạo tại Trung Quốc và Ấn Độ là 2 quốc gia xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới có xu hướng giảm. Trong số các khu vực, Châu Á được đánh giá là khu vực có sự tăng trưởng khiêm tốn với sản lượng lúa gạo năm 2014 là 679 triệu tấn, chỉ tăng 0,2% tương đương 1,1 triệu tấn so với năm 2013. Điều này phản ánh sự tăng trưởng chậm ở một số nước như Ấn Độ, Indonexia, Nê-pan, Xri Lan-ca và Thái Lan. Trái lại, Băng-la-đét, Trung Quốc, Mi-an-ma, Pa-kít-xtan, Phi-lippin và Việt Nam được dự báo sẽ tăng trưởng tốt nhờ những biện pháp hỗ trợ từ phía Chính phủ. Triển vọng tại khu vực châu Phi khá lạc quan với sản lượng tăng 3,8% (tương đương với 1 triệu tấn) ở mức 28,3 triệu tấn (trong đó gạo đã xay xát là 18,5 triệu tấn). Đặc biệt là sự phục hồi của Ma-đa-grat-xca từ vụ lúa thất bại năm 2013 nhờ lượng mưa đầy đủ và tỷ lệ mắc sâu bệnh giảm. Tình hình cũng được cải thiện rõ rệt ở khu vực Đông Phi, với sản lượng ước tính tăng 3% so với năm 2013; khu vực Tây Phi khiêm tốn hơn một chút. 4 Tổ chức FAO dự báo sản lượng lúa khu vực Mỹ La-tinh và vùng biển Caribe năm 2014 sẽ đạt 28,6 triệu tấn, ít hơn 6000 tấn so với tháng 4/2014 nhưng vẫn tăng 1,3% so với năm 2013. Sản lượng lúa gạo đặc biệt giảm mạnh ở Brazil, ngoài ra các nước Ác-hen-ti-na, Bô-li-vi-a, Cô-lôm-bi-a và Ê-cuađo, nơi mùa vụ chính của năm 2014 cũng đã được thu hoạch hết. Do ảnh hưởng tiêu cực của lượng mưa nhiều và suy giảm về giá nên sản lượng gạo tại Bô-li-vi-a, Cô-lôm-bi-a, Ê-cua-đo, Pê-ru và U-ru-guay cũng bị giảm mạnh. Tuy nhiên, sản lượng tại Ác-hen-ti-na, Brazil, Cuba, Guy-a-na và Pa-ra-guay được dự báo vẫn sẽ tăng so với năm ngoái. Tại Châu Âu, mặc dù diện tích canh tác bị thu hẹp nhưng năng suất được cải thiện đã giúp sản lượng gạo trong khối EU được dự báo vẫn giữ ở mức ổn định đạt mức của năm 2013. Đặc biệt Nga được dự báo sẽ có sự phục hồi chính thức về sản lượng. Tại Bắc Mỹ, USDA đưa ra dự đoán sản lượng lúa gạo sẽ phục hồi 19% so với năm trước nhờ có sự tăng trưởng tới 23% về diện tích canh tác, bất chấp việc mùa vụ bắt đầu muộn do mưa trái mùa và nhiệt độ thấp dưới mức trung bình. Tại khu vực châu Đại Dương, những đánh giá chính thức cho thấy mức sụt giảm 29% về sản lượng ở Autralia. Đây là mức sụt giảm khá mạnh so với kết quả năm 2013 do việc thiếu nước tưới tiêu trong gieo trồng. Theo FAO, trong vòng 25 – 50 năm tới sản lượng lương thực cần phải tăng gấp đôi nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực của dân số thế giới sẽ tăng khoảng 3 tỷ người vào năm 2050. 1.1.1.3. Thực trạng sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp sản xuất lâu đời và chiếm phần lớn giá trị sản xuất của cả nước. Theo ước tính của Tổng cục Thống kê giá trị sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản 6 tháng đầu năm 2014 (theo giá cố định năm 2010) ước đạt 357,4 nghìn tỷ đồng, tăng 3,4% so với cùng kỳ năm trước; trong đó, nông nghiệp đạt 261,7 nghìn tỷ đồng, tăng 2,7%; lâm 5 nghiệp đạt 11,7 nghìn tỷ đồng, tăng 5,9% và thủy sản đạt 84,0 nghìn tỷ đồng, tăng 6,0%. Tổng diện tích gieo trồng nước ta là 11,4815 triệu ha; trong đó, diện tích lúa năm 2013 ước đạt 7,9 triêu ha chiếm gần 70% diện tích gieo trồng của cả nước, với sản lượng ước đạt 44,1 triệu tấn. Dưới đây là bảng diện tích và sản lượng lúa nước ta những năm gần đây. Bảng 1.1. Diện tích và năng suất lúa năm 2010 - 2013 Diện tích Sản lượng (nghìn ha) (nghìn tấn) 2010 7489,4 40005,6 2011 7655,4 42398,5 2012 7761,2 43737,8 2013 7899,4 44076,1 Năm (Nguồn: Báo cáo môi trường quốc gia, 2014) Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, sản lượng lúa cả nước năm 2014 ước tính đạt gần 45 triệu tấn, tăng gần 924 nghìn tấn so với năm 2013, trong đó sản lượng lúa vụ đông xuân đạt 20,83 triệu tấn, tăng 4% so với 20 triệu tấn cùng kỳ năm 2013. Diện tích trồng lúa, năng suất, sản lượng lúa trong những năm gần đây ở nước ta tăng là do sự biến động trong diện tích, năng suất, sản lượng lúa ở 2 vùng sản xuất lúa chính của nước ta là ĐBSH và ĐBSCL. Sản lượng lúa ĐBSCL chiếm đến 57%, ĐBSH chiếm 15% tổng sản lượng lúa cả nước (TCTK, Bộ KH-ĐT,2014) 6 Bảng 1.2. Diện tích, sản lượng, năng suất lúa ở ĐBSH và ĐBSCL Năm 2005 Diện Sản tích lượng (nghìn (nghìn ha) tấn) ĐBSH 584,2 6398,4 ĐBSCL 1478,7 19298,5 Năm 2013 Diện Sản tích lượng (nghìn (nghìn ha) tấn) 53,9 561,3 6698 59,2 50,4 1599,5 24993 57,6 Năng suất (tạ/ha) Năng suất (tạ/ha) (Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam) Ở ĐBSH tuy diện tích gieo trồng năm 2013 đã giảm 22,9 nghìn ha so với năm 2005 nhưng nhờ áp dụng kỹ thuật thâm canh nên sản lượng và năng suất vẫn tăng cao. Diện tích đất gieo trồng giảm là do chuyển đổi mục đích sử dụng đất để xây dựng nhà ở, các khu công nghiệp, khu kinh doanh,… Năng suất lúa năm 2013 tăng 5,3 tạ/ha so với năm 2005. Tại ĐBSCL, từ năm 1975 đến 2008 có những bước chuyển biến rõ rệt. Từ một vụ lúa mùa, năng suất thấp, bấp bênh nay người dân tăng canh thành 2-3 vụ ngắn ngày, năng suất cao, ổn định. Cụ thể năm 2013, diện tích gieo trồng tăng lên 120,8 ha, năng suất lúa năm 2013 cũng tăng 7,2 tạ/ha so với năm 2005. Việc thâm canh xen vụ được các địa phương miền Bắc tận dụng tối đa, đặc biệt là trong vụ Đông Xuân, bên cạnh cây trồng chủ lực là lúa, cây đậu, lạc, ngô được trồng nhằm tận dụng hiệu suất sử dụng đất đai. Trong đó, cây ngô được trồng nhiều ở các bãi bồi ven sông dọc theo hệ thống sông Hồng – Thái Bình. Diện tích ngô trồng nhiều nhất ở vùng trung du miền núi phía Bắc chiếm gần 40%, kế tiếp là Tây Nguyên chiếm trên 20% diện tích trồng ngô cả nước; trong khi đó lạc và đỗ được trồng nhiều tại các địa phương miền Bắc và Bắc Trung Bộ như Nghệ An, Thanh Hóa, Hà Tĩnh và Hà Giang. 7 1.1.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới và Việt Nam Để đảm bảo vấn đề an ninh lương thực trong giai đoạn hiện nay, đòi hỏi các quốc gia trên thế giới không ngừng mở rộng diện tích sản xuất, sản lượng như áp dụng các tiến bộ KH – KT nâng cao năng suất, sản lượng nông sản. Đồng nghĩa với việc này là ngành nông nghiệp cũng để lại một lượng chất thải rắn hàng năm rất lớn. 1.1.2.1. Khái niệm, nguồn gốc, thành phần và phân loại phế thải đồng ruộng a. Khái niệm: Phế thải đồng ruộng là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp như: trồng trọt (thực vật chết, tỉa cành, làm cỏ…), thu hoạch nông sản(rơm rạ, trấu, cám, lõi ngô, thân ngô), bao bì đựng phân bón, thuốc BVTV. (Báo cáo môi trường Quốc gia, 2011) b. Nguồn gốc: Nguồn gốc phát sinh chất thải rắn đồng ruộng từ nhiều nguồn khác nhau và được thể hiện qua sơ đồ sau: Bảo vệ TV, ĐV Trồng trọt (thực vật chết, tỉa cành, làm cỏ…) PHẾ THẢI (chai lọ đựng hóa chất BVTV) ĐỒNG Thu hoạch nông sản RUỘNG Quá trình bón phân, (rơm rạ, trấu, cám, kích thích sinh trưởng thân lõi ngô…) (bao bì chứa đựng…) Hình1.1. Các nguồn phát sinh chất thải rắn nông nghiệp Phế thải đồng ruộng phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như trong quá trình trồng trọt, thu hoạch nông sản, quá trình sử dụng hóa chất BVTV, quá trình bón phân, kích thích sinh trưởng. Trong quá trình trồng trọt, phế thải 8 đồng ruộng chính là xác thực vật đã chết, cành lá được cắt tỉa và các loại cây cỏ bị con người loại bỏ trong khi chăm sóc cây trồng. Trong quá trình sinh trưởng của cây, để đảm bảo cây sinh trưởng, phát triển tốt con người đã sử dụng nhiều loại phân bón, hóa chất BVTV; tuy nhiên bao bì, chai lọ củachúng lại bị vứt bừa bãi, lưu lại trên đồng ruộng trở thành phế thải đồng ruộng. Phế thải đồng ruộng còn phát sinh trong quá trình thu hoạch nông sản như: rơm rạ, thân lõi ngô, trấu, cám…Đây là nguồn phế thải chính trong phế thải đồng ruộng và hiện đang là nguồn gây ô nhiễm trầm trọng nếu không được xử lý kịp thời. c. Thành phần: Phần lớn phế thải đồng ruộng là phế thải hữu cơ có thành phần phong phú, đa dạng, chúng đều thuộc 2 nhóm hợp chất chính là: nhóm hợp chất hữu cơ chứa cacbon gồm xenluloza, hemixenluloza, pectin, lignin, tinh bột và nhóm hợp chất hữu cơ chứa nito gồm protein, kitin. Trong đó, thành phần chủ yếu là chất hữu cơ chứa cacbon thông thường chiếm khoảng 40 – 50%, đôi khi lên đến 70 – 80%. Bảng1.3: Hàm lượng xenluloza trong một số tàn dư thực vật trên đồng ruộng Loại tàn dư thực vật Xenluloza (%) Bông Vỏ hạt 60 Sợi 91 Gỗ thông 41 Rơm Lúa mì 30,5 Lúa mạch 48,34 Kiều mạch 42,8 Lúa nước 43 51 Vỏ đậu tương Mía Cây 42 Bã 56,6 36 Thân ngô 28 Cỏ (Nguồn: Dẫn theo Nguyễn Thị Hạnh Dung, 1996) 9 Như vậy, xenluloza là thành phần chính trong các loại tàn dư thực vật, nhưng đó lại là một hợp chất khó phân hủy, nếu để chúng tự phân giải trong điều kiện tự nhiên sẽ mất nhiều thời gian, gây ô nhiễm môi trường và nhiều vấn đề khác. Do đó, trong vấn đề xử lý phế thải hữu cơ đồng ruộng người ta thường tập trung nghiên cứu phương pháp để quá trình phân giải, chuyển hóa các hợp chất cacbon khó phân giải (chủ yếu là xenluloza) diễn ra thuận lợi, không gây ảnh hưởng tới môi trường và trả lại nguồn vật chất cho đất. Ngoài ra còn một lượng chất thảikhó phân hủy và độc hại như bao bì, chai lọ đựng phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật. d. Phân loại: Phế thải đồng ruộng được phân loại theo nhiều cách khác nhau như: theo nguồn gốc phát sinh, tính nguy hại, thành phần hóa học và theo khả năng phân hủy sinh học. Trong phạm vi của khóa luận này, tôi chỉ tìm hiểu cách phân loại phế thải đồng ruộng theo nguồn gốc phát sinh để từ đó đưa ra các giải pháp xử lý loại phế thải này. Theo nguồn gốc phát sinh, phế thải đồng ruộng gồm các phế thải có nguồn gốc từ các phế phụ phẩm trồng trọt và từ các bao bì đựng các hóa chất sử dụng trong nông nghiệp. Các phế phụ phẩm trồng trọt gồm các loại phế thải trong quá trình thu hoạch và chế biến nhiều loại cây trồng khác nhau như; các loại rơm, rạ sau khi thu hoạch lúa tại các cánh đồng, các loại lá, thân cây, cỏ dại tại các vườn cây, các phần dập của cây lúa không sử dụng được ở các ruộng sau khi thu hoạch… Chất thải từ các bao bì đựng hóa chất sử dụng trong nông nghiệp gồm chai, lọ…bằng thủy tinh hoặc nhựa được dùng làm vỏ đựng thuốc trừ sâu, trừ cỏ, thuốc diệt côn trùng, thuốc chữa bệnh cho động vật sau khi đã qua sử dụng được thải bỏ, các túi nilon, túi giấy dùng đựng phân bón vi sinh, phân đạm, phân lân và kể cả các hóa chất BVTV đã quá hạn sử dụng… Đây là các vật phẩm có tính nguy hại cao, cần phải có biện pháp thu gom và xử lý thích hợp. 10 1.1.2.2. Thực trạng phế thải đồng ruộng trên thế giới Theo IEA, trong năm 2010 các nước trên thế giới thải ra khoảng 5,1 tỷ tấn chất thải nông nghiệp. Theo số liệu thống kê năm 2013 của Fan Feng thì lượng chất thải hữu cơ của Trung Quốc được thể hiện trong bảng dưới đây 1.1.2.3. Thực trạng phế thải đồng ruộng ở Việt Nam Điều kiện tự nhiên nước ta rất thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, điều đó cũng đồng nghĩa với lượng phế thải gia tăng rất nhanh, liên tục và phong phú. Bảng 1.4: Khối lượng một số phế thải chính ở Việt Nam năm 2013 Khối lượng phế thải Loại phế thải (triệu tấn) Rơm rạ 34,38 Cây ngô (đã thu bắp) 3,62 Mía 0,49 Bông 0,15 Lạc 0,39 Đậu tương 0,54 (Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2014) Bảng 1.5: Lượng phế thải nông nghiệp nguy hại phát sinh năm 2012 Khối lượng phế thải Chất thải (tấn/năm) Bao bì thuốc BVTV 10.000 Bao bì phân bón 102.180 (Nguồn: TCMT, 2014) Từ bảng trên ta thấy lượng phế thải hữu cơ dễ phân hủy ở nước ta chiếm phần lớn. Tuy nhiên, nguồn phế thải này đang bị coi là rác thải tự nhiên, đang bị lãng phí, nguy hiểm hơn là rất có thể trở thành nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường như việc đốt rơm rạ, đổ phế thải xuống sông, kênh mương,… gây nhiều hậu quả ảnh hưởng xấu tới môi trường nước, không khí. Và việc tận thu nguồn phế thải này còn khá nhiều hạn chế. 11 Đối với bao bì hóa chất BVTV, phân bón hóa học việc thu gom, xử lý chất thải từ bao bì hiện còn nhiều hạn chế. Đây là phế thải nông nghiệp được xếp vào mục chất thải nguy hại cần phải thu gom, xử lý đúng quy định. Nhưng thực tế, loại phế thải này thường bị vứt bừa bãi tại ruộng, góc vườn, hoặc nguy hiểm hơn là vứt ngay đầu nguồn nước sinh hoạt. Một phần được thu gom thì đều chưa có công nghệ xử lý, mới chỉ được đem đốt hoặc chôn lấp ở xa khu dân cư. Ở nhiều địa phương, người dân còn thu gom chung loại phế thải nguy hại này với rác thải sinh hoạt, mà lượng rác thải sinh hoạt cũng chỉ 40 – 55% là được thu gom. Việc thu gom vẫn còn rất thô sơ, lạc hậu, chưa đáp ứng yêu cầu và chưa đảm bảo cho môi trường và con người. 1.1.3. Tác động của phế thải đồng ruộng đến môi trường và sức khỏe con người Theo các số liệu thống kê ở trên cho thấy lượng phế thải do hoạt động nông nghiệp để lại hàng năm là rất lớn. Nếu lượng phế thải này không được xử lý, quản lý chặt chẽ thì nó sẽ làm nảy sinh một số vấn đề như ảnh hưởng đến môi trường đất, môi trường nước, không khí và sức khỏe cộng đồng. Các phế thải đặc biệt là phế thải hữu cơ khi tồn tại trong môi trường sẽ xảy ra quá trình phân hủy ảnh hưởng đến môi trường không khí. Các hợp chất khí như H2S, SO2,… phát sinh gây ô nhiễm không khí và mùi khó chịu. Đặc biệt là chất khí SO2 có khả năng kết hợp với hơi nước trong không khí gây ra hiện tượng mưa axit làm hại đến cây trồng, vật nuôi, các công trình xây dựng và sức khỏe con người. Tác động của phế thải đồng ruộng tới môi trường nước là việc phế thải đồng ruộng không được thu gom, xử lý, vứt bừa bãi ra mương máng, gây tắc dòng chảy. Sau một thời gian chúng bị phân hủy làm nhiễm bẩn nguồn nước mặt và làm ảnh hưởng tới cảnh quan môi trường xung quanh. Nghiêm trọng hơn nữa là các chất thải nguy hại như bao bì thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, phân bón,… nếu không được thu gom, xử lý sẽ bị rửa trôi các hóa chất còn lại gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm và làm chết các sinh vật thủy sinh. 12 Đối với môi trường đất, những loại phế thải hữu cơ như các tàn dư thực vật khi vùi vào đất không gây ra những ảnh hưởng xấu mà nó còn giúp cải tạo đất vì sau khi phế thải phân hủy sẽ cung cấp cho đất một lượng dinh dưỡng rất lớn. Tuy nhiên, việc phân hủy phế thải này cần một thời gian tương đối dài mà các mùa vụ gieo trồng luôn nối tiếp nhau. Vì vậy, việc vùi thân cây, tàn dư thực vật vào trong đất sẽ ảnh hưởng đến thời gian gieo trồng. Bên cạnh đó còn vấn đề lớn từ bao bì, chai lọ hóa chất BVTV. Đặc biệt trong những năm gần đây khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển thì việc lạm dụng các loại hóa chất, thuốc kích thích sinh trưởng ngày càng nhiều, đây là mối nguy hại lớn đến môi trường đất. Những hóa chất BVTV đa phần đều độc hại và là những hợp chất khó phân hủy. Khi chúng bị đưa vào đất sẽ tồn tại dưới dạng bền vững làm phá vỡ kết cấu đất, mất đi đặc tính màu mỡ của đất ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, chưa nói đến việc tích lũy các chất độc hại vào cây trồng gián tiếp ảnh hưởng tới con người. Quá trình phân hủy phế thải đồng ruộng ngoài sinh ra các chất khí còn kèm theo đó là các VSV gây bệnh về đường hô hấp, tiêu hóa… làm ảnh hưởng xấu tới sức khỏe của người dân. Ngoài ra, trong quá trình thu hoạch lúa, rơm rạ cuối vụ thường được người dân đốt ngay trên đường hoặc tại ruộng gây khói bụi làm ảnh hưởng đến giao thông và trực tiếp đến sức khỏe con người. Vì vậy,cần phải đưa ragiải pháp xử lý phế thải một cách hiệu quả nhất. 1.2. Tính kinh tế trong quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng 1.2.1. Tính kinh tế của phế thải đồng ruộng Hiện nay, lượng chất thải rắn nông nghiệp của cả nước ta ước tính hàng năm khoảng 150 triệu tấn. Nếu tính giá trị sử dụng năng lượng thì nó tương đương khoảng 20 triệu tấn than cám hoặc trên 9 triệu tấn dầu thô (Manfred Oepen, 1999). Chính vì vậy, nếu chúng ta sớm có kế hoạch khai thác sử dụng hợp lý với các chính sách phát triển thích hợp thì nó sẽ trở thành một nguồn năng lượng đáng kể mang lại hiệu quả cao cả về kinh tế - xã hội lẫn môi trường. 13