MỞ ĐẦU 1. Cơ sở khoa học và tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là nước có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời, nông nghiệp chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nông dân chiếm trên 70% dân số cả nước. Đặc biệt, trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước và hội nhập Quốc tế thì nông nghiệp và nông thôn nước ta phải phát triển theo xu hướng nông nghiệp bền vững và hội nhập là tất yếu. Tuy nhiên, do những áp lực về hiệu quả kinh tế của việc sản xuất nông nghiệp nên tình trạng quản lý và sử dụng không đúng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật (BVTV) đang có xu hướng tăng lên, gây tác hại xấu đến môi trường và sức khoẻ cộng đồng.
Những năm gần đây việc sử dụng phân bón, chất kích thích sinh trưởng và hóa chất BVTV trong thâm canh sản xuất, đặc biệt trong thâm canh hoa, rau đang có xu hướng gia tăng cả về số lượng lẫn chủng loại. Một thực tế hiện nay là việc sử dụng hóa chất BVTV tràn lan, không thể kiểm soát đã và đang gây ảnh hưởng xấu đến môi trường đất, nước, không khí, sức khoẻ con người và môi trường sinh thái. Mặt khác, xã hội đang ngày càng phát triển nên nhu cầu lương thực và làm đẹp cho cuộc sống ngày càng tăng, vì thế nghề trồng hoa trở thành nghề sản xuất chính tại một số vùng chuyên canh ngoại thành Hà Nội nhằm đáp ứng nhu cầu về thú chơi hoa trong nước và xuất khẩu. Người dân trong một số vùng đã chuyển đổi từ trồng lúa sang chuyên canh hoa và nổi lên trong đó có vùng chuyên canh hoa tại phường Tây Tựu, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội và tại xã Mê Linh, huyện Mê Linh, Hà Nội.
Trong khoảng 20 năm trở lại đây đã có sự chuyển đổi cơ cấu canh tác nên đến nay kinh tế trong các hộ nông dân tại đây đã hoàn toàn thay đổi, nhiều hộ gia đình trở thành “triệu phú”, cơ sở hạ tầng được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng từ lúa sang hoa với mức thâm canh cao đã làm phát sinh những vấn đề môi trường do sử dụng phân bón hóa học, chất kích thích sinh trưởng, hoá chất bảo vệ thực vật quá mức trong thâm canh nhằm tối đa hoá lợi nhuận nên đã và đang ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng môi trường đất, nước, không khí và sức khỏe cộng đồng. Chính vì vậy chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của hoạt động chuyên canh hoa đến môi trường đất vùng ven đô Hà Nội” nhằm đánh giá tổng thể tác động của hoạt động chuyên canh hoa đến chất lượng môi trường đất và đề xuất các giải pháp canh tác bền vững cho địa bàn nghiên cứu. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, hướng tới nền nông nghiệp bền vững cho các vùng ngoại thành Hà Nội nói riêng và ở Việt Nam nói chung.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học cho việc đánh giá một cách chính xác, có hệ thống hơn về tác động của việc chuyên canh cây trồng đến chất lượng môi trường đất (theo chiều hướng tích cực và tiêu cực), những nguy cơ về ô nhiễm môi trường đất do lạm dụng hóa chất trong nông nghiệp, đặc biệt trên đất trồng các cây trồng có mức thâm canh cao như hoa và rau. Ngoài ra, những kết quả nghiên cứu, kiến nghị và đề xuất của luận án sẽ là cơ sở khoa học cho việc hoạch định các chính sách về quản lý, quy hoạch và phát triển bền vững nền nông nghiệp hàng hóa chất lượng cao ở Việt Nam nói chung và ở các vùng ven đô Hà Nội nói riêng. Kết quả nghiên cứu của luận án bổ sung thêm nguồn dữ liệu thực tiễn về việc quản lý và sử dụng hóa chất BVTV, phân bón. trong chuyên canh hoa, những tác động của thâm canh hoa đến môi trường đất, nước từ đó giúp người dân hiểu biết và có ý thức thêm về bảo vệ môi trường nông nghiệp, nông thôn nhằm ổn định sự phát triển kinh tế, an sinh xã hội và bảo vệ môi trường cho các vùng ven đô Hà Nội sau khi mở rộng.
Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu, đánh giá tác động của hoạt động chuyên canh hoa đến chất lượng môi trường đất, đặc biệt thông qua sự đánh giá mức độ tồn dư hoá chất bảo vệ thực vật, kim loại nặng trong môi trường đất và ảnh hưởng của chúng đến khu hệ sinh học đất; trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất chuyên canh hoa vùng nghiên cứu. Luận điểm bảo vệ của Luận án - Hoạt động chuyên canh hoa nếu không tuân thủ theo các yêu cầu kỹ thuật, lạm dụng hóa chất nông nghiệp có thể dẫn đến các tác động tiêu cực tới chất lượng môi trường đất nói chung và tại các vùng trồng hoa ở ngoại thành Hà Nội nói riêng. Ảnh hưởng tiêu cực của chuyên canh hoa đến môi trường đất thể hiện qua các khía cạnh sau: + Hàm lượng kim loại nặng và hóa chất BVTV trong đất tăng; + Giảm hệ sinh vật đất; + Giảm độ phì của đất; 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Đất bạc mầu và khô cằn. - Từ các kết quả nghiên cứu thu được có thể chỉ ra các yếu tố tác động tiêu cực đến hoạt động chuyên canh hoa và đề xuất được các giải pháp tổng hợp nhằm giảm các tác động tiêu cực đến môi trường đất chuyên canh hoa, hướng đến sự phát triển một nền nông nghiệp bền vững cho vùng nghiên cứu nói riêng và cho hoạt động nông nghiệp nói chung ở Việt Nam.
Đóng góp mới của đề tài 1. Lần đầu tiên đánh giá một cách có hệ thống các yếu tố tác động đến môi trường đất vùng chuyên canh hoa hồng, hoa đồng tiền, hoa cúc tại các ruộng trồng hoa tại phường Tây Tựu và xã Mê Linh (Hà Nội): - Đã xác định thấy mối liên hệ giữa sử dụng phân bón và vôi cho đất trồng cây hoa với mức độ tích luỹ Cu , Cd, Zn, As, Hg. trong môi trường đất. Mức độ tích lũy kim loại nặng trong đất chuyên canh hoa giảm dần theo thứ tự đất trồng hoa hồng, đất trồng hoa cúc và hoa đồng tiền, đất trồng rau, đất đối chứng.
- Đã xác định có sự liên quan giữa sử dụng hóa chất BVTV trong trồng hoa với sự tích lũy các hóa chất này trong môi trường đất. Trong đất chuyên canh hoa có sự tồn dư nhiều loại hóa chất BVTV như BHC, DDT, DDE… vượt ngưỡng QCVN 15:2008/BTNMT (ở Mê Linh, hàm lượng BHC trong đất trồng hoa hồng vượt 10,4- 12,7 lần; ở Tây Tựu, DDT trong đất trồng hoa hồng vượt 1,42-1,65 lần). Sự tích lũy hóa chất BVTV trong đấ t trồ ng hoa gi ảm theo dần thứ tự đất trồng hoa hồng, đất trồng hoa cúc và hoa đồng tiền, đất trồng rau, đất đối chứng. Đã sử dụng chỉ số đa dạng H’ và chỉ số đồng đều J’ để đánh giá những tác đô ̣ng của hoạt động chuyên canh hoa ở hai vùng nghiên cứu đến nhóm động vật chân khớp bé Collembola và đã xác nhận các loài ưu thế vượt trội ở các ruộng trồng hoa riêng biệt ở Tây Tựu là Isotomurus palutris, Cryptopygus thermophilus, Sminthurides bothrium, Isotomurus punctiferus, Cyphoderus javanus; ở Mê Linh là Isotomurus palutris, Cyphoderus javanus, Protaphorura tamdaona.
Các loài này giảm dần theo thứ tự: rau, hoa cúc, hoa hồng 2 năm, hoa hồng 6 năm, hoa hồng 4 năm, hoa đồng tiền. Lần đầu tiên ứng dụng kỹ thuật điện di trên gel biến tính (DGGE) để đánh giá sự biến động về thành phần loài vi sinh vật đất trong đất chuyên canh hoa cho hai vùng Tây Tựu và Mê Linh. Dựa vào trình tự 16S rARN, đã xác định được rằng, 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com năm trong số sáu loài vi khuẩn chiếm ưu thế của các mẫu đất nghiên cứu (ký hiệu từ B1 đến B5) là các loài chưa được nuôi cấy. Chỉ có loài vi khuẩn B6 là loài thuộc chi Klebsiella đã được công bố với tên gọi là Klebsiella sp.
Những loài vi khuẩn này xuất hiện dưới các điều kiện chuyên canh hoa khác nhau là khác nhau. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Đất canh tác và nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng đất 1. Đất canh tác Khi xem xét đất canh tác thường được quan tâm đến tầng đất canh tác.
Thông thường, tầng canh tác được chia ra 3 mức: > 15 cm: tầng canh tác dày; 15 - 10 cm: tầng canh tác trung bình; < 10 cm: tầng canh tác mỏng. Kết cấu của đất ảnh hưởng rất lớn tới các tính chất đất, nhất là tính chất vật lý của đất. Nếu đất có cấu tạo hạt kết tốt, đất sẽ tơi xốp, làm đất dễ, hạt dễ mọc, rễ cây dễ phát triển; nước thấm nhanh và được giữ nhiều; đất thoáng khí và đầy đủ oxy cung cấp cho cây và các hệ sinh vật, động vật đất hoạt động; nước và không khí điều hòa, quá trình khoáng hóa và mùn hóa đồng thời xảy ra nên xác hữu cơ biến thành thức ăn đầy đủ cho sinh vật vừa được tích lũy lại trong đất dưới dạng các hợp chất mùn. Thành phần cơ giới khác nhau, tỷ trọng đất khác nhau, đất cát có tỷ trọng 2,65 ± 0,01 g/cm3, đất cát pha có tỷ trọng 2,7 ± 0,02 g/cm3, đất thịt có tỷ trọng 2,7 ± 0,02 g/cm3, đất sét có tỷ trọng 2,74 ± 0,03 g/cm3 [14].
Tỷ trọng của đất được quyết định chủ yếu bởi các loại khoáng nguyên sinh, thứ sinh và hàm lượng chất hữu cơ trong đất. Nhìn chung do tỷ lệ chất hữu cơ trong đất thường không lớn nên tỷ trọng đất sẽ phụ thuộc chủ yếu vào thành phần khoáng vật của đất, thường dao động khoảng 2,6 - 2,75. Thông qua tỷ trọng đất người ta có thể đưa ra những nhận xét sơ bộ về hàm lượng chất hữu cơ, hàm lượng sét hay tỷ lệ sắt, nhôm của một số loại đất cụ thể nào đó. Đất có hàm lượng mùn rất cao 15 - 20% thì tỷ trọng đất này < 2,4 g/cm3 [14].
Nhóm chỉ tiêu đánh giá chất lượng đất 1. Một số chỉ tiêu lý hóa học + Phản ứng của đất. Phản ứng của đất biểu thị mức độ chua hay kiềm của đất, được đo và biểu hiện bằng giá trị pH, bảng 1.