Đánh giá sự thay đổi chất lượng đất và sinh trưởng lúa nước dưới ảnh hưởng của than hoạt tính

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THÁI HỊA ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ SINH TRƯỞNG LÚA NƯỚC DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Mã ngành: 8850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THÁI HÒA ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƯỢNG ĐẤT VÀ SINH TRƯỞNG LÚA NƯỚC DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Mã ngành: 8850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023 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 Hợi đồng chấm bảo vệ Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày 23 tháng 07 năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Lê Hùng Anh - Chủ tịch Hợi đồng PGS.TS Phùng Chí Sỹ - Phản biện TS Lê Hoàng Anh - Phản biện TS Trần Thị Thu Thủy - Ủy viên TS Nguyễn Thị Thanh Thảo - Thư ký CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THÁI HÒA MSHV: 20000611 Ngày, tháng, năm sinh: 30/04/1997 Nơi sinh: Đồng Tháp Ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã ngành: 8850101 I TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá thay đổi chất lượng đất sinh trưởng lúa nước ảnh hưởng than sinh học II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến sinh trưởng, suất lúa nước thay đổi chất lượng đất; - Đề xuất một số giải pháp quản lý sản xuất lúa nước theo hướng tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Theo Quyết định số 2821/QĐ-ĐHCN, ngày 20 tháng 12 năm 2022 Hiệu trưởng trường Đại học Cơng nghiệp, TP HCM IV NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 01 tháng 06 năm 2023 V NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN THANH BÌNH Tp HCM, ngày tháng năm 2023 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) PGS TS Nguyễn Thanh Bình VIỆN TRƯỞNG VIỆN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG (Họ tên chữ ký) i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn thạc sĩ, học viên xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn trực tiếp, PGS.TS Nguyễn Thanh Bình Thầy tận tình hướng dẫn, bảo, định hướng thiếu sót q trình thực luận văn học viên Đồng thời, học viên xin chân thành cảm ơn Quý thầy, cô Trường Đại học Cơng Nghiệp TP.Hồ Chí Minh tận tình hỗ trợ tài liệu, đóng góp ý kiến đợng viên rất nhiều nhiệt tình truyền đạt kiến thức kinh nghiệm suốt trình học tập, nghiên cứu để hồn thành chương trình cao học thực luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, học viên xin cảm ơn đến gia đình tạo điều kiện tốt nhất để yên tâm học tập, hoàn thành nhiệm vụ bạn học viên chia sẻ, trao đổi kinh nghiệm giúp đỡ trình cá nhân học viên thực luận văn ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Canh tác lúa nước sản xuất nông nghiệp gây thực trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Việc bón than sinh học sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp sau mùa vụ góp phần nâng cao suất trồng, cải thiện tính chất đất canh tác hạn chế ô nhiễm môi trường xung quanh Các mục tiêu nghiên cứu bao gồm: Khảo sát, đánh giá tính chất đất canh tác, vật liệu than sinh học địa bàn nghiên cứu; Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến khả sinh trưởng, suất lúa nước địa bàn nghiên cứu ; Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến chất lượng đất thông qua một số tiêu đất địa bàn nghiên cứu từ nhằm Đề xuất giải pháp quản lý sản xuất, canh tác lúa nước theo hướng tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp Nghiên cứu sử dụng phương pháp bố trí thí nghiệm theo kiểu đơn yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên dựa cơng thức thí nghiệm việc điều chỉnh tỷ lệ than sinh học thực địa; quan trắc, lấy mẫu phân tích mợt số tiêu đánh giá liên quan phịng thí nghiệm; xử lý, tính toán số liệu thu thập kết hợp phương pháp phân tích SWOT nhiều phương pháp khác Kết nghiên cứu khảo sát tính chất đất canh tác cho thấy đất canh tác khu vực bố trí thực nghiệm có tính chất axit trung bình (giá trị pH dao động từ 5,91 đến 6,37) Ở nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến suất, sinh trưởng trồng, cho thấy số tổng sinh khối đạt giá trị cực đại thí nghiệm sử dụng than sinh học vỏ trấu tỷ lệ 20 tấn/ha Đối với việc đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến tính chất đất trồng đạt kết nghiên cứu sau: tiêu pH, Mehlich – 1P, C, Ca, K tăng lại tiêu độ chua trao đổi, Al, Fe, Na giảm sử dụng than sinh học bổ sung vào đất canh tác đầu vụ Với kết nghiên cứu kết hợp phân tích SWOT sử dụng để đánh giá khía cạnh việc đề x́t giải pháp mơ hình quản lý sản xuất, canh tác lúa nước theo hướng tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp iii ABSTRACT Wet rice cultivation in agricultural production causes serious environmental pollution The application of biochar produced from agricultural by-products after each crop contributes to improving crop productivity, improving the properties of arable land and limiting environmental pollution The main objectives of the study include: Surveying and evaluating the properties of arable land and biochar materials in the study area; Evaluation of the effects of biochar on the growth and yield of wet rice in the study area; Assessing the influence of biochar on soil quality through a number of criteria in the soil in the study area and from there to Propose solutions for production management and wet rice cultivation towards reuse of by-products agriculture The study used a completely randomized single-factor experimental design method based on experimental formulas in adjusting the biochar ratio in the field; monitoring, sampling and analyzing a number of relevant evaluation criteria at the laboratory; processing, calculating collected data combined with SWOT analysis method and many other methods The results of the study on arable soil properties showed that the arable land in the experimental design area had medium acidic properties (pH values ranged from 5.91 to 6.37) In the study to evaluate the effect of biochar on yield and plant growth, the total biomass index reached the maximum value in the experimental plot using rice husk biochar at the rate of 20 tons/ha For the evaluation of the effect of biochar on soil properties, the following research results were obtained: for the pH indicators, Mehlich - 1P, C, Ca, K will increase the remaining acidity indicators exchange, Al, Fe, Na will be reduced when biochar is added to the cropland at the beginning of the crop With the above research results, combined with the SWOT analysis, it is used to evaluate the aspects of proposing solutions to the production management model, wet rice cultivation towards the reuse of agricultural by-products iv LỜI CAM ĐOAN Học viên Nguyễn Thái Hòa, tác giả luận văn “Đánh giá thay đổi chất lượng đất sinh trưởng lúa nước ảnh hưởng than sinh học” Học viên xin cam đoan đề tài luận văn cơng trình nghiên cứu khoa học thân học viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thanh Bình Trong tồn bợ nợi dung luận văn, điều trình bày cá nhân học viên tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu, có nguồn gốc rõ ràng theo quy định Các tài liệu, số liệu trích dẫn thích rõ ràng, đáng tin cậy, tài liệu tham khảo trích dẫn theo quy định Học viên cam đoan không đạo văn bất kỳ hình thức nào, kết trình bày luận văn trung thực học viên hồn tồn chịu trách nhiệm tồn bợ nợi dung nghiên cứu Học viên Nguyễn Thái Hòa v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ iii ABSTRACT iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG BIỂU xiii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xiv MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học, thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Canh tác lúa nước 1.1.1 Vai trò 1.1.2 Các vùng canh tác lúa nước 1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động canh tác lúa 1.1.4 Hiệu canh tác lúa nước một số vùng canh tác lúa nước Việt Nam vi 1.2 Diện tích đặc điểm thổ nhưỡng Việt Nam 13 1.2.1 Tính chất thổ nhưỡng Việt Nam 13 1.2.2 Đặc điểm tính chất thổ nhưỡng địa bàn thành phố Hồ Chí Minh 15 1.3 Đặc điểm, tính chất giống lúa OM 5451 giống lúa canh tác phổ biến 16 1.4 Than sinh học 17 1.4.1 Vật liệu sản xuất than sinh học 18 1.4.2 Công nghệ sản xuất than sinh học 19 1.4.3 Tiềm sản xuất than sinh học Việt Nam 20 1.4.4 Một số nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến chất lượng đất sinh trưởng trồng 20 1.5 Giới thiệu sơ lược địa bàn nghiên cứu 23 1.5.1 Tổng quan điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 23 1.5.2 Hoạt động sản xuất nông nghiệp địa bàn nghiên cứu 25 1.5.3 Tiềm sản xuất than sinh học từ nguồn phụ phẩm nông nghiệp địa bàn nghiên cứu 26 1.6 Các vấn đề tồn cần cải thiện từ đề tài nghiên cứu tương tự địa bàn huyện Củ Chi 27 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 29 2.1 Nội dung nghiên cứu 29 2.1.1 Nội dung nghiên cứu 1: Khảo sát, thu mẫu, đánh giá tính chất đất địa bàn nghiên cứu than sinh học dùng bố trí thí nghiệm 29 2.1.2 Nội dung nghiên cứu 2: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến khả sinh trưởng suất lúa nước địa bàn nghiên cứu 29 2.1.3 Nội dung nghiên cứu 3: Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến chất lượng đất thông qua một số số đất địa bàn nghiên cứu 30 2.1.4 Nội dung nghiên cứu 4: Đề xuất giải pháp quản lý sản xuất, canh tác lúa nước theo hướng tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp 30 vii *Kết phân tích ANOVA hàm lượng Mn đất Hình PL 1.18 Kết phân tích ANOVA số Mn 112 *Kết phân tích ANOVA hàm lượng Na đất Hình PL 1.19 Kết phân tích ANOVA số Na 113 *Kết phân tích ANOVA số chất lượng đất (SQI) Hình PL 1.20 Kết phân tích ANOVA số chất lượng đất (SQI) 114 PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC CHỈ TIÊU LIÊN QUAN SINH KHỐI VÀ CHẤT LƯỢNG ĐẤT CANH TÁC Hình PL 2.1 Kết tương quan sinh khối trồng số chất lượng đất 115 Hình PL 2.1 Kết mối tương quan sinh khối (rễ, thân, lá, hạt) số chất lượng đất tác (SQI) 116 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan sinh khối trồng tiêu liên quan đến tính chất đất 117 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 118 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 119 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 120 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 121 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 122 Hình PL 2.2 Kết mối tương quan tiêu sinh khối (rễ, thân lá, hạt) tiêu liên quan đến tính chất đất 123 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THỰC TẾ Hình PL 3.1 Bố trí thí nghiệm thực địa Hình PL 3.2 Quá trình sinh trưởng, phát triển lúa nước thí nghiệm trường 124 Hình PL 3.3 Quá trình xử lý mẫu thực vật trước tiến hành phân tích, đánh giá phịng thí nghiệm Hình PL 3.4 Phân tích tiêu liên quan phịng thí nghiệm 125 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ tên: Nguyễn Thái Hòa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 30/04/1997 Nơi sinh: Đồng Tháp Email: thaihoa3004@gmail.com Điện thoại: 0974.045.181 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Thời gian học Tên trường sở đào tạo Ngành học Đại học Công nghiệp Tp.HCM Công nghệ kỹ thuật môi trường 2015-2019 Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM Quản lý Tài nguyên Môi trường 2020-2022 Hình thức đào tạo (chính quy chức …) Văn chứng Chính quy Đại học III QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN: Thời gian 2020-2022 Nơi cơng tác Công ty TNHH TCS – Kỹ thuật Môi trường Công việc đảm nhiệm Kỹ thuật viên quan trắc Tp HCM, ngày tháng Năm 2023 Người khai 126