Đang tải... (xem toàn văn)
15 CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2 1 Nội dung nghiên cứu 2 1 1 Nội dung 1 Đánh giá ảnh hưởng của than sinh học và phân bò kết hợp rửa trôi đến chất lượng đất Một thí nghiệm đƣợc thiết lập trên loại đất nhiễm mặn có EC = 7,6 (dSm) và trồng lúa nƣớc Thí nghiệm ao gồm 6 công thức, a lần lặp lại và nƣớc rửa trôi từ các chậu thí nghiệm của các công thức 1, 2 và 3 đƣợc thu lại và phần tích các thành phần muối Lúa đƣợc trồng trong thời gian 3 tháng Cuối thí nghiệm đất thí nghiệm đƣợc lấy.
CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Nội dung 1: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phân bò kết hợp rửa trơi đến chất lượng đất Một thí nghiệm đƣợc thiết lập loại đất nhiễm mặn có EC = 7,6 (dS/m) trồng lúa nƣớc Thí nghiệm ao gồm công thức, a lần lặp lại nƣớc rửa trơi từ chậu thí nghiệm cơng thức 1, đƣợc thu lại phần tích thành phần muối Lúa đƣợc trồng thời gian tháng Cuối thí nghiệm: đất thí nghiệm đƣợc lấy để phân tích số hóa lý đất 2.1.2 Nội dung 2: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phân bò đến sinh trưởng lúa Sinh trƣởng lúa nƣớc bao gồm sinh khối mặt đất (gồm thân, hạt) sinh khối rễ đƣợc quan trắc từ cơng thức thí nghiệm 2.1.3 Nội dung 3: Đề xuất giải pháp nghiên cứu, sử dụng than sinh học phân bò để nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn hiệu Phân tích số liệu có đƣợc từ nội dung 1, nội dung để đánh giá khả xử lý đất nhiễm mặn than sinh học phân ò Từ giải pháp quản lý đƣợc đề xuất phù hợp với kết nghiên cứu 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc lựa chọn trình thực đề tài phƣơng pháp thực nghiệm Thơng qua thí nghiệm để đến phân tích, so sánh kết thu đƣợc đƣa kết luận 15 2.2.1 Nội dung 1: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phân bò kết hợp rửa trôi đến chất lượng đất Vật liệu nghiên cứu Nghiên cứu đƣợc thực đất mặn có EC lớn dS/m có ón thêm than sinh học đƣợc sản xuất từ vỏ trấu đƣợc bón thêm phân bị trồng lúa lên Lấy đất làm thí nghiệm: Xác định vị trí lấy mẫu Vị trí lấy mẫu đất đất nhiễm mặn phèn (Sali Thionic Fluvisols) có độ dẫn điện lớn dS/m Qua q trình khảo sát thực địa chúng tơi chọn Xã Lý Nhơn, Huyện Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh Tọa độ Google Map : 10.477709, 106.766559 Phƣơng pháp lấy mẫu : lấy mẫu vị trí khác mảnh đất Tổng trọng lƣợng cần lấy khoảng 250 kg đất Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu Xã Lý Nhơn, Huyện Cần Giờ, Tp HCM 16 Hình 2.2 Mẫu đất thực địa Mẫu than sinh học: Than sinh học đƣợc sản xuất từ vỏ trấu thông qua công nghệ nhiệt phân phân giải chậm, đƣợc nung nhiệt độ 3500C Do đặc tính trấu vật liệu dễ cháy nên đƣa vào lò nung thủ cơng dễ bắt lửa cháy, than trấu nghiên cứu đƣợc tạo thành phƣơng pháp đốt trấu cải tiến Phƣơng pháp dùng ống sắt đặt giữa, tạo nhân nhiệt đổ trùm trấu lên Q trình khơng cho trấu tiếp xúc trực tiếp với lửa mà truyền nóng để trấu thành than từ nhân nhiệt Liên tục đảo trấu từ vào trấu chuyển thành màu đen kết thúc q trình Mẫu phân ị: Phân ị đƣợc thu gom, phơi khô nguyên chất xay mịn Khối lƣợng mẫu: tƣơng ứng với công thức nêu (mỗi loại than phân bò đƣợc chia để đạt khối lƣợng quy đổi theo công thức trên) Vị trí thực nghiệm: Vƣờn ƣơm Sinh học Đại học Cơng Nghiệp TP.HCM (Sân thƣợng nhà F ) 17 Bố trí thí nghiệm Chi tiết cơng thức thí nghiệm nhƣ sau: Bảng 2.1 Chi tiết cơng thức thí nghiệm Chất hữu Công thức (% áp dụng) Rửa trôi Trồng lúa Khơng Có có Phân bị (10%) Có có Than sinh học (10%) Có có Khơng Khơng có Phân bị (10%) Khơng có Than sinh học (10%) khơng có Các nghiên cứu khác áp dụng tỷ lệ than khác thƣờng nằm khoảng đến 10% theo trọng lƣợng; [26] áp dụng 4% than sinh học; sử dụng 8,3% than sinh học [28]; áp dụng tỷ lệ than 2,1; 4,6; 9,8% [27]; sử dụng 2,5% than sinh học [25]; áp dụng 7,2% than [24] Do đó, nghiên cứu sử dụng tỷ lệ cao 10 % cho công thức để khảo sát Tiến hành lấy mẫu dung dịch rửa trôi từ chậu thí nghiệm phân tích tiêu pH EC, Na, Ca, Mg, K, Al, Fe, SO42-, Cl-, NH4+, NO3-, PO43-, tổng lƣợng chất tan nƣớc (TDS) Thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên, cơng thức, 03 lần lặp lại Sau hỗn hợp đất, than sinh học phân bị đƣợc cho vào 18 đơn vị thí nghiệm Mỗi đơn vị thí nghiệm 01 chậu plastic tích lít có đƣờng kính 18cm có chiều cao 38cm, bề mặt có diện tích 234 cm2 đƣợc đặt ghế nhựa đáy có lỗ nhỏ Đối với cơng thức có rửa trơi: đáy chậu thí nghiệm đƣợc đục lỗ nhỏ lắp van xe máy đáy để lấy dung dịch rửa trôi Dùng miếng lƣới mùng đặt dƣới đáy chậu, sau đổ lớp cát xây dày khoảng 3cm Mục đích để nƣớc rửa trôi thấm xuống qua lớp cát lƣới dùng để 18 lọc ngăn không cho cát Dùng đoạn ống nhựa dài khoảng 50cm gắn vào Van xe máy cố định để khơng cho nƣớc ngồi khơng cần lấy mẫu nƣớc rửa trôi ta dùng kẹp giấy để kẹp ống nhựa lại khơng cho nƣớc rửa trơi ngồi Mẫu đất đƣợc phơi khơ xay nhuyễn, sau đƣợc trỗn với than sinh học phân bị Ngồi ra, đơn vị thí nghiệm đƣợc trồng thêm lúa (theo quy trình kỹ thuật trồng lúa) Đƣờng kính 18cm Cao 38 cm Lớp đất Độ cao đất = 25cm Lớp cát = 3cm Chai nhựa lấy nƣớc rửa trơi Hình 2.3 Mơ hình thiết kế thí nghiệm 19 Quan trắc thí nghiệm * Quan trắc nƣớc rửa trôi Lƣợng nƣớc rửa trôi từ đất trồng lúa vụ lúa khoảng 824 mm (vụ lúa tính 100 ngày, trƣờng hợp đất ngập nƣớc) Do đó, tổng thể tích nƣớc bị rửa trơi bề mặt có diện tích 234 cm2 (chậu thí nghiệm có đƣờng kính 18 cm) 210 mL/ngày Vào ngày đo lƣợng nƣớc rửa trôi, mở văn vòi cho nƣớc chảy vào chai đựng mẫu chậu có lƣợng nƣớc rửa trôi đạt 210 mL x số ngày kể từ lần trƣớc lấy mẫu Tiến hành cân lƣợng nƣớc rửa trơi có chai lấy mẫu tất chậu thí nghiệm [8] Nƣớc rửa trơi đƣợc phân tích số sau: EC, pH: Đo chổ máy cầm tay (máy pH máy EC) Na, Ca, Mg, K, Al, Fe: Đo ằng máy ICP sau nƣớc rửa trơi đƣợc lọc acid hóa acid HNO3 Các anion nƣớc rửa trôi: SO42-, Cl- Tổng lƣợng chất tan nƣớc (TDS) 20 Bảng 2.2 Kế hoạch lấy nƣớc rửa trơi phân tích Cơng áp Nhắc Code Vật Liệu thức dụng% Rửa trôi Trồng lúa 10 11 12 13 Lần 10 15 21 28 36 45 55 66 78 91 Ngày thứ 1 Khơng Có có 1 1 1 1 1 1 2 Than SH 10 Có có 1 1 1 1 1 1 3 Phân bị 10 Có có 1 1 1 1 1 1 4 Khơng Khơng có 1 1 1 1 1 1 5 Than SH 10 Khơng có 1 1 1 1 1 1 6 Phân bị 10 Khơng có 1 1 1 1 1 1 Khơng Có có 1 1 1 1 1 1 Than SH 10 Có có 1 1 1 1 1 1 Phân bị 10 Có có 1 1 1 1 1 1 10 Khơng Khơng có 1 1 1 1 1 1 11 12 13 Than SH Phân bị Khơng 10 10 Khơng Khơng Có có có có 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14 Than SH 10 Có có 1 1 1 1 1 1 15 Phân bò 10 Có có 1 1 1 1 1 1 16 Không Khơng có 1 1 1 1 1 1 17 Than SH 10 Khơng có 1 1 1 1 1 1 18 Phân bò 10 Khơng có Lƣợng nƣớc rửa trơi cần lấy (mL) 1 1 1 1 1 1 210 420 630 840 1,050 1,260 1,470 1,680 1,890 2,100 2,310 2,520 2,730 21 19110 Quan trắc tính chất đất * Trƣớc thí nghiệm Phân tích tiêu đất pH, EC, Na, Ca, Mg, K, Al, Fe, tổng lƣợng chất tan nƣớc, SO42-, Cl- * Sau thí nghiệm Mẫu đất thí nghiệm: Phân tích số EC, pH, Na, Ca, Mg, K, Al, Fe, Mn,SO42-, Cl-, NH4+, NO3-, PO43-, CEC Các tiêu đƣợc phân tích theo phƣơng pháp nhƣ sau: 13 Chỉ tiêu Phƣơng pháp thử 10 EC pH Na Ca Mg K Al Fe Mn SO4 TCVN 6650:2000 ASTM 4980:89 AOAC 2016 TCVN 8885:2011 TCVN 8885:2011 TCVN 4053:1985 TCVN 6649:2000 TCVN 6649:2000 TCVN 6649:2000 TCVN 6656:2000 11 Cl- 14 TCN 149:2005 12 NH4+ TCVN 6443:2000 13 NO3- TCVN 6443:2000 14 15 PO43CEC TCVN 8940:2011 TCVN 8068:2010 22 Tính tốn số chất lƣợng đất theo công thức sau: SQI=(∑SQI - SQImin)/(SQImax - SQImin) Việc tính SQI theo cơng thức (1) cho thấy thơng số đƣa vào tính tốn có vai trị ngang nhau; nhƣng thực tế nhƣ tính SQI nhằm mục tiêu đánh giá suất trồng thơng số đƣợc chọn có vai trị ảnh hƣởng khác Vì vậy, số nhà khoa học đề xuất việc gán trọng số cho thông số đƣợc đƣa vào Các trọng số đƣợc tính sở sử dụng hàm tuyến tính sử dụng phƣơng pháp phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP) Các thơng số đất đƣợc chia thành nhóm dựa ba hàm toán học toán học: (a) “nhiều tốt hơn” (ví dụ: OM) ( ) “ít tốt hơn” (ví dụ: SO42-) (c) “tối ƣu” (ví dụ: pH) Các thuộc tính 'Tối ƣu' thuộc tính có ảnh hƣởng tích cực đến mức định, ngồi tầm ảnh hƣởng đƣợc coi bất lợi Đối với trọng số “nhiều tốt hơn”, quan sát đƣợc chia cho giá trị đƣợc quan sát cao toàn tập liệu cho giá trị đƣợc quan sát cao có điểm 1; trọng số “ít tốt hơn”, giá trị đƣợc quan sát thấp toàn tập liệu đƣợc chia cho quan sát cho giá trị đƣợc quan sát thấp nhận đƣợc điểm 1; trọng số “tối ƣu” đƣợc ghi lên đến giá trị ngƣỡng “nhiều tốt hơn”, sau giá trị ngƣỡng đƣợc ghi “ít tốt 2.2.2 Nội dung 2: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phân bò đến sinh trưởng lúa Sinh trƣởng lúa nƣớc: suất sinh khối mặn đất, suất sinh khối rễ (Lúa sau thu hoạch đƣợc tách khỏi đất nhẹ nhàng để lấy đƣợc phần rễ, rửa cắt thành quả, thân, rễ Sau cho vào túi ghi nhãn Đem sấy khô nhiệt độ 105 oC tới khối lƣợng không đổi đem cân.) 2.2.3 Nội dung 3: Đề xuất giải pháp nghiên cứu, sử dụng than sinh học phân bò để nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn hiệu Các số liệu có đƣợc từ nội dung 1, nội dung đƣợc phân tích thống kê để đánh giá khả xử lý đất nhiễm mặn than sinh học phân bò Phƣơng pháp thống kê đƣợc sử dụng phân tích ANOVA hai yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên 23 Đánh giá ảnh hƣởng than sinh học phân bò, ta so sánh sinh trƣởng lúa số độ mặn cơng thức có sử dụng than sinh học phân bò khác Phần mềm Microsoft Excel JMP sử dụng để thống kê tổng hợp số liệu 24 ... lƣợng; [26] áp dụng 4% than sinh học; sử dụng 8,3% than sinh học [28]; áp dụng tỷ lệ than 2,1; 4,6; 9,8% [27]; sử dụng 2,5% than sinh học [25]; áp dụng 7,2% than [24] Do đó, nghiên cứu sử dụng tỷ lệ... hưởng than sinh học phân bị kết hợp rửa trơi đến chất lượng đất Vật liệu nghiên cứu Nghiên cứu đƣợc thực đất mặn có EC lớn dS/m có ón thêm than sinh học đƣợc sản xuất từ vỏ trấu đƣợc bón thêm phân. .. vào túi ghi nhãn Đem sấy khô nhiệt độ 105 oC tới khối lƣợng không đổi đem cân.) 2.2.3 Nội dung 3: Đề xuất giải pháp nghiên cứu, sử dụng than sinh học phân bò để nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn