Nghiên cứU Ảnh hưỞng của chế phẩm VI sinh và phân hữu cơ VI sinh đẾn một số chỉ tiêu sinh lí – HÓa sinh và SỰ TÍch lũy kim loại chì (Pb) CỦa câY ĐẬu bắP

1. 
   Khoa Sinh học, trường Đại học Sư Phạm Hà Nội
   

1. 
   ĐẶT VẤN ĐỀ
   

Vấn đề được đặt ra là phải xử lý đất ô nhiễm như thế nào cho hợp lý, phù hợp với điều kiện của Việt Nam mà vẫn đem lại hiệu quả. Theo Nguyễn Xuân Cự và cộng sự (2008) khi tiến hành nghiên cứu sự hút thu Cu, Pb, Zn của rau cải xanh, kết quả cho thấy khi lượng bón Pb tăng lên thì chiều cao và năng suất cây đều giảm mạnh trong khi hàm lượng Pb trong rau lại tăng lên. Hàm lượng Pb trong rau cải xanh khi trồng trên đất ô nhiễm Pb ở các nồng độ 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm lần lượt là 0,96 ppm; 1,67 ppm; 1,79 ppm. Hàm lượng Pb trong rau được nêu trên đều vượt quá quy định về giới hạn an toàn cho phép đối với ô nhiễm Pb ở cây rau ăn lá (< 0,3 ppm; Quyết định số 99/2008/QĐ – BNN ngày 15 tháng 10 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn). Như vậy, rau cải xanh chỉ đáp ứng được yêu cầu về khả năng hấp thu Pb nhưng lại không thỏa mãn về hàm lượng Pb trong rau. Một số nghiên cứu trước đó của Lê Như Kiểu và cộng sự (2008) “Nghiên cứu tuyển chọn thực vật, vi sinh vật có khả năng hấp thu, chuyển hóa KLN để xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm” đã chỉ ra vai trò của vi sinh vật trong việc kìm hãm, ngăn chặn, hay thúc đẩy sự hấp thu KLN vào trong rễ của một số loài thực vật. Theo hướng này, nhóm nghiên cứu bước đầu đã tạo ra được chế phẩm chứa vi sinh vật để kết hợp với thực vật khi trồng tại các vùng đất có nguy cơ bị ô nhiễm KLN.

Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu sâu về các loài thực vật đa mục đích – là thực vật vừa có khả năng tích lũy KLN, vừa có khả năng cho thương phẩm phù hợp với quy định cho phép của Bộ Y tế. Đậu bắp là cây một năm, được trồng ở khắp nơi ở Việt Nam nhưng phổ biến ở miền Nam Việt Nam. Đậu bắp chứa rất nhiều vitamin A, vitamin nhóm B (B1, B2, B6), vitamin C, các nguyên tố khoáng vi lượng như kẽm và canxi (Hoàng Thị Sản, Hoàng Thị Bé, 2006). Liệu đậu bắp có phải là cây đa mục đích hay không? Để hướng tới một nền nông nghiệp an toàn, bền vững, chúng tôi tiến hành nghiên cứu trồng cây đậu bắp trên đất bị ô nhiễm Pb kết hợp với bón phân hữu cơ vi sinh (PHCVS) và chế phẩm vi sinh (CPVS).

II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2. 1. Đối tượng nghiên cứu

- Cây trồng: Cây đậu bắp (Abelmoschus esculentus L.): Giống cây đậu bắp do Trung tâm tài nguyên Di truyền thực vật cung cấp.

- Đất thí nghiệm (đất nền): Đất thí nghiệm là đất xám bạc màu trên phù sa cổ, được lấy tại xã Lương Phong, huyện Hiệp Hòa, tỉnh Bắc Giang. Đất thí nghiệm là đất xám bạc màu thuộc tầng canh tác 0 – 13 cm (Ap1) có đặc điểm hình thái phẫu diện: màu nâu xỉn (Ẩm: 7,5 YR 5/4; Khô 10 YR 7/3); thịt pha sét và cát; hơi ẩm; tơi xốp; có nhiều rễ lúa; chuyển lớp rõ về màu sắc và độ chặt. Hàm lượng Pb trong đất thí nghiệm là 16,13 ppm (Viện Thổ nhưỡng Nông hóa, 2001).

-Phân lân hữu cơ vi sinh sông Gianh: Công ty sông Gianh – Thị trấn Ba Đồn, Quảng Trạch, Quảng Bình. Độ ẩm: 30%; hữu cơ: 15%; P₂O₅: 1,5%; axit humic: 2,5%. Trung lượng: Ca: 1%; Mg: 0,5%; S: 0,3%. Các chủng vi sinh vật hữu ích: Aspergillus.sp: 1 x 10⁶ CFU/g; Azotobacter: 1 x 10⁶ CFU/g; Bacillus: 1x 10⁶ CFU/g.

-Chế phẩm vi sinh: có nguồn cơ chất là mụn dừa do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa snar xuất; có thành phần gồm: vi khuẩn BHCM7 - VK2; Nấm rễ ĐHCM20 - AMF4, mật độ VSV có ích: > 5,00 x 10⁸ CFU/g; CPVS này được dùng cho đất trồng rau bị ô nhiễm bởi KLN.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

- Bố trí thí nghiệm: Sử dụng chậu thí nghiệm kim loại kích thước 20 cm x 20 cm x20 cm với 5 kg đất/1 chậu. Gieo 3-5 hạt, sau đó giữ lại 3 cây/chậu. Chì (Pb) dưới dạng Pb(CH₃COO)₂, CPVS, PHCVS trộn đều vào chậu đất trước khi gieo hạt. Sử dụng phân bón N – P - K (N dưới dạng (NH₂)₂CO, P dưới dạng P₂O₅, K dưới dạng K₂O) để bón lót và bón thúc khi cây bắt đầu ra hoa (lần 1), sau thu hoạch đợt 1 (lần 2) với liều lượng theo khuyến cáo của Tạp chí Nông thôn đổi mới, số 27 năm 2003.

Dựa theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của KLN trong đất (QCVN 03: 2008/ BTNMT) thì mức giới hạn tối đa cho phép Pb trong đất nông nghiệp là 70 ppm và Điều 92 – Luật Bảo vệ môi trường (năm 2005), chúng tôi tiến hành thí nghiệm với kim loại Pb trong đất nồng độ Pb: đất nền, 70 ppm, 210 ppm, 350 ppm. Khối lượng PHCVS và CPVS bón khuyến cáo của Viện Thổ nhưỡng Nông hóa là 4 g/1chậu thí nghiệm.

Thí nghiệm gồm 12 công thức (CT) được bố trí như sau :

• 
  CT01 : Đất nền (nồng độ Pb trong đất là 16,13 ppm)
  
• 
  CT02 : Đất nền + Pb 70 ppm
  
• 
  CT03 : Đất nền + Pb 210 ppm
  
• 
  CT04 : Đất nền + Pb 350 ppm
  
• 
  CT05 : Đất nền + phân hữu cơ vi sinh
  
• 
  CT06 : Đất nền + Pb 70 ppm + phân hữu cơ vi sinh (4g)
  
• 
  CT07 : Đất nền + Pb 210 ppm + phân hữu cơ vi sinh (4g)
  
• 
  CT08 : Đất nền + Pb 350 ppm + phân hữu cơ vi sinh (4g)
  
• 
  CT09 : Đất nền + chế phẩm vi sinh vật
  
• 
  CT10 : Đất nền + Pb 70 ppm + chế phẩm vi sinh vật (4g)
  
• 
  CT11 : Đất nền + Pb 210 ppm + chế phẩm vi sinh vật (4g)
  
• 
  CT12 : Đất nền + Pb 350 ppm + chế phẩm vi sinh vật (4g)
  

* Lấy mẫu lá : dùng để phân tích các chỉ tiêu sinh lý – hóa sinh và phân tích hàm lượng kim loại Pb ; lấy lá công năng (lá thứ 2 hoặc thứ 3 tính từ ngọn xuống); Mẫu lá được lấy ở giai đoạn cây khi ra hoa.

* Lấy mẫu quả: để xác định hàm lượng vitamin C và hàm lượng kim loại Pb; thời điểm lấy quả: thu hoạch những quả đạt chuẩn (sau 10 - 12 ngày ra hoa)

* Lấy mẫu thân, rễ : dùng để phân tích sự tích lũy kim loại Pb ; thời điểm lấy mẫu khi kết thúc vụ trồng.

- Các chỉ tiêu theo dõi: xác định hàm lượng diệp lục trong lá theo Wettstein, 1957; hoạt tính enzim catalaza được xác định theo phương pháp của Bach và Oparin; xác định hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi theo phương pháp chuẩn độ iot ; phân tích hàm lượng Pb trong cây bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spectrophotometric - AAS). Công phá mẫu bằng phương pháp tro hóa ướt ở 550⁰C.

• 
  Số liệu được xử lý phân tích thống kê dựa trên phần mềm Microsoft Excel và SPSS Version 16.0 (Statistical Package for the Social Sciences). Phân biệt sự khác nhau có ý nghĩa được xử lý bằng One - way ANOVA và Tukey’s - b ở mức α = 0.05
  

2. 
   KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
   

Diệp lục tổng số là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến khả năng quang hợp. Vì vậy, hàm lượng diệp lục tổng số có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển, hình thành năng suất và chất lượng sản phẩm sau thu hoạch. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hàm lượng diệp lục tổng số trong lá đậu bắp được trình bày ở Bảng 1:

Qua bảng số liệu ta thấy: ở giai đoạn ra hoa, dưới ảnh hưởng của PHCVS và CPVS với các nồng độ Pb khác nhau được nghiên cứu, hàm lượng diệp lục tổng số dao động trong khoảng 2,18 – 3,27 mg/g chất tươi.Chì không phải là nguyên tố thiết yếu đối với cây trồng, ở một nồng độ nào đó, nó sẽ gây độc cho cây trồng thông qua sự ức chế tới sinh lý, sinh trưởng của cây.

Trong phạm vi nồng độ Pb chúng tôi nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy rằng: hàm lượng diệp lục tổng số ở nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3 tỷ lệ thuận với nồng độ Pb trong đất, sau đó giảm dần ở CT4. Hàm lượng diệp lục tổng số trong lá đậu bắp tăng dần khi nồng độ Pb trong đất tăng dần, đạt cao nhất ở CT3 (2,93 mg/g chất tươi) nhưng khi nồng độ Pb quá cao ở CT4 ( Pb 350 ppm – gấp 5 lần mức QCVN) thì hàm lượng diệp lục tổng số giảm rõ rệt so với CT1. Mặc dù Pb không tham gia vào chức năng cấu trúc cũng như không có trong thành phần của diệp lục nhưng Pb có khả năng kích thích hoạt động của một số enzim trong tế bào, trong đó có các enzim tham gia vào quá trình tổng hợp diệp lục khi nồng độ Pb trong tế bào thấp. Tuy nhiên khi nồng độ Pb trong tế bào quá cao thì Pb lại ức chế sự tổng hợp diệp lục do làm giảm sự hấp thu của các nguyên tố thiết yếu của cây như Mg và Fe (Pallavi S. and Rama S. D., 2005). Đây là một trong những nguyên nhân giải thích tại sao hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cây đậu bắp ở giai đoạn ra hoa lại tăng từ CT1 (Pb: 16,13 ppm) đến CT2 (Pb: 70 ppm), CT3 (Pb: 210 ppm) sau đó giảm mạnh ở CT4 (Pb: 350 ppm)

Ở nhóm CT: CT1, CT5, CT9 (cùng sử dụng đất nền và khác nhau về PHCVS và CPVS) và nhóm CT: CT2, CT6, CT10 (cùng nền Pb 70 ppm khác nhau về PHCVS và CPVS), việc sử dụng phân bón là PHCVS và CPVS đều làm tăng hàm lượng diệp lục tổng số trong lá cây đậu bắp. Tuy nhiên sự sai khác giữa các CT là không có ý nghĩa thống kê. Tương tự ở nhóm CT: CT3, CT7, CT11 (cùng nền Pb 210 ppm và khác nhau về PHCVS và CPVS) thì hàm lượng diệp lục tổng số không chịu tác động bởi PHCVS và CPVS. Nhưng khi hàm lượng Pb trong đất tăng cao (CT4 , CT8, CT12: 350 ppm) thì vai trò tích cực của PHCVS và CPVS đã được biểu hiện. CT4 (Pb 350 ppm) thì hàm lượng diệp lục tổng số đạt giá trị thấp nhất trong các CT (chỉ đạt 2,18 mg/g chất tươi). Điều này chứng tỏ Pb ở nồng độ cao đã ức chế sự tổng hợp diệp lục của cây đậu bắp. Tuy nhiên, khi được bón PHCVS (CT8) thì do có nhóm vi khuẩn hữu ích Aspergillus.sp, Azotobacter và Bacillus nên có khả năng cố định N₂ tự do cũng như phân giải photphat khó tan trong đất nên cây hấp thu được nhiều N và P hơn so với CT4 và kết quả là hàm lượng diệp lục tổng số được tổng hợp nhiều hơn (Lê Như Kiểu, 2008). Hơn thế nữa ở CT12 (sử dụng CPVS) thì hàm lượng diệp lục tổng số tăng lên và có sự sai khác có ý nghĩa thống kê so với CT4 và CT8. Kết quả này có thể là do trong CPVS có 1 lượng lớn nấm rễ và VSV có ích nên khi cây bị sốc khi trồng trong môi trường đất có nồng độ Pb quá cao (350 ppm) thì nhờ các nấm rễ cộng sinh trong CPVS có khả năng tích lũy KLN như Pb nên đã làm giảm độc tính của Pb với cây (so với CT4) nên cây vẫn có khả năng tổng hợp tốt được diệp lục.

Như vậy khi đất bị ô nhiễm Pb ở nồng độ Pb cao (350 ppm) thì việc sử dụng CPVS có ý nghĩa tích cực hơn so với PHCVS trong việc giúp cây đậu bắp tổng hợp diệp lục tổng số.

2.2. Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hoạt tính enzim catalaza trong lá cây đậu bắp

Catalaza là enzim tồn tại trong cơ thể thực vật, đặc biệt là các cơ quan có hoạt động sinh lý mạnh. Catalaza thuộc nhóm oxydoreductaza có vai trò xúc tác cho các phản ứng oxi hóa sinh học, làm nhiệm vụ vận chuyển H⁺ và e^- trong các phản ứng oxi hóa khử. Vì thế, enzim này rất quan trọng trong quá trình hô hấp và trao đổi năng lượng ở cơ thể sinh vật. Catalaza xúc tác cho phản ứng oxi hóa khử các chất hữu cơ khi có H₂O₂. Do đó catalaza có vai trò giải độc được tạo ra trong cơ thể.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hoạt tính enzim catalaza được trình bày trong Hình 1:

Hình 1: Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hoạt tính enzim catalaza trong lá cây đậu bắp

Qua hình trên ta thấy: hoạt tính enzim catalaza trong lá đậu bắp ở giai đoạn khi ra hoa thấp hơn so với giai đoạn trước khi ra hoa. Nguyên nhân của hiện tượng này là do ở giai đoạn trước khi cây ra hoa đang trong thời kì sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ, tổng hợp các chất chuẩn bị cho cây ra hoa do vậy cần nhiều enzim catalaza để thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển cho cây.

Ở các nhóm CT cùng nồng độ Pb, khác nhau về PHCVS và CPVS: CT ĐC và CT sử dụng CPVS có hoạt tính của enzim catalaza cao hơn so với CT sử dụng PHVCS. Như vậy hàm lượng Pb trong đất và CPVS đều có ảnh hưởng tích cực đến hoạt động của enzim. Giống như các kim loại khác, Pb ảnh hưởng đến hoạt tính của một loạt enzim bằng các con đường chuyển hóa khác nhau. Khi Pb ở nồng độ cao sẽ ức chế hoạt động của enzim. Bên cạnh đó, một số loại enzim lại hoạt động mạnh khi có mặt Pb. Ngoài ra, Pb thúc đẩy sự hình thành các phản ứng oxi hóa trong thực vật, làm cho thực vật bị stress, dẫn đến gia tăng sự hoạt động của enzim chống oxi hóa (Pallavi S. and Rama S. D., 2005). Đồng thời do CPVS đã cung cấp một lượng nấm rễ và vi khuẩn tích lũy một lượng lớn Pb trong đất nên làm giảm hàm lượng Pb tích lũy trong cây đậu bắp, giải độc cho cây nên vẫn đảm bảo hoạt động của các enzim trong cây. Chỉ có ở nhóm CT cùng nồng độ Pb 70 ppm thì hoạt tính enzim catalaza ở CT sử dụng PHCVS cao hơn CT sử dụng CPVS và CTĐC. Nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3, CT4 (cùng nền Pb 16,13 ppm khác nhau về PHCVS và CPVS): sự thay đổi hoạt tính enzim catalaza của lá đậu bắp không tuân theo một quy luật nào cả.

Như vậy PHCVS và CPVS đều có ảnh hưởng đến hoạt tính enzim catalaza của lá cây đậu bắp nhưng CPVS có ảnh hưởng tích cực hơn so với PHCVS, tuy nhiên sự khác biệt giữa các CT không có ý nghĩa thống kê.

Vitamin C còn gọi là axit ascorbic, là chất dinh dưỡng khoáng oxy hóa rất quan trọng có trong rau quả. Axit ascorbic có phản ứng hóa học đặc trưng là phản ứng oxi hóa – khử. Dựa vào tính chất khử của axit ascorbic đối với các chất màu để định lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi.

Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi được trình bày trong Hình 2:

Từ hình 2 ta thấy: trong phạm vi nồng độ Pb chúng tôi nghiên cứu, hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi dao động trong khoảng 0,095 – 0, 163 %. Đạt giá trị cao nhất ở CT7 (Pb 21 ppm + PHCVS) là 0,163 % và thấp nhất là ở CT2 (Pb 70ppm) là 0,095 %.

Qua bảng trên cho thấy: ở cùng một nồng độ Pb nhưng với CT có sử dụng PHCVS và CPVS thì hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi cao hơn so với CT ĐC. Như vậy PHCVS và CPVS đều có hiệu quả đối với sự tổng hợp vitamin C trong quả đậu bắp tươi. Tuy nhiên ở nồng độ Pb từ 16,13 ppm (đất nền) – 70 ppm thì CT sử dụng CPVS có hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi cao hơn CT sử dụng PHCVS. Còn ở nồng độ Pb từ 210 ppm – 350 ppm thì CT sử dụng CPVS lại thấp hơn CT sử dụng PHCVS. Kết quả này là do PHCVS và CPVS đều có chứa các VSV hữu ích có tác dụng chuyển hóa, cung cấp các chất cần thiết cho sự sinh trưởng của cây, tăng khả năng tổng hợp các chất dinh dưỡng trong thương phẩm.



Hình 2: Ảnh hưởng của PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đến hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp tươi

Nhưng khi ở nồng độ Pb cao, PHCVS có chứa các chất hữu cơ cung cấp nhiều dưỡng chất quan trọng cho cây trồng như các nguyên tố vi lượng và các chất này có ý nghĩa trong việc gia tăng phẩm chất như làm tăng khả năng tổng hợp vitamin trong thương phẩm. Còn CPVS khi ở nồng độ Pb cao đã góp phần tích cực vào cơ chế giải độc cho cây, vẫn đảm bảo khả năng tổng hợp chất dinh dưỡng trong thương phẩm nhưng không hiệu quả như khi bón PHCVS. Như vậy PHCVS và CPVS ở các nồng độ Pb khác nhau đều có ảnh hưởng tích cực đến hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp.

Tổng lượng KLN tích lũy trong các bộ phận của thực vật là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tiềm năng của của thực vật trong việc xử lý đất ô nhiễm KLN cũng như hiệu quả của việc sử dụng PHVCS và CPVS để bón cho cây khi trồng trên đất bị ô nhiễm. Để xác định khả năng tích lũy Pb trong cây đậu bắp, khi kết thúc thí nghiệm, chúng tôi tiến hành thu mẫu thân và rễ, rửa sạch và sấy khô rồi phân tích hàm lượng Pb trong thân và rễ của cây. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của PHCVS và CPVS đến sự tích lũy Pb trong thân và rễ của cây đậu bắp được trình bày trong Hình 3.

Kết quả cho ta thấy: trong phạm vi nghiên cứu, hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ của cây đậu bắp tỉ lệ thuận với hàm lượng Pb trong đất thí nghiệm. Kết quả này tương tự với kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Cự (2008): khi lượng bón Pb tăng lên thì hàm lượng Pb trong rau tăng lên. Hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ dao động trong khoảng là 47,63 – 200,06 ppm. Đạt giá trị cao nhất ở CT8 (Pb 350 ppm + PHCVS) là 200,06 ppm và thấp nhất ở CT1 ĐC là 47,63 ppm.

Ở nhóm CT ĐC: CT1, CT2, CT3, CT4 với các nồng độ Pb khác nhau, cây đậu bắp đã tích lũy một lượng Pb đáng kể trong thân và rễ : hàm lượng Pb trong thân và rễ của cây ở CT2, CT3, CT4 tăng lên lần lượt là 1,52 lần; 2,1 lần; 2,9 lần tương ứng với các nồng độ 70 ppm, 210 ppm và 350 ppm so với CT1. Như vậy có thể sử dụng cây đậu bắp trồng ở các vùng ô nhiễm kim loại Pb.

Ở nhóm CT sử dụng PHCVS có hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ cao hơn so với CT ĐC và CT sử dụng CPVS. Hàm lượng Pb tích lũy trong thân, rễ ở CT sử dụng CPVS cao hơn so với CT ĐC. Như vậy PHCVS có ảnh hưởng tích cực hơn so với CPVS đến khả năng tích lũy kim loại Pb trong thân, rễ cây đậu bắp. Nguyên nhân là do PHCVS là các phân hữu cơ có bổ sung thêm các vi sinh vật hữu ích (vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân) giúp cây hấp thu các chất dinh dưỡng, thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây, có thể góp phần làm tăng khả năng tích lũy Pb trong thân và rễ của cây đậu bắp. Còn CPVS, nhờ sự góp mặt của nấm rễ cộng sinh AMF đã tích lũy một lượng lớn Pb trong sợi nấm và bào tử của nó nên làm giảm đáng kể hàm lượng Pb tích lũy trong thân và rễ cây đậu bắp. Mặt khác nó cũng kích thích sự sinh trưởng và phát triển của cây nên vẫn đảm bảo khả năng tích lũy Pb trong thân và rễ của cây đậu bắp. Như vậy có thể sử dụng PHVCS và CPVS làm phân bón đối với cây đậu bắp ở các vùng ô nhiễm kim loại Pb.

• 
  Sự tích lũy Pb trong quả tươi cây đậu bắp
  

Do đó xác định khả năng tích lũy Pb trong quả đậu bắp tươi, chúng tôi tiến hành thu mẫu quả ở thời điểm thu hoạch (nở hoa sau 10 - 12 ngày), rồi phân tích hàm lượng Pb tổng số trong quả tươi. Kết quả phân tích hàm lượng Pb trong quả đậu bắp tươi được trình bày trong Hình 4.

Nồng độ Pb đã ảnh hưởng tới khả năng hấp thụ Pb của quả đậu bắp. Từ kết quả phân tích ở hình 4, chúng tôi thấy hàm lượng Pb tích lũy trong quả đậu bắp tươi tỷ lệ thuận với nồng độ Pb trong đất. Hàm lượng Pb tích lũy thấp nhất là ở CT9 (Đất nền + CPVS) là 0,054 ppm và hàm lượng Pb tích lũy cao nhất là CT8 (Pb 350 ppm + PHCVS) đạt 0,21 ppm.

Dựa theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn ô nhiễm KLN trong thực phẩm (QCVN 8 – 1: 2011/BYT) thì mức độ giới hạn tối đa cho phép Pb trong rau ăn quả là 0,1 mg/kg (ppm). Ta thấy, hàm lượng Pb trung bình trong quả tươi ở các CT ĐC: CT1, CT2 đều thấp hơn so với mức giới hạn tối đa. CT ĐC CT3 ở nồng độ Pb 210 ppm và CT4 ở nồng độ Pb cao nhất 350 ppm thì hàm lượng Pb vượt ngưỡng giới hạn tối đa. Như vậy có thể khuyến cáo người dân trồng cây đậu bắp ở những vùng đất có mức độ ô nhiễm kim loại Pb nhẹ < 70 ppm.

Hàm lượng Pb trong quả tươi ở nhóm CT sử dụng PHCVS: CT6, CT7, CT8 đều cao hơn mức giới hạn tối đa. Riêng ở CT ĐC CT5 thì hàm lượng Pb không vượt mức giới hạn tối đa là 0,079 ppm nhưng vẫn cao hơn so với CT ĐC và CT ĐC sử dụng CPVS. Có thể giải thích là do PHCVS bao gồm các chất hữu cơ và các chủng vi sinh vật hữu ích giúp kích thích bộ rễ phát triển mạnh, giúp cây tăng khả năng hấp thu các yếu tố khoáng nên giúp cây sinh trưởng, phát triển tốt mà không góp phần vào khả năng làm giảm khả năng tích lũy Pb trong các bộ phận của cây như quả. Như vậy PHCVS ảnh hưởng tiêu cực làm tăng khả năng tích lũy Pb trong quả đậu bắp, vì vậy không nên bón PHCVS đối với cây trồng khi trồng ở vùng đất bị ô nhiễm Pb nặng.

Hàm lượng Pb trong quả đậu bắp ở nhóm CT sử dụng CPVS: CT9, CT10, CT11 đều thấp hơn so với mức giới hạn tối đa. Riêng ở CT12 với nồng độ Pb cao nhất 350 ppm, hàm lượng Pb tích lũy trong quả vượt giới hạn tối đa là 0,112 > 0,1 ppm nhưng không đáng kể. Nguyên nhân là do CPVS có thành phần là vi khuẩn BHCM 7 – VK2 và nấm rễ ĐHCM20 – AMF4 đều có khả năng tích lũy Cd > 20 mg/g, Pb > 50mg/ g…do AMF có một số cấu trúc quan trọng cho khả năng chịu đựng và duy trì sự tồn tại trong các vùng ô nhiễm. Các sợi nấm bên trong của AMF tạo sự tiếp xúc và lan rộng khắp trong đất, cho nên cho phép chứa một lượng lớn các KLN trong sợi nấm. Một lượng lớn các KLN được giữ trong cấu trúc sợi nấm ở rễ và trong các bào tử nên chúng đã làm giảm một lượng lớn Pb trong đất dẫn đến khả năng tích lũy Pb trong quả giảm. Do đó nên dùng CPVS kết hợp khi trồng cây đậu bắp ở những vùng bị ô nhiễm Pb< 210 ppm để lấy thương phẩm nhưng không nên trồng ở những vùng bị ô nhiễm trầm trọng vì nguy cơ gây độc sẽ rất cao.

IV. KẾT LUẬN

Chúng tôi nhận thấy, cây đậu bắp có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường bị ô nhiễm Pb ngay cả khi ở nồng độ Pb cao 350 ppm khi được bón PHCVS và CPVS. PHCVS và CPVS có ảnh hưởng tích cực tới hàm lượng diệp lục cũng như hàm lượng vitamin C trong quả đậu bắp. Và ở nồng độ Pb < 70 ppm, hàm lượng Pb trong quả tươi là 0,079 mg/kg chất tươi (< 0,1 ppm: giới hạn tối đa Pb trong rau ăn quả). Như vậy cây đậu bắp đạt được cả 2 tiêu chí về cây đa mục đích khi trồng trên đất ô nhiễm Pb nhẹ < 70 ppm.

Ngoài ra, qua nghiên cứu về cây đậu bắp được bón CPVS, kết quả cho thấy hàm lượng Pb trong quả đậu bắp ở các nồng độ Pb 70 ppm, 210 ppm đều dưới ngưỡng cho phép (< 0,1 ppm). Tuy nhiên ở nồng độ Pb cao nhất 350 ppm, hàm lượng Pb trong quả tươi vượt giới hạn tối đa 0,112 > 0,1 ppm nhưng không đáng kể. Như vậy, CPVS bón cho cây đậu bắp có tác dụng làm giảm rõ rệt hàm lượng Pb trong quả tươi.

Như vậy sử dụng CPVS bón cho cây đậu bắp đem lại hiệu quả khi trồng trên đất ô nhiễm Pb, đặc biệt là các vùng đất ô nhiễm Pb nhẹ < 70 ppm.

1. 
   Nguyễn Xuân Cự, 2008. 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. Trường ĐHQG Hà Nội.
   
2. 
   Lê Đức, Lê Văn Khoa, 2001. Tác động của hoạt động làng nghề tái chế đồng thủ công ở xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, Hưng Yên đến môi trường đất khu vực. Tạp chí khoa học đất số 14, tr 48 – 52.
   
3. 
   Phan Quốc Hưng, Nguyễn Hữu Thành, Lê Như Kiểu, Nguyễn Viết Hiệp, 2010. Ảnh hưởng của vi sinh vật bản địa đến khả năng tích lũy kim loại nặng của một số thực vật ưa cạn. Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số 151, tr 15-19.
   
4. 
   Lê Như Kiểu, 2008. Nghiên cứu tuyển chọn thực vật, vi sinh vật có khả năng hấp thu, chuyển hóa kim loại nặng để xử lý đất nông nghiệp bị ô nhiễm. Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa.
   
5. 
   QCVN 03:2008/BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất.
   
6. 
   Pallavi Sharma; Rama Shanker Dubey, 2005. Lead toxicity in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, Vol.17, No.1.
   
7. 
   Hoàng Thị Sản, Hoàng Thị Bé, 2006. Phân loại thực vật. NXB Đại học sư phạm.
   
8. 
   Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp. Nghiên cứu áp dụng biện pháp sinh học giải quyết ô nhiễm kim loại nặng trong đất, nước cho các vùng chuyên canh rau ở miền Đông Nam Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Bộ nông nghiệp và phát triển Nông thôn.
   
9. 
   Viện Thổ Nhưỡng Nông Hóa, 2001. Những thông tin cơ bản về các loại đất chính Việt Nam. Vụ khoa học công nghệ và chất lượng sản phẩm, NXB thế giới - Hà Nội.
   

1. 
   Faculty of Biology, Hanoi National University of Education
   

vitamin C