Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên, năm 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM


ĐÀO VĂN NÚI
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH TRƯỞNG, CẢI TẠO VÀ CHỐNG
XÓI LỞ ĐẤT CỦA MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT TRÊN ĐẤT SAU

tình của thầy giáo Đặng Văn Minh, sự giúp đỡ của lãnh đạo, người dân Thị trấn
Trại Cau.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS Đặng Văn
Minh thầy giáo hướng dẫn khoa học cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ khoa
Trồng trọt, khoa Sau đại học, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.
Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ ban lãnh đạo Thị trấn Trại Cau, ban
lãnh đạo Mỏ Sắt Trại Cau, các hộ gia đình cho mượn đất làm thí nghiệm tại
tổ 16, Thị trấn Trại Cau huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên; Các bạn bè
đồng nghiệp, các bạn sinh viên và những người thân trong gia đình đã giúp
đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2011
Tác giả
Đào Văn Núi

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu
thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu
khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đặng
Văn Minh.
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong
luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học
vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều đã được ghi rõ nguồn gốc.

1.1.1. Cơ sở thực tiễn 4
1.1.1.1. Hiện trạng đất sau khai khoáng trên thế giới 4
1.1.1.2. Hiện trạng đất sau khai khoáng tại Việt Nam 6
1.1.2. Cơ sở khoa học 8
1.2. Tình hình nghiên cứu cây cải tạo đất và chống xói mòn trên thế giới 10
1.3. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 13
1.3.1. Nghiên cứu cây cải tạo đất 13
1.3.2. Nghiên cứu cây chống xói mòn, sạt lở đất 17
1.4. Một số nghiên cứu về cây cải tạo phục hồi đất sau khai thác khoáng sản trên Thế
giới và Việt Nam 18
1.5. Tổng quan khu vực nghiên cứu 20
1.5.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội 20
1.5.1.1. Điều kiện tự nhiên 20
1.5.1.2. Tình hình kinh tế, x hi 23
1.5.2. Tình hình khai thác quặng sắt 26

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
1.5.2.1. Đặc điểm công nghệ sản xuất. 26
1.5.2.2. Hoạt đng khai thác của mỏ 26
1.5.2.3. Sản lượng khai thác quặng sắt của mỏ sắt Trại Cau. 28
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 29
2.1. Đối tƣợng 29
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 29
2.3. Phạm vi nghiên cứu 29
2.4. Nội dung nghiên cứu 29
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 29


3.1.1. Hiện trạng và chất lượng đất 38
3.1.2. Đánh giá của người dân về chất lượng đất và nguyên nhân suy thoái
đất …………………………… ……………………………………… … 40
3.2. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, cải tạo đất của một số cây đậu đỗ
ngắn ngày trên đất mới hoàn thổ sau khai khoáng……………………… 41
3.2.1. Khả năng sinh trưởng của một số cây đậu đỗ ngắn ngày ……….……… 41
3.2.1.1. Chiều cao cây 41
3.2.1.2. Số cành (nhánh) 42
3.2.1.3. Số lượng nốt sần 43
3.2.1.4. Năng suất chất xanh, chất khô 44
3.2.1.5. Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 45
3.2.2. Đánh giá các chỉ tiêu về đất 48
3.2.2.1. Ẩm đ đất 48
3.2.2.2. Dung trọng đất 49
3.2.2.3. Đ xốp của đất 50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

vi
3.2.2.4. Phân tích các chỉ tiêu về dinh dưỡng đất sau khi trồng (mùn, đạm tổng số,
lân tổng số, kali tổng số, pH) 51
3.3. Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng, cải tạo đất của một số cây phân xanh họ đậu
dài ngày trên đất sau khai khoáng mới hoàn thổ 54
3.3.1. Khả năng sinh trưởng của cây phân xanh họ đậu dài ngày 54
3.3.1.1. Chiều cao cây 54
3.3.1.2. Số cành (nhánh) 57
3.3.1.3. Số lượng nốt sần 59
3.3.1.4. Năng suất chất xanh 61
3.3.1.5. Năng suất chất khô 63
3.3.2. Chỉ tiêu về đất 64

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ tài nguyên và môi trường
CP : Cổ phần
CRBD : Khối ngẫu nhiên hoàn toàn (Complete randomized block design)
CRD : Hoàn toàn ngẫu nhiên (Complete randomized design)
cs : Cộng sự
CT : Công thức
CV : Hệ số biến động (Coefficient of variation)
ĐC : Đối chứng
ĐH : Đại học
ĐHNL : Đại học Nông lâm
ĐTM : Đánh giá tác động môi trường
GDP : Tổng thu nhập
KLN : Kim loại nặng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

x
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Hiện trạng sử dụng đất trị trấn Trại Cau năm 2009 22
Bảng 1.2. Tình hình biến động dân số thị trấn Trại Cau giai đoạn 2005 - 2010 24
Bảng 1.3. Thiết bị khai thác quặng 26
Bảng 3.1. Kết quả phân tích đất tại mỏ sắt Trại Cau 39
Bảng 3.2. Biểu hiện của ô nhiễm, suy thoái môi trường đất do khai khoáng 40
Bảng 3.3. Nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái đất 40
Bảng 3.4: Chiều cao cây các giống qua các thời kỳ 41
Bảng 3.5: Số nhánh cấp 1 các giống trong thời kỳ phân nhánh 43
Bảng 3.6: Số lượng nốt sần các giổng qua các thời kỳ 44
Bảng 3.7: Năng suất chất xanh, chất khô qua các thời kỳ 45
Bảng 3.8: Yếu tố cấu thành năng suất và năng suất 46
Bảng 3.9: Ẩm độ đất qua các thời kỳ ở các công thức thí nghiệm 48
Bảng 3.10: Dung trọng đất trước và sau khi trồng 2 vụ 49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

xii
DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ khai thác quặng sắt 27
Hình 2.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 30
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 31
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 33
Hình 3.1: Chiều cao cây qua các thời kỳ sinh trưởng thí nghiệm 1 42
Hình 3.2: Sinh trưởng chiều cao của cây trong 12 tháng (5/2010 – 4/2011) 57
Hình 3.3: Khả năng đẻ nhánh của cây cây trong 12 tháng (5/2010 – 4/2011) 59
Hình 3.4: Năng suất chất xanh sau trồng 6 tháng, 12 tháng thí nghiệm 2 62

Thái Nguyên là tỉnh nằm ở vùng trung du miền núi Bắc Bộ, có diện tích
3.547,1 km
2
. Tỉnh có địa hình đa dạng: phía Bắc và Đông Bắc có nhiều dãy
núi (ở huyện Định Hoá, Đại Từ, Võ Nhai), các huyện TP, TX ở phía Nam có
địa hình gò đồi và đồng bằng tương đối bằng phẳng.
Trong những năm gần đây, kinh tế tỉnh Thái Nguyên đã đạt tốc độ phát
triển mạnh trong đó có sự đóng góp to lớn của ngành công nghiệp khai thác và chế
biến khoáng sản. Theo quy hoạch phát triển từ nay đến 2020 tốc độ tăng trưởng
GDP của tỉnh Thái Nguyên đến 12 – 15%/năm cao hơn mức tăng trung bình của
- 2 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

cả nước (8 – 9%); trong đó, ngành công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản
đóng góp một tỷ trọng lớn trong sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.
Theo báo cáo tổng hợp các kết quả điều tra tài nguyên khoáng sản trên
địa bàn tỉnh Thái Nguyên của Liên Đoàn Địa chất Đông Bắc (2005) đã ghi
nhận phát hiện 176 mỏ, điểm khoáng sản của 24 loại khoáng sản rắn thuộc 4
nhóm và các nguồn nước nóng - nước khoáng, trong đó có nhiều loại khoáng
sản đang được khai thác. Cụ thể là:
- Nhiên liệu khoáng có: than đá, than mỡ đang được khai thác ở Khánh
Hoà, Núi Hồng, Phấn Mễ, Làng Cẩm,…
- Khoáng sản kim loại có: sắt, mangan, titan, vonfram, đồng, chì, kẽm,
thiếc, thuỷ ngân, vàng,…
- Khoáng chất công nghiệp có: phosphorit, kaolin, sét – kaolin, graphit,
dolomit,…
- Vật liệu xây dựng có: đá vôi xi măng, đá sét xi măng, đá ốp lát, cát
xây dựng, sét gạch ngói, cát cuội sỏi lòng sông,…
Thái Nguyên là một trong những tỉnh có nguồn khoáng sản phong phú
nhất cả nước, đặc biệt là các khoáng sản phục vụ cho ngành luyện kim và chế

Xây dựng biện pháp cải tạo, phục hồi và sử dụng đất bị thoái hóa sau
khai thác khoáng sản nhằm tăng diện tích đất có chất lượng tốt sử dụng cho
sản xuất nông lâm nghiệp, góp phần làm tăng độ che phủ đất trên những vùng
đất trống nghèo kiệt và hạn chế xói mòn trên những bãi thải có độ dốc lớn do
ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được hiện trạng và chất lượng đất sau khai khoáng tại vùng
nghiên cứu.
- Nghiên cứu xác định các cây cải tạo đất và cây đậu đỗ để đưa vào hệ
thống canh tác trên đất sau khai khoáng.
- Nghiên cứu biện pháp chống xói mòn sạt lở bằng biện pháp sinh học
trên đất có nguy cơ sạt lở cao do hoạt động khai khoáng.
3. Yêu cầu
- Tìm ra giống đậu đỗ có khả năng sinh trưởng, cải tạo đất và cho năng
suất cao nhất trên đất sau khai khoáng.
- Tìm ra cây họ đậu trong tập đoàn cây phân xanh họ đậu trồng làm thí
nghiệm có khả năng cải tạo đất sau khai khoáng tốt nhất.
- Tìm ra loại cỏ có khả năng chống xói mòn, sạt lở tốt nhất.
- 4 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

CHƢƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Cơ sở thực tiễn
1.1.1.1. Hiện trạng đất sau khai khoáng trên thế giới
Hoạt động khai thác khoáng sản đã phát triển mạnh từ thập kỷ trước ở
nhiều quốc gia giàu tài nguyên như Nga, Mỹ, Australia, Campuchia,
Indonesia, Phillipines, Trung Quốc, Ấn Độ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày

Tổ chức Bảo vệ môi trường Green Cross của Thụy Sĩ và Viện Blacksmith
của Mỹ đã công bố kết quả nghiên cứu và đưa ra 10 nguyên nhân ô nhiễm môi
trường gây tác hại nghiêm trọng nhất trên thế giới, trong đó có 2 nguyên nhân
gây ô nhiễm thoái hóa môi trường đất có liên quan đến khai khoáng.
- Khai thác vàng thủ công: Với phương tiện đơn giản nhất như quặng
vàng trộn lẫn với thủy ngân, hỗn hợp này sẽ được nung chảy, thủy ngân bốc
hơi, chất còn lại là vàng. Hậu quả, người khai thác hít khí độc, còn chất thải
thủy ngân gây ô nhiễm, môi trường đất từ đó tích tụ trong cây cối, động vật và
từ đó lan sang chuỗi thực phẩm.
- Khai khoáng công nghiệp: Khó khăn lớn nhất là xử lý chất thải dưới
dạng đất đá và bùn. Chất thải này có thể có các hóa chất độc hại mà người ta
sử dụng để tách quặng khỏi đất đá. Chất thải ở các mỏ thường có các hợp chất
sulfid-kim loại, chúng có thể tạo thành axít, với khối lượng lớn; chúng có thể
gây hại đối với đồng ruộng và nguồn nước ở xung quanh. Bùn từ các khu mỏ
chảy ra sông suối có thể gây ùn tắc dòng chảy từ đó gây lũ lụt [9].
Sự phát triển của các ngành khai thác khoáng sản không đồng bộ với
biện pháp bảo vệ môi trường, cải tạo phục hồi môi trường đã để lại những hậu
quả suy thoái môi trường đất tại các khu vực khai thác khoáng sản:
- Một diện tích lớn đất nông nghiệp, lâm nghiệp trước đây bị chiếm
dụng cho mục đích khai thác khoáng sản vẫn để hoang hoá sau khi khai thác.
- Tầng đất mặt bị xáo trộn gây khó khăn cho việc hoàn thổ, phục hồi
môi trường sau khai thác.
1.1.1.2. Hiện trạng đất sau khai khoáng tại Việt Nam
Do đặc thù của khai thác mỏ là một hoạt động công nghiệp không
giống các hoạt động công nghiệp khác về nhiều mặt, như phải di dời một khối
lượng lớn đất đá ra khỏi lòng đất tạo nên một khoảng trống rất lớn và rất sâu.
- 6 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Một khối lượng lớn chất thải rắn được hình thành do những vật liệu có ích

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

phương án khai thác mỏ. Gần đây bắt đầu có một số mỏ đã ngừng khai thác
thì ngoài việc san gạt một cách tương đối một số diện tích mỏ có thể san gạt
được, các diện tích còn lại hầu như để nguyên hiện trường, chưa có phương
án sử dụng đất đai có hiệu quả về kinh tế và môi trường. Các hồ ở Bựu Long,
Kiện Khê và sắp tới là các mỏ Ga Loi (Huế), Long Thọ, được tạo thành do kết
quả tất yếu của việc đào sâu moong khai thác so với bề mặt chung của địa hình.
Trước mắt, sự tồn tại của các hồ chứa nước này thể hiện sự thay đổi theo xu
hướng tích cực về môi trường cảnh quan và điều kiện vi khí hậu khu vực.
Theo kết quả khảo sát mới nhất, đất và địa hình tự nhiên bị tác động đầu
tiên và mạnh nhất, do quá trình thăm dò, khai thác, chế biến tài nguyên khoáng
sản. Khảo sát ở mỏ quặng sắt Trại Cau, Tân Tiến và một số mỏ do địa phương
khai thác; mỏ than mỡ Phấn Mễ; mỏ vật liệu chịu lửa và đất sét Trúc Thôn và
nơi chế biến khoáng sản cho thấy, việc khai thác và đổ thải ở các mỏ này đã
phá huỷ cấu trúc đất đá, tạo điều kiện phân tán chất thải rắn từ khu mỏ đến các
nơi khác. Bên cạnh đó, quá trình khai thác, đổ thải, tháo khô mỏ và tuyển rửa
đã làm cạn kiệt nguồn nước ngầm, gây nứt nẻ, dịch chuyển bề mặt và gây sụt
lún bề mặt. Đất đá thải ở các khai trường và bãi thải bị cuốn theo nước mưa
chảy vào các dòng suối đã làm thay đổi dòng chảy, biến dạng địa hình, tác
động xấu đến sinh thái, cảnh quan khu vực. Hàng năm các mỏ của Vnsteel còn
sử dụng lượng chất nổ khá lớn. Khi nổ mìn đã phát sinh ra lượng bụi và khí nổ
phát tán ra môi trường xung quanh và lắng đọng mặt đất, nguồn nước. Một
lượng bụi khá lớn phát sinh do quá trình vận chuyển đất đá thải và khoáng sản
chưa chế biến về các xưởng tuyển cũng làm cho môi trường bị ô nhiễm. Một số
cây cối ven đường đã bị chết hoặc phát triển chậm. Khi tuyển quặng sắt và than,
một lượng bùn thải khá lớn có lẫn dầu, mỡ và các hoá chất dùng để tuyển được
thải ra cũng là một trong những tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước
ngầm (Tạp chí công nghiệp, 2009) [30].
Như vậy, ô nhiễm do hoạt động khai thác quặng sắt đến môi trường đất

người. Đất trồng là một hệ gồm có ba phần: rắn, lỏng, khí. Có thể khái quát
đất trồng theo sơ đồ:
Đất trồng = Phần rắn (khoáng + hữu cơ) + Dung dịch đất + Khí (đất)
B (100%) (95%).
- 9 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

+ Hàm lượng chất hữu cơ chỉ chiếm 1 – 10% khối lượng phần rắn của
đất (trung bình 2 - 5%), nhưng các chất hữu cơ là yếu tố đặc trưng và đóng
vai trò hết sức quan trọng đối với đất trồng, cụ thể là:
 Các chất hữu cơ quyết định độ phì nhiêu của đất.
 Các chất hữu cơ tham gia tạo kết cấu cho đất (cấu tượng), làm cho
tính chất cơ giới của đất được cải thiện.
 Các chất hữu cơ tham gia vào nhiều quá trình lí học và hóa học trong
đất, là một phần cơ sở của keo đất và là nguồn cung cấp dinh dưỡng quan
trọng cho cây trồng.
Các loại đất khác nhau thì hàm lượng các chất hữu cơ cũng khác nhau.
Hàm lượng này tùy thuộc vào các yếu tố khí hậu, thời tiết, đặc điểm địa hình và
tình trạng sử dụng đất. Nhìn chung, các chất hữu cơ trong đất có thể chia thành
hai nhóm chính: Các chất hữu cơ chưa mùn hóa và các chất hữu cơ mùn.
+ Đất tốt:
 Là đất màu mỡ, có hàm lượng mùn cao, có độ phì tiềm tàng và độ
phì hiệu dụng lớn.
 Là đất có thành phần cơ giới hợp lí, tơi xốp, có khả năng hấp thụ khí
và trao đổi khí tốt, có khả năng giữ nước và thấm nước tốt. Tóm lại là đất có
cấu tượng tốt.
 Là đất có pH thích hợp (pH = 6 – 6,5), có tỉ lệ muối tan nhỏ.
 Là đất có dung tích hấp phụ cao và có khả năng đệm tốt (Đào Văn
Bảy và cs, 2007) [2].
- Độ phì nhiêu của đất là khả năng sản xuất ra sản phẩm của cây trồng,

mòn rất tốt (giảm 40,4% so với không bón) vì phân bón thúc đẩy cây trồng
sinh trưởng tốt, tạo độ che phủ nhiều hơn.
Ở Indonexia, trên đất có độ dốc lớn hoặc bằng 22
0
được trồng cây hàng
năm với các biện pháp chống xói mòn: đắp bờ, trồng cây theo đường đồng
mức, trồng cay băng xanh hay cỏ lâu năm. Trên sườn dốc 20 – 30
0
thì trồng
cây lâu năm và cây ăn quả.
Ở Thái Lan, để nâng cao hiệu quả sử dụng đất ở các vườn cao su thời
kỳ kiến thiết cơ bản, người ta trồng xen lúa nương, ngô, lạc, đu đủ và việc này
đã đem lại hiệu quả cao (Nilnond C và cs, 1995) [46].
Theo kết quả nghiên cứu của Wirat M và cs, 1980 [47] thì phủ cho lạc
trên đất dốc, nước trời làm tăng năng suất lạc cả những năm hạn hán. Mặt
- 11 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

khác đây là kỹ thuật cho hiệu quả kinh tế cao, chống xói mòn đồng thời cũng
cải thiện lý tính và hoá tính đất.
Che phủ cỏ cho ngô ở Nigeria làm giảm nhiệt độ đất ở giai đoạn cây con
ở độ sâu 5 cm là 5
0
C so với không phủ trong mùa nắng. Năng suất ngô ở công
thức phủ cỏ tăng trung bình là 657 kg/ha so với không phủ (Adeofe K. B,
1984) [42].
Dutta. A.C, (1977), [43] khi nghiên cứu ảnh hưởng của cây họ đậu che
bóng và phủ đất trồng xen với chè đã nhận xét: Việc duy trì hợp lý cây phủ
đất sẽ ngăn chặn quá trình mất đạm bởi quá trình Nitrat hóa. Đốn tỉa hoặc cày
vùi cây họ đậu cho chè đã đem lại hiệu quả kinh tế lớn, tiết kiệm nhiều công