BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINHVÕ THANH TRÀXÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG,
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐA LƯỢNG, TRUNG LƯỢNG
TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở 2 XÃ HỘ ĐỘ VÀ THẠCH HẠ,
TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
NGHỆ AN - 2014
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ THỔ NHƯỠNG,
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐA LƯỢNG, TRUNG LƯỢNG
TRONG ĐẤT NGẬP MẶN Ở 2 XÃ HỘ ĐỘ VÀ THẠCH HẠ,
TỈNH HÀ TĨNH, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60.44.0113
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGUYỄN QUỐC THẮNG
Học viên thực hiện : VÕ THANH TRÀ
NGHỆ AN - 2014
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hóa Vô cơ - Khoa
Hóa học - Trường Đại học Vinh, Viện Nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt.
Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu
1.3.2. Đất ngập mặn ở Hà Tĩnh [29] 11
1.3.3. Thổ nhưỡng xã Hộ Độ [30, 31] 12
1.3.4. Thổ nhưỡng xã Thạch Hạ [32] 13
1.4. Một số nguyên tố đa lượng và chức năng sinh lý đối với cây trồng 14
1.4.1. Clo [7, 8, 39] 14
1.4.2. Sắt [3, 9, 38] 15
1.4.3. Nhôm [3, 7, 9, 14] 16
1.4.4. Kali [3, 7, 9, 38] 18
1.4.5. Canxi và magiê [3, 7, 9, 38] 19
1.4.6. Nitơ [3, 7, 9, 38] 20
1.4.7. Photpho [3, 7, 9, 38] 21
1.4.8. Lưu huỳnh [3, 7, 9, 38] 22
1.5. Các phương pháp nghiên cứu 22
1.5.1. Các phương pháp chung 22
1.5.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử [5, 11, 13] 23
1.5.3. Phương pháp quang kế ngọn lửa [5, 11, 13] 24
1.5.4. Phương pháp Kjendhal [3,14] 26
Chương 2
THỰC NGHIỆM 28
2.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu 28
2.1.1. Thu mẫu [5, 13] 28
2.1.2. Xử lý mẫu [5, 13] 28
2.2. Hoá chất, dụng cụ, máy móc [5, 7, 9] 29
2.2.1. Hoá chất 29
2.2.2. Dụng cụ, máy móc 29
2.3. Pha chế dung dịch phân tích [2, 12] 29
2.3.1. Pha chế dung dịch KCl 1N 29
2.3.2. Pha dung dịch NaOH 0,02M 29
2.3.3. Pha dung dịch CH3COONa 1M 29
2.4. Phương pháp xác định pH của H2O và của KCl [3, 14] 29
2.15. Phương pháp xác định hàm lượng kali tổng số theo TCVN 8660:2011 [23] 42
2.15.1. Nguyên tắc 42
2.15.2. Quy trình phân tích 42
2.16. Phương pháp xác định hàm lượng canxi, magie trao đổi bằng phương pháp chuẩn độ
theoTCN-STPT 1999 [17] 43
2.16.1. Nguyên tắc 43
2.16.2. Quy trình phân tích 43
2.17. Phương pháp xác định hàm lượng canxi tổng số bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên
tử ngọn lửa theo TCVN 9284:2012 [27] 44
2.17.1. Nguyên tắc 44
7
2.17.2. Qui trình phân tích 44
2.18. Phương pháp xác định hàm lượng magie tổng số bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên
tử theo TCVN 9285:2012 [28] 46
2.18.1. Nguyên tắc 46
2.18.2. Qui trình xác định 46
2.19. Phương pháp xác định hàm lượng sắt trao đổi theo TCN - STTP 1999 [17] 46
2.19.1. Nguyên tắc 46
2.19.2. Quy trình phân tích 47
2.20. Phương pháp xác định hàm lượng sắt tổng số theo TCVN 9283:2012 [26] 47
2.20.1. Nguyên tắc 47
2.20.2. Qui trình phân tích 47
2.21. Phương pháp xác định hàm lượng nhôm tổng số bằng phương pháp so màu theo TCVN
3803:1983 [15] 49
2.21.1. Nguyên tắc 49
2.21.2. Quy trình phân tích 49
2.22. Phương pháp xác định tổng cation trao đổi theo TCVN 4621:2009 [21] 50
2.22.1. Nguyên tắc 50
2.22.2. Quy trình phân tích 50
2.23. Phương pháp xác định độ dẫn điện riêng theo TCVN 6650:2000 [19] 50
Hình 1.1. Vị trí xã Thạch Hạ và Hộ Độ 12
Hình 2.1. Lấy mẫu và cảnh quan vùng lấy mẫu 28
Bảng 3.1. Độ pH của H2O và của KCl 52
Bảng 3.2. Độ chua thủy phân 52
Bảng 3.3. Hệ số khô kiệt K 53
53
Bảng 3.4. Độ chua trao đổi 53
Bảng 3.5. Độ mặn, độ dẫn điện và tổng cation trao đổi 53
Bảng 3.6. Hàm lượng các nguyên tố đa lượng, trung lượng 54
Bảng 3.7. Ngưỡng giới hạn một số chỉ tiêu của đất trồng lúa nước 54
MỞ ĐẦU
Xâm nhập mặn là một vấn đề lớn trên thế giới và ở Việt Nam, nó có xu
hướng trầm trọng hơn trong tương lai do mực nước biển dâng và nguồn nước
từ thượng nguồn suy giảm. Trước đây, sự xâm nhập mặn được nói đến nhiều
ở đồng bằng sông Cửu Long, thì nay đã được đề cập ngay cả đồng bằng Bắc
Bộ. Nhiều nơi xâm mặn đã vào sâu tới 55-60km, ảnh hưởng đến hàng vạn ha
gieo trồng của nông dân, đặc biệt nông dân vùng duyên hải.
Đất bị nhiễm mặn ở Việt Nam có diện tích khoảng 1 triệu ha, chiếm
khoảng 3% diện tích tự nhiên cả nước. Tập trung chủ yếu ở đồng bằng sông
Cửu Long, ở đây có hơn 700 ngàn ha đất mặn và nhiễm mặn, địa bàn bị mặn
xâm nhập vào sâu trong nội đồng từ 30-40km. Ngoài ra, ở các tỉnh duyên hải
miền Trung như Quảng Bình, Hà Tĩnh, Ninh Thuận… diện tích đất nhiễm
mặn cũng lên đến vài chục ngàn ha.
Tình trạng hạn hán gay gắt khắp các tỉnh miền Bắc và miền Trung
khiến vùng hạ lưu nhiều con sông lớn bị nhiễm mặn nặng hoặc mực nước
sông Mê Kông cũng có liên hệ đến hiện tượng nội đồng bị nhiễm mặn.
Bên cạnh tình trạng xâm mặn theo tác động tự nhiên của môi trường,
thực tế cho thấy vai trò của con người cũng quan trọng. Chẳng hạn, nơi nhiễm
mặn nặng nhất của tỉnh Cà Mau là khu vực giáp ranh giữa vùng trồng lúa và
nuôi tôm. Vì thiếu tuyên truyền hướng dẫn, nhiều nơi người dân phá đê, đưa
đất ngập mặn ở 2 xã Hộ Độ và Thạch Hạ, tỉnh Hà Tĩnh, đề xuất phương
án sử dụng” làm nội dung nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ.
Đề tài này đưa ra là cần thiết vì nó vừa mang ý nghĩa khoa học vừa
mang tính thực tiễn, áp dụng được yêu cầu thực tế ở 2 xã Hộ Độ và Thạch Hạ,
tỉnh Hà Tĩnh. Đặc biệt kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo cho các cơ quan
chức năng ở Hà Tĩnh để có biện pháp sử dụng hợp lí đất nhiễm mặn.
Thực hiện đề tài này chúng tôi giải quyết các vấn đề sau:
- Lấy mẫu
- Xác định độ mặn
- Xác định một số chỉ tiêu về thổ nhưỡng
- Xác định hàm lượng một số nguyên tố đa lượng, trung lượng trong
đất nghiên cứu
- So sách các kết quả với các tài liệu tham khảo
- Nhận xét và đề xuất hướng xử lí.
Chương 1
TỔNG QUAN
2
1.1. Khái quát về đất ngập mặn và tình hình xâm nhập mặn ở Việt Nam
1.1.1. Khái quát về đất ngập mặn [37]
Nói đơn giản thì đất ngập mặn là vùng đất bị xâm hóa bởi nước mặn,
do đó có 3 yếu tố đặc trưng:
- Vì cây cối thích nghi chậm, nên thực vật kém phong phú, tiêu biểu
như đước, sú, vẹt, dừa
- Vì là sự tổng hợp của nước mặn và đất ngọt, nên động vật lại rất
phong phú, ngược lại với thực vật. Giả sử ở rừng ngập mặn như U Minh, Cần
Giờ, ta dễ dàng câu bắt được vô số loài cá tôm, lươn, rùa và chim chóc cũng
khá phong phú.
- Đặc điểm vật lý: đất bị nhiễm mặn thì bở, lượng sét trong đất bị biến
đổi, cát nhiều, nên không vững chắc. Phần bùn phía dưới bị lỏng hơn bùn
sông nước ngọt, do đó ta thấy các loài thực vật thường phải có bộ rễ vĩ đại để
biển, chống lại xói mòn do gió bão thường xảy ra ở vùng ven biển nhiệt đới.
Những nghiên cứu gần đây nhất cho thấy rằng RNM góp phần gia tăng sản
lượng của nhiều quần thể thủy sinh vật sống gần dãy san hô ngầm (Mumby
etal., 2004).
RNM còn cung cấp chất hữu cơ và dinh dưỡng như chất đạm và lân
cho vùng ven biển từ sự phân hủy của vật rụng, từ đây hình thành chuỗi thức
ăn từ những mảnh vỡ vụn của vật rụng và chuỗi thức ăn này là nguồn dinh
dưỡng quan trọng cho các loài thủy sản ven biển (Alongi, 1990; Alongi et
al.,1989).
RNM đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa khí hậu, cung cấp
chất hữu cơ để tăng năng suất nuôi trồng, phát triển kinh tế vùng ven biển.
4
Tóm lại, rừng ngập mặn có vai trò hết sức to lớn đối với tự nhiên. Vì
vậy, bảo vệ rừng ngập mặn là nhiệm vụ quan trọng trong mỗi con người
chúng ta.
1.2.1.2. Đối với con người
Rừng ngập mặn đóng một vai trò quan trọng đối với cuộc sống của
hàng triệu người dân nghèo ven biển Việt Nam. Rừng ngập mặn (RNM) cung
cấp cho con người rất nhiều hàng hoá và dịch vụ môi trường. RNM được sử
dụng làm củi đốt, vật liệu làm nhà ở nông thôn và quan trọng đây chính là nơi
sinh sản, nuôi dưỡng nguồn hải sản sử dụng trong nước và xuất khẩu, đem lại
lợi nhuận kinh tế cao (Lee, 1995; Rasolofo, 1997; Slim et al., 1997; Athithan
& Ramadhas, 2000).
Mặt khác, RNM là nguồn tài nguyên du lịch sinh thái hết sức quý giá.
Tại Việt Nam, những năm gần đây khách du lịch ngày càng có xu hướng tìm
đến tham quan, nghiên cứu các khu RNM, theo đó, nguồn lợi ngành du lịch
thu được từ hệ sinh thái này cũng tăng lên. RNM thực sự trở thành đối tượng
tiềm năng đối với hoạt động khai thác phát triển du lịch nói riêng, kinh tế - xã
hội nói chung.
Sau đây là một số nguyên cứu nói lên vai trò RNM trên:
- Nghiên cứu về các nhân tố sinh thái:
Nghiên cứu các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến sự hình thành và phát
triển rừng ngập mặn có nhiều tác giả đề cập đến. Theo V.J. Chapman (1975)
có 7 yếu tố sinh thái cơ bản ảnh hưởng đến sự phát triển rừng ngập mặn là:
nhiệt độ, thế nền đất bùn, sự bảo vệ, độ mặn, thủy triều, dòng chảy hải lưu,
biển nông [33].
6
Tổ chức UNESCO (1979) và FAO (1982) khi nghiên cứu về rừng và
đất rừng ngập mặn ở vùng châu Á Thái Bình Dương cho rằng: hệ sinh thái
rừng ngập mặn trong khu vực này đã và đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi
nhiều nguyên nhân khác nhau. Trong đó, nguyên nhân chính là do việc khai
thác tài nguyên rừng, đất rừng ngập mặn không hợp lý gây ra các biến đổi tiêu
cực đối với môi trường đất và nước. Các tổ chức này đã khuyến cáo các quốc
gia có rừng và đất ngập mặn, cần phải có những biện pháp hữu hiệu để khắc
phục tình trạng này bằng các giải pháp như: xây dựng các hệ thống chính
sách, văn bản pháp luật về quản lý sử dụng đất, rừng ngập mặn và nghiên cứu
các biện pháp kỹ thuật trồng, khoanh nuôi bảo vệ rừng kết hợp với việc xây
dựng các mô hình lâm ngư kết hợp [1].
Bảng 1.1. Diện tích RNM trên thế giới
Vùng Diện tích (km
2
) Tỷ lệ (%)
Nam và Đông Nam Á 75.173 41.5
Austrailia 18.789 10.4
Châu Mỹ 49.096 27.1
Tây Phi 27.999.5 15.5
Đông Phi và Trung Đông 10.024 5.5
Tổng cộng 181.077 100
(Nguồn: Spalding, Blasco, Field, 1997)
Qua bảng 1.1 ta thấy diện tích RNM ở mỗi vùng đều khác nhau. Trong đó,
sinh thái RNM làm cho diện tích RNM của nước ta bị suy giảm đáng kể.
Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
(NN&PTNT) cho thấy, năm 1943 diện tích RNM Việt Nam trên 400.000 ha,
8
đến năm 1996 giảm còn 290.000 ha và 279.000 ha vào năm 2006. Như vậy,
diện tích RNM nước ta bị suy giảm rất lớn gần 50%.
Bảng 1.2. Phân bố diện tích RNM ở Việt Nam
Các vùng Diện tích RNM Tỷ lệ (%)
Ven biển Bắc Bộ 43.811 ha 28.1%
Ven biển Trung Bộ 3.000 ha 2%
Ven biển Nam Bộ 82.387 ha 53%
(Nguồn: Paul Maurand, 1943; Rollet, 1962; Viện điều tra Quy hoạch
rừng, 1982, 1999)
Qua bảng 1.2 ta thấy lượng rừng ngập mặn tại ven biển Nam Bộ là rất
lớn và lớn hơn rất nhiều so với rừng ngập mặn ven biển Trung Bộ, trong khi
đó rừng ngập mặn tại ven biển Bắc Bộ bằng 1/2 diện tích rừng ngập mặn tại
ven biển Nam Bộ.
Dưới đây là một số nghiên cứu về diện tích rừng ngập mặn ở các tỉnh
thành phố nước ta:
Hiện nay, theo PGS.TS Nguyễn Tác An, nguyên Viện trưởng Viện Hải
dương học Nha Trang cho biết, rừng ngập mặn huyện Núi Thành - tỉnh Quảng
Nam trước đây rộng khoảng trên 220 ha với các loài thực vật bậc cao như
mắm, bần, đước, dừa nước Do phong trào nuôi tôm phát triển mạnh, nên
rừng ngập mặn đã bị người dân chặt phá làm ao nuôi tôm. Đến năm 1997 chỉ
còn lại khoảng 63 ha và hiện nay chỉ còn khoảng 10 ha. Đặc biệt vẫn còn giữ
được khoảng gần 5 ha rừng dừa nước ở lưu vực sông Bến Đình, xã Tam
Nghĩa.
Theo số liệu của ngành Nông nghiệp, đến năm 2000, toàn tỉnh Khánh
Hoà chỉ còn 11,5 ha rừng ngập mặn, trong đó huyện Vạn Ninh còn 11 ha,
9
Hà Tĩnh có lượng mưa nhiều, trừ một phần nhỏ ở phía Bắc, còn lại các
vùng khác có lượng mưa bình quân hàng năm đều trên 2000 mm, cá biệt có
nơi trên 3000 mm.
1.3.1.2. Tài nguyên thiên nhiên
Diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh là 605.574 ha. Trong đó, đất nông
nghiệp 103.720 ha, chiếm 17,13%; đất lâm nghiệp 231.100 ha, chiếm
38,16%; đất chuyên dùng 45.700 ha, chiếm 7,55%; đất ở 6.920 ha, chiếm
1,14%; đất chưa sử dụng còn khá nhiều: 218.134 ha, chiếm 36,02% diện tích
đất tự nhiên.
Hà Tĩnh hiện có trên 300.000 ha rừng và đất rừng, trong đó diện tích
rừng chiếm 66%, còn lại trên 100.000 ha đất trống, đồi trọc, đất cây bụi và bãi
cát. Rừng tự nhiên có 164.978 ha, trong đó rừng sản xuất kinh doanh là
100.000 ha, rừng phòng hộ 63.000 ha. Trữ lượng gỗ là 20 triệu m
2
, hàng năm
khai thác khoảng 2 vạn m
2
. Hiện nay, Hà Tĩnh còn giữ được một số vùng rừng
nguyên sinh có hệ động, thực vật phong phú và đa dạng như khu bảo tồn thiên
nhiên Vũ Quang, khu rừng phòng hộ hồ Kẻ Gỗ, có trên 86 họ và 500 loại cây
dạng thân gỗ với nhiều loại gỗ quí và các loại động thực vật quí hiếm.
1.3.2. Đất ngập mặn ở Hà Tĩnh [29]
Theo Báo cáo tổng hợp số liệu đất nhiễm mặn của Hà Tĩnh do sở
KH&CN Hà Tĩnh cung cấp được chỉ ra ở bảng 1.3. Đất mặn Hà Tĩnh được
phân bố ở các huyện ven biển như Nghi Xuân, Can Lộc, Lộc Hà, Cẩm Xuyên,
Kì Anh và một phần nhỏ thuộc thành phố Hà Tĩnh.
Bảng 1.3. Đất mặn và phân loại đất mặn ở Hà Tĩnh
TT Ký
hiệu
Tên đất Việt Nam Ký hiệu Tên đất FAO -
Fluvisols
4611 0.76
4 M-a
Đất mặn trung bình
và ít cơ giới nhẹ
FLsm-a
Areni Molli Salic
Fluvisols
790 0.13
5 M-g1
Đất mặn trung bình
và ít glây nông
FLsm-g1
Epi Gleyi Molli
Salic Fluvisols
1078 0.18
6 M-g2
Đất mặn trung bình
và ít glây sâu
FLsm-g2
Endo Gleyi Molli
Salic Fluvisols
1300 0.21
7
M-
sp2
Đất mặn trung bình
và ít phèn tiềm tàng sâu
FLsm-sp2
Endo Protho
Thạch Hạ nằm ở cửa ngõ phía Bắc thành phố Hà Tĩnh, đây là vị trí
chiến lược quan trọng trong vành đai: " Cụm tuyến an toàn làm chủ sẵn sàng
chiến đấu". Có các trục giao thông huyết mạch như đường Quang Trung
xuyên suốt từ trung tâm Thành phố Hà Tĩnh theo hướng Đông Bắc đi qua địa
bàn xã nối với vùng biển thuộc huyện Lộc Hà và tuyến đường Ngô Quyền nối
với vùng bãi ngang của huyện Thạch Hà. Phía Tây Bắc giáp huyện Can Lộc,
phía Bắc giáp huyện Lộc Hà, phía Nam giáp huyện Cẩm Xuyên và thành phố
13
Hà Tĩnh, phía Tây giáp huyện Hương Khê, phía Đông giáp biển Đông. Thành
phố Hà Tĩnh nằm xen giữa huyện Thạch Hà, chia huyện thành 2 nửa bên phía
tây và bên phía đông của thành phố.
Thổ nhưỡng xã Thạch Hạ phèn chua nhiễm mặn chiếm 1/5 diện tích vì
vùng đất này được các nhánh sông bồi đắp lấn biển từ hàng trăm năm trước.
Địa hình có độ dốc thoải về phía Đông Bắc, chịu ảnh hưởng của vùng khí hậu
nhiệt đới gió mùa, hạn hán, lũ lụt thường xuyên. Song Thạch Hà là một địa
phương luôn giữ vững ổn định các mặt nhờ truyền thống đoàn kết vượt khó
của Đảng bộ và nhân dân. Mấy năm trở lại đây, đã có những bước tiến vững
chắc về phát triển kinh tế, văn hóa xã hội, quốc phòng an ninh. Hạ tầng cơ sở
xây dựng tương đối hoàn chỉnh, tạo đà phát triển kinh tế dân sinh. Xã đã hoàn
thành về đích nông thôn mới 19/19 tiêu chí theo đánh giá của Tỉnh.
Thạch Hạ có điều kiện tự nhiên hết sức thuận lợi, giao thông thuỷ bộ,
đất đai, mặt nước sông ngòi, ao hồ diện tích nuôi trồng thuỷ hải sản rộng, cần
phát triển thế mạnh về lĩnh vực này.
Toàn xã có diện tích tự nhiên rộng: 769,16 ha, đất nông nghiệp là
502,91 ha. Thu nhập bình quân đầu người năm 2012 là 18,2 triệu đồng/người;
năm 2013 là: 22,28 triệu đồng/người; tỷ lệ hộ nghèo hiện còn 69 hộ = 4,24%,
không có hộ đói.
1.4. Một số nguyên tố đa lượng và chức năng sinh lý đối với cây trồng
1.4.1. Clo [7, 8, 39]
Hàm lượng clo trong cây dao động từ 0,015-5,5% chất khô. Clo là