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

Mai Thị Lan Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 118(04): 191 - 196

191

ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH HỌC CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẤT LÚA

TẠI QUYẾT THẮNG, THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN

Mai Thị Lan Anh1

, Stephen Joseph2

, Lukas Van Zwieten2

,

Hoàng Trung Kiên1

, Hoàng Lâm1

, Văn Hữu Tập

1

, Mai Văn Trịnh3

1

Trường ĐH Khoa học – ĐH Thái Nguyên, 2ĐH New South Wales, NSW2052 Australia

3Viện Môi trường Nông nghiệp (IAE), Hà Nội, Việt Nam

TÓM TẮT

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. Kết quả nghiên cứu của năm thứ

nhất ở thí nghiệm nghiên cứu 3 năm gồm các công thức thử nghiệm với than sinh học và phân

chuồng được đánh giá trong bài báo này. Than sinh học được sản xuất nhờ quá trình đốt nhiệt phân

bằng 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 tiên

bón than sinh học, hàm lượng chất hữu cơ trong đất đã tăng lên 62,5%. Than sinh học ủ với phân

chuồng đã phát huy đặc tính hấp phụ tốt đối với các thành phần khoáng chất như sắt và amoni, nhờ

đó 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 thực

quan trọng và là nguồn thực phẩm lâu đời hơn

bất kỳ cây trồng khác. Tuy nhiên, việc trồng

và sản xuất lúa gạo nảy sinh một số vấn đề

môi trường như phát thải khí nhà kính, đặc

biệt là khí mêtan (CH4) và nitơ oxit (N2O),

vấn đề quản lý số lượng lớn rơm rạ và nước

tưới cần thiết cho các giai đoạn ngập nước

liên tục (Bueno và Lafarge, 2009) [3].

Những cánh đồng lúa thoát nước tốt, hoặc là

do nguồn nước hạn chế hoặc làm cỏ sục khí

để tăng cường gốc đẻ nhánh, là các biện pháp

canh tác phổ biến ở các nước sản xuất lúa gạo

lớn (IRRI, 2013) [5]. Hệ thống thoát nước tạo

ra vùng kỵ khí đặc trưng trong đất nơi xảy ra

đồng thời hai quá trình nitrat hóa và khử nitrat

(Smith và Patrick, 1983) [9]. Trong quá trình

nitrat hóa, NH4

+

có sẵn trong đất bị oxy hóa

thành NO3

-

, trong phản ứng khử nitrat, NO3

-

bị khử thành N2O, cuối cùng thành N2. Tuy

nhiên, do một phần môi trường đất là kỵ khí

nên một số lượng đáng kể N2O thoát vào khí

quyển thông qua các lỗ hổng của đất. Khoảng

hổng này thường có đặc tính oxy hóa (Smith

*

Tel: 01635102132; Email: [email protected]

và Patrick,1983) [9]. Ngoài ra, sự linh động

sẵn có C trong đất cũng tăng cường quá trình

khử thông qua việc cung cấp chất cho điện tử

để khử nitrat và thúc đẩy quá trình yếm khí.

Vì vậy, nước và các chất hữu cơ trong những

cánh đồng lúa là yếu tố tác động đến phát thải

CH4 và N2O. Ngoài các điều kiện đất, cây lúa

cũng tăng cường phát thải CH4 và N2O bằng

cách cung cấp các chất cho điện tử.

Việt Nam có khoảng 6 triệu ha đất trồng lúa

lúa, là một trong hai quốc gia sản xuất lúa gạo

và xuất khẩu hàng đầu thế giới (FAOSTAT,

2013) [4]. Ở đây, áp dụng phân chuồng

(FYM) cùng với phân đạm trong ruộng lúa là

một thực tế phổ biến (Dung et al., 2003) [2].

Tuy nhiên cùng với quá trình công nghiệp hóa

nông nghiệp nông thôn, các thiết bị máy cày

được sử dụng phổ biến kéo theo nguồn phân

chuồng giảm đáng kể. Để đảm bảo an ninh

lương thực, phân khoáng là lựa chọn số một

của nông dân hiện nay. Hệ quả là các cánh

đồng lúa ngày càng có nguy cơ nghèo kiệt

dinh dưỡng, hàm lượng các chất hữu cơ giảm,

đặc biệt là các bon. Trong bối cảnh đó, than

sinh học từ phế phẩm nông nghiệp là một giải

pháp hữu hiệu bổ sung nguồn các bon vào

đất, cải tạo các đặc tính dinh dưỡng của đất,