Nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn bằng than sinh học từ một số phụ phẩm nông nghiệp.pdf

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐÀO THỊ YẾN KHANH NGHIÊN CỨU CẢI TẠO ĐẤT NHIỄM MẶN BẰNG THAN SINH HỌC TỪ MỘT SỐ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP Ngành : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Mã ngành : 8.85.01.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Cơng nghiệp TP Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Thanh Bình Luận văn thạc sĩ bảo vệ Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 13 tháng năm 2022 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Lê Hùng Anh - Chủ tịch Hội đồng TS Nguyễn Thanh Phong - Phản biện PGS.TS Đinh Đại Gái - Phản biện TS Đào Minh Trung - Ủy viên TS Trần Thị Tường Vân - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN KHCN VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đào Thị Yến Khanh MSHV: 18000281 Ngày, tháng, năm sinh: 09/02/1995 Nơi sinh: Hưng Yên Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã CN: 8.85.01.01 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn than sinh học từ một số phụ phẩm nông nghiệp NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khảo sát đặc tính than sinh học sản xuất từ loại phụ phẩm nông nghiệp khác - Khảo sát thay đổi nồng độ ion muối theo thời gian loại than sinh học - Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến chất lượng đất nhiễm mặn phèn - Thảo luận biện pháp quản lý phụ phẩm nông nghiệp theo hướng sản xuất than sinh học phục vụ cải tạo đất nhiễm mặn II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 07/7/2021 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 13/7/2022 IV NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thanh Bình Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN ĐÀO TẠO PGS.TS Nguyễn Thanh Bình VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG PGS.TS Lê Hùng Anh LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, Tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt tới Thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thanh Bình tận tình giúp đỡ Tơi từ việc định hướng xây dựng nghiên cứu, triển khai nợi dung đóng góp ý kiến để chỉnh sửa hồn thành báo cáo Đồng thời, Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Viện Khoa học Công nghệ Quản lý Môi trường – Trường đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đội ngũ Thầy/Cô tham gia giảng dạy truyền đạt cho kiến thức chuyên ngành, làm tảng để tơi hồn thành luận văn nghiên cứu Ngồi ra, Tơi xin gửi lời tri ân tới gia đình, người thân, học viên lớp bạn bè động viên, chia sẻ, giúp đỡ Tôi trình thực luận văn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh, đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu chế tiềm cải tạo mặn đất nông nghiệp than sinh học sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp” ký ngày 13/07/2020 PGS.TS Nguyễn Thanh Bình làm chủ nhiệm đề tài TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Ứng dụng than sinh học để cải thiện chất lượng đất hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển nông nghiệp carbon thấp, giảm thiểu phát sinh khí gây hiệu ứng nhà kính Trong nghiên cứu này, than sinh học sản xuất (tại nhiệt độ 3500C) từ phụ phẩm nông nghiệp bao gồm vỏ trấu, thân ngô, thân cành nhãn phối trộn với đất nhiễm mặn (EC=4,5 dS/m) 05 tỷ lệ khác (0%, 0,7%, 1,5%, 3% 6%) Đất sau phối trộn chứa chậu tiến hành theo dõi biến thiên giá trị theo 05 thời điểm (5 ngày, 15 ngày, 30 ngày, 60 ngày 100 ngày) Kết phân tích tính chất đất sau xử lý thống kê phần mềm JMP (Phân tích mợt chiều, phân tích phương sai Anova) cho thấy tác động việc sử dụng than sinh học đất nhiễm mặn thay đổi theo nguyên liệu, tỷ lệ bổ sung than thời gian thử nghiệm Kết nghiên cứu cho thấy than vỏ trấu than nhãn có tiềm cải tạo đất mặn phèn tốt so với than ngô Như vậy, việc tăng cường quản lý sử dụng phụ phẩm nông nghiệp sản xuất than sinh học sử dụng để cải tạo đất nhiễm mặn một giải pháp khả thi có hiệu kinh tế Từ khóa: Than sinh học, đất nhiễm mặn, phụ phẩm nông nghiệp ABSTRACT The use of biochar to improve soil quality is completely consistent with the strategy of developing carbon agriculture, which reduces greenhouse gas emissions More biologicals were produced (at 3500C) from industry by-products such as rice husks, corn stalks, and stems, and combined with saline soil (EC=4.5 dS/m) at 05 different rates in this section of the study (0%, 0.7%, 1.5%, 3% and 6%) Land after the combination is included in the series and tracks the value change over 05 time points (5 days, 15 days, 30 days, 60 days and 100 days) The results of soil quality analysis using JMP software (one-way analysis, Anova analysis) revealed that the impact of more biological work on saline soils varied with materials, supplement rate, and time trial According to the findings, more rice husks and more than longan have the ability to improve saline soil better than corn As a result, improving the management and utilization of agro-industries that are more productive than biological and used to improve saline soils is a viable and economically viable solution Key words: Biochar, saline soil, agricultural by-products LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Đào Thị Yến Khanh, tác giả luận văn “Nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn than sinh học từ số phụ phẩm nông nghiệp”, Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu khoa học thân thực hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thanh Bình Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ bất kỳ một nguồn bất kỳ hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tôi xin cam đoan nội dung ghi thật hoàn toàn chịu trách nhiệm tồn bợ nợi dung nghiên cứu kết luận văn Học viên Đào Thị Yến Khanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ iv ABSTRACT v LỜI CAM ĐOAN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu than sinh học 1.2 Giới thiệu chung đất nhiễm mặn giải pháp cải tạo đất nhiễm mặn 1.2.1 Đất nhiễm mặn 1.2.2 Giải pháp cải tạo đất nhiễm mặn 1.3 Tổng quan nghiên cứu than sinh học đất nhiễm mặn 1.3.1 Tại Việt Nam 1.3.2 Trên giới 11 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Nội dung nghiên cứu 13 2.2 Phương pháp nghiên cứu 13 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22 3.1 Khảo sát đặc tính than sinh học sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp 22 3.2 Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến chất lượng đất nhiễm mặn 28 3.2.1 Tính chất đất nhiễm mặn 28 3.2.2 Động lực thay đổi nồng độ ion theo thời gian 29 3.2.3 Ảnh hưởng than sinh học đến tính chất khác đất phèn nhiễm mặn 45 3.2.4 Ảnh hưởng than sinh học đến số đất phèn nhiễm mặn 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 64 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN 82 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Bố trí thí nghiệm vườn ươm sinh học 17 Hình 2.2 Phân tích cation máy đo quang phổ UV-VIS 18 Hình 3.1 Cấu trúc micro than sinh học từ vỏ trấu (a), thân ngô (b), cành nhãn (c) đợ phân giải 10 micro chụp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microspopy – SEM) 26 Hình Cấu trúc mirco than sinh học từ vỏ trấu (a), thân ngô (b), cành nhãn (c) độ phân giải 20 micro chụp kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microspopy – SEM) 27 Hình 3.3 Nồng đợ Na trao đổi theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học áp dụng 29 Hình 3.4 Giá trị K theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 31 Hình 3.5 Giá trị Ca theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 33 Hình 3.6 Giá trị Mg theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 35 Hình 3.7 Giá trị Al theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học .37 Hình 3.8 Giá trị Fe theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học .39 Hình 3.9 Giá trị Mn theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 40 Hình 3.10 Giá trị Cl theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 42 Hình 3.11 Giá trị SO4 theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học .44 Hình 3.12 Giá trị pH theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 45 Hình 3.13 Giá trị EC theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 47 Hình 3.14 Giá trị CEC theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học .48 Hình 3.15 Độ chua trao đổi theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học .50 Hình 3.16 Giá trị P dễ tiêu theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 51 Hình 3.17 Biến thiên số ESP theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học53 Hình 3.18 Biến thiên số SAR theo thời gian thực nghiệm tỷ lệ than sinh học 55 ... than sinh học từ số phụ phẩm nông nghiệp” đưa để nghiên cứu ứng dụng phụ phẩm nơng nghiệp sản x́t than sinh học nhằm mục đích cải tạo đất nhiễm mặn một cách hiệu nhất Mục tiêu nghiên cứu 2.1... lúa Than sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp: vỏ trấu, thân ngô, thân cành nhãn Các pha hấp phụ muối đất nhiễm mặn phèn loại than sinh học sử dụng than sinh học để hấp phụ muối đất nhiễm mặn. .. từ nông nghiệp bã ngô, từ ăn nhãn, …cịn ứng dụng sản x́t than sinh học để sử dụng rộng rãi đời sống làm phân bón mà cịn cải tạo đất mặn Chính Đề tài ? ?Nghiên cứu cải tạo đất nhiễm mặn than sinh