ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM HỖ TRỢ NGHIÊN CỨU CHÂU Á - BÁO CÁO TỔNG HỢP NGHIỆM THU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SỰ HÚT THU Cu, Pb, Zn VÀ TÌM HIỂU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PHÂN BÓN ĐỂ GIẢM THIỂU SỰ TÍCH LŨY CHÚNG TRONG RAU CẢI XANH VÀ RAU XÀ LÁCH Chủ trì đề tài: PGS.TS Nguyễn Xuân Cự Hà Nội, 9/2008 Lời cảm ơn Trân trọng bày tỏ lòng biết ơn Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu Á, Đại học Quốc gia Hà Nội tài trợ kinh phí tạo điều kiện thuận lợi để ch úng thực đề tài “Nghiên cứu hút thu Cu, Pb, Zn tìm hiểu khả sử dụng phân bón để giảm thiểu tích lũy chúng rau cải xanh rau xà lách” Hà Nội, Ngày tháng năm 2008 Chủ trì đề tài PGS.TS Nguyễn Xuân Cự Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhi ên, ĐHQGHN Điện thoại: 0913023097 Email MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI PHẦN BÁO CÁO CHÍNH ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 10 2.1 Sản xuất rau giới Việt Nam 10 2.1.1 Sản xuất rau giới 10 2.1.2 Sản xuất rau Việt Nam 11 2.2 Ô nhiễm đất ảnh hưởng đến chất lượng nông sản 12 2.2.1 Ô nhiễm đất 12 2.2.2 Ảnh hưởng ô nhiễm đất đến chất l ượng nông sản 15 2.3 Phương pháp xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 19 2.3.1 Phương pháp xử lý đất nhiệt 20 2.3.2 Phương pháp xử lý đất tách chiết, phân cấp cỡ hạt 20 2.3.3 Phương pháp xử lý đất điện 20 2.3.4 Phương pháp chiết tách chỗ 21 2.3.5 Phương pháp kết tủa hóa học 21 2.3.6 Phương pháp phân h ủy sinh học chất ô nhiễm 21 2.3.7 Phương pháp xử lý đất ô nhiễm thực vật 22 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ỨU 23 3.1 Đối tượng nghiên cứu 23 3.1.1 Cây rau cải xanh (Brassica juncea L Czern) 23 3.1.2 Cây rau xà lách (Lactuca sativa L.) 23 3.1.3 Đất thí nghiệm 23 3.2 Phương pháp nghiên cứu 23 3.2.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 23 3.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 23 3.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24 3.2.4 Theo dõi thí nghiệm lấy mẫu phân tích 26 3.2.5 Phương pháp phân tích ph òng thí nghiệm 26 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội địa bàn nghiên cứu 28 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 28 4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 29 4.2 Một số tính chất đất thí nghiệm 31 4.3 Ảnh hưởng lượng bón Cu, Pb, Zn đến sinh trưởng tích lũy chúng rau 32 4.3.1 Ảnh hưởng Cu, Pb, Zn đến sinh trưởng tích lũy chúng rau cải xanh 32 4.3.2 Ảnh hưởng Cu, Pb, Zn đến sinh trưởng tích lũy chúng rau xà lách 38 4.3.3 Tương quan hàm lượng Cu, Pb, Zn đất rau xà lách 42 4.4 Ảnh hưởng bón phốt phát, vôi mùn cưa đến sinh trưởng tích luỹ kim loại nặng rau 44 4.4.1 Ảnh hưởng bón phốt phát, vôi mùn cưa đến sinh trưởng tích lũy Cu, Pb, Zn rau cải xanh 44 4.4.2 Ảnh hưởng bón phốt phát, vôi mùn cưa đến sinh trưởng tích lũy Cu, Pb, Zn rau xà lách 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 64 CÁC BÀI BÁO ĐÃ ĐĂNG, TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN VÀ KHÓA LUẬN 65 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 668 PROJECT SUMMARY 720 PHIẾU ĐĂNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 75 DANH MỤC CÁC BẢNG Stt Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng 10 Bảng 11 Bảng 12 Bảng 13 Bảng 14 Bảng 15 Bảng 16 Bảng 17 Bảng 18 Bảng 19 Bảng 20 Bảng 21 Tên bảng Trang Nhu cầu sử dụng phân bón hóa học Việt Nam 14 Ngưỡng hàm lượng NO 3- cho phép số loại rau 15 Hàm lượng kim loại nặng số phân bón thông 16 thường Ngưỡng cho phép số kim loại nặng rau tươi 17 Số lượng thuốc bảo vệ thực vật sử dụng Việt Nam 18 Các tiêu phương pháp phâ n tích 26 Một số tính chất đất nghiên cứu 30 Ảnh hưởng lượng bón Cu đến sinh trưởng tích lũy Cu 31 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón Pb đến sinh trưởng tích lũy Pb 32 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón Zn đến sinh trưởng tích lũy 34 chúng rau cải xanh Hàm lượng bón Cu 2+, Pb2+, Zn2+ đất rau cải 35 xanh Ảnh hưởng lượng bón Cu đến sinh trưởng tích lũy Cu 37 chúng rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón Pb đến sinh trưởng tích lũy Pb 39 rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón Zn đến sinh trưởng tích lũy Zn 40 rau xà lách Tương quan Cu2+, Pb2+, Zn2+ đất rau xà 41 lách Ảnh hưởng lượng bón phốt đến sinh trưởng tích 44 lũy Cu, Pb, Zn rau c ải xanh Ảnh hưởng lượng bón vôi đến sinh trưởng tích lũy Cu, 46 Pb, Zn rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón mùn cưa đến sinh trưởng tích 48 lũy Cu, Pb, Zn rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón phân phốt đến sinh trưởng 50 tích lũy Cu, Pb, Zn rau x lách Ảnh hưởng lượng bón vôi đến sinh trưởng tích lũy Cu, 52 Pb, Zn rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón mùn cưa đến sinh trưởng tích 53 lũy Cu, Pb, Zn rau x lách DANH MỤC CÁC HÌNH Stt Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 10 Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17 Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21 Hình 22 Hình 23 Tên hình Trang Ảnh hưởng lượng bón Cu đến chiều cao cây, sinh khối 32 Cu tích lũy cải xanh Ảnh hưởng lượng bón Pb đến chiều cao cây, sinh khối 33 Pb cải xanh Ảnh hưởng lượng bón Zn đến chiều cao, suất hàm 34 lượng Zn rau cải xanh Tương quan hàm lượng Cu2+ đất Cu tích lũy 36 rau cải xanh Tương quan Pb2+ đất Pb rau cải xanh 36 2+ Tương quan hàm lượng Zn đất Zn 36 Ảnh hưởng lượng bón Cu đến chiều cao cây, sinh khối 38 Cu tích lũy Ảnh hưởng lượng bón Pb đến chiều cao cây, suất 39 hàm lượng Pb rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón Zn đến chiều cao cây, suất 41 hàm lượng Zn rau xà lách Tương quan Cu2+ đất Cu rau xà lách 42 Tương quan Pb2+ đất Pb rau xà lách 42 2+ Tương quan Zn đất Zn rau xà lách 42 Ảnh hưởng lượng bón phốt đến chiều cao suất 45 cải xanh Ảnh hưởng lượng bón phốt đến tích lũy Cu, Pb, Zn 45 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón phốt đến tích lũy Cu, Pb, Zn 47 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón vôi đến tích lũy kim loại 47 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón mùn cưa đến tích lũy kim loại nặng 48 rau cải xanh Ảnh hưởng lượng bón phốt đến chiều cao suất 50 rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón phốt đến hàm lượng Cu, Pb, Zn 51 rau xà lách Ảnh hưởng bón vôi đến chiều cao suất rau xà lách 52 Ảnh hưởng lượng bón vôi đến hàm lượng Cu, Pb, Zn 53 rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón mùn cưa đến chiều cao suất 54 rau xà lách Ảnh hưởng lượng bón mùn cưa đến hàm lượng Cu, Pb, Zn 54 rau xà lách NGHIÊN CỨU SỰ HÚT THU Cu, Pb, Zn V À TÌM HIỂU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG PHÂN BÓN ĐỂ GIẢM THIỂU SỰ TÍCH LŨY CHÚNG TRONG RAU CẢI XANH V À RAU XÀ LÁCH Mã số: DT 54/2007 Những người tham gia thực đề t ài - Chủ trì: Nguyễn Xuân Cự, PGS.TS - Những người thực hiện: Cao Thị Thanh Nga, Học viên CH Trần Khắc Hiệp, PGS.TS Trần Thị Tuyết Thu, ThS Nguyễn Xuân Huân, CN TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI - Kết khoa học (những đóng góp đề t ài, công trình khoa học công bố): Đã công bố báo tạp chí Khoa học - Kết phục vụ thực tế (các sản phẩm công nghệ, khả áp dụng thực tế): Kết vận dụng vào thực tiễn sản xuất vừa nâng cao suất rau, vừa có tác dụng giảm thiểu tí ch lũy kim loại nặng rau góp phần sản xuất rau an toàn địa bàn Hà Nội - Kết đào tạo (số lượng sinh viên, số lượng học viên cao học, nghiên cứu sinh làm việc đề tài): Đào tạo Thạc sĩ cử nhân - Kết nâng cao tiềm lực khoa học (n âng cao trình độ cán tăng cường trang thiết bị cho đơn vị): Bổ sung vào lý luận thực tiễn nghiên cứu hút thu kim loại nặng giải pháp giảm thiểu hút thu kim loại nặng rau Nâng cao khả nghiên cứu giải vấn đề thực tiễn cho cán tham gia đề t ài PHẦN BÁO CÁO CHÍNH ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày ô nhiễm đất thực phẩm trở thành vấn đề thời thu hút nhiều nhà khoa học nước nước nghiên cứu Một vấn đề ý nghiên cứu ô nhiễm đất kim loại nặng có nguồn gốc từ nước thải đô thị làng nghề chúng có độc tính cao v dễ dàng gây độc hại cho người thông qua chuỗi thức ăn Trong năm gần đây, sử dụng n ước thải từ thành phố nông nghiệp làm tích luỹ đáng kể kim loại nặng đất Đây l nguyên nhân làm tích luỹ cao kim loại nặng sản phẩm nông nghiệp Nhiều nghiên cứu nước nước cho thấy mức độ nguy hại loại rau không an toàn bữa ăn hàng ngày người dân có tích lũy cao kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd (Cheang Hong Nguyễn Đình Mạnh, 2003; Ravi Naidu, Danielle Oliver and Stuart McConnell, 2003; Đặng Thị An, Chu Thị Thu Hà, 2005; Hồ Thị Lam Trà, 2005) Rau xanh nói chung, rau c ải xanh rau xà lách nói riêng sử dụng phổ biến bữa ăn hàng ngày người dân Việt Nam Chúng l trồng ăn có khả tích lũy cao nguy ên tố kim loại nặng, nguy ên tố có độc tính cao dễ dàng tích luỹ nông sản gây ảnh h ưởng đến sức khoẻ người thông qua đường tích luỹ sinh học Do vậy, ô nhiễm kim loại nặng trở thành vấn đề thu hút ý nghi ên cứu nhà khoa học Nhiều nghiên cứu nước nước cảnh báo mức độ nguy hại loại rau trồng vùng ven đô thị chịu ảnh hưởng nguồn nước thải từ thành phố khu công nghiệp (Ravi Naidu, Danielle Oliver and Stuart McConnell, 2003) Ở nước ta, nghiên cứu vấn đề chủ yếu đề cập đến việc đánh giá ô nhiễm đất, tồn l ưu chất độc hại nông sản Một số nghiên cứu sử dụng loài trồng có khả hút thu cao kim loại nặng để xử lý đất ô nhiễm Tuy nhi ên giải pháp thường không mang lại hiệu thực tế nước ta mức độ ô nhiễm đất c òn thấp phân bố rải rác, dấu hiệu đất có tích lũy cao số nguy ên tố kim loại nặng sử dụng nước thải thành phố sử dụng phân bón không hợp lý Tr ên thực tiễn sản xuất khó ngăn cấm người dân không sản xuất vùng đất Vì nông sản có chứa h àm lượng cao kim loại nặng đ ược lưu hành sử dụng bữa ăn h àng ngày người dân Sử dụng chất bón vào đất có khả cố định kim loại nặng nhằm giảm thiểu hút thu tích lũy chúng nông sản đ ược xem giải pháp tích cực theo hướng tiếp tục trì trình sản xuất nên dễ chấp nhận người dân Trên giới có số nghiên cứu sử dụng loại phân bón chất tạo phức bền với kim loại nặng để giảm thiểu hút thu chúng trồng cho kết tốt (Skinner, 1987, 1989; Ruby et al, 1994; Chen et al, 1997) Tuy nhiên nước ta chưa có nghiên cứu đề cập đến vấn đề Do xem hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao nhằm trì trình sản xuất nông nghiệp tr ên vùng đất bị nhiễm bẩn kim loại nặng Nghiên cứu khả hút thu giải pháp nhằm giảm thiểu tích lũy kim loại nặng trồng nói chung, đặc biệt l loại rau xanh sử dụng phổ biến cải xanh xà lách có ý nghĩa lý thuyết thực tiễn góp phần sản xuất rau an toàn cung cấp cho tiêu dùng hàng ngày người dân Xuất phát từ vấn đề thực đề tài “Nghiên cứu hút thu Cu, Pb, Zn tìm hi ểu khả sử dụng phân bón để giảm thiểu tích lũy chúng rau cải xanh v rau xà lách” Mục đích nghiên cứu xác định khả hút thu kim loại nặng ảnh hưởng việc bón lân, vôi, m ùn cưa đến sinh trưởng khả hút thu kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) rau cải xanh rau xà lách trồng đất gây nhiễm kim loại nặng liều lượng khác Trên sở xác định khả sử dụng lân, vôi mùn cưa để giảm thiểu tích lũy kim loại nặng rau góp phần sản xuất rau an toàn vùng ngoại thành Hà Nội Các nội dung nghiên cứu cụ thể đề tài là: - Đánh giá ảnh hưởng lượng bón kim loại nặng đến sinh trưởng tích lũy chúng (Cu, Pb, Zn) rau cải xanh xà lách liều lượng gây nhiễm khác - Xác định khả sử dụng số loại phân bón (lân, vôi mùn cưa) để giảm thiểu tích lũy kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) rau cải xanh v xà lách MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 64 MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM ppm Cu 50 ppm Cu 100 ppm Cu 200 ppm Cu ppm Pb 50 ppm Pb 100 ppm Pb 200 ppm Pb 65 ppm Zn 100 ppm Zn 300 ppm Zn 500 ppm Zn ppm Cu 50 ppm Cu 100 ppm Cu 200 ppm Cu 66 ppm Pb 50 ppm Pb 200 ppm Pb 100 ppm Pb ppm Zn 100 ppm Zn 500 ppm Zn 300 ppm Zn 67 CÁC BÀI BÁO VÀ TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN, KHÓA LUẬN 68 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Tên đề tài: Nghiên cứu hút thu Cu, Pb, Zn v tìm hiểu khả sử dụng phân bón để giảm thiểu tích lũy chúng rau cải xanh v rau xà lách Mã số: DDT 54/2007/HĐ-ĐT Những người thực hiện: Hvch Cao Thị Thanh Thanh Nga, PGS.TS Trần Khắc Hiệp ThS Trần Thị Tuyết Thu, CN Nguyễn Xuân Huân Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhi ên, ĐHQGHN Nội dung nghiên cứu - Xác định ảnh hưởng kim loại đất (Cu, Pb, Zn), việc bón phân phốt pho, vôi mùn cưa đến sinh trưởng rau cải xanh rau xà lách - Đánh giá khả hút thu kim loại nặng rau cải xanh v rau xà lách trồng đất phù sa sông Hồng bổ sung hàm lượng kim loại nặng khác điều kiện thí nghiệm nhà lưới - Đánh giá vai trò phân bón phốt pho, vôi v mùn cưa đến hút thu tích lũy Cu, Pb, Zn rau đ ược trồng đất gây nhiễm nhân tạo Tóm tắt kết nghiên cứu - Kết khoa học Nghiên cứu thực điều kiện nh lưới Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt nam (Văn Điển, Thanh Tr ì, Hà Nội) Rau cải xanh rau xà lách trồng đất phù sa Sông Hồng không bồi hàng năm, gây nhiễm Cu, Pb, Zn lượng bón phân phốt phát, vôi bột v mùn cưa mức khác Mục đích thí nghiệm l à: (1) xác định ảnh hưởng lượng bón Cu, Pb and Zn đến sinh tr ường tích lũy chúng rau; (2) nghiên cứu khả sử dụng phân bón (phốt phát, vôi mùn cưa) để giảm thiểu tích lũy kim loại nặng rau cải xanh v rau xà lách Kết nghiên cứu cho thấy việc bón Cu, Pb, Zn vào đất có ảnh hưởng mạnh đến sinh trường tích lũy kim loại nặng rau, việc bón chì có tác động mạnh nhất, tiếp đến l đồng kẽm có tác động Sự sinh trưởng rau cải xanh giảm r õ rệt lượng bón kim loại nặng tăng lên Kim loại Cu Pb có ảnh hưởng lượng bón thấp 100 ppm, 69 nhiên Zn có ảnh hưởng rõ lượng bón cao 300 ppm Ngư ợc lại với xu hướng trên, hàm lượng kim loại nặng tích lũy rau có t ương quan thuận với lượng bón vào đất Ở lượng bón 100 ppm 200 ppm, hàm lư ợng Cu rau cải xanh tăng tương ứng 90% 208% so với đối chứng hàm lượng Pb tăng đến 882% 953% Đối với trường hợp bón Zn, hàm lượng Zn tăng 100%, 125% 152% tương ứng với lượng bón 100ppm, 300ppm 500ppm Việc sử dụng phân bón phốt phát, vôi v mùn cưa có tác động rõ đến sinh trưởng làm giảm đáng kể tích lũy kim loại nặng rau cải xanh rau xà lách Ở lượng bón cao nghi ên cứu (80 kg P 2O5/ha) làm giảm tích lũy Cu, Pb Zn rau cải xanh tương ứng 14%, 42% 15% so với đối chứng không bón phốt phát So với phốt phát, bón vôi có tác động l àm giảm tích lũy kim loại nặng rau thể rõ rệt Ở lượng bón CaCO 3/ha làm giảm hàm lượng Cu, Pb Zn rau tương ứng 23%, 43% 35% so với đối chứng Tuy nhiên tác động việc bón mùn cưa đến tích lũy kim loại nặng rau cải xanh thể yếu h ơn so với bón phốt phát vôi Hàm lượng Cu, Pb Zn rau cải xanh giảm nhiều l 13%, 10% 9% lượng bón cao 30 mùn cưa/ha Đối với rau xà lách, lượng bón Cu tăng từ ppm l ên 50 ppm, 100 ppm 200 ppm làm cho sinh kh ối giảm tương ứng 12%, 29% 43% hàm lượng Cu tích lũy tăng 35%, 48% v 89% so với đối chứng Ảnh hưởng Pb đến sinh trưởng rau xà lách tương tự trường hợp bón Cu Nghĩa lượng bón Pb tăng từ ppm l ên 50 ppm, 100 ppm 200 ppm làm cho sinh khối rau giảm tương ứng 33%, 59% 71% so với đối chứng Ngược lại, hàm lượng Pb tích lũy rau x lách lại tăng lên 42%, 192% 250% Bón Zn có ảnh hưởng tương tự bón Cu Pb, nhiên ảnh hưởng cung thể rõ rệt lượng bón cao 300 ppm Với lượng bón 300 ppm 500 ppm Zn, sinh kh ối rau xà lách giảm 20% 31% so với đối chứng Trong lượng bón thấp 100 ppm, ảnh h ưởng Zn đến sinh trưởng rau xà lách không đáng kể Đáng ý tích lũy Zn rau x lách lại tăng với lượng bón Zn, l ượng bón thấp Trong điều kiện thí nghiệm, hàm lượng Zn rau xà láchtăng 39%, 41% 94% lượng Zn bón tăng tương ứng từ ppm lên 100 ppm, 300 ppm 500 ppm Việc bón phân phốt phát lượng cao 60 80 kg P2O5/ha có tác dụng làm giảm tích lũy kim loại nặng rau: H àm lượng Cu rau giảm 70 tương ứng 25 54% Pb gi ảm 26 35% Zn giảm 6% so với đối chứng không bón phốt phát Bón vôi góp phần quan trọng l àm giảm hút thu tích lũy kim loại nặng rau x lách Ở lượng bón – CaCO 3/ha, hàm lương Cu rau xà lách giảm 63 – 74 79%, hàm lượng Pb giảm 22 – 35 43%, hàm lượng Zn giảm – 12 16% so với đối chứng không bón vôi So với bón phốt bón vôi, ảnh hưởng bón mùn cưa đến sinh trưởng tích lũy kim loại nặng rau x lách nhỏ hơn, mức bón cao 20 tấn/ha làm giảm hàm lượng Cu 15%, Pb giảm 12% Zn giảm 9% - Kết ứng dụng Các kết nghiên cứu áp dụng sản xuất rau v ùng bị nhiễm bẩn bới nguyên tố kim loại nặng Cu, Pb, Zn để giảm thiểu hút thu v tích lũy chúng nông sản - Kết đào tạo Hướng dẫn học viên cao học sinh viên làm luận văn khóa luận tốt nghiệp - Xuất Đăng báo tạp chí khoa học chuyên ngành Tài - Tổng số: 75.000.000 đ - Đã sử dụng: 75.000.000 đ Cơ quan chủ trì đề tài Chủ trì đề tài (ký tên đóng dấu) (ký viết rõ họ tên) 71 PROJECT SUMMARY Project Title: Study on Cu, Pb, Zn uptake and the capacity of amendment application to eliminate their accumulation in Brassica (Braasica juncea L.) and Lecttuce (Latuca sativa L.) Code Number: DT 54/2007/HD-DT Principal Researcher: Project Leader: Assoc.Prof.Dr Nguyen Xuan Cu Main members: MSc Stu Cao Thi Thanh Nga, Assoc.Prof.Dr Tran Khac Hiep, MSc Tran Thi Tuyet Thu, BSc Nguyen Xuan Huan Implementing Institution: University of Science, VNU -Hanoi Cooperating Institution(s): Objectives and Contents: - Investigate the effects of heavy metals in soil, i.e., Cu, Pb and Zn and added phosphate, lime and sawdust to plant growth and heavy metal accumulation in vegetables - Evaluate the ability of heavy metal uptake of Brassica juncea L Czern and Lactuca sativa grown on alluvial soils that previously be contaminated at different levels of Cu, Pb and Zn in the greenhouse conditions - Investigation of the effects of phosphate, lime and sawdust application on the contents of Cu, Pb and Zn accumulation in plant grown on the soil artificial contaminated by Cu, Pb and Zn Results obtained: - Results in science: The experiment was carried out in the greenhouse conditions with Brassica juncea L Czern and Lactuca sativa grown on alluvial soils that previously be contaminated at different levels of Cu, Pb , Zn and different rates of phosphate, lime and sawdust The main purposes of the research are: (1) determined the effects of Cu, Pb and Zn applications on plant growth and Cu, Pb, Zn uptak e by plants; (2) investigate effects of phosphate, lime and sawdust application on the 72 contents of Cu, Pb and Zn accumulation in plant grown on the soil artificial contaminated by Cu, Pb and Zn The results showed that the added Cu, Pb, Zn to soils has st rongly effects on growth and the contents of Cu, Pb, Zn in vegetables, among them Pb shows the strongest affect, Cu following and then Zn element The growth rate and production of Brassica juncea L Czern decreases when the amounts of heavy metals in so il increases In the case of Cu and Pb, the strong effect occurs at the low applied level of 100 ppm However the effects of Zn on plant growth has only significant at the high application rate of 300 ppm In the opposite side, the content of heavy metals in soil has positive correlation with the contents of heavy metal accumulation in plant At the application rate of 100 ppm and 200 ppm, the content of Cu accumulation in Brassica juncea L Czern increases corresponding by 90% and 208% whereas the content of Pb increases corresponding by 882% and 953% In the case of Zn, the content of Zn accumulation in plant increases by 100%, 125% and 152% compared to the control, corresponding to the application rat es of 100ppm, 300ppm and 500ppm The application of phosphate, lime and sawdust also have significant effects on the growth and minimize the contents of Cu, Pb and Zn accumulation in Brassica juncea L Czern and Lactuca sativa grown on the soil artificial contaminated by Cu, Pb and Zn element At the highest levels of 80 kg P 2O5/ha, the content of Cu, Pb and Zn in plant of Brassica juncea L Czern decreased by 14%, 42% and 15% respectively compared to the control Lime also has the important role to minimize heavy metal uptake by plant Whe re three tones of lime was applied, the content of Cu, Pb and Zn in plant decreased corresponding by 23%, 43% and 35% compared to the control Whereas the effect of sawdust is lower than phosphate fertilize and liming The content of Cu, Pb and Zn only decreased by 13%, 10% and 9% at the application rate of 30 tones of sawdust/ha In the case of Lactuca sativa when the added Cu increase from to 50 ppm, 100 ppm and 200 ppm the biomass decrease by 12%, 29% and 43% respectively while Cu accumulation in plant increase correspo nding by 35%, 48% and 89% compared to the control T he effects of Pb on plant growth occurs in the similarly way with Cu It means that when the amounts of Pb increase from to 50 ppm, 100 ppm and 200 ppm the biomass of plant decrease by 33%, 59% and 71% respectively compared to the control But the content of Pb accumulation in 73 vegetables increases correspondence by 142%, 192% and 250% Application of Zn also has effects on plant growth at the high levels above 300 ppm The results show that applications of 300 ppm and 500 ppm Zn, the biomass of Lactuca sativa decrease by 20% and 31% to the control However, at the rate of 100 ppm Zn the effects of Zn to plant growth are not significant In the other hand, the contents of Zn accumulation in plant increase with added Zn to soil The contents of Zn in plant increase by 39%, 41% and 94% when the levels of added Zn increase from to 100 ppm, 300 ppm and 500 ppm respectively The application of phosphate also has significant effects on the growth and limitation of heavy metals uptake by plant of Lactuca sativa At the high levels of 60 and 80 kg P 2O5/ha, the content of Cu in plant decreased by 25 and 54% whereas the content of Pb decreased by 26 and 35% and the content of Zn decreased by and 6% respectivel y compared to the control without phosphorus fertilizer Lime also has the important role to improve plant growth and minimize heavy metal uptake by plant of Lactuca sativa When application of – and tones of CaCO 3/ha, the content of Cu in plant reduced by 63 – 74 and 79%, the content of Pb reduced by 22 – 35 and 43%, and the content of Zn reduced by – 12 and 16% comparing to the control without liming The effects of sawdust on plant growth and heavy metal uptake by Lactuca sativa is not strong as the case of added phosphate and lime At the highest rate of 20 tone/ha the contents of Cu, Pb and Zn in plant only decreased corresponding by 15% - 12% and 9% - Results in application: The results of the research can be applied in vegetables producti on in country sides of Hanoi That can increase productivity and minimize the heavy metals up take by plant - Results in education: Trained 01 Master and Bachelors - Publication: Published articles in the scientific journals Budget used: - Total: - Expenses: 75.000.000 đ 75.000.000 đ Implementing Institution Principal Researcher (full name, signature and stamp) (full name and signature) 74 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM HỖ TRỢ NGHIÊN CỨU CHÂU Á PHIẾU ĐĂNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên Đề tài: Nghiên cứu hút thu Cu, Pb, Zn v tìm hiểu khả sử dụng phân bón để giảm thiểu tích luỹ chúng rau cải xa nh rau xà lách Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Khoa học Tự nhi ên Địa chỉ: 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội Điện thoại: (o4) 8584995 Cơ quan quản lý đề tài: Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu Á ĐHQGHN Địa chỉ: Phòng 501, Nhà Điều hành ĐHQGHN, 144 Xuân Th uỷ, Cầu Giấy Điện thoại: 754 7987 Tổng kinh phí thực chi: 75.000.000 đ Trong đó: - Từ kinh phí Trung tâm 75.000.đ USD - Từ nguồn kinh phí khác đ USD - Kinh phí tự có đ USD đ USD Hỗ trợ Nghiên cứu Châu Á tài trợ Thu hồi Thời gian nghiên cứu: 18 tháng Thời gian bắt đầu: 03/2007 Thời gian kết thúc: 09/2008 Tên cán phối hợp nghiên cứu (Họ tên) Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Nguyễn Xuân Cự Những người tham gia: 75 Hvch Cao Thị Thanh Nga, PGS.TS Trần Khắc Hiệp, ThS Trần Thị Tuyết Thu, CN Nguyễn Xuân Huân Số đăng ký Đề tài Số chứng nhận Tình trạng bảo mật đăng ký kết nghiên cứu Ngày Ngày Phổ biến rộng rãi Tóm tắt kết nghiên cứu: Nghiên cứu thực điều kiện nh lưới Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Việt nam (Văn Điển, Thanh Tr ì, Hà Nội) Rau cải xanh rau xà lách trồng đất phù sa Sông Hồng không bồi hàng năm, gây nhiễm Cu, Pb, Zn lượng bón phân phốt phát, vôi bột v mùn cưa mức khác Mục đích thí nghiệm l à: (1) xác định ảnh hưởng lượng bón Cu, Pb and Zn đến sinh trường tích lũy chúng rau; (2) nghi ên cứu khả sử dụng phân bón (phốt phát, vôi v mùn cưa) để giảm thiểu tích lũy kim loại nặng rau cải xanh v rau xà lách Kết nghiên cứu cho thấy việc bón Cu, Pb, Zn vào đất có ảnh hưởng mạnh đến sinh trường tích lũy kim loại nặng rau, việc bón chì có tác động mạnh nhất, tiếp đến l đồng kẽm có tác động Sự sinh trưởng rau cải xanh giảm r õ rệt lượng bón kim loại nặng tăng lên Kim loại Cu Pb có ảnh hưởng lượng bón thấp 100 ppm, nhiên Zn có ảnh hưởng rõ lượng bón cao 300 ppm Ngược lại với xu hướng trên, hàm lượng kim loại nặng tích lũy rau có t ương quan thuận với lượng bón vào đất Ở lượng bón 100 ppm 200 ppm, hàm lư ợng Cu rau cải xanh tăng tương ứng 90% 208% so với đối chứng hàm lượng Pb tăng đến 882% 953% Đối với trường hợp bón Zn, hàm lượng Zn tăng 100%, 125% 152% tương ứng với lượng bón 100ppm, 300ppm 500ppm Việc sử dụng phân bón phốt phát, vôi v mùn cưa có tác động rõ đến sinh trưởng làm giảm đáng kể tích lũy kim loại nặng rau cải xanh rau xà lách Ở lượng bón cao nghi ên cứu (80 kg P 2O5/ha) làm giảm tích lũy Cu, Pb Zn rau cải xanh tương ứng 14%, 42% 15% so v ới đối chứng không bón phốt phát So với phốt phát, bón vôi có tác động l àm giảm tích 76 lũy kim loại nặng rau thể rõ rệt Ở lượng bón CaCO 3/ha làm giảm hàm lượng Cu, Pb Zn rau tương ứng 23%, 43% 35% so với đối chứng Tuy nhiên tác động việc bón mùn cưa đến tích lũy kim loại nặng rau cải xanh thể yếu so với bón phốt phát vôi Hàm lượng Cu, Pb Zn rau cải xanh giảm nhiều l 13%, 10% 9% lượng bón cao 30 mùn cưa/ha Đối với rau xà lách, lượng bón Cu tăng từ ppm l ên 50 ppm, 100 ppm 200 ppm làm cho sinh kh ối giảm tương ứng 12%, 29% 43% hàm lượng Cu tích lũy tăng 35%, 48% v 89% so với đối chứng Ảnh hưởng Pb đến sinh trưởng rau xà lách tương tự trường hợp bón Cu Nghĩa lượng bón Pb tăng từ ppm l ên 50 ppm, 100 ppm 200 ppm làm cho sinh khối rau giảm tương ứng 33%, 59% 71% so với đối chứng Ngược lại, hàm lượng Pb tích lũy rau xà lách lại tăng lên 42%, 192% 250% Bón Zn có ảnh hưởng tương tự bón Cu Pb, nhiên ảnh hưởng cung thể rõ rệt lượng bón cao 300 ppm Với lượng bón 300 ppm 500 ppm Zn, sinh khối rau xà lách giảm 20% 31% so với đối chứng Trong lượng bón thấp 100 ppm, ảnh h ưởng Zn đến sinh trưởng rau xà lách không đáng kể Đáng ý tích lũy Zn rau x lách lại tăng với lượng bón Zn, lượng bón thấp Trong điều kiện thí ng hiệm, hàm lượng Zn rau xà láchtăng 39%, 41% 94% lư ợng Zn bón tăng tương ứng từ ppm lên 100 ppm, 300 ppm 500 ppm Việc bón phân phốt phát lượng cao 60 80 kg P2O5/ha có tác dụng làm giảm tích lũy kim loại nặng rau : Hàm lượng Cu rau giảm tương ứng 25 54% Pb gi ảm 26 35% Zn giảm 6% so với đối chứng không bón phốt phát Bón vôi góp phần quan trọng l àm giảm hút thu tích lũy kim loại nặng rau x lách Ở lượng bón – CaCO 3/ha, hàm lương Cu rau xà lách giảm 63 – 74 79%, hàm lượng Pb giảm 22 – 35 43%, hàm lượng Zn giảm – 12 16% so với đối chứng không bón vôi So với bón phốt bón vôi, ảnh hưởng bón mùn cưa đến sinh trưởng tích lũy kim loại nặng rau x lách nhỏ hơn, mức bón cao 20 tấn/ha làm giảm hàm lượng Cu 15%, Pb giảm 12% Zn giảm 9% Kiến nghị quy mô đối tượng áp dụng kết nghi ên cứu: Cần tiếp tục nghiên cứu để làm rõ mối quan hệ hàm lượng Cu, Pb, Zn đất Từ đưa ngưỡng giới hạn ô nhiễm cụ thể cho nguyên tố kim loại đất thực vật Trên sở quy định giá trị tối đa kim loại nặng (Cu, Pb, Zn ) cho phép đất trồng rau không gây nguy hại đến sức khỏe ng ười tiêu dùng 77 Cần có nghiên cứu sâu tác động cụ thể việc bón lân v vôi đến việc giảm khả hút thu v tích luỹ Cu, Pb, Zn rau cải xanh v xà lách để có kết luận cụ thể hàm lượng bón lân vôi thích hợp Chức vụ Chủ nhiệm Thủ trưởng Chủ tịch Thủ trưởng Đề tài Cơ quan chủ trì đề tài Hội đồng đánh giá thức Cơ quan quản lý Đề tài Họ tên Học hàm, Học vị Ký tên Đóng dấu 78