Bổ sung than sinh học trấu và tre làm giảm phát thải khí CH4 của đất ngập nước trong điều kiện phòng thí nghiệm
,
,
và
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Biochar amendment is considered as a method improving and reducing CH4 emission from paddy fields. The study was conducted to evaluate the reduction of CH4 emission when supplement of different biochar into flooded soil in the laboratory condition. The study was a completely randomized design with 7 treatments including rice husk biochar (RB) and bamboo biochar (BB) at 3 ratios of supplemented biochar at 0.1, 0.2 and 0.5% (calculated by weight of biochar and weight of soil) and the control (without biochar). The results showed that CH4 emission rates were highest, at 58.2-87.9 µg/kg/day, during 7-10 days after incubation. Adding rice husk biochar into flooded soil reduces CH4 emissions from 21.9-49.6% and 27.5-42.5% when added 0.2 - 0.5% of rice husk and bamboo biochar, respectively. Amending of rice husk biochar at 0.5% resulted in reducing of 49.64% of total methane emission compared to the control. It is necessary to conduct the field experiment to confirm the reducion of methane emission when applying biochar in the paddy fields.
Tóm tắt
Bổ sung than sinh học vào đất được xem là một biện pháp trong cải tạo đất và giảm phát thải khí CH4 từ ruộng lúa. Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả giảm phát thải khí methane (CH4) của đất ngập nước khi bổ sung than sinh học trấu (RB) và tre (BB) trong điều kiện phòng thí nghiệm. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 7 nghiệm thức gồm hai loại than sinh học là trấu và tre với 3 tỷ lệ than sinh học được bổ sung là 0,1, 0,2 và 0,5% (tính theo trọng lượng than sinh học trên trọng lượng đất) và nghiệm thức đối chứng (không có than sinh học). Kết quả đo đạc cho thấy trong điều kiện đất ngập nước, cường độ phát thải khí CH4 mạnh nhất từ 7-10 ngày sau khi bắt đầu thí nghiệm (với mức phát thải tương ứng 58,2 - 87,9 µg/kg/ngày). Than sinh học được bổ sung vào đất trong điều kiện ngập nước làm giảm phát thải CH4 từ 21,9 đến 49,6% và 27,5 – 42,5% tương ứng với tỷ lệ bổ sung than từ 0,2 đến 0,5% (lần lượt cho than trấu và than tre). Than sinh học trấu bổ sung ở tỷ lệ 0,5% có mức giảm 49,64% tổng phát thải khí CH4 so với nghiệm thức đối chứng. Nghiên cứu cần thực hiện trong điều kiện đồng ruộng để đánh giá tác động của việc bổ sung than trong điều kiện thực tế.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Barlett, K.B., Patrick, M.C, Daniel, I.S, Robert, C.H, John, O.W, & John, M.M. (1988). Methane flux from the central Amazonian floodplain. Journal of Geophysical Research, 93(D2), 1571-1582.
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. (2017). Quyết định Công bố hiện trạng rừng toàn quốc năm 2016. https://www.mard.gov.vn/Pages/bo-nn-ptnt-cong-bo-hien-trang-rung-toan-quoc-nam-2016-33834.aspx.
Cheng, C.H., Lehman, J., & Thies, J.E. (2016). Oxidation of black carbon by biotic and abiotic process. Journal Organic Geochemistry, 37(11), 1477-1488.
Chungsangusist, T., Gheewala, S. H., & Patumsawad, S. (2009). Emission assessment of rice husk Combustion for power production. International Scholarly and Scientific Research and Innovation, 3(5), 625-630.
Conrad, R., Erkel, C., & Liesack, W. (2006) Rice Cluster Imethanogens, an important group of Archaea producing greenhouse gas in soil. Current Opinion in Biotechnol, 17, 262–267.
Dubey, S.K. (2005). Microbial ecology of methane emission in rice agroecosysterm: a review. Journal Applied ecology and environmental research, 3(2), 1-27.
Feng, Y. Z., Xu, P., Yu, Y. C., Xie, Z. B., & Lin, X. G. (2012). Mechanisms of biochar decreasing methane emission from Chinese paddy soils. Journal Soil Biology and Biochemistry, 46, 80–88.
Huỳnh Phan Khánh Bình & Trương Thị Nga, 2018. Một số tính chất lý hóa của 3 loại than tràm, tre và trấu sản xuất bằng phương pháp truyền thống. Tạp chí Khoa học Đại học công nghệ nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế, 2(3), 839-846.
Huỳnh Quang Tín, Trần Thị Huyền Trang, Võ Văn Bình, Trần Kim Tính & Nguyễn Văn Sánh. (2015). Ảnh hưởng của kỹ thuật tới đến năng suất và phát thải methane (CH4) trong sản xuất lúa tại Gò Công Tây – Tiền Giang. Tạp chí Khoa học Trường đại học Cần Thơ, Nông nghiệp, thủy sản và công nghệ sinh học, 38(B), 55-63.
Inubushi, K., Umebyashi, M & Wada, h. (1990). Methane emission from paddy fields. In: Transactions, 14th international Congress of soil Scinece, Kyoto vol. 2, 249-254.
Karhu, K., Mattila, T., Bergstrom, I., & Regina, K. (2011). Biochar addition to agricultural soil increased CH4 uptake and water holding capacity―results from a short-term pilot field study. Journal Agriculture Ecosystem and Environment, 140, 309–313. doi:10.1016/j.agee.2010.12.005
Lehmann, J. & Joseph. S. (2009). Biochar for Environmental Management: Science and Technology. London, UK: Earthscan Ltd: Free press.
Lehmann, J. (2007). A handful of carbon. Journal Nature, 447(7141), 143–144.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O'neill, B., Skjemstad, J., Thies, J., Luizao, F. & Petersen, J. (2006). Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Journal Soil Science Society of America, 70(5), 1719-1730.
Liu, Y.M . Yang, Y,. Wu, H . Wang, Y. Chen, W., & Wu. (2011). Reducing CH4 and CO2 emission from waterlogged paddy soil with biochar. Journal of Soils and Sediments, 11, 930–939. DOI 10.1007/s11368-011-0376-x
Mai Văn Trịnh, Trần Văn Thể & Bùi Thị Phương Loan. (2013). Tiềm năng giảm thiểu phát thải khí nhà kính của ngành sản xuất lúa nước Việt Nam. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn 3/2013.
MONRE. (2010). Viet Nam's second national communication to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Ministry of Natural Resources and Environment (MONRE).
Ngô Ngọc Hưng. (2004). Giáo trình thực tập thổ nhưỡng. Tủ sách đại học Cần Thơ.
Nguyễn Khoa Nam, Nguyễn Hữu Chiếm & Nguyễn Văn Công. (2018). Sử dụng than tràm, than tre, than trấu và than hoạt tính gáo dừa làm giảm tác động của Fenobucarb đến enzyme cholinesterase được tách chiết từ các rô đồng (Anabas Testuduneus). Tạp chí Khoa học Đại học Công nghệ Nông nghiệp Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế, 2(2), 733-740.
Nguyễn Văn Sinh. (2016). Ảnh hưởng của một số biochar khác nhau đến phát thải N2O trên đất vườn cây ăn trái và đất phù sa trồng lúa. Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp trường (T2015-75). Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyen, X. L., Do, P. T., Nguyen H. C., Kose, R., Okyama, T., Pham N. T., Nguyen, D. P., & Miyanishi, T. (2018). Properties of biochar prepared from local biomass in the Mekong delta, Vietnam. Journal Bioresources, 13(4), 7325-7344.
Parkin, T., Mosier, A., Smith, Venterea, J. R., Johnson, J., Reicosky, D., Doyle, G., McCarty, G., & J. Baker. (2007). Chamber-based Trace Gas Flux Measurement Protocol. USDA-ARS GRACEnet. New York: Free press
Phạm Quang Hà, Vũ Thắng, Nguyễn Thị Khánh, Kimio Ito, Koichi Endoh & Kazuyuki Inubushi. 2013. Đánh giá mức độ phát thải CH4 từ đất phù sa sông Hồng và đất xám bạc màu trồng lúa ở miền Bắc Việt Nam. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Số tháng 3/2013.
Rondon, M. A., Molina, D., Hurtado, M., Ramirez, J., Lehmann, J., Major, J., & Amezquita, E. (2006). Enhancing the productivity of crops and grasses while reducing greenhouse gas emissions through bio-char amendments to unfertile tropical soils. In: 18th World Congress of Soil Science, July 9–15, Philadelphia, PA. Retrieved June, 2008 from http://crops.confex.com/crops/wc2006/techprogram/P16849.html.
Rondon, M., Ramirez, J. A,. & Lehmann, J. (2005). Charcoal additions reduce net emissions of greenhouse gases to the atmosphere. In: Proceedings of the 3rd USDA Symposium on Greenhouse Gases and Carbon Sequestration, Baltimore, USA, March 21–24,p208
Smith, P., Martino, D., Cai, Z., Gwary, D., Janzen, H., & Kumar. (2007). Agriculture. In: Climate Change: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, (pp. 497–540). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York: Free press.
Spokas, K.A., & Reicosky, D.C. (2009). Impacts of sixteen different biochars on soil greenhouse gas production. Annals of Environmental Science, 3, 179–193.
Tô Lan Phương, Trần Minh Hải, Nguyễn Kim Chung & Đặng Kiều Nhân. (2012). Ảnh hưởng của phân Biogro, phương pháp tưới tiết kiệm nước đến năng suất và phát thải khí nhà kính trên ruộng lúa. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 22(a), 8-16.
Tổng cục thống kê. (2016). Niên giám thống kê 2016. https://www.gso.gov.vn/du-lieu-va-so-lieu-thong-ke/2019/10/nien-giam-thong-ke-2016-2/
Tổng cục thống kê. (2018). Niên giám thống kê 2018. https://www.gso.gov.vn/du-lieu-va-so-lieu-thong-ke/2019/10/nien-giam-thong-ke-2018/
Troy, M. S., Peadar, G., Lawlor, Cornelius. J, O’ Flynn., & Mark G. H. (2013). Impact of biochar addtion to soil on greenhouse gas emissions following pig manure application. Jouranl Soil biology and biochemistry, 60, 173-181.
Võ Quang Minh & Phan Thanh Vũ. (2015). Sử dụng có hiệu quả đất phèn, mặn ở Đồng bằng sông Cửu Long. Hội thảo quốc gia Đất Việt Nam – Hiện trạng sử dụng và thách thức, 167-173
Wang, J. Y., Jia, J. X., Xiong, Z. Q., Khalil M. A. K., & Xing, G. X. (2011). Water regime fertilizer-straw incorporation interaction: Field study on nitrous oxide emissions from a rice agroecosystem in Najing, China. Journal Agricultarure, Ecosystems and Environment, 141, 437-446.
Wang, N, Chang, Z. Z., Xue, X. M., Yu, J.G., Shi, X.X., & Ma, L. Q. (2017). Biochar decreases nitrogen oxide and enhances methane emissions via altering microbial community composition of anaerobic paddy soil. Journal Science of Total Environment, 581-582, 689-696.
Weier K. L. (1999). N2O and CH4 emission and CH4 Consumption in sugarcane soil after variation in nitrogen and water application. Journal Soil biology and biochemistry, 31, 1931-1941.
Xiong, Z. Q., Xing, G. X., & Zhu, Z. L. (2007). Nitrous oxide and methane emission as affected by water, soil and nitrogen. Journal Pedosphere, 17(2), 146-155.
Yoo, J., & Kang, H. (2012). Effects of biochar addition on greenhouse gas emissions and microbial responses in a short-term laboratory experiment. Journal of Environmental Quality, Special section Environment benefits of biochar, 1193–1202.
Zwieten, V. L., Kimber, S., Morris, S., Downie, A., Berger, E., Rust, J., & Scheer, C. (2010). Influence of biochars on flux of N2O and CO2 from Ferrosol. Journal Australian Journal of Soil Research, 48(6-7), 555–568.