Nghiên cứu sản xuất và đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ vỏ trấu đến sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới

Trang 1 --- ∞0∞--- NGUYỄN NGỌC PHI NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC TỪ VỎ TRẤU ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY CẢI XANH VÀ CÂY DƯƠNG XỈ LÁ NHÚN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚ

- ∞0∞ -

NGUYỄN NGỌC PHI

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ

ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC TỪ VỎ TRẤU ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY CẢI XANH VÀ CÂY DƯƠNG XỈ LÁ NHÚN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

- ∞0∞ -

NGUYỄN NGỌC PHI

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ

ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC TỪ VỎ TRẤU ĐẾN SINH TRƯỞNG CỦA CÂY CẢI XANH VÀ CÂY DƯƠNG XỈ LÁ NHÚN TRONG ĐIỀU KIỆN NHÀ LƯỚI

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

Mã số chuyên ngành: 8 42 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS HÀ THỊ LOAN

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2023

GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên là: NGUYỄN NGỌC PHI

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã học viên: 1884202010002 Tôi đồng ý cung cấp toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp hợp lệ về bản quyền cho Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh sẽ kết nối toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp vào hệ thống thông tin khoa học của Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

Ký tên

Nguy ễn Ngọc Phi

Ý KIẾN CHO PHÉP BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC sĩ

CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẢN

Giảng viên hướng dẫn: TS Hà Thị Loan.

Tên đề tài: “Nghiên cứu sản xuất và đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ vỏ trấu đên sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới”.

Ý kiến của giáo viên hướng dẫn về việc cho phép học viên Nguyễn Ngọc Phi được bảo vệ luận văn trước Hội đồng:

Thành phổ Hồ Chí Minh, ngày Ọ.6 tháng JL năm 2023

Người nhận xét

TS Hà Thị Loan

LỜI CAM ĐOAN LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tôi xin cam đoan rằng luận văn “Nghiên cứu sản xuất và đánh giá ảnh hưởng

của than sinh học từ vỏ trấu đến sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá

nhún trong điều kiện nhà lưới” là công trình nghiên cứu của chính tôi

Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được công bố

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến TS Hà Thị Loan, người trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ chỉ bảo em Cô đã dành nhiều thời gian, tâm sức, đóng góp nhiều ý kiến, nhận xét quý báu, chỉnh sửa cho em những chi tiết nhỏ nhất

của luận văn, giúp cho luận văn được hoàn thành về mặt nội dung và hình thức

Để có được đủ điều kiện thực hiện luận văn tốt nghiệp và hoàn thành chương trình học tại trường, em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường, Quý

Thầy, Cô khoa Công Nghệ Sinh Học và Quý Thầy, Cô khoa Đào Tạo Sau Đại Học trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh đã luôn tận tình chỉ dạy, truyền đạt

kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và hoạt động tại trường

Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Trung tâm Công nghệ Sinh học Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và Tổ Công nghệ Sinh học Môi trường nói riêng đã tạo điều kiện tốt nhất để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Nhân dịp này, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè cũng như các anh/chị học viên lớp cao học MBIO018A đã luôn đồng hành, quan tâm giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp

Do còn nhiều hạn chế về mặt kiến thức cũng như kinh nghiệm nghiên cứu nên

luận văn chắc chắn còn nhiều thiếu sót Em rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy, cô hội đồng và bạn bè để em có được cái nhìn sâu sắc hơn

về vấn đề này

Em Xin Chân Thành Cảm Ơn!

EC, độ ẩm không khác biệt Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi than sinh học có xu hướng giảm từ 53,62 ± 1,89% xuống còn 36,39 ± 0,01% khi tăng dần thời gian nhiệt phân và hàm lượng dinh dưỡng OC, TN, phosphorus hữu hiệu và kali hữu hiệu tỷ lệ thuận với thời gian nhiệt phân Trong đó, thời gian nhiệt phân sau 06 giờ cho kết quả tối ưu về hệ số nảy mầm đạt 81,92 ± 8,40%, các thông số chất lượng than như carbon hữu cơ 1,20 ± 0,02%, tổng nitrogen 2,63 ± 0,01% tốt nhất Trên cơ sở này, tiến hành đánh giá chất lượng than sinh học từ trấu thông

qua thí nghiệm kiểm tra hiệu quả trên đối tượng cây cải xanh (Brassica juncea

- đại diện nhóm cây ngắn ngày) và cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia - đại diện nhóm cây kiểng lá) trong điều kiện nhà lưới Kết quả cho

thấy hiệu quả sử dụng than sinh học là khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng và phụ thuộc vào liều lượng bổ sung than sinh học Hàm lượng khuyến cáo sử dụng than sinh học từ trấu ngay sau khi nhiệt phân là 1 kg/m2 Khi than sinh học được hoạt hóa bằng phương pháp composting kết hợp với phân trùn quế ở tỷ lệ 1:1 theo thể tích thu được sản phẩm phù hợp theo Thông tư 09/2019/TT-BNNPTNT ký ngày 27/08/2019 về ban hành quy chuẩn quốc giá

về chất lượng phân bón Kết quả đạt được từ các thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ trấu sau khi được hoạt hóa bằng phương pháp composting có tác động rõ rệt đến sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún so với việc chỉ bổ sung than sinh học sau nhiệt phân hoặc chỉ

sử dụng phân trùn quế thông qua các chỉ tiêu như chiều cao cây, tổng số lá, chiều rộng lá và năng suất trên cây cải xanh và chiều dài lá, đường kính tán, chiều rộng lá, tổng số lá ở đối tượng cây dương xỉ

The objective of this study was to experimentally produce biochar from rice husk and evaluate the effect of biochar from rice husk on the growth and development

of broccoli and fern under nethouse conditions To investigate the effect of pyrolysis time on the quality of biochar through physical, chemical and biological properties using a batch pyrolysis device model 500L for produce biochar agricultural applications The results show that when changing the pyrolysis duration after 04, 06,

08 hours, the indicators of pH, EC, and humidity are not different However, the biochar recovery efficiency tended to decrease with increasing pyrolysis duration from 53.62 ± 1.89% to 36.39 ± 0.01% and nutrient content OC, TN, effective phosphorus and potassium is proportional to the pyrolysis duration In which, the pyrolysis time after 06 hours gave optimum results in terms of germination coefficient of 81.92 ± 8.40%, biochar quality parameters such as organic carbon 0.20 ± 0.02%, total nitrogen 2.63 ± 0.01% reached the highest On this basis, evaluate the quality of biochar from

rice husks through efficiency testing experiments on mustard greens (Brassica juncea - representative of short-term plants) and fern (Nephrolepis cordifolia - representative of

ornamental plants) under nethouse conditions The results show that the effect of using biochar is significantly different from the control and depends on the dose of biochar supplement The recommended content to use biochar from rice husk immediately after pyrolysis is 1 kg/m2 When biochar is activated by the method of composting combined with vermicompost at a ratio of 1:1 according to the volume of application

of microbial products, a suitable product is obtained according to Circular 09/2019/TT-BNNPTNT signed on 27/08/2019 on promulgating national technical regulations on fertilizer quality Results from experiments to evaluate the effects of biochar from rice husk after being activated by composting method combined with vermicompost application of microorganisms had a significant impact on the growth

of mustard greens and leaf fern compared to using only vermicompost or adding only biochar after pyrolysis through monitoring parameters such as plant height, total number of leaves, leaf width and yield on mustard greens and leaf length, canopy diameter, leaf width, and total number of leaves in fern plants

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH HÌNH VÀ ĐỒ THỊ viii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1

1.1 Cơ sở hình thành luận văn 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Giả thuyết nghiên cứu 2

1.4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

CHƯƠNG II CƠ SỞ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

2.1 Tổng quan về than sinh học 4

2.1.1 Khái niệm 4

2.1.2 Nguồn gốc và lịch sử nghiên cứu của than sinh học 5

2.1.2 Nguyên liệu sản xuất than sinh học 7

2.1.3 Thành phần và cấu tạo của than sinh học 9

2.1.4 Công nghệ sản xuất than sinh học 14

2.2 Ứng dụng than sinh học trong nông nghiệp 16

2.2.1 Ảnh hưởng của than sinh học đến các tính chất của đất 16

2.2.2 Ảnh hưởng của than sinh học đến hệ vi sinh vật đất 18

2.3 Tổng quan về phương pháp composting 20

2.4 Tổng quan về cây mô hình 20

2.4.1 Cây cải xanh (Brassica juncea) 20

2.4.2 Cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) 22

2.5 Nghiên cứu liên quan về than sinh học trong và ngoài nước 22

CHƯƠNG III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26

3.1 Sơ đồ nghiên cứu 26

3.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 27

3.2.1 Vật liệu nghiên cứu 27

3.2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

3.3 Nội dung nghiên cứu 32

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến chất lượng của than sinh học từ trấu 32

3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng phối trộn than sinh học đến sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới 33

3.3.3 Đánh giá ảnh hưởng của than sinh học sau khi được ủ hoạt hóa bằng phương pháp composting đến sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới 35

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 37

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

4.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến chất lượng than sinh học từ trấu 38

4.2 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của liều lượng than sinh học từ trấu đến sinh trưởng và phát triển của cây cải xanh 41

4.2.1 Đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ trấu đến tính chất của giá thể, mức độ dinh dưỡng và hệ vi sinh vật 41

4.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng bổ sung than sinh học từ trấu đến sinh trưởng của cây cải xanh 45

4.2.3 Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng bổ sung than sinh học từ trấu đến sinh trưởng cây dương xỉ lá nhún 50

4.3 Kết quả đánh giá chất lượng than sinh học từ trấu sau khi hoạt hóa bằng phương pháp composting kết hợp với phân trùn quế (VERMICHAR) 55

4.4 Thử nghiệm đánh giá hiệu quả phân bón hữu cơ VERMICHAR 62

4.4.1 Đánh giá chất lượng của than sinh học từ trấu sau khi hoạt hóa bằng

phương pháp composting kết hợp với phân trùn quế ứng dụng chế phẩm vi sinh 62

4.4.2 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của than sinh học sau khi hoạt hóa bằng phương pháp composting đến sinh trưởng của cây cải xanh 65

4.4.3 Kết quả đánh giá ảnh hưởng của than sinh học sau khi hoạt hóa bằng phương pháp composting đến sinh trưởng của cây dương xỉ lá nhún 70

4.5 Quy trình ứng dụng than sinh học từ trấu phục vụ ngành nông nghiệp 75

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

5.1 Kết luận 78

5.2 Kiến nghị 79

CHƯƠNG VI TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

TIẾNG VIỆT 80

TIẾNG ANH 81

PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU PHÂN TÍCH 85

PHỤ LỤC 2: CHỈ TIÊU ĐỊNH LƯỢNG BẮT BUỘC TRONG PHÂN BÓN 168

PHỤ LỤC 3: CÔNG BỐ TỪ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI 170

DANH SÁCH HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Trang

Hình 2.1 Than sinh học từ các công nghệ nhiệt phân 4

Hình 2.2 Than sinh học từ vỏ trấu 5

Hình 2.3 Lớp đất đen Amazon (trái) so với đất rừng tự nhiên (phải) 6

Hình 2.4 Tình hình đăng ký sáng chế về than sinh học từ năm 2008-2013 7

Hình 2.5 Nhiệt độ nhiệt phân đến cấu tạo của than sinh học 13

Hình 2.6 Tính chất của than sinh học thay đổi theo nhiệt độ nhiệt phân 13

Hình 2.7 Các hệ thống sản xuất than sinh học 15

Hình 2.8 Lợi ích của than sinh học đối với hệ sinh thái đất và cây trồng 17

Hình 2.9 Tiềm năng ứng dụng của than sinh học khi đưa vào hệ thống canh tác cây trồng và đất 19

Hình 3.1 Hệ thống khí hóa theo mẻ model 500L 27

Hình 4.1 Than sinh học sau khi nhiệt phân trong 04, 06, 08 giờ 38

Hình 4.2 Hình ảnh sản phẩm than sinh học từ trấu 41

Hình 4.3 Ảnh hưởng của liều lượng than sinh học đến sinh trưởng cây cải xanh 45

Hình 4.4 Chiều cao cây của cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian 46

Hình 4.5 Tổng số lá của cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian 47

Hình 4.6 Chiều rộng lá trên cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian 48

Hình 4.7 Năng suất của cây cải xanh (Brassica juncea) sau 42 ngày theo dõi 49

Hình 4.8 Ảnh hưởng của liều lượng than sinh học đến sinh trưởng cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) 50

Hình 4.9 Chiều dài lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 51

Hình 4.10 Đường kính tán của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 52

Hình 4.11 Chiều rộng lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 53

Hình 4.12 Tổng số lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 54

Hình 4.13 Diễn tiến nhiệt độ môi trường và nhiệt độ đống ủ theo thời gian 56

Hình 4.14 Diễn tiến chỉ tiêu pH và EC theo thời gian 58

Hình 4.15 Diễn tiến chỉ tiêu độ ẩm và hệ số nảy mầm theo thời gian 58

Hình 4.16 Diễn tiến chỉ tiêu carbon hữu cơ và nitrogen tổng số theo thời gian 59

Hình 4.17 Diễn tiến tỷ lệ C/N theo thời gian 59

Hình 4.18 Diễn tiến chỉ tiêu phosphorus và kali dễ tiêu theo thời gian 60

Hình 4.19 Diễn tiến chỉ tiêu tổng vi khuẩn hiếu khí theo thời gian 61

Hình 4.20 Ảnh hưởng của Vermichar đến sinh trưởng của cây cải xanh 65

Hình 4.21 Chiều cao cây của cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian 65

Hình 4.22 Tổng số lá của cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian 66

Hình 4.23 Chỉ tiêu chiều rộng lá của cây cải xanh (Brassica juncea) theo thời gian. 67

Hình 4.24 Năng suất của cây cải xanh (Brassica juncea) sau 42 ngày theo dõi 69

Hình 4.25 Ảnh hưởng của Vermichar đến sinh trưởng của cây dương xỉ lá nhún 70

Hình 4.26 Chiều dài lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 71

Hình 4.27 Đường kính tán của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 72

Hình 4.28 Chiều rộng lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 73

Hình 4.29 Tổng số lá của cây dương xỉ lá nhún (Nephrolepis cordifolia) theo thời gian 74

Bảng 2.5 Hàm lượng tro, các hợp chất bay hơi và các thành phần nguyên tố khác

trong các mẫu than sinh học (Mai Thị Lan Anh et al., 2011) 11

Bảng 2.6 Thành phần các sản phẩm từ những chế độ nhiệt phân khác nhau (Bridwater, 2007) 14Bảng 3.1 Liều lượng than sinh học trên cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún 34Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng than sinh học trên cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún 34Bảng 3.3 Ảnh hưởng của than sinh học sau khi ủ hoạt hóa trên cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún 36Bảng 3.4 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của liều lượng than sinh học sau khi được ủ hoạt hóa trên cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún 36Bảng 4.1 Thành phần hóa lý của trấu đầu vào 38Bảng 4.2 Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến các chỉ tiêu pH, EC, độ ẩm và hệ

số nảy mầm GI của than sinh học 39Bảng 4.3 Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến hàm lượng carbon hữu cơ, tổng nitrogen, phosphorus dễ tiêu và kali dễ tiêu của than sinh học 39Bảng 4.4 Ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến hiệu suất tạo than sinh học 40Bảng 4.5 Tính chất hóa lý của giá thể khi được phối trộn than sinh học trước khi canh tác 42Bảng 4.6 Tính chất hóa lý của giá thể khi được phối trộn than sinh học sau khi thu hoạch 42Bảng 4.7 Mức độ dinh dưỡng của giá thể trước khi canh tác 43Bảng 4.8 Mức độ dinh dưỡng của giá thể sau khi thu hoạch 44Bảng 4.9 Mật độ vi sinh vật hiếu khí của giá thể trước khi canh tác và sau khi thu hoạch 44

Bảng 4.10 Chiều cao cây của cây cải xanh (Brassica juncea) 46

Bảng 4.11 Tổng số lá của cây cải xanh (Brassica juncea) 47 Bảng 4.12 Chiều rộng lá trên cây cải xanh (Brassica juncea) 48 Bảng 4.13 Năng suất thực thu của cây cải xanh (Brassica juncea) 49 Bảng 4.14 Chiều dài lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 50 Bảng 4.15 Đường kính tán của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 52 Bảng 4.16 Chiều rộng lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 53 Bảng 4.17 Tổng số lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 54

Bảng 4.18 Thông số nguyên liệu trước khi ủ composting 55Bảng 4.19 Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ đống ủ theo thời gian 56Bảng 4.20 Diễn tiến pH và EC theo thời gian 58Bảng 4.21 Số liệu độ ẩm và hệ số nảy mầm theo thời gian 59Bảng 4.22 Hàm lượng carbon hữu cơ, nitrogen tổng số và tỷ lệ C/N 60Bảng 4.23 Hàm lượng phosphorus dễ tiêu và kali dễ tiêu theo thời gian 61Bảng 4.24 Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí theo thời gian 61Bảng 4.25 Tính chất hóa lý của giá thể trước khi canh tác 62Bảng 4.26 Tính chất hóa lý của đất canh tác sau khi thu hoạch 63Bảng 4.27 Mức độ dinh dưỡng của giá thể trước khi canh tác 63Bảng 4.28 Mức độ dinh dưỡng của giá thể sau khi thu hoạch 64Bảng 4.29 Mật độ vi sinh vật hiếu khí trước khi canh tác và sau khi thu hoạch 64

Bảng 4.30 Chiều cao cây của cây cải xanh (Brassica juncea) 65 Bảng 4.31 Tổng số lá của cây cải xanh (Brassica juncea) 67 Bảng 4.32 Chỉ tiêu chiều rộng lá của cây cải xanh (Brassica juncea) 67 Bảng 4.33 Chỉ tiêu năng suất thực thu của cây cải xanh (Brassica juncea) 69 Bảng 4.34 Chiều dài lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 71 Bảng 4.35 Đường kính tán của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 72 Bảng 4.36 Chiều rộng lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 73 Bảng 4.37 Tổng số lá của cây dương xỉ (Nephrolepis cordifolia) 74

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU1.1 Cơ sở hình thành luận văn

Việt Nam là một nước được thiên nhiên ưu đãi nhiều điều kiện về khí hậu,

thổ nhưỡng để hình thành và phát triển nhiều vùng canh tác nông nghiệp khác nhau Theo số liệu của Tổng cục thống kê (2022), diện tích trồng lúa năm 2020 ước tính đạt 7,28 triệu hecta, năng suất lúa ước tính đạt 58,7 tạ/hecta, diện tích gieo trồng lúa giảm theo từng năm do chuyển đổi cơ cấu sản xuất và mục đích

sử dụng đất nên sản lượng lúa ước tính đạt 42,69 triệu tấn, trong đó trấu chiếm 20% tương đương gần 9 triệu tấn Trước đây, hầu hết các phế phụ phẩm phát sinh sau khi thu hoạch cây trồng được người nông dân phơi khô tích trữ làm

chất đốt hoặc thức ăn cho gia súc, gia cầm theo mùa vụ Ngày nay, do nhu cầu

sử dụng năng lượng trong sinh hoạt đã có sự chuyển biến nên hầu như người dân ít sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp làm chất đốt Bên cạnh đó, nguồn tro

trấu sau khi đốt lại chưa được sử dụng một cách triệt để Phế phụ phẩm phát sinh trong quá trình canh tác không được tái sử dụng không những làm thất thoát nguồn hữu cơ quý giá mà còn gây ra tác động xấu đến môi trường

Hiện nay, tình trạng nền đất tại các vùng canh tác nông nghiệp đang bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: mất cân bằng dinh dưỡng, giảm tính đa dạng sinh học trong đất, đất bị rửa trôi bạc màu, nguồn carbon hữu cơ trong đất bị thất thoát, đất bị xâm nhập mặn, đất bị ngập úng hay bị chuyển đổi mục đích sử dụng do quá trình đô thị hóa và phát triển giao thông (FAO, 2015) Do vậy, cần phải tìm

kiếm các giải pháp đưa các vật liệu sinh học mới thân thiện với môi trường thay

thế nguồn phân vô cơ, phân hóa học, thuốc bảo vệ thực vật hướng đến canh tác nông nghiệp hiệu quả hơn, nông nghiệp không phát thải

Than sinh học là sản phẩm có nguồn gốc từ phế phụ phẩm nông nghiệp, có khả năng thu hồi và lưu trữ carbon trong đất trong nhiều thế kỷ Ngoài ra, than sinh học khi được bón vào đất giúp cải thiện khả năng giữ nước, giữ chất dinh dưỡng từ đó cải thiện được sức khỏe nền đất canh tác dẫn đến nâng cao năng

suất và chất lượng nông sản Nhiều nghiên cứu trên thế giới trong những năm

gần đây tập trung vào việc khảo sát hiệu quả của than sinh học đến chất lượng đất nông nghiệp và trên cây trồng nhằm phát triển và nhân rộng dòng sản phẩm này trong các hoạt động trồng trọt, tuy nhiên cách thức áp dụng sao cho phát huy hiệu quả than sinh học thì vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm thực tế (FAO, 2015)

Vì vậy, nhóm nghiên cứu xin đề xuất đề tài: “Nghiên cứu sản xuất và

đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ vỏ trấu đến sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Hoàn thiện quy trình sản xuất than sinh học từ trấu hướng đến sản phẩm

nhằm nâng cao các đặc tính lý, hóa, sinh trong đất phục vụ canh tác rau, cây

kiểng trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận

1.3 Giả thuyết nghiên cứu

Đánh giá ảnh hưởng của thời gian nhiệt phân đến chất lượng của than sinh học từ trấu thông qua các chỉ tiêu đại diện về chất lượng đất nông nghiệp

Đánh giá ảnh hưởng của liều lượng bổ sung than sinh học từ trấu đến sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới

Đánh giá ảnh hưởng của than sinh học từ trấu sau khi được ủ hoạt hóa

bằng phương pháp composting kết hợp với phân trùn quế đến sự sinh trưởng

của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới

1.4 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Đề tài sử dụng nguyên liệu vỏ trấu để sản xuất than sinh học bằng hệ thống nhiệt phân dạng mẻ model 500L được cung cấp bởi Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ Cơ điện Nông nghiệp Miền Trung Đánh giá hiệu quả quá trình nhiệt phân trấu bằng hệ thống này đồng thời phân tích các chỉ tiêu lý, hóa, sinh đại diện cho chất lượng than sinh học

Khảo sát ảnh hưởng của than sinh học đến cây trồng ở những liều lượng khác nhau thông qua mô hình chậu trên đối tượng cây cải xanh (đại diện cho nhóm cây ngắn ngày) và cây dương xỉ lá nhún (đại diện cho nhóm cây kiểng lá)

ở nhà lưới tại Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp HCM

Đánh giá chất lượng than sinh học sau khi được hoạt hóa bằng phương pháp composting kết hợp với phân trùn quế ứng dụng chế phẩm vi sinh và so sánh chất lượng sản phẩm đối với Thông tư 09/2019/TT-BNNPTNT ký ngày 27/08/2019 về ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón Đồng thời đánh giá ảnh hưởng của than sinh học trước và sau khi hoạt hóa đến

sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún trong điều kiện nhà lưới

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Luận văn góp phần giải quyết thực trạng phế phụ phẩm phát sinh trong quá trình sản xuất nông nghiệp, cung cấp thêm sản phẩm nhằm nâng cao sức khỏe

nền đất canh tác, phù hợp với định hướng chung của nền nông nghiệp theo đề

án của Chính phủ

Thông qua việc đánh giá hiệu quả ứng dụng than sinh học tác động đến sự sinh trưởng của cây cải xanh và cây dương xỉ lá nhún, luận văn sẽ cung cấp thêm những dẫn chứng về tính hữu ích của việc áp dụng rộng rãi và củng cố tính khả thi của dòng sản phẩm than sinh học này

CHƯƠNG II CƠ SỞ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 Tổng quan về than sinh học

2.1.1 Khái niệm

Than sinh học là sản phẩm giàu carbon được thu nhận từ sinh khối, chẳng

hạn như gỗ, phân chuồng hoặc lá cây, rác vườn khi bị làm nóng trong một hộp kín với ít hoặc không có không khí (Lehman và Joseph, 2009)

Hình 2.1 Than sinh học từ các công nghệ nhiệt phân (Lehman và Joseph, 2009)

Ghi chú:(A) Đốt thông thường ; (B) Nhiệt phân nhanh; (C) Nhiệt phân chậm; (D) Khí hóa

Than sinh học là một trong những công nghệ tương đối rẻ tiền, có thể áp

dụng rộng rãi, nhanh chóng và có tiềm năng mở rộng (The International Biochar Initiative, 2015) Than sinh học được sản xuất thông quá quá trình phân

hủy hợp chất hữu cơ trong điều kiện nguồn cung cấp oxy bị hạn chế và có nhiệt

độ tương đối thấp (<700oC), quá trình này tương đồng với quá trình sản xuất than cốc (Harris, 1999) Vì vậy, than sinh học rất dễ bị nhầm lẫn với than, than

củi và than hoạt tính

- Than được hình thành từ các chất hữu cơ thông qua sự phân hủy nhiệt ví

dụ điển hình là than từ những vụ cháy rừng

- Than củi: được sản xuất từ sự phân hủy nhiệt của gỗ và các vật liệu hữu

cơ chủ yếu là để sử dụng như một nguồn nhiên liệu phục vụ sưởi ấm và nấu ăn

A

B

C

D

Nhiệt độ trong lò nung than củi thông thường khoảng 450 – 500oC, tương tự như quá trình nhiệt phân công nghiệp nhưng năng suất thấp hơn (Sohi, 2009)

- Than hoạt tính: được sản xuất bằng cách nung nóng vật liệu giàu carbon

ở dải nhiệt độ từ 500oC trở lên trong một khoảng thời gian dài (>10 giờ) Sản

phẩm có tính chất đặc trưng là khả năng hút bám rất cao Than hoạt tính không được sử dụng như một chất để bổ sung cho đất nhưng được áp dụng trong các quá trình làm sạch ví dụ như lọc nước, hấp phụ các chất khí, lỏng và chất gây ô nhiễm (Sohi, 2009)

Bản chất của than sinh học phụ thuộc vào mỗi loại sinh khối đầu vào cũng như quá trình tạo than khác nhau mà tính chất hóa học của mỗi loại than sinh

học sẽ khác nhau Do đó cách tiếp cận thông thường là từ góc độ sản xuất than

với các điều kiện kỹ thuật về nhiệt độ, mức thoáng khí, thời gian nung mà ta đánh giá chất lượng than thành phẩm (Schmidt và Noack, 2000)

2.1.2 Nguồn gốc và lịch sử nghiên cứu của than sinh học

 Ngu ồn gốc

Than sinh học được tìm thấy trong nhiều loại đất trên khắp thế giới, đây

là kết quả của các vụ cháy thảm thực vật hay được tạo nên nhằm phục vụ nhu

cầu của con người

Nguồn: Pacific Biochar

Hình 2.2 Than sinh học từ vỏ trấu

Lớp đất đen “terra preta” tại khắp lưu vực sông Amazon, Brazil hình thành

từ sự tích tụ của than sinh học trong giai đoạn từ 9000 đến 500 năm về trước

Hàm lượng than cao bất thường, cùng sự xuất hiện của nhiều mảnh đồ gốm bên trong cho thấy loại đất này không xuất hiện tự nhiên mà do sự tác động có chủ ý của con người “Terra preta” có những đặc tính vô cùng quý giá như giàu dinh dưỡng, hệ vi sinh vật đa dạng, ít bị rửa trôi, khả năng tự tái tạo mà ngay cả các

loại than sinh học ngày nay cũng chưa sánh được (Scholz et al., 2014)

Nguồn: Permaculture Research Institute

Hình 2.3 Lớp đất đen Amazon (trái) so với đất rừng tự nhiên (phải)

Theo tổ chức International Biochar Initiative (2015), than sinh học có thể được nghiên cứu ứng dụng giúp giải quyết các vấn đề cấp thiết nhằm hạn chế phát thải khí nhà kính, tăng độ phì nhiêu của đất có độ pH thấp, tăng năng suất

trồng trọt, giảm áp lực lên rừng và cải thiện chất lượng nguồn nước

 L ịch sử nghiên cứu của than sinh học

Đối với tình hình đăng ký sáng chế than sinh học ở các hướng nghiên cứu

từ năm 2008 – 2013, các nghiên cứu quan tâm nhiều đến công nghệ sản xuất và ứng dụng than sinh học trong sản xuất phân bón và xử lý nước có xu hướng tăng dần theo thời gian (Nguyễn Đăng Nghĩa, 2014)

Hình 2.4 Tình hình đăng ký sáng chế về than sinh học từ năm 2008-2013

(Nguyễn Đăng Nghĩa, 2014)

Tháng 7 năm 2006, tại cuộc họp Hội nghị Khoa học Đất Thế giới (WCSS)

tổ chức tại Philadelphia, tổ chức Sáng kiến Than sinh học Quốc tế (IBI) được thành lập Kể từ khi hình thành, IBI đã tổ chức và chủ trì các hội nghị than sinh học quốc tế sau đây:

- Hội nghị quốc tế đầu tiên được tổ chức tại New South Wales, Australia, vào tháng 4/2007, và thu hút sự tham gia của 107 người tham dự từ 13 quốc gia

Sự nhất trí tại Hội nghị này, tổ chức IBI được thành lập như một tổ chức phi lợi nhuận ở Mỹ

- Hội nghị quốc tế lần thứ hai (2008), "Than sinh học, tính bền vững và an ninh trong biến đổi khí hậu" đã được tổ chức tại Trung tâm Civic Newcastle Newcastle, Vương quốc Anh Hội nghị có hơn 225 người tham dự từ 31 quốc gia khác nhau với hơn 70 bài thuyết trình

- Hội nghị quốc tế thứ ba (2010) được tổ chức tại Rio de Janeiro, Brazil từ ngày 12 đến ngày 15/09, với 85 bài thuyết trình và khoảng 200 người tham dự

2.1.2 Ng uyên liệu sản xuất than sinh học

Bất kỳ loại nguyên liệu sinh khối nào đều có thể được con người sử dụng

để nhiệt phân trong điều kiện thiếu hoặc không có oxi để tạo ra than sinh học Sinh khối có thể là phế phẩm nông nghiệp, gỗ và chất thải gỗ hoặc các vật liệu

Sáng chế

hữu cơ khác Một số nguyên liệu có nguồn cung cấp phong phú, giá thành rẻ được đề xuất làm sinh khối sản xuất than sinh học như: vỏ trấu, vỏ cà phê, các

loại vỏ hạt, bã mía, xơ dừa được sử dụng rộng rãi Chất thải phát sinh từ các

hoạt động khác như bùn thải, rác thải sinh hoạt, phân gia cầm,… cũng có thể trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất than sinh học Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu này tiềm ẩn một lượng lớn các chất độc hại như kim loại nặng, dư lượng kháng sinh,… do vậy chưa được ứng dụng rộng rãi vì có thể gây tác động xấu đến sức

khỏe con người (Wendy, 2010)

Bảng 2.1 Tiềm năng phế phụ phẩm ở Việt Nam (Tổng cục thống kê, 2015)

14 Các nguồn thải khác (dừa, đậu,

Đặc tính lý, hóa của than sinh học chịu ảnh hưởng từ thành phần hóa

học cấu tạo nên sinh khối hữu cơ ban đầu Dưới đây là một số thành phần chính trong những nguồn nguyên liệu tiềm năng trong sản xuất than sinh học:

Bảng 2.2 Thành phần trong các nguồn nguyên liệu phổ biến (Wendy, 2010)

Than sinh học từ các nguồn nguyên liệu như phân động vật, phân chuồng

sẽ cho ra sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao hơn so với các nguồn nguyên

liệu giàu cellulose khác Bên cạnh đó, những dải nhiệt độ nhiệt phân khác nhau cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của than sinh học Kết quả phân tích thu được từ 2 mẫu than sinh học được sản xuất từ cùng một nguyên liệu phân gia cầm nhưng ở 2 dải nhiệt độ khác nhau (400oC và 500oC) cho thấy: ở 400oC than sinh học có hàm lượng nitrogen cao hơn (3,47%) và hàm lượng phosphorus thấp hơn (3,01%) (Waters et al., 2011)

Ở Việt Nam, theo Mai Thị Lan Anh (2011) đã làm rõ hơn các thành phần trong than sinh học Nhìn chung than sinh học từ các nguồn nguyên liệu ban đầu đều có chứa các thành phần chính như sau: carbon, oxygen, nitrogen, phosphorus, kali, canxi,…

Bảng 2.3 Hàm lƣợng dinh dƣỡng của than sinh học (Waters et al., 2011)

Bảng 2.4 Chỉ tiêu pH và CEC của than sinh học (Mai Thị Lan Anh et al., 2011)

STT Nhi ệt độ

nhiệt phân ( 0 C)

Nguyên li ệu đầu vào

Năng suất

CEC (mmol/kg)

Carbon

cố định Carbon Hydro Nitơ

Lưu huỳn

Hai yếu tố quan trọng trong sản xuất than sinh học là những loại nguyên

liệu được sử dụng và điều kiện nhiệt phân, do vậy khi sử dụng như là một hình

thức bổ sung vào trong đất, chức năng của nó có thể làm thay đổi tính chất của đất Hiệu suất thu hồi than sinh học tỷ lệ nghịch với thời gian nhiệt phân, tuy nhiên pH và EC lại có xu hướng tăng khi nâng dần nhiệt độ nhiệt phân (Charles

và Sarmah, 2014) Trong các loại than sinh học từ tre, rơm rạ, gỗ keo lai, thành

phần các nguyên tố có sự khác nhau nhưng nhìn chung đều có chứa các nguyên

tố carbon, oxygen, nitrogen, phosphorus, canxi,… Bên cạnh đó, thành phần quan trọng giúp thúc đẩy sự phát triển của cây trồng như nitrogen tổng số, phosphorus tổng số và kali tổng số trong than sinh học cũng phụ thuộc vào nhiệt độ nhiệt phân (Mai Thị Lan Anh et al., 2011)

 Cấu tạo: Than sinh học được cấu tạo bởi các hạt (lớp) liên kết với nhau

tạo thành cấu trúc rỗng xốp như hình dạng tổ ong Diện tích bề mặt lớn (1g có

thể có một diện tích bề mặt hơn 1.000m2) và kích thước hạt trong than sinh học

bị ảnh hưởng chủ yếu bởi tính chất của nguyên liệu sinh khối và điều kiện sản xuất (Cetin et al., 2004)

Khi nhiệt phân các nguồn nguyên liệu giàu cellulose ở nhiệt độ từ

250-350oC thì các tiểu cấu trúc cấu thành cellulose sẽ bị phân cắt và tách ra, hầu hết chúng là những phân tử hữu cơ có phân tử thấp nên dễ bay hơi hay bị phân hủy thành CO2 dẫn đến làm giảm khối lượng sinh khối một cách đáng kể dưới dạng các chất dễ bay hơi và để lại một mạng lưới carbon vô định hình cứng chắc Khi tăng nhiệt độ nhiệt phân, tỉ lệ carbon vòng thơm trong than sinh học bắt đầu tăng lên do việc mất các chất dễ bay hơi và việc chuyển hóa của nhóm ankyl và O-ankyl Ở khoảng 330oC, tấm graphene polyaromatic bắt đầu phát triển theo chiều ngang và cuối cùng kết lại, chính điều này đã làm cho than sinh học có

cấu trúc lớp, xốp, diện tích bề mặt lớn Ở nhiệt độ trên 600oC quá trình carbon hóa sẽ chiếm ưu thế, quá trình này sẽ loại bỏ các nguyên tử không phải là carbon, kết quả là làm tăng hàm lượng carbon trong sản phẩm (Lehmann và Joseph, 2009)

Các điều kiện trước khi chế biến (làm khô), trong (điều kiện nhiệt độ, thời gian nung, áp suất, tốc độ thổi khí, công nghệ sản xuất) và sau khi chế biến (sàng, hoạt hóa) sẽ ảnh hưởng lớn đến cấu trúc vật lý của than sinh học

Cấu trúc carbon trong than sinh học sẽ thay đổi theo nhiệt độ nhiệt phân: ngưỡng 400oC hình thành các vòng thơm sắp xếp hỗn loạn; ngưỡng 800oC các vòng thơm liên kết thành từng tấm, xếp chồng lên nhau; ngưỡng 2500oC hình thành cấu trúc graphite ba chiều Tùy theo từng cấu trúc carbon mà tính chất hóa lý sẽ khác nhau Ngoài ra khi nhiệt độ nhiệt phân tăng thì càng nhiều nguyên tố trong than sinh học bị bay hơi hơn cũng làm ảnh hưởng tới tính hóa

lý (Lehman và Joseph, 2009)

Hình 2.5 Nhiệt độ nhiệt phân đến cấu tạo của than sinh học

(Lehmann và Joseph, 2009)

a) Tăng tỷ lệ vòng thơm carbon, cấu trúc vô định hình, (b) Hình thành lớp

carbon thơm, (c) Hình thành cấu trúc graphite

Lấy ví dụ về độ pH của than sinh học sẽ tăng theo nhiệt độ nhiệt phân, nhưng không phải theo đường tuyến tính mà tại vài mốc nhiệt độ sẽ giảm nhẹ Thông thường pH của than sinh học có tính kiềm (>7), nhưng thực tế tùy theo

pH ban đầu của nguyên liệu và nhiệt độ nhiệt phân mà pH cuối sẽ nằm trong khoảng dao động khá lớn từ 4-12 (Lehmann, 2007) Đặc biệt, giá trị pH còn có thể giảm xuống 2,5 nếu ủ tại 70oC trong vòng 4 tháng (Cheng et al., 2006)

Hình 2.6 Tính chất của than sinh học thay đổi theo nhiệt độ nhiệt phân

(Lehmann, 2007)

Các chất khoáng thường được tìm thấy trong than sinh học gồm có KCl, SiO2, silica vô định hình, CaCO3, calcium hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 Ngoài ra còn những loại khoáng vi lượng khác như các dạng calcium phosphate, CaSO4, các nhóm nitrate, oxide và hydroxide của Ca, Mg Al, Ti,

Mn, Zn, Fe

2.1.4 Công nghệ sản xuất than sinh học

Quá trình nhiệt phân là việc biến đổi sinh khối thành các vật liệu carbon như than sinh học, khí syngas và nhiên liệu khác Quá trình nhiệt phân có thể phân thành hai loại là nhanh và chậm phụ thuộc vào thời gian gia nhiệt (Jakab

et al., 2000)

Nhiệt phân sinh khối thực vật khô bao gồm ba quá trình chính diễn ra đồng

thời (Antal và Grønli, 2003; Shafizadeh, 1982; Varhegyi et al., 1995)

1 Quá trình hình thành than sinh học và khí gas

2 Quá trình hình thành dầu sinh học và hắc ín (tar)

3 Quá trình khí hóa (gasification) và than hóa (carbonization)

Bảng 2.6 Thành phần các sản phẩm từ những chế độ nhiệt phân khác nhau

(Bridwater, 2007) Loại Nhiệt độ Thời gian suất Áp Chất lỏng (%) Chất rắn (%) Chất khí (%) Carbon hóa

Hình 2.7 Các hệ thống sản xuất than sinh học (Lehman và Joseph, 2009)

Có nhiều phương pháp để sản xuất than sinh học, có cách rất đơn giản nhưng cũng có những công nghệ sản xuất đòi hỏi phải đầu tư về máy móc thiết

bị Các hệ thống sản xuất than sinh học chủ yếu chia ra dựa trên nguyên lý vận hành, nhiệt phân nhanh và nhiệt phân chậm; theo mẻ, bán liên tục hoặc liên tục

Hiện nay, công nghệ sản xuất than sinh học rất phát triển, kết hợp nhiều quá trình như nhiệt phân, áp suất để tăng hiệu suất thu hồi than sinh học và thu hồi

những loại sản phẩm tùy vào mục đích sử dụng Trước đây, người ta sản xuất than sinh học bằng các hệ thống đơn giản như hầm đốt, lò đốt, các lò đốt bằng gạch hoặc bằng kim loại ở quy mô hộ gia đình hay trang trại Ở quy mô công nghiệp, người ta thường sử dụng những hệ thống lớn như lò đốt lớn hơn hay hệ

thống lò đốt liên tục nhằm đạt năng suất cao hơn

Trong các phương pháp này hầm đốt là phương pháp đơn giản nhất, tuy nhiên năng suất thu hồi than thấp chỉ khoảng 2 - 22% Sản lượng của lò gạch

nằm trong khoảng 12,5 - 30%, sản lượng của lò thép từ 18,9 - 31,4% và cao nhất là lò đốt bằng bê tông là 33% (Kammen và Lew, 2005) Công suất lò bê tông cao hơn so với lò kim loại do cách nhiệt tốt hơn và tỷ lệ diện tích tiếp xúc

lớn hơn Bên trong lò có hệ thống cảm biến nhiệt giúp xác định các điểm nóng,

lạnh và điều chỉnh bằng cách kiểm soát luồng không khí lưu thông bên trong lò,

nhằm tăng một cách đáng kể năng suất và cải thiện hiệu suất thu hồi sản phẩm

2.2 Ứng dụng than sinh học trong nông nghiệp

2.2.1 Ảnh hưởng của than sinh học đến các tính chất của đất

Khi được đưa vào đất tính chất hóa lý của than sinh học có những thay đổi

phức tạp Than sinh học có nồng độ cao của các khoáng hòa tan và các phân tử

hữu cơ oxy hóa trên bề mặt nên khi được bón vào đất ẩm thì sẽ có sự thay đổi

về pH, EC xung quanh các hạt Trong tuần đầu tiên, các khoáng chất hòa tan và ion này sẽ được trao đổi trên bề mặt của các cấu tượng đất xung quanh Dưới tác động của mưa, các hạt đất đi vào các vi lỗ của than sinh học và phản ứng với các bề mặt carbon để tạo thành các phức hợp hữu cơ than sinh học Nguồn nguyên liệu và công nghệ để sản xuất than sinh học cũng sẽ ảnh hưởng đến quá trình phản ứng diễn ra và sự ổn định của các hợp chất được giữ lại khi bón than sinh học vào trong đất (Nguyen et al., 2010; Spokas et al., 2009)