Đặc điểm hóa sinh học của một số yếu tố môi trường đất lúa tại xã Quyết Thắng, thành phố Thái Nguyên

Nghiên cứu này trình bày những ảnh hưởng của than sinh học đến sự biến động hàm lượng chất hữu cơ, N-NH4 trong đất và một số yếu tố môi trường đất trồng lúa như pH, Eh trong đất thịt pha cát ở khu vực ngoại ô của thành phố Thái Nguyên, Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc điểm hóa sinh học của một số yếu tố môi trường đất lúa tại xã Quyết Thắng, thành phố Thái NguyênMai Thị Lan Anh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ118(04): 191 - 196ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH HỌC CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẤT LÚATẠI QUYẾT THẮNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊNMai Thị Lan Anh1, Stephen Joseph2, Lukas Van Zwieten2,Hoàng Trung Kiên1, Hoàng Lâm1, Văn Hữu Tập1, Mai Văn Trịnh31Trường ĐH Khoa học – ĐH Thái Nguyên, 2ĐH New South Wales, NSW2052 Australia3Viện Môi trường Nông nghiệp (IAE), Hà Nội, Việt NamTÓM TẮTNghiên cứu này trình bày những ảnh hưởng của than sinh học đến sự biến động hàm lượng chấthữu cơ, N-NH4 trong đất và một số yếu tố môi trường đất trồng lúa như pH, Eh trong đất thịt phacát ở khu vực ngoại ô của thành phố Thái Nguyên, Việt Nam. Kết quả nghiên cứu của năm thứnhất ở thí nghiệm nghiên cứu 3 năm gồm các công thức thử nghiệm với than sinh học và phânchuồng được đánh giá trong bài báo này. Than sinh học được sản xuất nhờ quá trình đốt nhiệt phânbằng thiết bị TLUD-drum của hỗn hợp sinh khối gồm trấu, rơm rạ, tre và gỗ. Trước khi nhiệt phân,tất cả sinh khối này được trộn với hỗn hợp có chứa thành phần dinh dưỡng cao. Sau 1 năm đầu tiênbón than sinh học, hàm lượng chất hữu cơ trong đất đã tăng lên 62,5%. Than sinh học ủ với phânchuồng đã phát huy đặc tính hấp phụ tốt đối với các thành phần khoáng chất như sắt và amoni, nhờđó vừa giúp giữ lại chất dinh dưỡng trong đất vừa giảm độc sắt trong đất lúa.Từ khóa: Các bon hữu cơ trong đất, đất trồng lúa, than sinh học, phân compost.ĐẶT VẤN ĐỀ*Lúa (Oryza sativa) là một loại cây lương thựcquan trọng và là nguồn thực phẩm lâu đời hơnbất kỳ cây trồng khác. Tuy nhiên, việc trồngvà sản xuất lúa gạo nảy sinh một số vấn đềmôi trường như phát thải khí nhà kính, đặcbiệt là khí mêtan (CH4) và nitơ oxit (N2O),vấn đề quản lý số lượng lớn rơm rạ và nướctưới cần thiết cho các giai đoạn ngập nướcliên tục (Bueno và Lafarge, 2009) [3].Những cánh đồng lúa thoát nước tốt, hoặc làdo nguồn nước hạn chế hoặc làm cỏ sục khíđể tăng cường gốc đẻ nhánh, là các biện phápcanh tác phổ biến ở các nước sản xuất lúa gạolớn (IRRI, 2013) [5]. Hệ thống thoát nước tạora vùng kỵ khí đặc trưng trong đất nơi xảy rađồng thời hai quá trình nitrat hóa và khử nitrat(Smith và Patrick, 1983) [9]. Trong quá trìnhnitrat hóa, NH4+có sẵn trong đất bị oxy hóathành NO3-, trong phản ứng khử nitrat, NO3bị khử thành N2O, cuối cùng thành N2. Tuynhiên, do một phần môi trường đất là kỵ khínên một số lượng đáng kể N2O thoát vào khíquyển thông qua các lỗ hổng của đất. Khoảnghổng này thường có đặc tính oxy hóa (Smith*Tel: 01635102132; Email: mailananh.festn@gmail.comvà Patrick,1983) [9]. Ngoài ra, sự linh độngsẵn có C trong đất cũng tăng cường quá trìnhkhử thông qua việc cung cấp chất cho điện tửđể khử nitrat và thúc đẩy quá trình yếm khí.Vì vậy, nước và các chất hữu cơ trong nhữngcánh đồng lúa là yếu tố tác động đến phát thảiCH4 và N2O. Ngoài các điều kiện đất, cây lúacũng tăng cường phát thải CH4 và N2O bằngcách cung cấp các chất cho điện tử.Việt Nam có khoảng 6 triệu ha đất trồng lúalúa, là một trong hai quốc gia sản xuất lúa gạovà xuất khẩu hàng đầu thế giới (FAOSTAT,2013) [4]. Ở đây, áp dụng phân chuồng(FYM) cùng với phân đạm trong ruộng lúa làmột thực tế phổ biến (Dung et al., 2003) [2].Tuy nhiên cùng với quá trình công nghiệp hóanông nghiệp nông thôn, các thiết bị máy càyđược sử dụng phổ biến kéo theo nguồn phânchuồng giảm đáng kể. Để đảm bảo an ninhlương thực, phân khoáng là lựa chọn số mộtcủa nông dân hiện nay. Hệ quả là các cánhđồng lúa ngày càng có nguy cơ nghèo kiệtdinh dưỡng, hàm lượng các chất hữu cơ giảm,đặc biệt là các bon. Trong bối cảnh đó, thansinh học từ phế phẩm nông nghiệp là một giảipháp hữu hiệu bổ sung nguồn các bon vàođất, cải tạo các đặc tính dinh dưỡng của đất,191Mai Thị Lan Anh và ĐtgTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆnâng cao năng xuất cây trồng (Joshep &Lehmann, 2009). Trong khuôn khổ đề tài“Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môitrường đến cân bằng cacbon trong đất lúanước hướng đến giảm phát thải khí nhàkính (CH4, CO2)”, bài báo này trình bàynhững kết quả ban đầu về đặc điểm hóa sinhhọc của đất trồng lúa ở xóm Trung Thành, xãQuyết Thắng, thành phố Thái Nguyên, sosánh với các chế độ canh tác thông thườngcủa nông dân hiện nay với cùng một chế độcanh tác như nhau khi bổ sung than sinh họcvào đất.ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUNghiên cứu được tiến hành ở xã QuyếtThắng-TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên(21o34,275’ Kinh độ Bắc; 105o46,796’ vĩ độĐông). Đất có thành phần cơ giới gồm 79,8%cát, 11,3% limon và 8,9% sét, thuộc loại đấtthịt pha cát, dung trọng 1,34 g/cm3. Kết quảnghiên cứu từ bảng 1 cho thấy pHKCl (1:5) đạt4,43 ở mức axit nhẹ. Hàm lượng cation traođổi trong đất khu vực nghiên cứu là 12,3cmol/kg ở mức trung bình. Hàm lượng cácbon hữu cơ 0,96%, nitơ tổng số là 0,11%,Phốt pho tổng số 0,017%; kali tổng số 0,03%ở mức nghèo đển rất nghèo.Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theokhối hoàn chỉnh ngẫu nhiên gồm 5 công thứcvới 3 lần lặp, mỗi ô thí nghiệm rộng 30m2(5m x 6m). Lúa giống Khang Dân 18 đượcthử nghiệm với các chế độ bón phân gồm: T1:đối chứng (không bón); T2: NPK (100kgN+90Kg P2O5+60 kg K2O/ha cho vụ xuân,80kg N+60Kg P2O5+60 kg K2O/ha cho vụ118(04): 191 - 196hè); T3: NPK+ 1,5 tấn than sinh học; T4:NPK+ 10 tấn compost từ phân trâu; T5:NPK+ 10 tấn compost từ phân trâu có chứa5% than sinh học. Thời gian tiến hành thínghiệm vụ xuân năm 2013, tổng thời giansinh trưởng và phát triển của lúa, tính từ lúccấy đến lúc thu hoạch là 105 ngày.Đặc tính của than sinh họcXử lý sinh khối trước khi đốt sẽ tạo ra sảnphẩm than sinh học có chất lượng dinh dưỡngcao (Bảng 2). Các loại sinh khối gồm trấu,rơm, tre và gỗ (tre và gỗ được ngâm dưới aođể tăng hàm lượng dinh dưỡng (Mai Lan Anhvà Joseph, 2012) [1], được phối trộn với hỗnhợp chứa 10% đất sét, 5% vôi, 10% phân trâutươi, 2% tro (đốt từ rơm). Sau khi phơi ...