Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong cơ cấu kinh tế Việt Nam, nông nghiệp giữ vai trò quan trọng khi khu vực Nông – Lâm – Ngư nghiệp đóng góp gần 20% tổng giá trị GDP cả nước (năm 2015 đạt 462.536 nghìn tỷ đồng, đến năm 2020 đạt 524.317 nghìn tỷ đồng theo số liệu của Tổng cục Thống kê, 2021). Trong đó, ngành trồng trọt chiếm từ 64% đến 68% giá trị sản xuất nông nghiệp; riêng diện tích gieo trồng lúa nước năm 2021 đạt 7,24 triệu hecta. Cùng với quy mô canh tác lớn, khối lượng phế phụ phẩm phát sinh sau mỗi chu kỳ thu hoạch hàng năm là rất lớn. Trước đây, nguồn phế phụ phẩm này (chủ yếu là rơm rạ) thường được người dân tận dụng làm chất đốt sinh hoạt hoặc thức ăn trong chăn nuôi gia súc quy mô nông hộ. Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế cùng quá trình hiện đại hóa nông thôn khiến nhu cầu sử dụng rơm rạ làm chất đốt giảm mạnh do việc chuyển sang dùng khí đốt hóa lỏng (gas), đồng thời chăn nuôi chuyển dịch sang hướng tập trung. Do đó, phần lớn phế phụ phẩm đồng ruộng bị thải bỏ hoặc xử lý bằng các biện pháp thô sơ, phổ biến nhất là đốt trực tiếp ngoài đồng ruộng. Hoạt động này làm phát tán khói bụi, gây ô nhiễm không khí cục bộ, cản trở tầm nhìn giao thông và lãng phí nguồn vật chất hữu cơ; trong khi đó, biện pháp cày vùi rơm rạ tươi vào ruộng ngập nước lại có nguy cơ gây ngộ độc hữu cơ cho cây trồng vụ sau và phát sinh khí nhà kính (mêtan - CH4).
Phường Quảng Thành (trước đây là xã Quảng Thành), thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa là địa bàn có tỷ lệ dân cư tham gia sản xuất nông nghiệp cao (gần 2.000 hộ nông nghiệp). Cùng với việc áp dụng các giống lúa mới và thâm canh tăng vụ, sản lượng lúa của địa phương tăng lên, kéo theo sự gia tăng tương ứng của lượng phế phụ phẩm. Thực tế tại địa phương cho thấy tình trạng đốt rơm rạ ngay sau thu hoạch và xả thải vỏ bao bì phân bón, thuốc bảo vệ thực vật diễn ra phổ biến nhưng chưa có biện pháp quản lý, thu gom và tái sử dụng hiệu quả. Xuất phát từ bối cảnh thực tiễn đó, đề tài khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá thực trạng xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp trên địa bàn phường Quảng Thành – TP. Thanh Hoá – tỉnh Thanh Hoá" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường và đề xuất hướng tái sử dụng nguồn tài nguyên sinh khối tại địa phương.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm:
- Đánh giá thực trạng xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp tại địa bàn phường Quảng Thành, thành phố Thanh Hoá, tỉnh Thanh Hoá.
- Đề xuất một số giải pháp quản lý, xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp nhằm nâng cao việc tái sử dụng tài nguyên và hạn chế ô nhiễm môi trường.
Để đạt được các mục tiêu trên, khóa luận triển khai 5 nhiệm vụ/nội dung nghiên cứu:
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội trên địa bàn phường Quảng Thành.
- Đánh giá hiện trạng sản xuất nông nghiệp trên địa bàn phường.
- Xác định hiện trạng phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp (bao gồm phế thải vô cơ và tàn dư thực vật hữu cơ).
- Khảo sát hiện trạng xử lý phế phụ phẩm của nông hộ và công tác quản lý của chính quyền địa phương.
- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và tái sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Phế phụ phẩm nông nghiệp phát sinh từ hoạt động trồng trọt (rơm rạ, tàn dư thực vật, vỏ bao bì phân bón và thuốc bảo vệ thực vật) tại địa bàn nghiên cứu.
- Phạm vi không gian: Địa bàn phường Quảng Thành, thành phố Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa.
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu thu thập số liệu và khảo sát thực địa trong vụ Đông Xuân (2021 - 2022), thời gian thực hiện đề tài từ tháng 02/2022 đến tháng 06/2022.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các định nghĩa học thuật và văn bản quy phạm pháp luật liên quan đến chất thải nông nghiệp. Về mặt pháp lý và quản lý, tác giả trích dẫn Nghị định số 38/2015/NĐ-CP của Chính phủ về quản lý chất thải và phế liệu, trong đó quy định rõ bao bì chứa hóa chất bảo vệ thực vật độc hại hoặc hóa chất dùng trong nông nghiệp thuộc danh mục chất thải nguy hại cần thu gom, lưu giữ và xử lý riêng biệt; kết hợp với định nghĩa của Báo cáo môi trường quốc gia (2011) về chất thải rắn nông nghiệp thông thường phát sinh từ trồng trọt, thu hoạch nông sản.
Về mặt khoa học môi trường và sinh hóa thực vật, tác giả phân loại phế phụ phẩm theo 4 tiêu chí (theo Lê Văn Nhương và cộng sự, 1998; Nguyễn Xuân Thành và cộng sự, 2011):
- Theo nguồn gốc phát sinh: Phế phụ phẩm trồng trọt (thân, lá, rơm, rạ, tàn dư) và chất thải từ bao bì hóa chất nông nghiệp (chai lọ thủy tinh, túi nhựa polyetylen đựng thuốc trừ sâu, phân bón).
- Theo tính chất nguy hại: Phế thải thông thường (tàn dư sinh khối không độc hại) và phế thải nguy hại (vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật chứa hóa chất độc hại bám dính).
- Theo thành phần hóa học: Phế thải hữu cơ (chiếm đa số, có thể tận dụng tái tạo nhiệt lượng hoặc ủ phân) và phế thải vô cơ (nhựa, thủy tinh, kim loại).
- Theo khả năng phân hủy sinh học: Nhóm dễ phân hủy sinh học (cỏ dại, lá tươi) và nhóm khó/không phân hủy sinh học (chất hữu cơ cao phân tử như rơm rạ già, hoặc chất vô cơ).
Về thành phần cấu tạo sinh hóa của phế thải hữu cơ, khóa luận phân tích sâu 3 hợp chất chính cấu thành vách tế bào thực vật:
- Xenluloza: Polyme sinh học chiếm tới 50% tổng số hydratcacbon của thực vật (chiếm 31% trong trấu, 61% trong giấy).
- Hemixenluloza: Polysaccarit mạch nhánh gồm khoảng 150 gốc đường liên kết qua cầu nối β-1,4 và β-1,6 glucozit.
- Lignin: Hợp chất cao phân tử vô định hình được hình thành từ phản ứng ngưng tụ của 3 loại rượu thơm (trans-P-cumarynic, trans-connyferynic, trans-cynapylic), có hàm lượng cacbon cao và liên kết bền vững, khó phân hủy tự nhiên.
Phương pháp nghiên cứu được tác giả thiết kế kết hợp giữa thu thập số liệu thứ cấp, điều tra xã hội học và đo đạc thực nghiệm ngoài hiện trường:
- Thu thập tài liệu thứ cấp: Kế thừa dữ liệu về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội, báo cáo sản xuất nông nghiệp từ UBND phường Quảng Thành và các văn bản chỉ đạo của địa phương; tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước (Đại học Cần Thơ, Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN, Đại học Thủy Lợi).
- Thu thập dữ liệu sơ cấp qua điều tra xã hội học: Tiến hành khảo sát ngẫu nhiên 50 hộ gia đình có canh tác lúa trên địa bàn thông qua bảng hỏi bán cấu trúc tại 5 phố/thôn: Thành Tráng (22 phiếu), Thành Tân (8 phiếu), Thành Mai - Thành Yên (7 phiếu), Thành Trọng (7 phiếu), và Thành Công (6 phiếu). Nội dung phỏng vấn bao gồm cơ cấu cây trồng, liều lượng sử dụng phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật, các biện pháp xử lý rơm rạ và mức độ nhận thức về môi trường. Đồng thời, phỏng vấn sâu cán bộ quản lý phụ trách nông nghiệp (ông Trương Viết Tiến - Cán bộ Nông nghiệp phường) và cán bộ chuyên trách môi trường.
- Phương pháp thực nghiệm xác định hệ số sinh khối và phát thải đồng ruộng:
- Đối với phế thải hữu cơ (rơm rạ, thân lá): Thiết lập ô tiêu chuẩn có diện tích 100 m², chia thành 100 ô nhỏ diện tích 1 m²/ô. Sử dụng phương pháp bốc thăm ngẫu nhiên chọn ra 3 ô để cắt toàn bộ phần phế phẩm còn lại sau thu hoạch, cân trực tiếp bằng cân kỹ thuật để tính khối lượng tươi trung bình trên 1 m², từ đó tính toán quy đổi ra khối lượng phế phẩm phát sinh trên 1 hecta canh tác cho từng loại cây trồng (lúa, rau màu, thuốc lào).
- Đối với vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật: Thu gom và cân 10 vỏ gói hoặc lọ rỗng cùng loại để xác định khối lượng trung bình của một đơn vị bao bì; kết hợp với tần suất phun xịt và định mức sử dụng theo diện tích của hộ dân để tính tổng lượng vỏ thải bỏ.
- Đối với bao bì phân bón: Xác định khối lượng bao phân bón tiêu chuẩn (bao loại 25 kg có khối lượng vỏ rỗng trung bình là 0,2 kg), từ đó nhân với tổng lượng phân bón sử dụng trên mỗi đơn vị diện tích.
- Phương pháp xử lý dữ liệu: Toàn bộ số liệu sơ cấp và thứ cấp được tổng hợp, xử lý thống kê mô tả, tính toán giá trị trung bình (Mean), giá trị cực đại (Max), cực tiểu (Min) và tỷ lệ phần trăm bằng phần mềm Microsoft Excel.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 01: Mở đầu
Chương 01 luận giải tính cấp thiết của việc nghiên cứu vấn đề xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp trong bối cảnh quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa diễn ra nhanh chóng tại Việt Nam. Tác giả dẫn chứng số liệu GDP ngành nông nghiệp và diện tích trồng lúa cả nước (7,24 triệu ha năm 2021) để chứng minh quy mô phát sinh sinh khối sau thu hoạch là rất lớn. Tác giả nêu rõ mâu thuẫn giữa nhu cầu xử lý nhanh đồng ruộng để chuẩn bị mùa vụ mới với việc thiếu hụt công nghệ, dẫn đến thói quen đốt rơm rạ tràn lan gây ô nhiễm không khí và mất an toàn giao thông. Trên cơ sở thực tiễn của phường Quảng Thành, chương mở đầu xác định rõ 2 mục tiêu nghiên cứu, 5 nhiệm vụ cụ thể và giới hạn phạm vi nghiên cứu về không gian và thời gian trong vụ Đông Xuân 2021 - 2022.
Chương 02: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Chương này cung cấp bức tranh toàn diện về lý luận và thực tiễn xử lý phụ phẩm nông nghiệp:
- Hệ thống hóa các khái niệm về chất thải nông nghiệp, quy định pháp luật hiện hành (Nghị định 38/2015/NĐ-CP) và cấu trúc phân loại chất thải theo nguồn gốc, độc tính, thành phần hóa học và khả năng phân giải sinh học. Phân tích chi tiết bản chất hóa học của xenluloza, hemixenluloza và lignin.
- Điểm luận các nghiên cứu tiêu biểu tại Việt Nam: Nghiên cứu của Đại học Cần Thơ (2014) về tập quán đốt rơm tại ĐBSCL; nghiên cứu của Đại học Khoa học Tự nhiên (2020, 2021) ứng dụng công nghệ viễn thám SAR Sentinel-1 và mô hình khuếch tán ADMS tính toán khí thải tại Hà Nội (năm 2020 phát sinh 179,08 tấn PM10 và 163,3 tấn PM2.5; năm 2019 rơm rạ bị đốt phát thải 542 nghìn tấn CO2); nghiên cứu xử lý rơm rạ bằng chế phẩm nấm Trichoderma kết hợp vùi đất tại Hậu Giang (2012); sáng chế khẩu trang sinh học nano B-Mask-B-Plastic từ rơm rạ của sinh viên Đại học Thủy Lợi (2020 - 2021) với khả năng lọc 60% - 90% bụi mịn.
- Đánh giá ưu điểm và hạn chế của 5 biện pháp xử lý phế phụ phẩm phổ biến hiện nay: đốt ngoài đồng ruộng (nhanh nhưng gây ô nhiễm khói bụi, độc hại do khí CO, mất chất dinh dưỡng và chai cứng đất); làm thức ăn gia súc (tiết kiệm chi phí chăn nuôi nhưng làm thất thoát vòng tuần hoàn dinh dưỡng trả lại cho đất); ủ phân hữu cơ compost (tái tạo mùn, diệt mầm bệnh nhưng tốn công lao động); trồng nấm rơm, nấm sò (tạo giá trị gia tăng cao, 1 tấn rơm cho thu lãi 15 - 20 triệu đồng nhưng đòi hỏi kỹ thuật); và cày vùi trực tiếp vào đất (bổ sung dinh dưỡng nhưng dễ gây ngộ độc hữu cơ cho rễ lúa và tăng phát thải khí CH4).
Chương 03: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 03 cụ thể hóa quy trình triển khai nghiên cứu:
- Xác định đối tượng nghiên cứu là phế phụ phẩm nông nghiệp phát sinh tại phường Quảng Thành; phạm vi thời gian từ tháng 02/2022 đến tháng 06/2022.
- Trình bày chi tiết phương pháp chọn mẫu khảo sát xã hội học: điều tra ngẫu nhiên 50 hộ nông dân canh tác lúa phân bố tại 5 tổ dân phố đại diện.
- Mô tả quy trình thực nghiệm cân đo sinh khối đồng ruộng thông qua việc thiết lập ô tiêu chuẩn 100 m², phân ô 1 m² và bốc thăm ngẫu nhiên 3 vị trí để xác định trọng lượng phế thải tươi/m² của lúa, rau màu và cây thuốc lào.
- Trình bày công thức và quy trình xác định lượng vỏ bao bì phân bón vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật phát sinh dựa trên số lượng sử dụng thực tế và trọng lượng bao bì rỗng.
Chương 04: Kết quả nghiên cứu
Chương 04 là nội dung trọng tâm của khóa luận, phản ánh toàn bộ các phát hiện qua khảo sát và thực nghiệm:
- Đặc điểm địa bàn: Phường Quảng Thành có diện tích tự nhiên 843,71 ha, dân số trên 19.000 người, gồm 9 phố (thuộc 3 làng cổ: Tức Tranh, Ngọc Mai, Vĩnh Yên). Vụ Đông Xuân 2021 - 2022, toàn phường có 305,9 ha đất canh tác nông nghiệp (chiếm 36,26% diện tích tự nhiên). Cây lúa chiếm diện tích chủ đạo với 253,9 ha (83,00%), rau màu chiếm 39,4 ha (12,88%), cây thuốc lào chiếm 12,6 ha (4,12%). Năng suất lúa bình quân đạt 63 tạ/ha; rau màu đạt 25,4 tạ/ha; thuốc lào đạt 27,5 tạ/ha. Doanh thu bình quân cây trồng đạt 262 triệu đồng/ha/vụ (~13,1 triệu đồng/sào/vụ).
- Thực trạng sử dụng phân bón cho cây lúa: 100% hộ dân sử dụng phân vô cơ. Lượng bón bình quân cho một sào Bắc Bộ (500 m²) ghi nhận: phân NPK bón nhiều nhất đạt 20,30 kg/sào; phân đạm đạt 14,13 kg/sào; phân lân đạt 13,48 kg/sào; phân kali đạt 10,50 kg/sào. Phân chuồng hoai mục được bón ở mức bình quân 179,19 kg/sào (biến thiên từ 71,43 kg/sào đến 500,00 kg/sào).
- Phát sinh bao bì vô cơ: Toàn phường phát sinh 244,02 kg vỏ bao bì hóa chất/vụ. Trong đó, từ canh tác lúa là 223,43 kg (chiếm 91,56%); rau màu là 13,79 kg (5,65%); thuốc lào là 6,80 kg (2,79%). Lượng thuốc bảo vệ thực vật dư thừa bám dính trong vỏ bao bì ước tính chiếm 1,86% khối lượng bao bì.
- Phát sinh phế thải hữu cơ đồng ruộng: Tổng khối lượng phế thải hữu cơ phát sinh trong vụ Đông Xuân là 3.873,35 tấn. Riêng rơm rạ từ canh tác lúa chiếm 3.224,75 tấn (83,25%); tàn dư rau màu là 367,61 tấn (9,50%); tàn dư cây thuốc lào là 280,99 tấn (7,25%).
- Thực trạng xử lý của người dân: Kết quả điều tra 50 hộ cho thấy có 6 hình thức xử lý được áp dụng; trong đó, hình thức đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng chiếm tỷ lệ cao nhất với 86% số hộ, hình thức cày ải và vùi lấp tại ruộng chiếm 54% số hộ. Tỷ lệ tái chế làm nấm hoặc ủ phân hữu cơ vi sinh rất thấp do tốn công lao động. Vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật phần lớn bị vứt bỏ tại các bờ ruộng, kênh mương hoặc gom đốt cùng rơm rạ.
- Công tác quản lý và định hướng: Chính quyền địa phương đã có các phong trào vệ sinh ngõ xóm nhưng chưa có hệ thống bể chứa chuyên biệt trên các xứ đồng để thu gom vỏ bao bì hóa chất nông nghiệp nguy hại; công tác tập huấn chuyển giao kỹ thuật xử lý rơm rạ vi sinh còn hạn chế về độ bao phủ.
Chương 05: Kết luận và kiến nghị
Chương tổng kết các phát hiện định lượng chính về khối lượng phế thải hữu cơ và vô cơ phát sinh trên địa bàn phường Quảng Thành; đồng thời đưa ra 4 nhóm kiến nghị cụ thể:
- Đối với UBND thành phố và Chi cục Bảo vệ Môi trường: Hỗ trợ kinh phí xây dựng các mô hình điểm về tuần hoàn phế phụ phẩm nông nghiệp.
- Đối với UBND phường Quảng Thành: Đầu tư xây dựng các bể bê tông thu gom vỏ bao bì thuốc bảo vệ thực vật đạt chuẩn tại các xứ đồng (Đồng Cuốn, Đồng Trau, Đồng Bồng); quy định xử phạt vi phạm xả rác bao bì bừa bãi.
- Đối với cán bộ khuyến nông: Mở rộng các lớp tập huấn kỹ thuật ủ phân compost bằng chế phẩm sinh học vi sinh và kỹ thuật cày vùi rơm rạ an toàn tránh nghẹt rễ lúa.
- Đối với nông dân: Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, chấm dứt tình trạng đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng, chuyển đổi sang ủ phân hữu cơ để tái tạo độ phì nhiêu của đất.
Kết quả và đóng góp
1. Số liệu thực trạng sản xuất và phát sinh chất thải
Khóa luận đã tổng hợp hệ thống số liệu định lượng chi tiết về cơ cấu mùa vụ, mức độ tiêu thụ vật tư nông nghiệp và khối lượng chất thải nông nghiệp phát sinh tại phường Quảng Thành trong vụ Đông Xuân 2021 - 2022.
Bảng 1: Hiện trạng diện tích, năng suất cây trồng vụ Đông Xuân 2021 - 2022 tại phường Quảng Thành
| TT |
Loại cây trồng |
Diện tích canh tác (ha) |
Tỷ lệ cơ cấu (%) |
Năng suất bình quân (tạ/ha) |
| 1 |
Cây lúa |
253,90 |
83,00 |
63,00 |
| 2 |
Cây rau màu |
39,40 |
12,88 |
25,40 |
| 3 |
Cây thuốc lào |
12,60 |
4,12 |
27,50 |
| Tổng cộng |
Toàn phường |
305,90 |
100,00 |
- |
Bảng 2: Liều lượng phân bón bình quân cho một sào (500 m²) trong sản xuất lúa
| Loại phân bón |
Lượng bón nhỏ nhất (Min - kg/sào) |
Lượng bón lớn nhất (Max - kg/sào) |
Lượng bón trung bình (kg/sào) |
| Phân đạm |
5,00 |
25,00 |
14,13 |
| Phân lân |
5,00 |
25,00 |
13,48 |
| Phân kali |
5,00 |
25,00 |
10,50 |
| Phân hỗn hợp NPK |
8,00 |
30,00 |
20,30 |
| Phân chuồng hoai mục |
71,43 |
500,00 |
179,19 |
Bảng 3: Tổng hợp khối lượng phế phụ phẩm vô cơ và hữu cơ phát sinh trên đồng ruộng
| Loại cây trồng |
Khối lượng vỏ bao bì phân bón (kg/ha/vụ) |
Khối lượng vỏ bao bì thuốc BVTV (kg/ha/vụ) |
Tổng lượng bao bì vô cơ phát sinh (kg/vụ) |
Tỷ lệ bao bì (%) |
Khối lượng phế thải hữu cơ phát sinh (tấn/vụ) |
Tỷ lệ phế thải hữu cơ (%) |
| Lúa |
0,32 |
0,56 |
223,43 |
91,56 |
3.224,75 |
83,25 |
| Rau màu |
0,20 |
0,15 |
13,79 |
5,65 |
367,61 |
9,50 |
| Thuốc lào |
0,30 |
0,24 |
6,80 |
2,79 |
280,99 |
7,25 |
| Tổng cộng |
- |
- |
244,02 |
100,00 |
3.873,35 |
100,00 |
Về tập quán xử lý của nông hộ, điều tra thực địa xác nhận:
- 86% hộ nông dân chọn giải pháp đốt rơm rạ trực tiếp trên đồng ruộng.
- 54% hộ tiến hành cày ải, vùi tàn dư thực vật trực tiếp vào đất.
- Hoạt động thu gom vỏ thuốc bảo vệ thực vật còn mang tính tự phát; tỷ lệ tồn dư hóa chất bám dính trong bao bì phát sinh đạt khoảng 1,86%.
2. Các giải pháp đề xuất
Dựa trên kết quả khảo sát, tác giả đưa ra các nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý:
- Tận dụng phế phụ phẩm hữu cơ để chế biến phân bón sinh học: Khuyến khích mô hình ủ compost từ rơm rạ sử dụng chế phẩm vi sinh để phân hủy cellulose, bù đắp chất hữu cơ cho đất và thay thế 20% - 30% lượng phân bón vô cơ hàng năm.
- Xây dựng mạng lưới hạ tầng thu gom bao bì thuốc bảo vệ thực vật: Đề xuất UBND phường lắp đặt các bể chứa bằng bê tông có nắp đậy đặt tại các trục đường nội đồng thuận tiện; chuyển giao rác thải nguy hại này cho các đơn vị có chức năng xử lý theo đúng Nghị định 38/2015/NĐ-CP.
- Đẩy mạnh công tác khuyến nông: Tổ chức các hội nghị đầu bờ, hướng dẫn kỹ thuật gieo cấy và xử lý rơm rạ không gây ngộ độc rễ lúa.
3. Đóng góp của nghiên cứu
Khóa luận đã định lượng hóa cụ thể hệ số phát sinh phế thải đồng ruộng (cả chất thải nguy hại vô cơ và sinh khối hữu cơ) đối với từng loại cây trồng chủ lực tại địa bàn phường Quảng Thành. Kết quả này bổ sung cơ sở dữ liệu thực tiễn cấp cơ sở (cấp xã/phường) cho công tác quy hoạch bảo vệ môi trường nông thôn, chứng minh sự cần thiết phải thay đổi tập quán đốt rơm rạ và quản lý chặt chẽ bao bì hóa chất nông nghiệp.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận còn một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện thực hiện nghiên cứu:
- Phạm vi thời gian và mùa vụ: Dữ liệu thực nghiệm và khảo sát chỉ tập trung vào vụ Đông Xuân 2021 - 2022 trong khoảng thời gian từ tháng 02/2022 đến tháng 06/2022, chưa phản ánh được sự biến động phát sinh phế phụ phẩm giữa các mùa vụ khác nhau trong năm (như vụ Mùa hoặc vụ Hè Thu vốn có điều kiện thời tiết và thời gian làm đất gấp gáp hơn).
- Quy mô mẫu khảo sát: Điều tra xã hội học dừng lại ở dung lượng mẫu n = 50 hộ gia đình trồng lúa; phương pháp cắt cân sinh khối mới thực hiện thử nghiệm trên 3 ô mẫu ngẫu nhiên (1 m²/ô) rồi ngoại suy cho toàn phường nên mức độ đại diện cho các chân đất và giống cây trồng khác nhau còn hạn chế nhất định.
- Chưa đo kiểm khí thải thực tế: Khóa luận chưa tiến hành quan trắc nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí (như bụi PM10, PM2.5, khí CO, CO2) phát tán thực tế trong mùa đốt rơm rạ tại địa phương mà chỉ kế thừa các nghiên cứu lý thuyết từ các địa bàn khác.
Hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai:
- Mở rộng quan trắc, điều tra đầy đủ các chu kỳ mùa vụ trong năm để đánh giá chính xác tải lượng chất thải nông nghiệp phát sinh liên tục.
- Triển khai thí nghiệm thực nghiệm đánh giá hiệu quả của các mô hình ủ rơm rạ bằng chế phẩm sinh học tại chỗ trên quy mô hộ gia đình, tính toán cụ thể bài toán kinh tế và khả năng cải tạo độ phì của đất.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận tốt nghiệp này có giá trị ứng dụng và tham khảo hữu ích cho các đối tượng:
- Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Nông học: Tham khảo phương pháp tiếp cận nghiên cứu thực địa, kỹ thuật thiết lập ô tiêu chuẩn cắt cân xác định hệ số sinh khối đồng ruộng, cũng như cấu trúc thiết kế bảng câu hỏi khảo sát nông hộ về quản lý chất thải nông nghiệp.
- Cán bộ quản lý môi trường và cán bộ khuyến nông cơ sở: Sử dụng trực tiếp bộ số liệu kiểm kê lượng phân bón, phế phụ phẩm cây trồng và khối lượng bao bì thuốc bảo vệ thực vật tại phường Quảng Thành làm tài liệu tham chiếu khi xây dựng kế hoạch thu gom rác thải nguy hại đồng ruộng và tuyên truyền chấm dứt đốt rơm rạ tại địa phương hoặc các địa bàn có điều kiện canh tác tương đồng.
- Các nghiên cứu tuần hoàn sinh khối: Cung cấp thông tin nền tảng về tiềm năng nguyên liệu tàn dư thực vật (hơn 3.800 tấn hữu cơ/vụ) phục vụ cho các dự án phát triển trồng nấm ăn hoặc sản xuất phân bón vi sinh tại tỉnh Thanh Hóa.
Câu hỏi thường gặp
1. Tổng khối lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng phát sinh tại phường Quảng Thành trong vụ Đông Xuân 2021 - 2022 là bao nhiêu và cây trồng nào chiếm tỷ trọng lớn nhất?
Theo kết quả khảo sát thực địa của tác giả, tổng khối lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng phát sinh trong vụ Đông Xuân là 3.873,35 tấn. Trong đó, sản xuất lúa tạo ra lượng phế thải lớn nhất với 3.224,75 tấn (chiếm 83,25%), tiếp theo là rau màu với 367,61 tấn (9,50%) và cây thuốc lào với 280,99 tấn (7,25%).
2. Người dân phường Quảng Thành chủ yếu xử lý rơm rạ và tàn dư thực vật sau thu hoạch bằng những biện pháp nào?
Qua khảo sát 50 nông hộ, hình thức xử lý tàn dư thực vật phổ biến nhất là đốt trực tiếp ngoài đồng ruộng, chiếm tới 86% số hộ điều tra. Biện pháp phổ biến thứ hai là cày ải và vùi lấp tại ruộng, chiếm 54% số hộ. Các biện pháp tận dụng làm nấm hay ủ phân hữu cơ chiếm tỷ lệ rất thấp do tốn công lao động.
3. Khối lượng vỏ bao bì phân bón và thuốc bảo vệ thực vật phát sinh trong một vụ là bao nhiêu và tỷ lệ thuốc tồn dư được ghi nhận như thế nào?
Tổng khối lượng vỏ bao bì phân bón và thuốc bảo vệ thực vật phát sinh trên đồng ruộng toàn phường là 244,02 kg/vụ (canh tác lúa chiếm chủ yếu với 223,43 kg, tương đương 91,56%). Lượng thuốc bảo vệ thực vật dư thừa còn bám dính trong các vỏ bao bì độc hại này chiếm khoảng 1,86% tỷ trọng bao bì.
4. Mức độ sử dụng phân bón vô cơ và phân chuồng trung bình cho một sào lúa tại địa phương là bao nhiêu?
Tính bình quân cho một sào lúa (500 m²), nông dân sử dụng: phân NPK nhiều nhất với 20,30 kg/sào; phân đạm là 14,13 kg/sào; phân lân là 13,48 kg/sào; phân kali là 10,50 kg/sào. Đối với phân chuồng hoai mục, liều lượng sử dụng bình quân đạt 179,19 kg/sào (dao động từ 71,43 kg đến 500,00 kg/sào tùy từng hộ).
5. Tác giả đã áp dụng phương pháp thực nghiệm nào để tính toán khối lượng phế thải tàn dư cây trồng trên đồng ruộng?
Tác giả sử dụng phương pháp khoanh ô tiêu chuẩn: chọn một khu đất có diện tích gieo trồng 100 m², chia thành 100 ô nhỏ diện tích 1 m²/ô, bốc thăm ngẫu nhiên 3 vị trí để thu gom và cân trực tiếp toàn bộ khối lượng phế phụ phẩm tươi sau thu hoạch; từ đó tính khối lượng trung bình trên 1 m² và quy đổi ngoại suy ra tổng khối lượng trên 1 hecta diện tích canh tác.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Bình đã phản ánh chi tiết thực trạng phát sinh và quản lý phế phụ phẩm nông nghiệp tại phường Quảng Thành, thành phố Thanh Hóa trong vụ Đông Xuân 2021 - 2022. Kết quả nghiên cứu cho thấy với hơn 305 ha đất canh tác, địa phương phát sinh một lượng sinh khối hữu cơ rất lớn (3.873,35 tấn, chủ yếu là rơm rạ lúa) cùng 244,02 kg bao bì hóa chất vô cơ có chứa tàn dư thuốc bảo vệ thực vật nguy hại. Tuy nhiên, tập quán xử lý của nông dân vẫn chủ yếu là đốt đồng ruộng (86%) và vứt bỏ bừa bãi bao bì, tiềm ẩn nhiều nguy cơ ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí. Các định hướng giải pháp được đề xuất về ủ phân compost bằng chế phẩm vi sinh và thiết lập hệ thống bể chứa thu gom bao bì thuốc bảo vệ thực vật là cơ sở thực tiễn quan trọng giúp địa phương nâng cao hiệu quả quản lý môi trường nông thôn theo hướng bền vững.
