Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 1 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỎ VETIVER ĐỂ KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM TẠI XÃ TAM GIANG, HUYỆN NÚI THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM STUDY OF USING VETIVER GRASS TO CONTROL THE WATER QUALITY OF SHRIMP PONDS IN TAMGIANG COMMUNE, NUITHANH DISTRICT, QUANGNAM PROVINCE SVTH: Nguyễn Văn Trường (1) , Lê Văn Bình (1) , Cao Xuân Phong (1) , Nguyễn Thị Thanh Hằng (2) , Phan Thị Hà Nhi (2) (1) Lớp 08CSM, (2) Lớp 09CSM, Khoa Sinh-Môi trường, Trường ĐHSP, Đại học Đà Nẵng GVHD: TS. Võ Văn Minh (1) (1) , TS. Paul Truong (2) (1) Khoa Sinh-Môi trường, Trường ĐHSP, Đại học Đà Nẵng (2) Veticon Consulting Pty Ltd, Australia TÓM TẮT Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) được ứng dụng rộng rãi nhiều nước trên thế giới từ những năm 80 của thể kỷ XX trong xử lý ô nhiễm môi trường đất và môi trường nước. Trong nghiên cứu này, lần đầu tiên cỏ vetiver được sử dụng để cải thiện chất lượng môi trường nước của một số ao nuôi tôm ven biển tại xã Tam Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường nước tại các ao nuôi tôm, đồng thời kiểm soát tốt chất lượng nước thông qua một số chỉ tiêu như DO, COD, P-PO 4 3- , N ts kể cả trong điều kiện thí nghiệm và thực địa. Từ khóa: Cỏ vetiver, chất lượng nước, ao nuôi tôm, xã Tam Giang ABSTRACT Vetiver grass (Vetiveria zizanioides L.) is widely applied in many countries around the world from the 80s of 20th century in the environmental remediation. In this study, the vetiver grass is used to improve the water quality of some coastal shrimp ponds in Tamgiang commune, Nuithanh district, Quangnam province. Results showed that, vetiver grass can grow well in brackish water of shrimp ponds and control the parameters efficiently such as DO, COD, P-PO 4 3- , N ts even in experimental models and in the field. Key words: Vetiver grass, water quality, shrimp ponds, Tamgiang province 1. Đặt vấn đề Huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam là nơi có điều kiện thuận lợi cho phát triển nuôi trồng thủy sản [1]. Tuy nhiên, do sự phát triển ồ ạt, thiếu quy hoạch và kỹ thuật nuôi trồng nên đã gây ra suy thoái và ô nhiễm môi trường nước tại các khu vực nuôi [2], [3]. Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) là loài có khả năng hấp thụ rất mạnh các chất ô nhiễm hữu cơ, kim loại nặng trong nước thải và có phổ thích nghi rộng với những điều Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 2 kiện môi trường khác nhau, đặc biệt là khả năng chịu đựng với nồng độ muối khá cao [5], [6]. Việc nghiên cứu khả năng sử dụng cỏ Vetiver nhằm mục đích cải tạo các hồ nuôi tôm xã tam Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam có ý nghĩa quan trọng, góp phần pháp triển bền vững nghề nuôi trồng thủy sản tại địa phương. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Đối tượng nghiên cứu Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.); nước lấy tại kênh dẫn và trong ao nuôi tôm tại xã Tam Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm Cỏ Vetiver được ươm vào bầu (gồm: đất, mùn cưa, phân vi sinh) trong thời gian 3 tháng. Chọn những cây khỏe mạnh, có chiều dài lá, chiều dài rễ và số nhánh tương đương nhau để tiến hành thí nghiệm. Thí nghiệm gồm 3 lô: Lô chứa nước lấy từ kênh dẫn nước vào và ra ao nuôi tôm (KV1), lô chứa nước lấy trong ao nuôi tôm (KV2) và lô chứa nước lấy từ ao nuôi tôm pha loãng với nước ngọt theo tỉ lệ 1:1 (KV50). Mỗi lô gồm 1 thùng đối chứng và 3 thùng có kích thước 45cm x 30cm x 20cm để lặp lại thí nghiệm. Cỏ vetiver được trồng dưới dạng thủy canh vào các thùng với mật độ 9cây/thùng có chứa 20 lít nước thí nghiệm. Cứ sau 3 ngày tiến hành thay nước một lần. Đến ngày thứ 15 và 30 tiến hành đo các chỉ tiêu sinh trưởng; ngày thứ 16, 17, 18 tiến hành lấy mẫu và phân tích khả năng cải thiện chất lượng nước của cỏ vetiver tại các lô thí nghiệm. Ở ngoài thực địa, tiến hành cố định cỏ vetiver trên các bè xốp (kích thước 60cm x 45cm), thả bè trong ao nuôi tôm (T-KV2), trên kênh dẫn nước (T-KV1) và tiến hành trồng cỏ trên bờ ao nuôi tôm. 2.2.2. Phương pháp phân tích Sau 15 và 30 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ vetiver tại KV1, KV2, KV50 và tại T-KV1, T-KV2. Sau 30, 60 và 90 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng của cỏ trên bờ ao nuôi tôm. Xác định trọng lượng tươi của thân và rễ, chiều dài rễ, số nhánh bằng phương pháp cân, đo. Phân tích N ts , P-PO 4 bằng phương pháp so màu; xác định DO bằng máy Meter YSI 5000; xác định COD bằng phương pháp chuẩn độ với KMnO 4 ; pH bằng máy Inolab S6; đo độ mặn bằng ống đo độ mặn Sali [5]. 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel. So sánh các giá trị trung bình bằng phương pháp phân tích phương sai ANOVA và kiểm tra LSD với mức ý nghĩa α = 0,05. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 3 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver trong mô hình thí nghiệm Cỏ vetiver sinh trưởng tốt sau 1 tháng tiến hành thí nghiệm. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD (α=0,05) cho thấy, trọng lượng tươi của lá, chiều dài rễ, trọng lượng tươi của rễ, số nhánh cỏ vetiver ở các thời gian nghiên cứu khác nhau có ý nghĩa. Trọng lượng tươi của lá tại KV1, KV2 và KV50 lần lượt tăng 102,04%, 84.68% và 184.68%; chiều dài rễ tại KV1, KV2 và KV50 lần lượt tăng 32.16%, 43.39%, và 54.41%; trọng lượng tươi của rễ tại KV1, KV2, KV50 lần lượt tăng 229,79%, 273,43% và 401,52%; số nhánh tăng từ 2 đến 6 nhánh so với ban đầu. Hình 1. Cỏ vetiver tại lô KV1 sau 1 tháng trồng trong mô hình thí nghiệm 3.2. Khả năng cải thiện chất lượng nước của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm 3.2.1. Giá trị pH Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố (α=0,05) cho thấy giá trị pH không có sự sai khác ở các thời gian nghiên cứu và vẫn nằm trong tiêu chuẩn cho phép về chất lượng nước mặt của QCVN 08 : 2008/BTNMT. Giá trị pH tại các lô thí nghiệm dao động trong khoảng 6,5 đến 8,5. 3.2.2. Hàm lượng DO và COD 0 2 4 6 8 CKV1 KV1 CKV2 KV2 CKV50 KV50 Ban đầu 1 ngày 2 ngày 3 ngày 5 7 9 11 13 15 CKV1 KV1 CKV2 KV2 CKV50 KV50 ban đầu 1 ngày 2 ngày 3 ngày (a) (b) Hình 2. Sự biến thiên hàm lượng DO (a) và COD (b) tại các lô thí nghiệm Khả năng cải thiện DO và COD được thể hiện tại hình 2. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD (α=0,05) cho thấy, sau 1; 2 và 3 ngày tiến hành thí nghiệm, hàm lượng oxy hòa tan và nhu cầu oxy hóa học tại các lô thí nghiệm khác nhau có ý nghĩa; DO có xu hướng tăng lên 2,5 – 4 lần; hiệu suất xử lý COD đạt 50 – 62%; chất lượng nước sau khi xử khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép QCVN 08: 2008/BTNMT về chất lượng nước mặt. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 4 3.2.3. Hàm lượng P-PO 4 3- và N ts Hàm lượng P-PO 4 3- ban đầu tại tất cả các lô thí nghiệm so sánh với QCVN 08: 2008/BTNMT về yêu cầu chất lượng nước mặt đều vượt tiêu chuẩn B 2 từ 2.56 đến 4.6 lần (Hình 3). 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 CKV1 KV1 CKV2 KV2 CKV50 KV50 ban đầu 1 ngày 2 ngày 3 ngày 2 4 6 8 10 CKV1 KV1 CKV2 KV2 CKV50 KV50 ban đầu 1 ngày 2 ngày 3 ngày (a) (b) Hình 3. Sự biến thiên hàm lượng P-PO 4 3- (a) và N ts (b) tại các lô thí nghiệm Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD (α=0,05) cho thấy, hàm lượng P-PO 4 3- và N ts ban đầu và sau 1; 2 và 3 ngày tiến hành thí nghiệm sai khác có ý nghĩa, tại các lô KV1, KV2 và KV50 hiệu suất xử lý P-PO 4 3- lần lượt là 83.25%; 91.74% và 63.28%; hiệu suất xử lý N ts đạt lần lượt là 53,54%; 42,89% và 50,70%. Hiệu suất xử lý tại các lô thí nghiệm cao hơn các lô đối chứng. Hàm lượng P-PO 4 3- đạt tiêu chuẩn B 2 của QCVN 08: 2008/BTNM. 3.3. Khả năng sinh trưởng của cỏ vetiver ở ngoài thực địa 3.3.1. Tại khu vực T-KV1 và T-KV2 Cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt tại T-KV1 và T-KV2. Kết quả phân tích ANOVA một yếu tố và kiểm tra LSD (α=0,05) cho thấy, trọng lượng tươi của lá, chiều dài rễ, trọng lượng tươi của rễ, số nhánh giữa các giai đoạn nghiên cứu khác nhau có ý nghĩa. Sau 1 tháng tiến hành thí nghiệm, trọng lượng tươi của lá tại T-KV1, T-KV2 lần lượt tăng 98,15% và 92,34%; chiều dài rễ tăng tại T-KV1, T-KV2 lần lượt tăng 31,18% và 37,32%; trọng lượng tươi của rễ tại T-KV1, T-KV2 lần lượt tăng 280,64% và 304,74%; số nhánh tăng từ 2 đên 5 nhánh so với ban đầu. 3.3.2. Tại bờ ao nuôi tôm Các chỉ tiêu chiều dài rễ, trọng lượng tươi của lá; trọng lượng tươi của rễ và số nhánh của cỏ vetiver sau thời gian trồng 90 ngày tăng lên lần lượt 155,59%; 335,66%; 798,42%; 638,12% và 354,22% so với ban đầu. Điều này cho thấy, cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng tốt trên môi trường đất bờ ao nuôi tôm. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 5 (a) (b) Hình 4. Cỏ vetiver trên bờ ao nuôi tôm sau 3 tháng trồng (a) và tại T-KV1 sau 1 tháng trồng (b) 4. Kết luận 1. Trong mô hình thí nghiệm, sau thời gian 1 tháng, tại các lô KV1, KV2 và KV50 trọng lượng tươi của lá lần lượt tăng 102,04%, 84.68% và 184.68%; chiều dài rễ lần lượt tăng 32.16%, 43.39%, và 54.41%; trọng lượng tươi của rễ lần lượt tăng 229,79%, 273,43% và 401,52%; số nhánh tăng từ 2 đến 6 nhánh so với ban đầu. 2. Trong mô hình thí nghiệm, sau thời gian 1; 2 và 3 ngày, hàm lượng DO có xu hướng tăng lên 2,5 – 4 lần; hiệu suất xử lý COD đạt 50 – 62%. Tại các lô KV1, KV2 và KV50 hiệu suất xử lý P-PO 4 3- lần lượt là 83.25%; 91.74% và 63.28%; hiệu suất xử lý N ts đạt lần lượt là 53,54%; 42,89% và 50,70%. 3. Ở ngoài thực địa, sau thời gian 1 tháng, tại khu vực T-KV1, T-KV2, trọng lượng tươi của lá lần lượt tăng 98,15% và 92,34%; chiều dài rễ lần lượt tăng 31,18% và 37,32%; trọng lượng tươi của rễ lần lượt tăng 280,64% và 304,74%; số nhánh tăng từ 2 đên 5 nhánh so với ban đầu. 4. Ở ngoài thực địa, sau thời gian 90 ngày, tại bờ ao nuôi tôm, chiều dài rễ, trọng lượng tươi của lá; trọng lượng tươi của rễ và số nhánh của cỏ vetiver tăng lên lần lượt 155,59%; 335,66%; 798,42%; 638,12% và 354,22% so với ban đầu. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Chung Thi Thanh Nhàn (2008), Tìm hiểu tình hình phát triển và một số nhân tố ảnh hưởng đến nghề nuôi tôm huyện Núi Thành-tỉnh Quảng Nam, Tuyển tập báo cáo Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ 6, ĐHĐN [2] Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Núi Thành (2010), Báo cáo tổng kết nông, lâm, ngư nghiệp 5 năm (2006-2010) và phương hướng nhiệm vú sản xuất năm 2011, UBND huyện Núi Thành, Phòng NN&PTNT [3] Trần Xuân Hòa (1989), Hoạt động khoa học công nghệ và môi trường trong ngành thủy sản Quảng Nam, Sở khoa học Công nghệ và Môi trường Quảng Nam. [4] Đinh Hải Hà (2009), Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường, Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý môi trường, Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 8 Đại học Đà Nẵng năm 2012 6 Tài liệu tiếng Anh [5] Paul Truong (2005), Wastewater treatment and phytoremediation with Vetiver grass, Brisbane, Australia [6] Paul Truong and et al. (2002), Vetiver grass for saline land rehabilitation under tropical and mediterrranean climate, Saline Lands National Conference, Fremantle, Australia . tại xã Tam Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cỏ vetiver có khả năng sinh trưởng tốt trong môi trường nước tại các ao nuôi. [5], [6]. Việc nghiên cứu khả năng sử dụng cỏ Vetiver nhằm mục đích cải tạo các hồ nuôi tôm xã tam Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam có ý nghĩa quan