NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LƯỢNG BÓN THAN SINH HỌC (BIOCHAR) ĐẾN SINH TRƯỞNG, NĂNG SUẤT NGÔ TẠI VIỆT TRÌ – PHÚ THỌ

Một số nghiên cứu trên thế giới gần đây chỉ ra rằng TSH có thểcải tạo môi trường đất, nâng cao sức sản xuất của đất qua việc làm giảm tính chua,tăng dung tích hấp thu và độ phì nhiêu của

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Cây ngô một trong ba loại cây trồng quan trọng trong hệ thống cây lương thựcquốc gia, sản lượng đứng thứ hai chỉ sau có lúa Ở một số nước nghèo, ngô vẫn cònđóng vai trò như nguồn lương thực chính của người dân trong cuộc sống hằng ngày

Ở Việt Nam, ngô tuy chỉ chiếm 12,9% diện tích cây lương thực có hạt, nhưng

có ý nghĩa quan trọng thứ hai sau cây lúa Gần 30 năm qua, nhất là từ những nămsau 1990, sản xuất ngô nước ta đã đạt được những thành tựu đáng ghi nhận Đến năm

2008, diện tích diện tích trồng ngô cả nước là 1.125,9 nghìn ha, năng suất đạt 40,2tạ/ha và sản lượng đạt 4.531,2 nghìn tấn So với năm 1990, diện tích và năng suấttăng 2,6 lần, còn sản lượng tăng 7 lần (Tổng cục Thống kê, 2009)

Hiện nay phần lớn ngô được sử dụng làm thức ăn cho chăn nuôi, chiếmkhoảng 80% sản lượng ngô, một phần ngô được dùng làm lương thực chính cho một

số đồng bào dân tộc thiểu số miền núi, đặc biệt những vùng khó khăn, vùng không

có điều kiện trồng lúa nước Nhu cầu sử dụng ngô ở nước ta rất lớn và ngày càngtăng Tuy nhiên, năng suất ngô đạt được hiện nay so với tiềm năng năng suất củacác giống ngô lai vẫn còn khoảng cách khá xa, một trong những nguyên nhân đó là

kỹ thuật canh tác chưa đúng, bố trí thời vụ chưa hợp lý, sâu bệnh nhiều Mặt khác,cây ngô là cây phàm ăn nên mức đầu tư thâm canh phải cao, chi phí phân bónnhiều, đặc biệt là phân đạm, trong khi đó hiệu suất cây ngô sử dụng được ít dẫn đếnlãng phí và hiệu quả kinh tế không cao

Theo kết quả khảo sát của Cục trồng trọt - Bộ Nông nghiệp và phát triển nôngthôn cho biết, hiệu xuất sử dụng phân bón ở Việt Nam hiện nay mới chỉ đạt 40 - 45%đối với đạm, lân từ 40 - 45% và kali từ 40 - 50% Như vậy còn khoảng 55 - 60%lượng đạm, 55 - 60% lượng lân và 50 - 60% kali không được sử dụng Trong đó, mộtphần nằm lại trong đất, một phần bị rửa trôi theo nước, phần còn lại bị bốc hơi gây ônhiễm nguồn nước và không khí

Trước vấn đề đó, than sinh học (black carbon hay biochar) đang được nhiềunhà khoa học trên thế giới quan tâm và ví như là “vàng đen” cho ngành nôngnghiệp Than sinh học là sản phẩm được tạo ra từ quá trình nhiệt phân các vật liệuhữu cơ (rơm rạ, vỏ trấu, lõi ngô, vỏ hạt, bã mía v.v ) trong môi trường không cóhoặc nghèo ôxy

Việt Nam mỗi năm có khoảng 100 -200 triệu tấn phế phụ phẩm hữu cơ thải ra

từ trồng trọt và chăn nuôi Một phần phế phụ phẩm nông nghiệp đã được tái sử dụngvới nhiều mục đích khác nhau đem lại những lợi ích nhất định Tuy nhiên vẫn cònmột phần không nhỏ chưa được quản lý tốt, thải trực tiếp ra môi trường sống, gây ônhiễm môi trường nghiêm trọng ở nhiều nơi Sự phân hủy các vật liệu hữu cơ khôngđược quản lý này cũng đang góp phần làm gia tăng lượng khí nhà kính (KNK) phátthảivào khí quyển Một số nghiên cứu trên thế giới gần đây chỉ ra rằng TSH có thểcải tạo môi trường đất, nâng cao sức sản xuất của đất qua việc làm giảm tính chua,tăng dung tích hấp thu và độ phì nhiêu của đất, làm thay đổi các tính chất hóa lýđất, ảnh hưởng gián tiếp lên nấm cộng sinh rễ mycorrhizal qua những ảnh hưởnglên các loài vi khuẩn khác (Glaser, 2007; Steiner et al., 2007), tăng khả năng duy trìnước của đất, giảm mức độ thấm sâu của các chất trong đất (Lehmann et al, 2006)

Ở Việt Nam, sử dụng than sinh học cho cây trồng chỉ mới bắt đầu được quantâm nghiên cứu trong thời gian gần đây Trong khi đó, đất trồng trọt ở tỉnh Phú Thọ

đa phần là đất đồi núi dốc, khả năng giữ nước kém, đất dễ bị rửa trôi Vì vậy,nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng khả năng giữ nước, giữ phân giảm ônhiềm môi trường, tăng năng suất cây trồng là rất cần thiết

Đó là lý do để chúng tôi thực hiện nghiên cứu này

2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

2.1 Mục đích

Mục đích nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến sinh trưởng,năng suất ngô trồng trên đất đồi dốc tại thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ

2.2 Yêu cầu

- Đánh giá ảnh hưởng của lượng bón than sinh học đến sinh trưởng cây ngô

- Đánh giá ảnh hưởng của lượng bón than sinh học đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất ngô

- Sơ bộ đánh giá hiệu quả kinh tế

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài nghiên cứu

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về ảnhhưởng của than sinh học tới cây trồng nói chung, cây ngô nói riêng và còn là tàiliệu tham khảo trong nghiên cứu và giảng dạy

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nhiên cứu của đề tài sẽ góp phần hoàn chỉnh qui trình thâm canh tăngnăng suất và đạt hiệu quả kinh tế cao hơn trong sản xuất ngô

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ngô trên thế giới và Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất ngô trên thế giới

Ngô là cây ngũ cốc lâu đời và phổ biến trên thế giới, có khả năng thích ứng rộng,được trồng từ 550 vĩ Bắc đên 400 vĩ độ Nam, thuộc 69 nước trên thế giới, đồng thời cókhả năng thích ứng tốt với các điều kiện sinh thái khác nhau, từ 1 – 2m so với mặt nướcbiển ở vùng Andet – Peru đến gần 4.000m (Ngô Hữu Tình, giáo trình cây ngô) [5].Theo dự báo của Viện nghiên cứu chương trình lương thực thế giới (IFPRI, 2003) [11], nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 lên tới 852 triệu tấn (sản lượng năm 2005 chỉ mới đạt 705,3 triệu tấn), tăng 45% so với năm 1997, chủyếu ở các nước đang phát triển (72%), riêng Đông Nam Á tăng 70% so với năm

1997 Nhu cầu ngô tăng do dân số phát triển nhanh, thu nhập bình quân đầu ngườiđược cải thiện nên việc tiêu thụ thịt, cá, trứng, sữa tăng mạnh, dẫn đến lượng ngôdùng cho chăn nuôi tăng Thách thức đặt ra là 80% nhu cầu ngô trên thế giới tăng(266 triệu tấn) lại tập trung ở các nước đang phát triển, trong khi đó chỉ khoảng10% sản lượng ngô từ các nước công nghiệp có thể xuất sang các nước này Vì vậy,các nước đang phát triển phải tự đáp ứng nhu cầu của mình trên diện tích ngô hầu nhưkhông tăng (IFPRI, 2003) [13]

Như vậy, nhu cầu về ngô trên thế giới ngày càng tăng từ năm 1997 đến 2020nhu cầu cần tăng thêm 45%, trong đó số lượng tăng nhiều ở các nước đang phát triển(năm 1997 nhu cầu 295 triệu tấn lên 508 triệu tấn vào năm 2020), sự thay đổi lớn nhấtthuộc về các nước Đông Á với sự tăng thêm 85% vào năm 2020

Theo số liệu của Tổ chức Nông - Lương Liên Hợp Quốc (FAO), năm 2007 diện tíchngô đã vượt qua lúa nước, với 158,0 triệu ha, năng suất 50,1 tấn/ha và sản lượng đạt kỷlục 791,8 triệu tấn Trong hơn 40 năm qua, ngô là cây trồng có tốc độ tăng trưởng về năngsuất cao nhất trong các cây lương thực chủ yếu So với năm 1961, năm 2007 năng suất

ngô trung bình của thế giới tăng thêm hơn 31,1 tạ/ha (từ 19 lên 50,1 tạ/ha), lúa nước tănghơn 23,3 tạ/ha (từ 19 lên 42,3 tạ/ha), còn lúa mì thêm 17,3 tạ/ha (từ 11 lên 28,3 tạ/ha)(FAOSTAT, 2013) [12]

Bảng 1.1 Dự báo nhu cầu ngô thế giới đến năm 2020

(triệu tấn)

2020 (triệu tấn) % thay đổi

Sản lượng (triệu tấn)

Những thành tựu mà ngành ngô thế giới đạt được trong những năm gần đây có

thể nói là đã vượt ngoài mọi dự đoán lạc quan nhất Năm 1995, sản lượng ngô thếgiới là 517 triệu tấn, năm 1998 đã đạt 615 triệu tấn, năm 2000 do điều kiện khíhậu khó khăn giảm xuống còn 593 triệu tấn, vậy mà vào năm 2007 đã đạt tới 792triệu tấn Tức là chỉ sau có 12 năm, sản lượng ngô thế giới đã tăng thêm hơn 50%.Riêng 7 năm gần đây đã tăng thêm gần 300 triệu tấn và giá ngô thế giới vẫn ở mứccao Trong khi đó, vào năm 2003, Viện Nghiên cứu Chương trình lương thực thếgiới (IFPRI) dự báo nhu cầu ngô trên thế giới vào năm 2020 chỉ lên đến 852 triệutấn (dẫn theo Ngô Hữu Tình, 2009) [5]

Dân số thế giới ngày càng tăng nhanh, trong khi đó diện tích đất canh tác ngày càng thu hẹp do sa mạc hóa và xu thế đô thị hóa Nền nông nghiệp thế giớingày nay luôn phải trả lời làm thế nào để giải quyết đủ năng lượng cho 8 tỷ ngườivào năm 2021 và 16 tỷ người vào năm 2030 Để giải quyết được câu hỏi này, ngoàibiện pháp phát triển nền nông nghiệp nói chung và nhanh chóng chọn ra nhữnggiống cây trồng trong đó có các giống ngô năng suất cao, ổn định có khả năngchống chịu tốt với điều kiện khí hậu ngày càng biến đổi phức tạp thì việc nghiên cứunhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón nhằm giảm lượng phân khoáng bón chocây ngô là rất cần thiết Điều đó sẽ có một ý nghĩa vô cùng lớn đối với ngành sảnxuất ngô thế giới, đặc biệt ở các nước đang phát triển việc sản xuất ngô phụ thuộcchủ yếu vào thiên nhiên, trong đó có Việt Nam

2.1.2 Tình hình sản xuất ngô ở Việt Nam

Ngô là cây lương thực quan trọng thứ 2 sau cây lúa ở nước ta Ngô được đưa vàoViệt Nam cách đây khoảng 300 năm (Ngô Hữu Tình, 2009) [5] Do có vai trò quantrọng đối với kinh tế xã hội cộng với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa nên ngô đãnhanh chóng được mở rộng, trồng khắp các vùng miền cả nước

Cùng với sự tiến bộ của toàn thế giới, việc phát triển sản xuất ngô ở Việt Namtrong vài thập kỷ cuối thế kỷ 20 cũng đã thu được những kết quả quan trọng Đạtđược thành tựu lớn trong sản xuất ngô ở nước ta trong những năm gần đây là nhờ cónhững chính sách khuyến khích của Đảng và Nhà nước trong việc áp dụng thành

công những tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, kỹ thuật canh tác vào sản xuất nêncây ngô đã có những bước tiến mạnh về diện tích, năng suất và sản lượng

Năng suất ngô Việt Nam đến cuối những năm 1970 chỉ đạt 10 tạ/ha do trồngcác giống ngô địa phương với kỹ thuật canh tác lạc hậu Từ giữa những năm 1980,nhiều giống ngô cải tiến đã được trồng ở nước ta, góp phần đưa năng suất lên gần 15tạ/ha vào đầu những năm 1990 Tuy nhiên, ngành sản xuất ngô nước ta thực sự cónhững bước tiến nhảy vọt là từ đầu những năm 1990 đến nay, gắn liền với việc mởrộng giống lai và cải thiện các biện pháp kỹ thuật canh tác Năm 1991, diện tíchtrồng giống lai chưa đến 1% trên hơn 400 nghìn ha trồng ngô, năm 2007 giống lai

đã chiếm khoảng 95% trong số hơn 1 triệu ha Năm 1994, sản lượng ngô ViệtNam vượt ngưỡng 1 triệu tấn, năm 2000 vượt ngưỡng 2 triệu tấn và năm 2008 códiện tích, năng suất và sản lượng cao nhất từ trước đến nay: Diện tích 1.125,9 nghìn

ha, năng suất 40,2 tạ/ha, sản lượng vượt ngưỡng 4 triệu tấn - 4,5 triệu tấn (Tổng cụcThống kê, 2013) [5]

Năm 1961, năng suất ngô nước ta bằng 60% trung bình thế giới (11,4/ 19 tạ/ha).Suốt gần 20 năm sau đó, trong khi năng suất ngô thế giới tăng liên tục thì năng suấtcủa ta lại giảm và vào năm 1979 chỉ còn bằng 29% so với trung bình thế giới (9,9/33,9tạ/ha) Mặc dầu là cây lương thực thứ hai sau lúa nước, song do truyền thống lúanước, cây ngô không được chú trọng nên chưa phát huy hết tiềm năng ở Việt Nam

Từ năm 1980 đến nay, năng suất ngô nước ta tăng nhanh liên tục với tốc độ caohơn trung bình của thế giới Năm 1980, bằng 34% so với trung bình thế giới (11/32tạ/ha); năm 1990 bằng 42% (15,5/37 tạ/ha); năm 2000 bằng 65,5% (27,5/42 tạ/ha);năm 2005 bằng 75% (36/48 tạ/ha) và năm 2007 đã đạt 78,4% (39,3/50,1 tạ/ha)

Cây ngô có khả năng thích ứng rộng, có thể được trồng nhiều vụ trong năm vàtrồng ở hầu hết các địa phương trong cả nước Tiềm năng phát triển cây ngô ở nước

ta là rất lớn cả về diện tích và thâm canh tăng năng suất

Bảng 1.3 Sản xuất ngô Việt Nam giai đoạn 1961 – 2013

từ cây gỗ đến cây cỏ, cành lá…

1.2.2.Than sinh học được sản xuất như thế nào?

Hiện nay, trên thế giới than sinh học được sản xuất chính bằng phương phápnhiệt phân “Phương pháp nhiệt phân” có thể sản xuất bằng lò thủ công hoặc sảnxuất trong các nhà máy lớn, cũng có thể bằng Biochar Reactor kéo đi lưu động

200 tấn biocarbon/ngày Hai phương pháp chính là nhiệt phân “nhanh” và nhiệtphân “chậm” Ngoài ra, công nghệ vi sóng gần đây đã được sử dụng một cách hiệuquả trong việc chuyển đổi các chất hữu cơ thành than sinh học ở quy mô côngnghiệp Ngày xưa, việc sản xuất than sinh học như là một phụ gia đất đã được thựchiện trong các "hố, hầm" hay "rãnh" Phương pháp này là một tiềm năng để sảnxuất than sinh học ở khu vực nông thôn Hiện nay, các công ty đang sản xuất theophương pháp hiện đại có quy mô lớn xử lý chất thải nông nghiệp, phụ phẩm giấy,cao su và thậm chí cả chất thải đô thị Có ba hệ thống chính để triển khai phươngpháp nhiệt phân Đầu tiên là một hệ thống tập trung, nơi tất cả sinh khối trong khuvực sẽ được đưa đến một nhà máy nhiệt phân để xử lý Hệ thống thứ hai là một lònhiệt phân công nghệ thấp hơn cho từng nông hộ hoặc một nhóm nhỏ của nôngdân Thứ ba là một hệ thống di động, như một chiếc xe tải được trang bị thiết bịnhiệt phân để nhiệt phân sinh khối Brazil là nước thuận lợi trong việc sản xuấtBiocarbon bởi hàng năm họ thu hoạch khoảng 460Mt mía, như vậy có khoảng100Mt dư lượng có thể đưa vào lò nhiệt phân Tại Indonesia, một trong những nướcsản xuất nhiều dầu cọ ở châu Á, từ cây cọ dầu (Oil Palm) sẽ cho 10% dầu, còn 90%sinh khối (cây, lá, quả, vỏ quả, xơ, buồng hoa, buồng quả ) đều là nguyên liệu đểsản xuất Biochar Michael J Antal, J và các nhà nghiên cứu tại Đại học Hawaii(UH) đã cho biết, nhiệt độ lý tưởng để nhiệt phân là khoảng 500oC Các công nghệcarbon hóa UH Flash được bảo vệ bởi bằng sáng chế ở Mỹ năm 2003 đã được ápdụng ở bang Hawaii, nhiều tiểu bang và quốc gia khác Nguyên liệu được dùng ởđây bao gồm củi gỗ bạch đàn và gỗ sồi và sản phẩm phụ nông nghiệp như vỏ quả,lõi ngô, dứa, chất thải chế biến gỗ như mùn cưa gỗ, vỏ bào, các loại cây nhỏ và cácvật liệu tổng hợp như lốp ô tô Còn trong Dự án Biochar Thụy Sỹ (CarbonZeroProject - Switzerland, 2007), để có hiệu quả cao với các thông số cho phép thựchiện trong điều kiện vắng mặt oxygen, nhiệt độ thích hợp trong khoảng 500-700oC

và với quy mô lớn để sản xuất than sinh học, người ta đã cho ra các lò phản ứngCacbon Zero (Carbon Zero Biochar Reactor) để sản xuất than sinh học với giá thấp

Ngoài ra, các lò phản ứng cũng tạo ra các khí tổng hợp (một sự kết hợp của hydro,carbon monoxide và methane) và các sản phẩm phụ khác Các khí này có thể được sửdụng để thay thế cho khí propane và gas tự nhiên, sản xuất nhiệt cho các nhà kho hoặcnhà kính gia cầm Nó cũng có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng cho máy bơmtưới tiêu thông qua một bộ trao đổi nhiệt và động cơ hơi nước hiện đại, hoặc để tạo rađiện năng Các thông số hoạt động có thể được điều chỉnh về phạm vi nhiệt độ hoặcthời gian mong muốn Chuyển đổi hiệu quả của các sinh khối gỗ để cho 30-33% thansinh học Vì vậy, mỗi thiết bị này sẽ sản xuất 300-330 kg/tấn than sinh học từ sinhkhối Một khi các phản ứng nhiệt phân đã bắt đầu, nó tự duy trì, không đòi hỏi đầu vàonăng lượng bên ngoài Sản phẩm phụ của quá trình này bao gồm các khí tổng hợp (H2+ CO), số lượng nhỏ của khí mê-tan (CH4), hắc ín, các axit hữu cơ và nhiệt.

1.2.3 Các nghiên cứu sử dụng than sinh học trên thế giới và Việt Nam

Biocarbon được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như để hấp thụ CO2góp phần làm giảm khí nhà kính, làm chậm sự biến đổi khí hậu hoặc để sản xuấtbiofilter dùng lọc nước uống trong các gia đình, hoặc dùng xử lý nước thải côngnghiệp, nước thải sinh hoạt… nhưng trong nông nghiệp vẫn được dùng nhiều hơn.Theo GS Lehmann, bộ môn Địa Hoá học đất, trường Đại học Stanford (2007), khiđược sử dụng rộng rãi, thuật ngữ Biochar (than sinh học) được hiểu là than từ bất

kỳ sinh khối phế thải nào Trong bối cảnh rộng hơn, Biochar có thể được hiểu làchất sử dụng để cải thiện chất lượng đất Nhiều nhà khoa học cho rằng than sinhhọc cần phải được xử lý thêm trước khi được bổ sung vào khu vườn hoặc ủ trộn vớiphân hữu cơ, thường được sử dụng để tạo vật chất mang các vi sinh vật và chấtdinh dưỡng có lợi Than sinh học có diện tích hoạt động bề mặt cao hơn so với thankhác và ngày càng có nhiều người quan tâm đến đặc điểm tiềm năng của than sinhhọc Các hoạt động của dự án than sinh học Thụy Sỹ đã chứng minh tác dụng củathan này đối với đất Họ đưa than sinh học thực nghiệm tại Terrigal (Australia) vớicác công thức thí nghiệm: 1 Đất đồng bằng, 2 Đất + NPK (Nitơ, Phospho và phânbón Kali), 3 Đất + than sinh học, 4 Đất + NPK + than sinh học, tỷ lệ ứng dụng

than sinh học vào ngày 3 lô thử nghiệm là 50 tấn/ha Sau 10 tuần, ở các lô thửnghiệm cho thấy ở các công thức thí nghiệm có Biocarbon đều cho kết quả tốt vàhiệu ứng tương tự cũng được thấy trong nhiều loại đất và các địa điểm khác trên thếgiới (ảnh 5) Than sinh học được sử dụng phổ biến trên các lĩnh vực nông nghiệp

và tích hợp vào các lớp trên của đất bởi nó có nhiều lợi ích, như làm tăng năng suấtcây trồng đáng kể trên đất đang trong tình trạng nghèo, giúp ngăn chặn dòng chảy

và mất mát phân bón, cho phép sử dụng phân bón ít hơn và giảm bớt ô nhiễm môitrường xung quanh mà vẫn giữ được độ ẩm, giúp cây qua được các thời kỳ hạn hán

dễ dàng hơn

Quan trọng nhất, nó bổ sung dưỡng chất cho đất Carbon hữu cơ sẽ thúc đẩy

sự phát triển của vi sinh vật đất cần thiết cho sự hấp thụ chất dinh dưỡng, đặc biệt

là nấm rễ Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng carbon trong than sinh học vẫn ổn địnhtrong thiên niên kỷ này, cung cấp một phương tiện đơn giản, bền vững để cô lậplượng khí thải carbon, đó là công nghệ khả thi ở các nước phát triển hay đang pháttriển Than sinh học được tạo ra từ sinh khối có khả năng hấp thụ khoảng 50% CO2khí quyển và đó là nguyên liệu cần thiết cho quang hợp của thực vật Các chất hữu

cơ và vô cơ có chứa nhiều nguyên tử carbon có khả năng cung cấp một khối lượng

dự trữ carbon lâu dài hơn so với than củi Do đó, than sinh học cho chúng ta một cơhội vàng để loại bỏ CO2 dư thừa từ khí quyển do khí thải các nhà máy, nạn phárừng và cô lập nó một cách gần như thường xuyên và có lợi cho môi trường

Saibhaskar Nakka (2007) còn cho rằng, than sinh học là than cần cho đất,được sử dụng đối với đất cùng với các sửa đổi khác để nâng cao độ phì nhiêu củađất Loại đất đen có hàng ngàn năm trước được tạo ra trong các vùng của lưu vựcsông Amazon cho đến khi có người Âu Châu đến Tại châu Á, giá trị của than sinhhọc đã được biết đến nhiều tại Ấn Độ và được sử dụng như một thói quen truyềnthống và văn hóa cho các mục đích khác nhau, bởi vậy than này không bao giờđược coi là một loại vật liệu chất thải Mặc dù việc bổ sung than cho các loại đấtđược thực hiện như là một thói quen, nhưng nó vẫn là một phần của truyền thống

canh tác tại Ấn Độ, khi các nông dân ở đây đã sử dụng than củi từ hàng trăm năm

để sản xuất nông nghiệp bền vững Nhiều nghiên cứu cho thấy, than sinh học cómột vai trò cực kỳ quan trọng trong việc giải quyết một số thách thức lớn nhất đốivới nhân loại ngày nay Như vậy, việc tiếp tục thực hiện chương trình: nghiên cứucông nghệ, phát triển, triển khai và phổ biến - RDD & D (Technology Research,Development, Deployment and Diffusion) của than sinh học và công nghệ nhiệtphân là hoàn toàn cần thiết Trong bài viết “Than sinh học có thể cứu vãn hànhtinh?” (Can biochar save the planet), GS.TS Tim Flannery - Đại học Mcquarie, Úc(2009) cho rằng, than sinh học có thể là sáng kiến quan trọng nhất đối với môitrường trong tương lai của nhân loại

Theo Azadeh Ansari (2009), ngay ở Đại học Georgia đã có một nhà máy cóthể nắm giữ một trong những giải pháp cho các vấn đề lớn về môi trường như nănglượng, sản xuất lương thực và thậm chí thay đổi khí hậu toàn cầu Bibens - một kỹ

sư ở đây cho biết “đặc sản ở đây là than sinh học", một loại than rất xốp được làm

từ chất thải hữu cơ Các nguyên liệu được dùng là các thứ bất kỳ thu được củarừng, của chất thải nông nghiệp và chất thải động vật như dăm gỗ, vỏ bắp, vỏ đậuphộng, thậm chí phân gà Than sinh học thu được có tính chất xốp có thể giúp đấtgiữ nước, chất dinh dưỡng, bảo vệ các vi sinh vật trong đất Việc tăng cường nănglực lưu giữ chất dinh dưỡng của đất bởi than sinh học không chỉ làm giảm các yêucầu phân bón mà còn tác động tích cực đến khí hậu và môi trường của đất canh tác.Nghiên cứu cho thấy, do tính chất vật lý, hóa học của than sinh học mà nó có mộtkhả năng độc đáo để thu hút và giữ độ ẩm cũng như chất dinh dưỡng và hóa chấtnông nghiệp, thậm chí còn giữ lại chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho

Nghiên cứu gần đây đã chứng minh than sinh học không chỉ làm giàu đất màcòn giảm 50-80% lượng khí carbon dioxide (CO2) và các oxit nitơ (NO2) phát thải

Mà NO2 là khí nhà kính đáng kể, mạnh hơn CO2 tới 310 lần Than sinh học lại códiện tích bề mặt lớn và cấu trúc lỗ rỗng phức tạp (1g có thể có một diện tích bề mặthơn 1.000 m2) nên có khả năng hấp thụ nước, tạo thành các “hồ”, các “bể” nước

dưới mặt đất để giữ lại lượng nước và dinh dưỡng rất lớn cho đất Nhờ đó cung cấpmột môi trường sống an toàn cho cây và các vi sinh vật trong đất Nhiều nhà nghiêncứu đều cho rằng Biochar là người bạn tốt nhất của đất (Land’s Best Friend) bởi cónhững lợi ích như: tăng trưởng thực vật, giảm phát thải oxit nitơ (ước tính 50%),triệt khử nhiều sự phát thải mê-tan, giảm nhu cầu phân bón (ước tính 10%), giảmrửa trôi các chất dinh dưỡng, giảm độ chua của đất, tăng pH đất, lưu trữ carbontrong một bồn rửa ổn định lâu dài, tăng tập hợp đất do sợi nấm tăng, giảm độc tínhnhôm, cải thiện việc xử lý đất nước, tăng mức đất ở có sẵn để dùng Ca, Mg, P và

K, tăng hô hấp của vi sinh vật đất, tăng sinh khối vi sinh vật đất, tăng nấm rễArbuscular mycorrhyzal, kích thích vi sinh vật cố định đạm cộng sinh trong cây họđậu, tăng khả năng trao đổi cation

Kết quả nghiên cứu mới nhất cho thấy, sản lượng cây trồng ở các vùng đất bónBiochar ở Canada tăng lên từ 6-17% so với đối chứng, thân cây cứng hơn và bộ rễphát triển nhiều hơn (đến 68%) Hao hụt dưỡng chất phân bón do bị rửa trôi giảm

rõ rệt, trong đó hiện tượng mất lân giảm đến 44% Trên thực tế, lợi ích của việc bónBiochar đã được quan trắc, kiểm nghiệm nhiều nơi ở Úc, Philippines, Congo… vànhiều nước đã có chế độ khuyến khích hay thưởng cho các nông hộ sử dụng loạithan này

Theo Lehmann đã trình bày ở Hội hóa học Mỹ cho rằng sử dụng than sinh họccộng với phân hóa học đã làm tăng trưởng lúa mỳ mùa đông và rau quả lên 25-50%

so với bón một mình phân hóa học

N.Sai Bhaskar Reddy (2008) nghiên cứu ở đậu tương cũng nhận xét rằng cóthêm Biocarbon vào đất nền, tỷ lệ nảy mầm cao, hệ rễ phát triển mạnh, quang hợptăng, hoạt động của vi khuẩn cộng sinh cố định nitơ mạnh mẽ hơn so với đối chứng(trên đất nền)

Biocarbon còn có vai trò trong việc chống suy thoái đất Theo JohannesLehmann, bộ môn Khoa học cây trồng và đất - Đại học Cornell đã nói tại Hiệp hộikhoa học và tiến bộ Mỹ (2006) cho rằng: “Các kiến thức mà chúng ta có thể đạt

được từ nghiên cứu các loại đất đen được tìm thấy trên toàn khu vực sông Amazonkhông chỉ dạy chúng ta làm thế nào để khôi phục đất bị suy thoái, sản lượng thuhoạch tăng gấp ba và hỗ trợ một mảng rộng các loại cây trồng trong vùng có đấtnông nghiệp nghèo mà còn có thể dẫn đến các công nghệ để cô lập carbon trong đất

và ngăn chặn những thay đổi quan trọng về khí hậu thế giới”

Mặt khác, theo Elmer, Wade, Jason C White, and Joseph J Pignatello, Đạihọc tổng hợp Connecticut (2009) khi cho thêm than sinh học vào đất sẽ có được giátrị sinh học đặc biệt quan trọng bởi nó sẽ hấp thụ các chất ô nhiễm như kim loại,đặc biệt là kim loại nặng và thuốc trừ sâu ngấm vào đất nên không gây ô nhiễm cácnguồn cung cấp thực phẩm Than sinh học có thể được thiết kế để có phẩm chất cụthể phù hợp với tính chất riêng biệt của đất Cho thêm than sinh học ở mức 10% đất

và giảm được tới 80% mức độ gây ô nhiễm thuốc trừ sâu độc hại như chlordane,DDX trong các cây trồng

Theo Tryon (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] thì khi bón than sinhhọc độ no bazơ tăng lên đến 10 lần, CEC tăng lên đến 3 lần nhờ được bổ sung thêmcác nguyên tố kiềm như Ca, Mg, Kali, vào dung dịch đất, tăng pH đất và tăng dinhdưỡng dễ tiêu cho cây trồng vào trong đất Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng kể

cả lượng than sinh học nhỏ bón vào đất cũng làm tăng đáng kể lượng cation kiềmtrong đất, kể cả lượng đạm tổng số và lân dễ tiêu cũng tăng hơn so với đối chứng.Than sinh học không những cải thiện hàm lượng dinh dưỡng dễ tiêu mà còn làmtăng khả năng giữ dinh dưỡng và nước trong đất do yếu tố này được hấp thụ vàocác khe hở của than sinh học

Van Zwieten (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] tìm thấy trong sự giatăng hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa mì được bón than sinh học khi kết hợp vớiphân đạm Năng suất lúa mì tăng 30% khi bón thêm 2,2% than sinh học so với đốichứng chỉ bón phân đạm Tác dụng tương tự cũng quan sát thấy trên củ cải, đặc biệtkhi bón với tỷ lệ phân thấp Sinh khối củ cải khi bón với lượng 17kg N/ha và 2,2%than sinh học tương đương với khi bón với lượng 88kg N/ha

Trong các thí nghiệm khác trong nhà kính, Van Zwieten và cộng sự (dẫn theoNguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] nhận thấy ảnh hưởng tích cực của than sinh học vàphân đạm trên sự tăng trưởng của đậu tương , lúa mì và củ cải trên đất đỏ có tính axit,nghèo dinh dưỡng ở Úc Tốc độ tăng trưởng của lúa mì tăng 2,5 lần so với đối chứng

và không bón than sinh học

Đất ở vùng nhiệt đới Columbia khi bón 23 tấn than sinh học/ha vào đất đã làmtăng sinh khối rõ rệt của cây trồng (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2], sinhkhối tăng 19% đối với lúa miến (legume), trong khi cây forb sinh khối tăng thấphơn (92 – 93%) so với đối chứng không bổ sung than sinh học

Trong một nghiên cứu khác (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] cho thấynăng suất bắp sau 4 năm bón than sinh học cao hơn hẳn so với năm mới bón Từnăm thứ 2, 3 và 4 trở đi sau khi bón 20 tấn than sinh học/ha năng suất bắp cũngtăng tương ứng 20, 30 và 140%; nếu bón 8 tấn than sinh học/ha năng suất tăngtương ứng là 19, 15 và 71%

Các nghiên cứu của Nhật cũng cho thấy than sinh học làm tăng năng suất mía,lúa và ngô ở Nhật, Lào và Inđônêxia (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] Sisomphone Sauthavong và T R Preston (2012), nghiên cứu về sự sinh trưởngcủa cây lúa ở vùng đất axit cải thiện bằng biochar từ vỏ trấu, kết quả cho thấy khibón thêm phân tương đương với 100kg/ha làm tăng sinh khối lên gấp 5 lần, không

có sự tương tác giữa các loại biochar (từ bếp khí hóa downdraft và bếp khí hóaupdraft) hay mức bổ sung biochar (2, 4, 6 và 8%) Biochar làm tăng pH đất từ 4,5lên 5,13 và 5,40 Không thấy ảnh hưởng của Biochar lên CEC của đất nhưng khảnăng giữ nước tăng lên từ 38 – 59% và không khác biệt do nguồn hay mức sử dụngbiochar

Ở Úc một số thử nghiệm thực địa dài hạn đang tiến hành, (2012) cho kết quảđáng khích lệ khi bón than sinh học cho đất chua với khả năng trao đổi cation thấp.Khi bổ sung 6 tấn than sinh học/ha và giảm 50% lượng phân khoáng thì năng suấtcây trồng vẫn tăng 18% Jeff Novak đã nghiên cứu khả năng của các loại than sinh

học khác nhau trong việc cải tạo đất cát ven biển Carolina và đất mùn phù sa miềnTây Bắc Thái Bình Dương do tro núi lửa tạo thành Nhóm nghiên cứu đã sử dụng

vỏ lạc, vỏ quả hồ đào, rác thải gia cầm, cỏ switchgrass và các sản phẩm chất thải gỗcứng để tạo ra 9 loại than sinh học khác nhau Sau đó than sinh học được trộn lẫnvào một loại đất cát và 2 loại đất mùn phù sa với tỷ lệ khoảng 20 tấn/ha Sau 4tháng, nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy than sinh học được sản xuất từ cỏswitchgrass và gỗ cứng đã làm tăng khả năng lưu giữ độ ẩm cho cả 3 loại đất này

Độ ẩm đất được cải thiện nhiều nhất nhờ loại than sinh học từ loại cỏ switchgrass.Than sinh học được sản xuất ở nhiệt độ cao cũng làm tăng độ pH đất và than sinhhọc từ chất thải gia cầm làm tăng đáng kể nồng độ phốt pho và natri trong đất.Than sinh học từ cỏ switchgrass có thể tăng thời gian đất giữ nước cho cây đỗtương trên đát cát từ 1 – 3,6 ngày và đối với cây trồng trên đất mùn phù sa từ 0,4 –2,5 ngày

Boun Suy Tan (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] đã thực hiện mộtnghiên cứu về lợi ích của than sinh học từ vỏ trấu và compost dùng để bón ruộnglúa Ông tiến hành thí nghiệm với 4 công thức: (i) không dùng than sinh học vàcompost; (ii) bón 5 tấn compost/ha; (iii)bón 5 tấn compost + 20 tấn than sinhhọc/ha; (iv) bón 5 tấn compost + 40 tấn than sinh học/ha Kết quả năng suất lúa ởcác công thức lần lượt là (i)1.252kg/ha; (ii) 1504 kg/ha (tăng 20%); (iii) 1817kg/ha(tăng 45%); (iv) 3756 kg/ha (tăng 300%)

Ở Senagan khi bón than sinh học cho hành thu được năng suất 18,2 tấn/ha, caohơn so với không bón than sinh học (12 tấn/ha) Khi sử dụng phân bón cùng với 1kgthan sinh học/1m2 lợi nhuận các năm tiếp theo tăng 35% so với năm đầu tiên Hiệuquả tương tự cũng quan sát thấy trên cây ngô khi sử dụng 2kg than sinh học/ m2

Kawapinski và cs (dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2], thí nghiệm cácloại than sinh học sản xuất từ miscathus, liễu, thông ở các điều kiện khác nhau trêncây ngô vùng đất mùn sét Kết quả cho thấy tùy thuộc vào nhiệt độ và thời giannhiệt phân mà hiệu quả tác động của than sinh học đến năng suất ngô là khác nhau

Than sinh học nung ở 400oC trong 10 phút làm giảm năng suất ngô khoảng 23%;Than sinh học nung ở 600 oC trong 60 phút làm tăng năng suất ngô lên 165% khibón với lượng 5% khối lượng đất Than sinh học nung ở 500oC trong 10 phút làmtăng năng suất 437% khi bón với lượng 5% khối lượng đất Ngoài việc cung cấpcác chất dinh dưỡng cần thiết, trong than sinh học có các axit humic chứa cáchormon tăng trưởng cây trồng.

Một số nghiên cứu còn cho thấy tác dụng của than sinh học đối với sinhtrưởng và năng suất cây trồng còn cao hơn nếu bón kết hợp với phân khoáng(Lehmann và cs, dẫn theo Nguyễn Đăng Nghĩa, 2012) [2] Các nghiên cứu về sửdụng than sinh học cho cây trồng ở Việt Nam cho đến nay còn ít được nghiên cứu Tại Việt Nam, gần đây Báo Nông nghiệp (21/12/2010) cũng đã có bài viết đềcập đến việc sản xuất Biochar từ vỏ trấu để cải tạo đất, bởi Đồng bằng sông CửuLong nổi tiếng với những dòng sông trấu trôi ra từ các nhà máy xay xát tập trung,việc sản xuất Biochar nên được thực hiện để một mặt lấy nhiệt sản xuất điện năng,mặt khác thu hồi Biochar thương phẩm để bán trong nước hay đem xuất khẩu Theotác giả bài viết thì nhu cầu sử dụng Biochar vỏ trấu trên ruộng vào khoảng 16tấn/ha, tương đương với khoảng tỷ lệ 1,4% trong lớp đất mặt từ 0-0,1m Hơn nữa,trong một xã hội mà sản xuất đang trên đà phát triển, đời sống của người dân đượcnâng cao thì các hoạt động của con người tác động đến môi trường sống cũng mạnh

mẽ hơn, làm cho môi trường trở nên ô nhiễm nặng Các chất thải từ sản xuất nôngnghiệp, lâm nghiệp, chất thải sinh hoạt, công nghiệp mía đường, chế biến gỗ, đóngtàu thuyền, sản xuất giấy, tinh bột ngày càng nhiều nhưng chúng ta chưa biết biếnrác thành vàng như những nơi khác Ở Nghệ An có sự đầu tư vào việc xây dựngmột số nhà máy ở những vùng trọng điểm (vùng công nghiệp, đô thị ) hoặc trang

bị các Biochar Reactor (loại cố định hay lưu động) để thu gom phế thải, rác thải vàbiến nó thành nguyên liệu để sản xuất Biocarbon thì vừa có Biocacbon phục vụ sảnxuất nông nghiệp bền vững và dùng cho các mục đích khác (như xử lý nước thải, xử lýnước sinh hoạt và nước uống trong mùa lũ lụt, giảm phát thải các khí nhà kính như

CO2, CH4, NO2, CFC ), vừa giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường nghiêmtrọng như hiện nay.

Theo Vũ Thắng và Nguyễn Hồng Sơn (2012) [3] việc đưa than sinh học sảnxuất từ gốc luồng, xơ dừa hay vỏ trấu vào đất xám bạc màu trồng lúa được bónphân khoáng (N,P,K) ở mức trung bình đã có ảnh hưởng tích cực đến khả năng đẻnhánh, số bông, sinh khối và năng suất lúa Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng phụthuộc vào loại và lượng bón than sinh học Ảnh hưởng tích cực của than luồng đếnsinh trưởng và năng suất lúa tăng dần khi mức bón tăng từ 10g đến 30g than/kgđất, trong khi than xơ dừa và than trấu chỉ có ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng

và năng suất lúa ở lượng bón 10 g/kg đất Để đánh giá đầy đủ về hiệu quả ứng dụngTSH làm chất cải tạo môi trường đất, nâng cao năng suất cây trồng cũng như cónhững bằng chứng khoa học để giải thích cơ chế ảnh hưởng của than sinh học đếnmôi trường đất và cây trồng, chúng ta cần tiếp tục nghiên cứu để đánh giá ảnhhưởng lâu dài của các loại than sinh học đơn lẻ hay phối trộn với các vật liệu kháctrên các đối tượng đất và cây trồng khác nhau Đồng thời cần quan tâm nghiên cứuđến công nghệ sản xuất than vì đây là một trong những khâu quyết định đến hiệuquả kinh tế và môi trường của việc ứng dụng than sinh học

Mai Văn Trịnh và cs (2012) [6] khi nghiên cứu về sản xuất than sinh học từrơm rạ và trâu hun bằng các phương pháp khác nhau cho thấy than sinh học làm từtrấu theo phương pháp đốt gián tiếp cho hàm lượng cacbon tổng số, cacbon hữu cơ,nitơ và P2O5 cao hơn các phương pháp đốt trực tiếp

Than sinh học làm từ rơm rạ theo phương pháp đốt gián tiếp cũng cho hàm lượngcacbon tổng số, cacbon hữu cơ, nitơ và K2O cao hơn các phương pháp trực tiếp

Chương 2 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Than sinh học được chế biến từ rơm rạ bằng phương pháp đốt gián tiếp: Lòđốt được thiết kế làm 2 khoang, khoang giữa được nhét vật liệu cần sản xuấtthan không tiếp xúc với lửa, khoang bên ngoài dùng để chứa các vật liệu đốt tạonhiệt Khi vật liệu ở khoang ngoài cháy sẽ tạo 1 nhiệt năng lớn chuyển hóacarbon từ vật liệu hữu cơ ở khoang trong thành TSH Phản ứng cháy của lò đốtkiểu này có thể xảy ra trong thời gian khoảng 4h

2.1.2 Vật liệu nghiên cứu

Giống ngô lai VS36 do Viện nghiên cứu ngô chọn tạo có đặc điểm sau: khảnăng chịu hạn tốt, năng suất cao, ổn định, chống đổ tốt, có bộ lá xanh bền khi lá bibao bắp đã khô Thời gian sinh trưởng trong vụ Xuân: 110 - 115 ngày; Thu Đông:

95 - 105 ngày Là giống ngô thấp cây, chiều cao cây trung bình từ: 170 - 190 cm;Chiều cao đóng bắp 65 – 80 cm; Số lá từ 16- 18 lá; Chiều dài bắp: 20 - 22 cm;Đường kính bắp: 4,2 – 4,5 cm; Số hàng hạt/ bắp: 14 – 16 hàng; Khối lượng 1000hạt lớn: 370 - 385 gram Lá bi bao kín bắp Chống đổ gãy tốt, mức độ nhiễm sâubệnh nhẹ Màu và dạng hạt: Vàng, bán răng ngựa Năng suất cao và ổn định: trungbình đạt 75 tạ/ha Trong điều kiện thâm canh đạt 90 -110 tạ/ha

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.21 Các công thức thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 5 công thức như sau:

Công thức 1: Bón phân theo quy trình (Nền)Công thức 2: Nền + 8 tấn than sinh học/ha Công thức 3: Nền + 12 tấn than sinh học/ha Công thức 4: Nền + 16 tấn than sinh học/ha Công thức 5: Nền + 20 tấn than sinh học/ha

* Trong đó lượng phân bón theo quy trình như sau:

Lượng bón cho 1 ha: 180N + 90P2O5 + 120 K2O

Cách bón như sau:

Bón lót: bón toàn bộ phân lân và than sinh học

Bón thúc lần 1: Khi ngô được 3 - 4 lá, bón 1/3 lượng N + 1/3 lượng kali Kết

hợp vun nhẹ để lấp phân

Bón thúc lần 2: Khi ngô được 7 - 9 lá, bón bón 1/3 lượng N + 1/3 lượng kali.

Vun lấp phân và vun cao luống

Bón thúc lần 3: Khi ngô xoắn nõn, bón hết lượng phân đạm và phân kali còn lại

kết hợp vun cao lần cuối

2.2.2 Bố trí thí nghiệm

Nghiên cứu gồm 5 công thức, 3 lần nhắc lại bố trí theo kiểu khối ngẫunhiên đầy đủ (RCB) Khoảng cách trồng: Hàng x hàng: 70 cm, cây x cây: 25 cm.Mật độ: 57.000 cây/ha Mỗi công thức thí nghiệm có diện tích 10m2 Tổng diện tích toàn thí nghiệm

là 150m2 không kể hàng biên và dải bảo vệ

Các thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ sau:

Dải bảo vệDải

bảo

vệ

CT1 CT2 CT4 CT5 CT3 Dải

bảovệ

CT3 CT1 CT2 CT4 CT5CT5 CT2 CT1 CT3 CT4

Dải bảo vệTrong đó: Diện tích ô thí nghiệm: 10 m2

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh

Số lần nhắc lại: 3 lần

Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu theo tuyến mạng lưới, đo đếm 10 cây/ô

2.2.3 Các chỉ tiêu theo dõi

(Tiến hành theo Quy phạm khảo nghiệm giá trị canh tác giống ngô 10TCN 341-2006).

+ Thời gian sinh trưởng:

- Ngày gieo, ngày mọc (được tính có trên 50% số cây mọc trên ô)

- Ngày trỗ cờ (các ô có 50% cây trỗ cờ) Ngày tung phấn và phun râu(những cây có râu dài từ 2 – 3cm)

- Ngày chín sinh lý: Khi chân hạt có chấm đen hoặc 75% cây có lá khô

- Động thái ra lá (số lá/cây): Tính từ khi cây ngô có lá thật đến lá dưới cờ

Để đếm chính xác và tiện theo dõi, các lá thứ 5 và thứ 10 được đánh dấu sơn

- Chiều cao thân (cm/cây): Đo từ gốc đến điểm phân nhánh đầu tiên củabông cờ Đo khi ngô ở giai đoạn chín sữa

- Chiều cao đóng bắp (com/cây): Đo từ gốc đến đốt mang bắp hữu hiệu thấpnhất và đo khi ngô ở giai đoạn chín sữa

- Đường kính thân (cm): Đo cách gốc 10cm bắp thước kẹp Panme

+ Các yếu tố cấu thành năng suất:

Cách lấy mẫu: Sau khi thu hoạch, tách bỏ lá bi, dồn theo từng công thức,mỗi công thức lấy 10 bắp Trong đó có 3 bắp tốt, 3 bắp xấu và 4 bắp trung bình

- Chiều dài bắp (cm): Được do từ gốc bắp đến hàng hạt cao nhất Chiều dàibắp, được tính bằng số liệu trung bình của 10 bắp

- Đường kính bắp (cm): Đo ở vị trí có đường kính bắp lớn nhất Đường kínhbắp, được tính bằng số liệu trung bình của 10 bắp

- Số hàng hạt/bắp: Đếm số hàng hạt có trên từng bắp Số hàng hạt trên bắpcủa từng công thức, được thính bằng số liệu trung bình của 10 bắp

- Số hạt/hàng: Đếm số hạt có trên hàng của từng bắp Được tính bằng số

liệu trung bình của 10 bắp.

- Tỷ lệ hạt/bắp: Cân khối lượng 10 bắp (P1), tách lấy hạt và đem cân khốilượng 10 bắp đó (P2) Tỷ lệ hạt/bắp tính theo công thức:

- Số bắp hữu hiệu/cây (bắp): Tổng số bắp hữu hiệu / tổng số cây của ô thínghiệm

Số bắp hữu hiệu/cây của mỗi công thức được tính bằng số liệu trung bìnhcủa 3 lần nhắc lại

- Năng suất lý thuyết (tạ/ha) tính theo công thức:

NSLT (tạ/ha) = [(Số h/b) x (h/h) x P1000 x Tỷ lệ bắp hữu hiệu x 57000]/108

- Năng suất thực thu Y ở độ ẩm 14% (tạ/ha): Được tính theo công thức:

Y (tạ/ha) = P(A) x [Tỷ lệ hạt/bắp tươi] x [(100 – A)/(100 – 14)] x 10000/S0]Trong đó:

Y (tạ/ha): Năng suất thực thu

P(A): Khối lượng hạt lúc thu hoạch (gam)

A: Độ ẩm hạt lúc thu hoạch

S0: Diện tích ô thí nghiệm

Tỷ lệ hạt/bắp tươi được tính trên 10 bắp

- Hiệu quả kinh tế: Dựa vào các phần thực thu, chi và giá thành ngô tại thời

điểm tính toán

+ Các chỉ tiêu đánh giá khả năng nhiễm sâu, bệnh hại

Đánh giá khả năng nhiễm sâu bệnh theo tiêu chuẩn nghành về quy phạmkhảo nghiệm ngô và tính theo tỷ lệ phần trăm (%)

- Tỷ lệ sâu hại (%) = [Số cây bị hại/ô x 100] / Tổng số cây trong ô Thang điểm: + Điểm 1: < 5% số cây bị hại

+ Điểm 2: < 5 - < 15% số cây bị hại + Điểm 3: 15 – 25% số cây bị hại + Điểm 4: 25 - < 35% số cây bị hại + Điểm 5: > 35 số cây bị hại

- Tỷ lệ bệnh hại (%): = [Số cây bị bệnh/ô x 100]/Tổng số cây trong ô Thang điểm: + Điểm 1: Không có lá bị bệnh

+ Điểm 2: 5 – 15% diện tích lá bị bệnh + Điểm 3: 15 – 30% diện tích lá bị bệnh + Điểm 4: 30 – 50% diện tích lá bị bệnh + Điểm 5: > 50% diện tích lá bị bệnh

2.3 Xử lý số liệu

Các số liệu thu được xử lý theo chương trình Excel và IRRISTAT

Chương 3

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Ảnh hưởng của lượng bón than sinh học đến thời gian

sinh trưởng giống ngô SV36.

Thời gian sinh trưởng của cây ngô được tính từ khi gieo đến khi chín hoàntoàn Thời gian sinh trưởng của giống ngô không cố định mà nó còn thay đổitheo từng vùng sinh thái, từng mùa vụ, kỹ thuật chăm sóc, Việc theo dõi thờigian sinh trưởng, các giai đoạn sinh trưởng, phát triển của các giống ngô có ýnghĩa quan trọng trong việc bố trí thời vụ và tác động các biện pháp kỹ thuật cóhiệu quả Còn có ý nghĩa trong việc lựa chọn các biện pháp canh tác, mức độ thâmcanh cho từng giống có thời gian sinh trưởng khác nhau

Thí nghiệm vụ Đông năm 2013, cho thấy thời gian sinh trưởng qua từnggiai đoạn của các công thức được thể hiện ở bảng 4.1:

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của lượng bón than sinh học đến thời

gian sinh trưởng giống ngô VS36

ĐVT: ngày

Chỉ tiêu

Công thức

Từ gieo - mọc

Từ gieo - trỗ cờ

Từ gieo - phun râu

Từ gieo - chín

* Giai đoạn từ gieo đến mọc: Được tính từ khi gieo hạt đến lúc hạt nảy

mầm và vươn lên khỏi mặt đất Thời kỳ này phụ thuộc vào chất lượng hạt giống,

kỹ thuật canh tác, thời vụ gieo trồng, điều kiện ngoại cảnh… Đây là giai đoạn rấtquan trọng của cây ngô, nó quyết định đến mật độ trồng và tỷ lệ đồng đều củacây ngô sau này Qua bảng 4.1 cho thấy, do cùng 1 loại giống, cùng phương thứcgieo và trên cùng 1 chân đất nên tỷ lệ mọc mầm ở các công thức nghiên cứu là

như nhau, sau gieo 3 ngày bắt đầu mọc, độ đồng đều cao, mầm khoẻ Như vậy,thời gian sinh trưởng từ gieo đến mọc giữa các công thức không có sự chênh lệch.

* Giai đoạn từ gieo đến trỗ cờ: Cây ngô từ khi mọc đến 3 - 4 lá thật, cây

sinh trưởng chủ yếu dựa vào các chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt, lúc này

bộ rễ chỉ làm nhiệm vụ hút nước, cây ngô sinh trưởng phát triển chậm vàchịu ảnh hưởng rất lớn sự tác động của điều kiện ngoại cảnh Khi đạt 3 - 4 látrở đi, cây chuyển sang hút dinh dưỡng ngoài môi trường Sau khi đạt 7 - 9 láđến trỗ cờ, đây là giai đoạn ngô sinh trưởng nhanh nhất, giai đoạn này hoànthành các cơ quan dinh dưỡng và sinh thực Đây là giai đoạn quyết định khốilượng chất dinh dưỡng dự trữ trong thân lá và là thời kỳ ảnh hưởng lớn đếnnăng suất của ngô, đặc biệt vào giai đoạn ngô xoáy nõn (trước trỗ 15 - 20 ngày)

Thời gian từ gieo đến trỗ cờ giữa các công thức dao động từ 53 – 56 ngày.Trong đó trỗ sớm nhất là công thức CT1 (không bón than sinh học): 53 ngày vàmuộn nhất là công thức CT3, CT4 và CT5: 56 ngày Như vậy, qua thí nghiệm chothấy trong các công thức khi bón bổ sung than sinh học thì thời gian từ gieo đến trỗ

cờ dài hơn so với đối chứng

* Giai đoạn từ gieo đến phun râu: Khi bắt đầu phun râu, ngô chuyển sang

giai đoạn sinh trưởng sinh thực, gắn liền với sự hình thành và phát triển hạt ngô.Râu ngô nhận hạt phấn để thụ tinh hình thành hạt

Thời gian này giữa các công thức dao động từ 55 – 58 ngày Ngắn nhất làcông thức CT1 (không bón than sinh học) là 55 ngày Các công thức có bón bổ sungthan sinh học, cây ngô đều có thời gian từ gieo đến phun râu dài hơn từ 1 đến 3 ngày

* Giai đoạn từ gieo đến chín: Đây được gọi là thời gian sinh trưởng của

một giống ngô, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Điều kiện thời tiết, giống, biệnpháp canh tác, dinh dưỡng Thời kỳ chín được xác định khi chân hạt chấm đen.Kết quả bảng 4.1 cho thấy, so với đối chứng các công thức có bón bổ sungthan sinh học có thời gian từ gieo đến chín dài hơn từ 1 – 3 ngày