â ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Thu Trang NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LIỀU LƢỢNG TRO BAY TỚI MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẤT CÁT VÀ SINH TRƢỞNG CỦA CÂY TRỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Thu Trang NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA LIỀU LƢỢNG TRO BAY TỚI MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẤT CÁT VÀ SINH TRƢỞNG CỦA CÂY TRỒNG Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Lê Văn Thiện Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, nhận nhiều giúp đỡ quý báu vật chất tinh thần kiến thức chuyên môn từ thầy cô bạn bè Đầu tiên, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới cán hướng dẫn, PGS.TS Lê Văn Thiện tận tình hướng dẫn chuyên môn, phương pháp nghiên cứu tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành luận văn Xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ nhiều việc hoàn thành tốt chương trình học tập khóa học Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo cán Viện Khoa học Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đặc biệt anh chị em Phòng thí nghiệm Inest tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn nhiệt thành tới tập thể học viên K22 – Cao học Môi trường đồng hành suốt trình học tập Cảm ơn gia đình bạn bè, người động viên, khích lệ tinh thần suốt thời gian qua Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 05 tháng 11 năm 2016 Học viên Trần Thị Thu Trang MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đất cát ven biển biện pháp cải tạo đất cát ven biển 1.1.1 Khái niệm đất cát ven biển 1.1.2 Nhận dạng loại đất cát ven biển 1.1.3 Sự phân bố phân loại đất cát ven biển 1.1.4 Điều kiện trình hình thành đất cát ven biển 1.1.5 Một số tính chất đất cát ven biển 1.1.5.1 Tính chất lý học đất cát ven biển 1.1.5.2 Tính chất hóa học đất cát ven biển 1.1.5.3 Các đặc tính khác 1.1.5.4 Công dụng đất cát ven biển 1.1.5.5 Khu hệ vi sinh vật đất cát ven biển 1.1.6 Một số biện pháp cải tạo đất cát ven biển 10 1.2 Tổng quan tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than ứng dụng nông nghiệp, xử lý môi trƣờng 11 1.2.1 Khái niệm chung tro bay 11 1.2.2 Phân loại tro bay 11 1.2.3 Một số tính chất lý, hóa học tro bay ứng dụng chúng 12 1.2.3.1 Tính chất vật lý tro bay 12 1.2.3.2 Tính chất hóa học tro bay 13 1.2.3.3 Khả ứng dụng tro bay 15 1.3 Tổng quan địa bàn nghiên cứu 15 1.3.1 Vị trí địa lý, tự nhiên huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình 15 1.3.3.1 Vị trí địa lý 15 1.3.3.2 Điều kiện tự nhiên 16 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình 17 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 18 2.1.1 Một số đặc điểm trồng nghiên cứu 18 2.1.1.1 Một số đặc điểm Khoai lang KB4 18 2.1.1.2 Một số đặc điểm lạc L23 20 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Phƣơng pháp kế thừa 23 2.2.2 Phƣơng pháp khảo sát, điều tra thực địa 23 2.2.3 Phƣơng pháp thu thập thông tin 23 2.2.4 Phƣơng pháp bố trí tiến hành thí nghiệm chậu vại (trong thùng xốp) 23 2.2.4.1 Thí nghiệm 24 2.2.4.2 Thí nghiệm 24 2.2.4.3 Thí nghiệm 26 2.2.5 Phƣơng pháp theo dõi tiêu sinh trƣởng phát triển 28 2.2.6 Phƣơng pháp lấy mẫu để phân tích vi sinh vật (VSV) đất 29 2.2.6.1 Khối lượng mẫu đơn 29 2.2.6.2 Vị trí lấy mẫu 29 2.2.6.3 Quy trình lấy mẫu công thức thí nghiệm 29 2.2.6.4 Vận chuyển mẫu 29 2.2.6.5 Xử lý mẫu 30 2.2.6.6 Bảo quản mẫu 30 2.2.7 Phƣơng pháp phân tích phòng thí nghiệm 30 2.2.7.1 Xác định số tính chất vật lý, hóa học đất phòng thí nghiệm 30 2.2.7.2 Phƣơng pháp phân tích VSV phòng thí nghiệm 31 2.2.8 Phƣơng pháp xử lý số liệu 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 33 3.1 Một số tính chất tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 33 3.2 Ảnh hƣởng liều lƣợng tro bay đến số tính chất đất cát ven biển 36 3.2.1 Ảnh hƣởng liều lƣợng tro bay đến số tính chất lý - hóa học đất 36 3.2.2 Ảnh hƣởng tro bay đến số kim loại đất 50 3.2.3 Ảnh hƣởng tro bay đến số tiêu sinh học 55 3.3 Ảnh hƣởng tro bay đến sinh trƣởng phát triển trồng 59 3.3.1 Ảnh hƣởng tro bay đến sinh trƣởng phát triển khoai lang 59 3.3.2 Ảnh hƣởng tro bay đến sinh trƣởng phát triển lạc 61 3.4 Đề xuất liều lƣợng tro bay thích hợp để cải thiện tính chất đất cát sinh trƣởng trồng 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 71 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số chất dinh dưỡng đa lượng đất cát ven biển Bảng 1.2: Hàm lượng KLN tổng số đất cát ven biển Bảng 1.3 Thành phần hóa học loại TB 12 Bảng 1.4 Một số tính chất vật lý điển hình tro bay 13 Bảng 1.5 Thành phần hóa học TB ứng với nguồn khác 13 Bảng 2.1 Lượng phân bón cho thùng trồng khoai 25 Bảng 2.2 Lượng phân bón cho thùng trồng lạc 27 Bảng 3.1 Thành phần nguyên tố tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 34 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tro bay đến độ ẩm đất cát thí nghiệm (%) 36 Bảng 3.3 Thành phần giới đất cát thí nghiệm (%) .37 Bảng 3.4 Ảnh hưởng TB đến số tính chất hóa học ĐCVB sau 12 tuần thí nghiệm 39 Bảng 3.5 Hàm lượng trao đổi cation dung tích hấp thụ cation đất cát thí nghiệm (Đơn vị tính: mgđl/100g đất) .42 Bảng 3.6 Ảnh hưởng tro bay đến hàm lượng dinh dưỡng tổng số đất cát thí nghiệm .44 Bảng 3.7 Ảnh hưởng tro bay đến hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu đất cát thí nghiệm (Đơn vị tính: mg/100 g đất) 47 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tro bay đến hàm lượng kim loại đất cát thí nghiệm (Đơn vị tính: mg/kg đất) 50 Bảng 3.9 Ảnh hưởng TB đến số tiêu sinh học đất 55 Bảng 3.10 Kết theo dõi sinh trưởng phát triển khoai lang sau tuần nghiên cứu 59 Bảng 3.11 Kết theo dõi sinh trưởng phát triển khoai lang sau 12 tuần nghiên cứu 59 Bảng 3.12 Năng suất sinh học khoai lang sau 12 tuần 61 Bảng 3.13 Kết theo dõi sinh trưởng phát triển lạc sau tuần nghiên cứu .61 Bảng 3.14 Kết theo dõi sinh trưởng phát triển lạc sau12 tuần nghiên cứu .62 Bảng 3.15 Năng suất sinh học lạc sau 12 tuần nghiên cứu 63 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ hành huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình 16 Hình 2.1 Sơ đồ mô quy trình trồng khoai .26 Hình 2.2 Sơ đồ mô quy trình trồng lạc 28 Hình 3.1 Ảnh phổ X-Ray tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại đo thiết bị Siemens D5005 Đức 33 Hình 3.2 Cấu trúc tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại đo thiết NanoSEM450, Nova FEI Mỹ (X 500 X 2.000) .34 Hình 3.3 Biểu đồ độ trữ ẩm đất cát thí nghiệm sau 12 tuần 37 Hình 3.4 Thành phần giới đất công thức thí nghiệm 39 Hình 3.5 Biểu đồ biến động số tính chất hóa học thí nghiệm 41 Hình 3.6 Biến động Catrion trao đổi dung tích hấp thụ cation thí nghiệm .43 Hình 3.7 Biến đổi hàm lượng P2O5 tổng số đất thí nghiệm 45 Hình 3.8 Biến đổi hàm lượng K2O tổng số đất thí nghiệm .46 Hình 3.9 Biến đổi hàm lượng N tổng số đất thí nghiệm 46 Hình 3.10 Biểu đồ hàm lượng P2O5 dễ tiêu đất cát thí nghiệm 48 Hình 3.11 Biểu đồ hàm lượng K20 dễ tiêu đất cát thí nghiệm 49 Hình 3.12 Biểu đồ hàm lượng N dễ tiêu đất cát thí nghiệm 49 Hình 3.13 Hàm lượng số kim loại đất không trồng 52 Hình 3.14 Hàm lượng số kim loại đất trồng khoai lang 53 Hình 3.15 Hàm lượng số kim loại đất trồng lạc 54 Hình 3.16 Biến động số lượng vi khuẩn tổng số đất 56 Hình 3.17 Biến động số lượng nấm mốc đất .57 Hình 3.18 Biến động số lượng xạ khuẩn đất .58 DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT STT Kí hiệu CEC CHC CT Tên đầy đủ Dung tích hấp thụ cation Chất hữu Công thức CTĐC Công thức đối chứng ĐCVB Đất cát ven biển EDS Phổ tán sắc lượng tia X KLN MT Kim loại nặng Môi trường TB Tro bay 10 11 TN TPCG Thí nghiệm Thành phần giới 12 VSV Vi sinh vật MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Quá trình phát triển kinh tế mạnh mẽ kéo theo hệ lụy môi trường, điều tránh khỏi Ở Việt Nam năm gần đây, trình đẩy mạnh công nghiệp hóa, đại hóa phát triển đô thị làm gia tăng phát thải độc hại gây ô nhiễm môi trường Hàng năm ngành công nghiệp nhiệt điện nước ta thải môi trường lượng lớn chất thải rắn tro bay sản phẩm phế thải rắn tạo trình đốt than nhiệt độ cao nhà máy nhiệt điện Ở Việt Nam, hầu hết lượng tro bay thải môi trường xem rác thải công nghiệp mà biện pháp xử lý, gây ô nhiễm môi trường, nước giới tái sử dụng tro bay nguồn tài nguyên thân thiện môi trường cho mục đích nông nghiệp, xây dựng, vật liệu tiên tiến… Tính đến năm 2016, nước ta có tổng cộng 20 nhà máy nhiệt điện hoạt động, có 12 nhà máy sử dụng công nghệ đốt than phun, nhà máy sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi Tổng công suất nhiệt điện 13.110 MW Tổng lượng tro, xỉ thực tế phát sinh năm 2016 khoảng 15.784.357 tấn/năm, tro, xỉ đốt theo công nghệ than phun PC 10.681.896 tấn/năm chiếm khoảng 68%, công nghệ đốt than tầng sôi 5.102.461 tấn/năm chiếm khoảng 32% Dự kiến đến năm 2020, có thêm 28 nhà máy nhiệt điện đốt than vào hoạt động Khi đó, lượng tro, xỉ thải hàng năm vào khoảng 60 triệu Ở nhiều nước giới, tro bay sử dụng hiệu nhiều lĩnh vực khác (xây dựng, nông nghiệp, vật liệu xử lý môi trường ) Tuy Việt Nam, lượng tro bay sử dụng hạn chế (chủ yếu làm vật liệu xây dựng thủy điện đóng gạch ), phần lại thải trực tiếp môi trường, gây nên lấn chiếm diện tích đất, ô nhiễm môi trường gây lãng phí tài nguyên Trong đó, biến đổi khí hậu toàn cầu thực đe dọa đến nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt khu vực khô hạn ven biển miền Trung với chủ yếu đất cát ven biển (ĐCVB) Ở nước ta có khoảng 3.200 km bờ biển, phân bố dọc theo vùng đất cát bãi bồi ven biển với triệu héc ta Chỉ tính riêng ĐCVB có đến gần 500 nghìn héc ta, tập trung nhiều Duyên hải miền Trung, Nga Sơn (Thanh Hóa) đến tận miền Duyên hải Nam Trung Bộ (Bình Thuận) với 400 nghìn héc ta, chiếm 90% diện tích ĐCVB toàn quốc, khoảng 30% bỏ trống Vì việc cải tạo, nâng cao độ phì nhiêu đất, tăng suất trồng, đặc biệt cải thiện tính chất nước đất cát, cung cấp chất dinh dưỡng chất cải tạo đất thân thiện môi trường cho vùng đất xem hướng ưu tiên phát triển nông nghiệp bền vững cho khu vực Và “tro bay” xem giải pháp cho lời giải vấn đề cần quan tâm nghiên cứu mức Chính vậy, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng tro bay đến số tính chất đất cát sinh trưởng trồng" thực xem bước tiến quan trọng việc giải đồng thời nhiều vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tái sử dụng tài nguyên tro bay làm chất cải tạo đất, nâng cao độ phì nhiêu cải thiện tính chất đất cát ven biển phục vụ cho sản xuất nông nghiệp Mục tiêu đề tài  Nghiên cứu số tính chất tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại phục vụ mục đích cải tạo đất cát ven biển  Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại đến số tính chất đất cát ven biển xã Sen Thủy, huyện Lệ Thủy, tỉnh Quảng Bình  Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng liều lượng tro bay tới sinh trưởng phát triển khoai lang  Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng liều lượng tro bay tới sinh trưởng phát triển lạc  Đề xuất liều lượng tro bay thích hợp bón cho đất cát đối tượng lạc khoai lang nhằm cải thiện tính chất đất cát sinh trưởng trồng Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học - Làm sở đóng góp cho nghiên cứu sử dụng tro bay việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường cải thiện tính chất đất, tăng suất trồng - Xác định liều lượng tro bay thích hợp cho nghiên cứu sau (x 103 CFU/g) 12 10 CT1- ĐC CT2-3% CT3-5% CT4-7.5% CT5-10% Đất không trồng Đất trồng khoai Đất trồng lạc Hình 3.17 Biến động số lƣợng nấm mốc đất Dựa vào bảng 3.9 hình 3.17 nhận số lượng nấm mốc có xu hướng tăng dần theo tỷ lệ tro bay Đối với đất không trồng cây, số lượng nấm mốc dao động từ 4,07 x 103 – 6,3 x 103 CFU/g so với CT đối chứng 4,34 x 103 CFU/g Tại CT2, số lượng nấm mốc giảm xuống 4,07x 103 CFU/g, sau tăng dần từ CT3 đến CT5 Tương tự, với đất trồng khoai lang, số lượng nấm mốc giảm CT2, giảm 0,38 x 103 CFU/g so với CT đối chứng, tăng dần lên tới CT5, đạt số lượng nấm mốc lớn nhất, cao so với CT đối chứng 4,39 x 103 CFU/g Riêng đất trồng lạc số lượng nấm mốc tăng dần từ CT2 CT5, dao động từ 4,6 x 103 CFU/g – 9,23 x 103 CFU/g 57 (x104 CFU/g) 4,5 3,5 CT1- ĐC 2,5 CT2-3% CT3-5% CT4-7.5% CT5-10% 1,5 0,5 Không trồng Trồng khoai Trồng lạc Hình 3.18 Biến động số lƣợng xạ khuẩn đất Dựa vào kết số lượng xạ khuẩn đất nhận xét sau: tăng liều lượng tro bay vào đất số lượng xạ khuẩn đất không trồng giảm so với CT đối chứng, đặc biệt CT5, giảm 2.2 x 104CFU/g so với CT đối chứng, CT4 giảm số lượng xạ khuẩn nhỏ nhất, giảm 1,2 x 104CFU/g Đối với thí nghiệm trồng khoai lang, số lượng xạ khuẩn có xu hướng tăng từ CT2 đến CT4, sau giảm CT5 Số lượng xạ khuẩn tăng dần theo tỷ lệ tro bay bón vào thí nghiệm đất trồng lạc, CT5 số lượng xạ khuẩn đạt x 104CFU/g tăng 1,74 lần so với CT đối chứng Sự tăng giảm số lượng xạ khuẩn thí nghiệm cho thấy tỷ lệ phần trăm tro bay có liên hệ tới phát triển chúng đất 58 3.3 Ảnh hƣởng tro bay đến sinh trƣởng phát triển trồng 3.3.1 Ảnh hưởng tro bay đến sinh trưởng phát triển khoai lang Bảng 3.10 Kết theo dõi sinh trƣởng phát triển khoai lang sau tuần nghiên cứu CT4 – CT5 – 7,5% 10% 46,3 ± 0,4 39,1 ± 0,6 43,0 ± 0,9 52 56 48 49 18,9 ± 0,4 21,05 ± 0,3 18,02 ± 0,6 Chiều dài nhỏ (cm) 10,04 ± 0,7 13,4 ± 0,2 12,65 ± 0,3 8,5 ± 0,5 7,3 ± 0,2 Số nhánh 2 Lá vàng, vàng, vàng, vàng, vàng, 3 vàng, xoăn xoăn xoăn xoăn xoăn xoăn TT Chỉ tiêu theo dõi Chiều cao (cm) Số lá/cây Chiều dài lớn (cm) CT1-ĐC CT2 – 3% CT3 – 5% 50,7 ± 0,5 60,5 ± 0,3 35 17,53 ± 0,2 15,1 ± 0,5 Bảng 3.11 Kết theo dõi sinh trƣởng phát triển khoai lang sau 12 tuần nghiên cứu TT Chỉ tiêu theo dõi Chiều cao (cm) Số lá/cây CT1-ĐC CT2 – 3% 85 ± 0,4 150,2 ± 0,8 135,5 ± 0,3 41 67 59 CT3 – 5% CT4 – 7,5% 76 CT5 – 10% 98,15 ± 0,5 121,4 ± 0,2 50 54 TT Chỉ tiêu theo dõi CT1-ĐC CT2 – 3% CT5 – CT3 – 5% CT4 – 7,5% 10% Chiều dài lớn 30,26 ± 0,5 32,03 ± 0,3 26,62 ± 0,5 23,07 ± 0,1 18,56 ± 0,3 12,4 ± 0,2 16,6 ± 0,3 15,7 ± 0,3 10,2 ± 0,4 9,75 ± 0,2 2 Lá vàng, vàng, vàng, 3 vàng, vàng, vàng, xoăn xoăn xoăn xoăn xoăn xoăn (cm) Chiều dài nhỏ (cm) Số nhánh Sự sinh trưởng phát triển cành, số nhánh có ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành suất khoai Chiều cao thân tiêu đánh giá khả sinh trưởng, phát triển cho suất khoai Chính vậy, khoai phát triển chiều cao thuận lợi quan trọng Qua số liệu tổng hợp kết theo dõi bảng 3.10 3.11 có nhận xét sau: Ảnh hưởng tro bay đến sinh trưởng phát triển khoai qua CT thí nghiệm rõ Các công thức CT2, CT3 CT4 nhìn chung có tiêu vượt trội so với CT lại, đặc biệt CT2 có số nhanh thu hoạch đạt nhánh, nhiều nhánh so với CT1, CT3 CT4, nhiều CT5 nhánh Tương tự, chiều cao cây, số kích thước thuộc CT2 cao so với công thức khác Sau - 12 tuần khoai lang nhờ chăm sóc tưới nước đầy đủ, bón phân có phát triển so với tuần đầu, hàm lượng bón tro 3% - 5% 10% thích hợp cho khoai lang phát triển nhất, ĐCVB Đặc biệt tỷ lệ 3%, tro bay giúp khoai lang phát triển tốt 60 Bảng 3.12 Năng suất sinh học khoai lang sau 12 tuần (Đơn vị tính: g) Sinh khối Sinh khối dƣới Tổng sinh khối Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô CTK1 - ĐC 144,134 30,631 58,990 11,186 203,124 41,817 CTK2 - 3% 146,450 29,661 113,763 36,275 260,213 65,936 CTK3 - 5% 180,371 26,764 65,096 18,789 245,467 45,553 CTK4 - 7,5% 158,310 26,092 49,993 16,792 208,303 41,884 CTK5 - 10% 166,863 28,582 35,265 13,808 202,128 42,391 Ký hiệu mẫu Kết bảng 3.12 cho thấy sau 12 tuần chăm sóc, khoai đạt suất sinh học cao CTK2, tổng sinh khối tươi CTK2 đạt giá trị 260,213 g cao 57,089 g CT đối chứng, tổng sinh khối khô 65,936 g cao so với CT đối chứng 24,119 g Các CT lại có giá trị tổng sinh khối tươi khô cao so với CTK1 – ĐC Điều cho thấy việc bón tro bay vào đất góp phần làm tăng suất sinh học khoai lang, đặc biệt thích hợp với tỷ lệ tro 3% 3.3.2 Ảnh hưởng tro bay đến sinh trưởng phát triển lạc Bảng 3.13 Kết theo dõi sinh trƣởng phát triển lạc sau tuần nghiên cứu TT Chỉ tiêu theo dõi CT1 - ĐC CT2 - 3% CT3 - 5% CT4-7,5% CT5 - 10% Tỷ lệ nảy mầm (%) 100 100 100 100 100 Chiều cao (cm) 25 27 30 31 20 Số lá/cây 8 61 Chiều dài lớn (cm) 11,0 9,85 9,3 9,7 6,1 Chiều rộng lớn (cm) 8,75 7,15 8,2 8,0 6,95 Chiều dài nhỏ (cm) 8,9 8,1 8,23 8,4 5,9 Chiều rộng nhỏ (cm) 5,7 5,8 5,75 6,2 6,35 Lá vàng, xoăn 3 2 Bảng 3.14 Kết theo dõi sinh trƣởng phát triển lạc sau 12 tuần nghiên cứu TT Chỉ tiêu theo dõi CT1 - ĐC CT2 - 3% CT3 – 5% CT4 -7,5% CT5 -10% Tỷ lệ nảy mầm (%) Chiều cao (cm) Số lá/cây Chiều dài lớn (cm) Chiều rộng lớn (cm) Chiều dài nhỏ (cm) Chiều rộng nhỏ (cm) Lá vàng, xoăn 100 100 100 100 100 35 30 35 40 25 8 12,1 10,7 10,25 10,85 7,9 9,0 8,7 9,7 8,5 7,5 8,3 8,54 8,85 9,1 6,8 6,5 6,57 6,15 7,12 6,93 2 62 Chiều cao thân tiêu đánh giá khả sinh trưởng, phát triển cho suất lạc Chính vậy, lạc phát triển chiều cao thuận lợi quan trọng Qua kết số liệu bảng 3.11 3.12 cho thấy, sau 12 tuần thí nghiệm vào giai đoạn thu hoạch chiều cao công thức dao động khoảng 25 – 40cm Chiều cao thân công thức có sai khác rõ, CT4 đạt cao (40 cm), CT1 CT3 đạt (35 cm) thấp CT5 (25 cm) Cùng với phát triển thân, khả phân hóa phát triển lạc tiêu giúp đánh giá khả sinh trưởng lạc Lá lạc phận gián tiếp cấu thành suất lạc Kết bước đầu cho thấy bón tro vào sinh trưởng tăng rõ rệt CT4 Tỉ lệ nảy mầm, CT tuyệt đối, số lượng tăng từ CT2-3% Năng suất trồng cao so với CT1-ĐC Bảng 3.15 Năng suất sinh học lạc sau 12 tuần nghiên cứu Sinh khối Sinh khối dƣới (Đơn vị tính: g) Tổng sinh khối mẫu Tươi Khô Tươi Khô Tươi Khô CTL1 - ĐC 16,315 7,568 13,956 3,811 30,271 11,378 CTL2 - 3% 28,377 9,033 4,300 2,733 32,677 11,765 CTL3 - 5% 27,061 8,719 8,140 3,851 35,202 12,569 CTL4 - 7,5% 31,861 12,055 13,536 4,869 45,397 16,925 CTL5 - 10% 19,857 7,203 5,493 2,602 25,351 9,805 Ký hiệu Dựa vào kết bảng 3.15 thấy rằng: sau 12 tuần chăm sóc, hầu hết CT có bón tro bay cho suất cao so với CTL1 – ĐC, đặc biệt CTL4 – 7,5% lạc đạt suất sinh học cao Cụ thể tổng sinh khối tươi CTL4 đạt giá trị 45,397 g cao gấp 1,5 lần so với CT đối chứng, tổng sinh khối khô 16,925 g cao so với CT đối chứng 1,49 lần Điều cho thấy việc bón tro bay vào đất góp phần làm tăng suất sinh học khoai lang, đặc biệt thích hợp với tỷ lệ tro 3% Ở CT bón 10% tro bay ngược lại, kết cho thấy suất sinh học công thức không cao, chí nhỏ so với CT đối chứng 63 3.4 Đề xuất liều lƣợng tro bay thích hợp để cải thiện tính chất đất cát sinh trƣởng trồng Dựa sở khoa học nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng tro bay đến tính chất đất cát sinh trưởng trồng (cây lạc, khoai), thấy công thức tăng dần liều lượng tro bay từ 3% đến 10% có xu hướng cải thiện thành phần giới đất, độ ẩm đất, tăng độ chua đất, tăng khả trao đối cation Mg2+ Ca2+ tăng số lượng vi sinh vật đất Góp phần tăng suất phù hợp với sinh trưởng phát triển trồng Từ đề xuất liều lượng tro bay sau: Đối với mô hình trồng khoai lang, bón 3% tro bay vào ĐCVB mang lại hiệu cải tạo đất sinh trưởng phát triển khoai, phù hợp với sinh trưởng phát triển cho khoai lang Đối với mô hình trồng lạc, bón 7,5% tro bay vào ĐCVB mang lại hiệu cao việc cải tạo đất sinh trưởng phát triển lạc Nhìn tổng thể chung, với liều lượng tro bay 3% - 7,5% liều lượng thích hợp để cải thiện tính chất đất cát sinh trưởng trồng 64 KẾT LUẬN Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại có kích thước nhỏ khoảng - 8µm, dạng chủ yếu hình cầu, cấp hạt mịn Thành phần khoáng chủ yếu Quartz (SiO2) với 40,42 % Mullite (Al6Si2O13) với 16,13% Trong tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại chứa nhiều hàm lượng nguyên tố dinh dưỡng cao K = 6873,48 mg/kg, Fe = 1624,338 mg/kg, Mg = 958,141 mg/kg Ca = 5247,16 mg/kg Hàm lượng kim loại nặng tro bay thấp QCVN 03-MT:2015/BTNMT nên tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại tái sử dụng để cải tạo đất cát ven biển miền Trung ứng dụng xử lý môi trường Bón tro bay vào đất cát cải thiện đáng kể số tính chất vật lý đất cát sau 12 tuần nghiên cứu: độ ẩm đất tăng lên từ 10,54 đến 11,98% Thành phần giới đất chuyển từ loại đất cát thô sang đất cát pha thịt tăng cấp hạt limon (0,02 - 0,002 mm) từ 3,47 – 9,57% tăng theo tỉ lệ thuận với lượng tro bón vào đất Bón tro vào đất cải thiện đáng kể tính chất hóa học đất: độ chua đất giảm dần, pHKCl tăng lên 6,27 so với CTĐC 6,04, CHC tăng lên 0,059% so với CTĐC 0,029% Đối với đất không trồng Ca2+ Mg2+ tăng lên đáng kể so với CTĐC, Ca2+ cao đạt 0,7 mgđl/100g đất so với CTĐC 0,45 mgdl/100g đất, Mg2+ tăng từ 0,2 mgdl/100g đất đến 0,4 mgđl/100g đất Đối với đất trồng cây, thay đổi tính chất lý – hóa học đánh giá cao đất không trồng Hàm lượng nguyên tố đa lượng N, P, K đất cát có thay đổi bón tro bay, đặc biệt photpho kali tổng số tăng theo tỷ lệ tăng lượng tro bón vào đất cát Sau 12 tuần nghiên cứu, đất không trồng hàm lượng photpho tổng số dao động từ 0,017% đến 0,031% Bón tro bay vào đất làm gia tăng tích lũy kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd, Fe, Mn, Cr, Hg, Sn đất tro bay chứa kim loại nặng Hàm lượng kim loại nặng tăng theo tỉ lệ bón tro vào đất nhiên không đáng kể, so với QCVN 03MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia giới hạn cho phép kim loại nặng đất, kim loại có hàm lượng nằm quy chuẩn cho phép 65 Bón tro bay vào đất với tỉ lệ thích hợp làm tăng số lượng vi khuẩn tổng số đất giúp cải thiện tốt tính chất vật lý, hóa học, sinh học đất cát ven biển Tro bay nhà máy nhiệt điện Phả lại làm cho đất cát ven biển tỉnh Quảng Bình cải biến nhiều, lượng vi khuẩn nhiều hơn, giảm độ chua đất, hàm lượng catrion trao đổi đất tăng đáng kể Đối với khoai lang tăng trưởng mạnh tỷ lệ tro 3% tăng số lượng lá, chiều dài tổng sinh khối Sử dụng tro bay bón cho đất làm cho sinh trưởng lạc tăng dần, suất biểu qua CT4 - 7,5% với tỉ lệ nảy mầm, số lượng diện tích lá, sinh khối tươi sinh khối khô thu nhiều so với CT đối chứng CT khác Vì thế, bón tro vào đất vừa làm tăng suất cây, vừa giải vấn đề môi trường Liều lượng tro bay từ 3% -7,5% liều lượng thích hợp phát triển sinh trưởng trồng cải thiện tính chất đất cát ven biển KIẾN NGHỊ Triển khai đề tài quy mô đồng ruộng Đề xuất áp dụng bón tro bay theo tỷ lệ thích hợp thực tiễn Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng tro bay nhiều loại trồng khác loại đất khác 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu (2002), “Nghiên cứu chuyển hóa tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa Zeolit số tính chất đặc trưng chúng”, Tạp chí khoa học, số Nguyễn Xuân Hải, Lê Văn Thiện (2007), “Bước đầu nghiên cứu tính chất tro bay ảnh hưởng đến số tính chất đất trồng”, Tạp chí Khoa học đất Việt Nam Nguyễn Xuân Hải (2008), Nghiên cứu khả sử dụng tro nhà máy nhiệt điện Uông Bí làm nguyên liệu cải tạo số tính chất đất, Báo cáo tổng hợp kết đề tài, Hà Nội Nguyễn Xuân Hải (2009), Bài giảng giáo trình “Đất có vấn đề, cải tạo bảo vệ”, Hà Nội, trang 85 - 91 Hội Khoa học Đất Việt Nam (2000), Đất Việt Nam , NXB Nông nghiệp Đỗ Quang Huy nnk (2007), “Chế tạo vật liệu hấp phụ từ tro than bay sử dụng phân tích môi trường”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, (23), Trang 160-165 Phạm Huy Khang (2009), Tro bay ứng dụng xây dựng đường ôtô sân bay điều kiện Việt Nam, Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội Lê Văn Khoa, Trần Khắc Hiệp, Trịnh Thị Thanh (1996), “Hoá học nông nghiệp”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2000), Phương pháp phân tích đất, phân bón, trồng, NXB Giáo Dục 10 Trần Kông Tấu, Ngô Văn Phụ, Hoàng Văn Huây, Hoàng Văn Thế, Văn Huy Hải, Trần Khắc Hiệp (1986), Thổ nhưỡng học, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp 11 Nguyễn Xuân Thành (chủ biên) (2004), Vi sinh vật học nông nghiệp, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội 12 Lê Văn Thiện, Ngô Thị Tường Châu, Trần Thị Thu Trang, Nguyễn Thị Ánh Ngọc (2016), “Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại đến 67 số tính chất đất cát trồng khoai lang” Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 1S (2016) 342-349 13 Lê Văn Thiện cs, “Nghiên cứu ảnh hưởng tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại lên số tính chất lý, hóa đất xám bạc màu Ba Vì, Hà Nội sinh trưởng lạc”, Tạp chí Khoa học, Đại học Quốc gia Hà Nội 28:4S (2012) 194-202 14 TCVN 5960:1995 Chất lượng đất - Lấy mẫu - Hướng dẫn thu nhập, vận chuyển lưu giữ mẫu đất để đánh giá trình hoạt động vi sinh vật hiếu khí phòng thí nghiệm 15 Trần Cẩm Vân (2001), Vi sinh vật học môi trường, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội 68 Tiếng anh 16 Chang, A.C., Lund, L.J., Page, A.L and Warneke, J.E (1977) “Physical properties of flyash amended soils”, J Environ Qual 6(3), 267 17 H G J Moseley (1913) , “The high frequency spectra of the elements”, Phil Mag Introduction of X-ray Spectroscopy , p 1024 18 Padmakaran, P et.al (1994), “Fly ash and its utilisation in industry and agricultural land development”, Research & Industry, 40, 244-250 19 Page, A.L., Elseewi, A.A and Straughan, I.R (1979), “Physical and Chemical Properties of flyash from coal-fired plants with reference to environmental impacts”, Residue Rev., 7, 83 20 Page, A.L, Elseewi, A.A, Lund, L.J, Bradford, G.R, Mattigod, S, Chang, A.C and Bingham, F.T (1980), “Consequences of Trace Element Enrichment of Soils and Vegetation from the Combustion of Fuels Used in Power Generation”, University of Claifornia, Riverside, 158 21 Phung, H.T, Lund, I.J and Page, A.L (1978), “Potential use of flyash as a liming material in Environmental Chemistry and Cycling Processes”, Conf 760429, Adriano, D.C and Brisbin, I.L., Eds U.S Department of Energy, 504 22 Sharma, S.et.al (1989), “Flyash dynamics in soil-water systems”, Critical Reviews in Environmental Control 19(3), 251-275 23 S.Dhadse, P Kumari, L.J Bhagia (2008), “Flyash characterization, utilization and government initiatives in India”, A review J Sci Ind Res, pp.11–18 69 Website 24 http://dostquangbinh.gov.vn 25 http://lib.hunre.edu.vn/Gg-6827-ggdx-Ch16_dat_dong_bang_ven_bien_.doc 26 Phan Hữu Duy Quốc, Tro xỉ than: Tài Nguyên hay Rác Thải http://www.vysa.jp 27 Disposal, uses and treatments of combustion ashes: a review L Reijnders, 2004 www.Elsevier.com/locate/resconree 28 http://www.wealthywaste.com/fly-ash-utilization-in-india 29 Immobilizationof heavy metals in polluted soils by addition of zeolitic material synthesized from coal fly ash Xavier Querol, Andres Alastuey, Natalia Moreno, Esther Alvarez-Ayuso, Antonio Garcia-Sanchez, Jordi Cama, Carles Ayora, Marriano Simon, 2005 www Elsevier.com/locate/chemosphere 30 Manisha Basu, Manish Pande, P.B.S Bhadoria, S.C Mahapatra (2009), “Potential fly-ash utilization in agriculture”, A global review Review Article, Progress in Natural Science, Volume 19, Issue 10, 10 October 2009, pp.1173-1186, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1002007109001579 31 Physico-chemical characteristics of European pulverized coal combustion fly ashes N.Monreno, X Querol, J.M Andres, K Stanton, M Towler, H Nugteren, M Janssen-Jurkovicova, R.Jones, 2004 www fuefirst.com 32 Stanislav V Vassilev, Christina G Vassileve, Ali I Karayigit, Yilmaz Bulut, Adres Alastuey, Xavier Querol, (2004), “Phase-mineral and chemical composition of composite samples from feed coals, bottom ashes and fly ashes at the Soma power station, Turkey”, http://www.elsevier.com/locate/ijcoalgeo 70 PHỤ LỤC Hình Mô hình bố trí thí nghiệm Hình Khoai CT 3% sau tuần 71 Hình Khoai CT 3% sau 12 tuần ... nghiệm ảnh hưởng liều lượng tro bay tới sinh trưởng phát triển khoai lang  Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng liều lượng tro bay tới sinh trưởng phát triển lạc  Đề xuất liều lượng tro bay thích... cho khu vực Và tro bay xem giải pháp cho lời giải vấn đề cần quan tâm nghiên cứu mức Chính vậy, đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng liều lượng tro bay đến số tính chất đất cát sinh trưởng trồng" thực... NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 33 3.1 Một số tính chất tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 33 3.2 Ảnh hƣởng liều lƣợng tro bay đến số tính chất đất cát ven biển 36 3.2.1 Ảnh hƣởng liều lƣợng tro bay