Ảnh hưởng của than sinh học đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính và sinh trưởng lúa nước trên đất nhiễm mặn

MẪU 14KHCN 0 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài Ảnh hưởng của than sinh học đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính và sinh trưởng lúa nước trên đất nhiễm mặn Mã số đề tài 171 4031 Chủ nhiệm đề tài TS Nguyễn Thanh Bình Đơn vị thực hiện Viện Khoa Học Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường 1 LỜI CÁM ƠN Để hòan thành đề tài này nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học trường Đạ.

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Ảnh hưởng than sinh học đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính sinh trưởng lúa nước đất nhiễm mặn Mã số đề tài: 171.4031 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thanh Bình Đơn vị thực hiện: Viện Khoa Học Cơng Nghệ Quản Lý Môi Trường LỜI CÁM ƠN Để hịan thành đề tài nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học trường Đại Học Công Nghiệp đánh giá tin tưởng trao nhiệm vụ nghiên cứu cho nhóm Cảm ơn phịng Quản lý Khoa học Phịng Kế tóan hổ trợ việc nghiệm thu tóan đề tài Chúng tơi đặc biệt cảm ơn Viện Khoa học Công nghệ Quản lý Môi trường tạo điều kiện, cho phép sử dụng trang thiết bị dung cụ nghiên cứu phục vụ đề tài Chúng cảm ơn cộng tác viên, em sinh viên học viên tham gia đề tài mức độ khác PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Ảnh hưởng than sinh học đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính sinh trưởng lúa nước đất nhiễm mặn 1.2 Mã số: 171.4031 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên Đơn vị công tác (học hàm, học vị) Nguyễn Thanh Bình (tiến sĩ) Vai trị thực đề tài Viện Khoa học quản Chủ nhiệm đề tài: Thiết lập thí lý tài ngun mơi trường nghiệm, đo số đất, khí thải, phân tích số liệu viết báo cáo Thái Vũ Bình (tiến sĩ) Viện khoa học quản Thành viên: Phân tích số liệu lý tài nguyên môi trường viết báo cáo Trịnh Ngọc Nam (tiến sĩ) Viện CN Sinh học & Thành viện: Đo số vi Thực phẩm sinh vật, phân tích số liệu viết báo cáo 1.4 Đơn vị chủ trì: Viện Khoa Học Cơng Nghệ Quản Lý Môi Trường 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: 38/HĐ-ĐHCN từ tháng 04 năm 2017 đến tháng 03 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng năm 2018 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 04 năm 2017 đến tháng năm 2018 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): khơng có thay đổi (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 60 triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Sản xuất lúa nước Việt Nam nói chung vùng đồng sơng Mekong nói riêng gặp phải vấn đề, bao gồm (1) phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính (GHG) cao CH4, N2O (2) đất có vấn đề (nhiễm mặn) làm cho sinh trưởng phát triển lúa cịn Ngồi sản phẩm hạt lúa, sản phẩm phụ rơm rạ vỏ trấu (tài nguyên tái tạo) tạo q trình sản xuất lúa nước, ước tính khỏang 38 triệu rơn rạ đến triệu vỏ trấu tạo hàng năm Việt Nam (Mai et al., 2011) Đây tài nguyên tái tạo dồi quan trọng, tái sử dụng để chuyển sang dạng than sinh học Than sinh học có tác dụng hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đất nhiễm mặn, đồng thời làm giảm lượng phát thải khí GHG Mục tiêu Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu ảnh hưởng than sinh học sản xuất từ vỏ trấu rơm rạ đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính CH4, N2O sinh trưởng lúa nước đất phù sa nhiễm mặn Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phát thải khí CH4 N2O từ lúa nước quy mơ phịng thí nghiệm - Đánh giá ảnh hưởng than sinh học sinh trưởng lúa nước thay đổi mật độ vi sinh vật dị hố CH4; - Tìm hiểu chế ảnh hưởng than sinh học phát thải khí CH4 sinh trưởng lúa nước 3 Phương pháp nghiên cứu Một thí nghiệm nhà lưới thực để trả lời mục tiêu nghiên cứu Đất sử dụng loại đất nhiễm mặn kiềm, bón thêm than sinh học phân chuồng, trồng lúa nước Phát thải khí CH4, N2O, sinh khối bề mặt đất, hàm lượng chất dễ tiêu, trao đổi đất, tổng cation trao đổi đất trước sau thí nghiệm phân tích Tổng kết kết nghiên cứu Than sinh học có tác dụng làm giảm phát thải khí CH4 từ lúa nước có áp dụng phân hữu Cơ chế cho ảnh hưởng có liên quan đến mật độ vi sinh vật cổ sinh methanogen methanotrophs Than sinh học làm hạn chế phát triển nhóm vi sinh vật sản sinh methane điều kiện yếm khí methanogen, lúc làm tăng hoạt động nhóm vi sinh vật oxy hóa methane methanotrophs Than sinh học không tác dụng đất không áp dụng phân hữu cơ, lý công thức không sử dụng phân hữu khơng kích thích phát triển nhóm vi sinh vật Than sinh học làm tăng sinh trưởng lúa nước từ đất nhiễm mặn kiềm Cơ chế giải thích cho vấn đề liên quan đến việc làm tăng nồng độ trao đổi chất dinh dưỡng K P, tổng lượng cation trao đổi Na Đánh giá kết đạt kết luận Kết nghiên cứu đạt mục tiêu nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến phát thải khí CH4, sinh trưởng lúa nước đất nhiễm mặn, tìm hiểu chế có liên quan đến vấn đề Lượng phát thải N2O nghiên cứu Zero Than sinh học làm tang sinh trưởng lúa nước, làm giảm phát thải khí CH4 có bón phân hữu Các chế có liên quan đến khả sinh trưởng phát triển nhóm vi khuẩn hình thành methan methanogen nhom1 vi khuẩn phân giản methan la methanotroph Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Tiếng Việt Phát thải khí nhà kính CH4 cao canh tác lúa nước, sinh trưởng, suất lúa nước thấp loại đất nhiễm mặn kiềm vấn đề Việt Nam Than sinh học có nhiều đặc tính quan trọng cải thiện đồng thời vấn đề Một thí nghiệm hai yếu tố bố trí theo kiểu khối đủ ngẫu nhiên nhà lưới thực nhằm (1) đánh giá ảnh hưởng than sinh học sản xuất từ rơm vỏ trấu phát thải khí CH4, sinh trưởng lúa nước thay đổi mật độ vi sinh vật dị hố CH4 (2) tìm hiểu chế ảnh hưởng than sinh học phát thải khí CH4 sinh trưởng lúa nước đất nhiễm mặn kiềm Kết cho thấy than sinh học làm giảm phát thải khí CH4 đến 83% cơng thức có bón phân hữu Sinh khối bề mặt đất lúa công thức sử dụng than sinh học từ rơm tăng lên đến 110% so với công thức không sử dụng than sinh học Mật độ gene nhóm vi sinh vật phát thải CH4 giảm xuống vi sinh vật oxy hóa CH4 tăng lên ảnh hưởng than sinh học nguyên nhân làm thay đổi phát thải CH4 than sinh học Tổng lượng cation trao đổi khơng phải Na, ví dụ nồng độ K trao đổi liều lượng P dễ tiêu đất tăng lên nguyên nhân cải thiện sinh trửơng lúa nước đất nhiễm mặn kiềm nặng Tiếng Anh Greenhouse gas, such as methane, emissions from, as well growth and yield of paddy rice on saline sodium-affected soils are among important issue currently in Vietnam Biochar has many important features, which could correct and improve these problems A two-factor experiment set up as a randomized complete block design was established in a net house to (1) examine the effect of biochar derived from rice husk and straw on CH4 emissions, growth of paddy rice and activities of the methane-producing and oxidizing micro-organisms, methanogens and methanotrophs The results showed that biochar reduced CH4 emissions of up to 83% from the treatments applied with cow manure The above-ground biomass of paddy rice was enhanced by 110% by biochar amendment, compared to no-biochar treatments An increase of copy number of genes of CH4-producing methonogen and a decrease of CH4 oxidizing methanotrophs were the mechanisms responsible for reduced CH4 emissions of biochar An increase in total exchange cation excluding Na, such as exchangeable K and concentration of available P in the experimental soil was the main reason of improving the growth of paddy rice on the salt and sodium-affected soil III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu (sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu TT kinh tế - kỹ thuật Tên sản phẩm Đăng ký Bài báo Đạt báo đăng tải báo tạp chí Archives tạp chí hệ thống of Agronomy and Soil Science ISI Thuộc hệ thống ISI với số IF = 2.137 Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chấp nhận có ghi nhận địa cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định - Các ấn phẩm ( photo) đính kèm phần phụ lục minh chứng cuối báo cáo (đối với ấn phẩm sách, giáo trình cần có photo trang bìa, trang trang cuối kèm thông tin định số hiệu xuất bản) 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Thời gian Tên đề tài thực đề tài Tên chuyên đề NCS Đã bảo vệ Tên luận văn Cao học Nghiên cứu sinh Học viên cao học Lê Thị Minh 04/2017-04/2018 Châu Effect of biochar on Đã bảo vệ luận văn thạc greenhouse gas emissions sĩ ngày 23 tháng 6, and the growth of paddy 85 điểm rice Sinh viên Đại học Ghi chú: - Kèm photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn;( thể phần cuối báo cáo khoa học) IV Tình hình sử dụng kinh phí TT Nội dung chi Kinh phí Kinh phí duyệt thực (triệu đồng) (triệu đồng) Ghi A Chi phí trực tiếp 60 59.891 Thuê khốn chun mơn 7.2 7.2 Ngun, nhiên vật liệu, 52.6 52.251 Thiết bị, dụng cụ 0 Cơng tác phí 0 Dịch vụ thuê 0 Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ 0 In ấn, Văn phịng phẩm 0.2 0.44 Chi phí khác 0 B Chi phí gián tiếp 0 Quản lý phí 0 Chi phí điện, nước 0 60.00 59.891 Tổng số V Kiến nghị (về phát triển kết nghiên cứu đề tài) Trên đất nhiễm mặn, than sinh học cho thấy có tiềm lớn việc hạn chế phát thải khí CH4, cải thiện sinh trưởng lúa Tuy nhiên có nhiều vấn đề chưa làm sáng tỏ: - Liều lượng than tối ưu áp dụng cho loại đất mặn kiềm - Cơ chế làm cho than có khả năng cao sinh trưởng lúa, hạn chế phát thải khí hiệu ứng nhà kính - Các kết đề tài nhà lưới, quy mô nhỏ Vậy điều kiện sản xuất đồng ruộng, có khác biệt kết Đề xuất cần có đề tài lớn thực để trả lời cấu hỏi VI Phụ lục (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) Bài báo thuộc hệ thống ISI Quyết định giao đề tài kết bảo vệ luận văn học viên cao học Tp HCM, ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài Phịng QLKH&HTQT Viện Khoa Học Cơng Nghệ Quản Lý Môi Trường Trưởng (đơn vị) ... trấu rơm rạ đến phát thải khí hiệu ứng nhà kính CH4, N2O sinh trưởng lúa nước đất phù sa nhiễm mặn Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá ảnh hưởng than sinh học phát thải khí CH4 N2O từ lúa nước quy mơ... giá ảnh hưởng than sinh học đến phát thải khí CH4, sinh trưởng lúa nước đất nhiễm mặn, tìm hiểu chế có liên quan đến vấn đề Lượng phát thải N2O nghiên cứu Zero Than sinh học làm tang sinh trưởng. .. nghiệm - Đánh giá ảnh hưởng than sinh học sinh trưởng lúa nước thay đổi mật độ vi sinh vật dị hoá CH4; - Tìm hiểu chế ảnh hưởng than sinh học phát thải khí CH4 sinh trưởng lúa nước 3 Phương pháp