Trần Sỹ Nam * , Hồ Minh Nhựt , Nguyễn Ngọc Bảo Trâm , Đỗ Thị Xuân , Huỳnh Văn Thảo Nguyễn Hữu Chiếm

* Tác giả liên hệ (tsnam@ctu.edu.vn)

Abstract

CH4 and N2O emissions from paddy soil plays an important role in reducing greenhouse gas emissions. This study was conducted to evaluate and compare CH4 and N2O emissions from a paddy soil supplemented by 2 types of biochar. The study was set up with 7 treatments including 2 types of rice husk biochar (i) produced by the slow pyrolysis in a laboratory (RB-lab) and (ii) a commercial rice husk biochar (RB) at 0.2, 0.5 and 1% and the control (without biochar). The CH4 emission of all treatments supplemented with either RB-lab or RB was significantly reduced with that of the control (p <0.05). RB-lab decreased 14-18% and RB decreased 16-20% of total CH4 emission. N2O emission was negligible in the submerged paddy soil under in-vitro laboratory. This study showed that RB at 1% reduced CH4 emission better than that of RB-lab.
Keywords: Rice husk biochar, submerged paddy soil, CH4 emission, N2O emission

Tóm tắt

Khí CH4 và N2O từ đất trồng lúa đóng vai trò quan trọng trong giảm phát thải khí nhà kính. Nghiên cứu được thực hiện nhằm so sánh sự phát thải CH4 và N2O khi bổ sung 2 loại biochar trấu khác nhau. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với bảy nghiệm thức gồm hai loại biochar trấu (i) RB-lab được sản xuất theo phương pháp nhiệt phân chậm trong phòng thí nghiệm và (ii) biochar trấu thương mại (RB) với 0,2, 0,5 và 1% và đối chứng (không biochar). Các nghiệm thức bổ sung RB-lab hoặc RB giảm phát thải CH4 có ý nghĩa so với đối chứng (p<0,05). Bổ sung RB-lab giảm 14-18% tổng lượng CH4 phát thải, trong khi đó RB giúp giảm 16-20%. N2O phát thải không đáng kể trong điều kiện đất ngập nước liên tục trong phòng thí nghiệm. Bổ sung 1% RB cho hiệu quả giảm phát thải tốt hơn so với RB-lab.
Từ khóa: Biochar trấu, đất lúa ngập nước, phát thải CH4, phát thải N2O

Article Details

Tài liệu tham khảo

Cai, F., Feng, Z., and Zhu, L., 2017. Effects of biochar on CH4emission with straw application on paddy soil. Journal of Soil and Sediments. 18(2): 599-609.

Chungsangusist,T., Gheewala,S.H., and Patumsawad,S., 2009. Emission assessment of rice husk Combustion for power production. International Scholarly and Scientific Research and Innovation. 3(5): 625-630.

Dubey, S.K., 2005. Microbial ecology of methane emission in rice agroecosystem: a review. Journal Applied Ecology and Environmental Research. 3(2): 1-27.

Feng,Y., Xu,Y., Yu,Y., Zubin,X. and Xiangui., 2012. Mechanisms of biochar decreasing methane emission from chinesse paddy soils. Soil biology & Biochemisty.4:80-88.

Hensault, C., Grossel, A., Mary, B., Roussel, M. and LÉOnard, J. (2012). Nitrous Oxide Emission by Agricultural Soils: A Review of Spatial and Temporal Variability for Mitigation. Pedosphere 22 (4): 426-433.

Huỳnh Quang Tín, Trần Thị Huyền Trang, Võ Văn Bình, Trần Kim Tín và Nguyễn Văn Sánh, 2015. Ảnh hưởng của kỹ thuật tưới 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. 38B (2): 55-63.

Inubushi, K., Umebayashi, M.and Wada,H.,1990. Methane emission from paddy field. Trans 14th Inl Cong Soil Sci (Kyoto II): 249-254.

IPCC, 2007, Agriculture, In: Metz, B,, Davidson, O,R,, Bosch, P,R, (Editors), Climate Change 2007: Mitigation, Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA.

Karakut, I., Aydin, G., Aydiner, H., 2012. Souces and mitigation of methane emission by sectors: A Critical review. Renewable Energy. 39 (2012): 40-48.

Karhu, K., Matilla, T., Bergstrom I. and Regina, K., 2011. Biochar addition to agricultural soil increased CH4uptake and water holding capacity-results from a short-term pilot field study. Agricultural, Ecosysterm and Environment. 140:309-313.

Lehmann, J.,2007. A handful of carbon. Nature.447(7141): 143–144.

Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O'Neill, B.,Skjemstad, J.O., Thies, J., Luizao, F.J., Petersen, J., and Neves, E.G., 2006. Black carbon increases cation exchange capacity in soils. Journal Soil Sciences Society of American. 70: 1719–1730.

Liu, Y., Yang, M., Wu, Y., Wang, H., Chen, Y. and Wu. W., 2011. Reducing CH4and CO2emission from waterlogged paddy soil with biochar. Journal of Soils and Sediments. 11:930–939.

Mai Văn Trịnh, Trần Văn Thể và 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): 1-10.

MONRE., 2010. Viet Nam's second national communication to the United Nations. Framework Convention on Climate Change. Ministry of Natural Resources and Environment (MONRE).

Nilissen, V., Rutting, T., Huygens, D., Staelens, J., Ruyschaert, G. and Boeckx, P., 2014. Maize biochar accelerrate short-term soil nitrogen dynamics in a loamy sandsoil. Soil biology & biochemistry. 55:20-27.

Nisbet, E. G., Dlugokencky, E. J., and Bousquet, P., 2014. Methane on the rise-Again. Science. 343: 493–495.

Parkin, T., A. Mosier, J., Smith, R., Venterea, J., Johnson, D., Reicosky, G., Doyle G., McCarty and J. Baker., 2003. USDA-ARS GRACEnet chamber-based trace gas flux measurement protocol. Access on: 17/10/2019:https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/31831/2003GRACEnetTraceGasProtocol.pdf

Spokas, K.A., andReicosky, 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 và 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. 22A: 8-16.

Tổng cục thống kê, 2016. Niên giám thống kê 2016.

Troy, S.M., Lawlor, P.G., O’Flynn, C.J., and Healy, M.G., 2013. Impact of biochar addtion to soil on greenhouse gas emissions following pig manure application. Soil biology & Biochemistry,60: 173-181.

Tsuruta, H., 1998. Emission rates of methane from rice paddy fields and nitrous oxide from fertilized upland fields estimated from intensive field measurement for three years (1992–1994) all over Japan. NIAES Study Rep. Branch Management Resource and Ecosystem. 13: (101–130).

Wang,.N., Chang, Z.Z., Xue, X.M., Yu, J.g., Shi, X.X. and Ma,.L.Q., 2017. Biochar decreases nitrogen oxide and enhances methane emissions via altering microbial community composition of anaerobic paddy soil. Science of Total Environment (581-582):689-696.

Xing,G.X., Shi, X.L., and Shen,G.Y., 2002. Nitrous oxide emission from paddy soil in in three rice-based cropping system in China. Nutrient cycle Agroecosysterm.64:135-143.

Yagi.,K. and Minaki,K., 1990. Effect of organic–matter application on methane emission from some Japanese paddy fields. Soil science plant nutrient. 36(4): 599-610.

Yanai, Y., Toyota, K. andOkazaki, M.,2007. Effects of charcoal addition on N2O emissions from soil resulting from rewetting air-dried soil in short-term laboratory experiments. Soil Science and Plant Nutrition, 53(2): 181-188.

Yoo, J., and 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. 41(4): 1193–1202.

Zhang., A., Cui, L.,Pan, G., Li,L.,Hussain, Q., Zhang,X.,ZhengJ., and Crowley. D., 2010. Effect of biochar amendment on yield and methane and nitrous oxide emissions from a rice paddy from Tai Lake plain, China. Journal Agriculture, Ecosystems and Environment.139(4): 469-475.

ZwietenV., L., Kimber, S., Morris, S., Downie, A., Berger, E., Rust, J., and Scheer, C., 2010. Influence of biochars on flux of N2O and CO2from Ferrosol. Australian Journal of Soil Research.48(6-7):555–568.