Tóm tắt: Trong nghiên cứu này tác giả tiến hành đánh giá tiềm năng nguồn sinh khối sản xuất than sinh học, nghiên cứu khả năng ứng dụng than sinh học nhằm cải tạo đất cát có tính chua, cải tạo khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng cho đất cát theo hướng nông nghiệp hữu cơ góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất sản xuất than sinh học từ vỏ trấu vào khoảng 35,62 %, than sinh học được sản xuất từ trấu có tính kiềm (pH = 9,3) nên có khả năng điều chỉnh pH của đất cát (pH = 5,85) từ pH = 5,85 lên pH = 6,5 đối với việc bổ sung 5 % than sinh học, nghiên cứu cũng cho thấy việc bổ sung than sinh học cho đất cát có khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng kém với thành phần cơ giới chủ yếu là cát (62,18 %), thịt (31,5 %) và thấp nhất là sét (6,32 %) đã góp phần cải thiện khả năng giữ nước của đất lên 28,12 % đối với việc bổ sung 5 % than sinh học và cải thiện khả năng giữ nitrat (NO3-) của đất cát với 35,31 % khi bổ sung 5 % than sinh học.Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng than sinh học được sản xuất từ trấu không có hiệu quả trong việc cải thiện khả năng giữ photphat trong đất. Bên cạnh đó, việc than sinh học có hiệu quả trong việc lưu giữ nitrat (NO3-) trong đất còn mang đến lợi ích về hiệu quả giảm thiểu phát thải khí nhà kính N2O. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, một số giải pháp ban đầu cho ứng dụng than sinh học trong nông nghiệp hữu cơ được đề xuất nhằm góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NHẬT THANH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC CHO ĐẤT CÁT TRONG NƠNG NGHIỆP HỮU CƠ GĨP PHẦN GIẢM THIỂU BIỂN ĐỔI KHÍ HẬU BIOCHAR FOR SANDY SOIL IN ORGANIC AGRICULTURE PRACTICE TO CLIMATE CHANGE MITIGATION Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi trường Mã ngành: 60 85 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, tháng 05 năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NHẬT THANH MSHV: 1670399 Ngày, tháng, năm sinh: 19 /03/1991 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên Môi truờng Mã số : 60850101 I TÊN ĐỀ TÀI:Nghiên cứu khả ứng dụng than sinh học cho đất cát nơng nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: a Đánh giá tiềm sản xuất than sinh học từ trấu; b Đánh giá ảnh huởng than sinh học đến đặc tính pH, khả luu trữ nuớc, chất dinh duỡng đất cát; c Đánh giá khả ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu tiềm giảm phát thải khí N2O thơng qua việc tiết kiệm phân bón hữu cơ; d Đề xuất giải pháp định huớng ứng dụng than sinh học cho nơng nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/07/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:03/12/2017 V CÁN Bộ HƯỚNG DẪN : PGS TS Võ lê Phú - Khoa Môi Truờng Tài Nguyên, Đại học Bách Khoa- ĐHQG Tp.HCM Tp HCM, ngày 24 tháng 05 năm 2018 CÁN BỘ HƯỞNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍNH MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Võ Lê Phú Cán chấm nhận xét : TS Phan Thu Nga Cán chấm nhận xét : PGS.TS Đặng Vũ Bích Hạnh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 10 tháng 05 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Lê Văn Khoa TS Phan Thu Nga PGS.TS Đặng Vũ Bích Hạnh TS Đỗ Thị Thu Huyền TS Nguyễn Nhật Huy Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỊNG TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Võ Lê Phú tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp nhiều tài liệu quý báo, đặc biệt lời động viên, chia sẻ, tiếp sức cho tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin gửi lịi cảm ơn chân thành đến: Các Anh, Chị Trung tâm Công nghệ Môi trường thuộc Viện Tài nguyên- Môi trường - ĐHQG TpHCM giúp đỡ trình hình thành ý tưởng ban đầu, khảo sát, phân tích, thu thập số liệu Quý Thầy, Cô lớp Cao học Quản lý Tài nguyên - Môi trường Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp HCM tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn kinh nghiệm q giá cho tơi suốt q trình học tập Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến tất bạn học, anh chị cao học khóa 2016 Quý Thầy, Cô thuộc Bộ môn Khoa học Đất - Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng thuộc trường Đại học cần Thơ Sau xin bày tỏ lời cảm ơn đến gia đĩnh động viên ủng hộ tơi suốt q trình học tập trình thực luận văn ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Than sinh học biết đến vật liệu để cải tạo đất Trong nghiên cứu tác giả tiến hành đánh giá tiềm nguồn sinh khối sản xuất than sinh học, nghiên cứu khả ứng dụng than sinh học nhằm cải tạo đất cát có tính chua, cải tạo khả giữ nước chất dinh dưỡng cho đất cát theo hướng nơng nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu Ket nghiên cứu cho thấy hiệu suất sản xuất than sinh học từ vỏ trấu vào khoảng 35,62 %, than sinh học sản xuất từ trấu có tính kiềm (pH = 9,3) nên có khả điều chỉnh pH đất cát (pH = 5,85) từ pH = 5,85 lên pH = 6,5 việc bổ sung % than sinh học, nghiên cứu cho thấy việc bổ sung than sinh học cho đất cát có khả giữ nước chất dinh dưỡng với thành phần giói chủ yếu cát (62,18 %), thịt (31,5 %) thấp sét (6,32 %) góp phần cải thiện khả giữ nước đất lên 28,12 % đối vói việc bổ sung % than sinh học cải thiện khả giữ nitrat (NO3') đất cát với 35,31 % bổ sung % than sinh học.Tuy nhiên, nghiên cứu than sinh học sản xuất từ trấu khơng có hiệu việc cải thiện khả giữ photphat đất Bên cạnh đó, việc than sinh học có hiệu việc lưu giữ nitrat (NO3') đất mang đến lợi ích hiệu giảm thiểu phát thải khí nhà kính N2O Trên sở kết nghiên cứu, số giải pháp ban đầu cho ứng dụng than sinh học nông nghiệp hữu đề xuất nhằm góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu iii ABSTRACT Biochar has been known as an additive for soil improvement In this study, the author assesses the potential of biomass for bio-coal production, explores the possibility of applying biochar to improve sandy soils, improves water retention and nutrient uptake Sand in the direction of organic agriculture contributes to mitigating climate change Research results show that bio-charcoal production from rice hulls is about 35.62% Biochar is produced from alkaline rice husks (pH = 9.3), so it is possible to adjust soil pH sand (pH = 5.85) from pH = 5.85 to pH 6.5 for the addition of 5% biochar, the study also showed that the addition of biochar to sandy soils has the potential to retain water and poor nutrients (mainly sand (62.18%), meat (31.5%) and lowest clay (6.32%) contributed to improved soil water retention 28.12% for adding 5% biochar and improving nitrate (35%) of sandy soil with 35.31% when adding 5% biochar, it is not effective in improving phosphate retention In addition, efficient biochar storage of nitrate (N03-) in the soil also has the beneficial effect of minimizing N20 greenhouse gas emissions Some initial solutions for the application of biochar in organic agriculture have been proposed to contribute to mitigating climate change iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn sản phẩm nghiên cứu tơi Ngoại trừ nội dung đuợc trích dẫn, số liệu, thơng tin xác, trung thực, số liệu, kết điều tra luận văn đuợc điều tra trung thực chua đuợc cơng bố cơng trình khác Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu HỌC VIÊN Nguyễn Nhật Thanh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii ABSTRACT iv LỜI CAM ĐOAN V MỤC LỤC .vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC HÌNH X DANH MỤC BẢNG xi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.2 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.2 Nội dung nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 1.3.2 Phương pháp phân tính, tính tốn, so sánh 1.3.3 Phương pháp phân tích thống kê 1.3.4 Phân tích SWOT 1.4 Đối tượng đề tài 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Tính đề tài 1.7 Ý nghĩa đề tài 1.7.1 Ý nghĩa khoa học 1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2: TỒNG QUAN VỀ THAN SINH HỌC 2.1 Tổng hình nghiên cứu 2.1.1 Tình hình nghiên cứu than sinh học 2.1.2 Tình hình nghiên cứu nơng nghiệp hữu biến đối khí hậu 2.2 Giói thiệu than sinh học 10 2.2.1 Khái niệm 10 2.2.2 Tính chất hóa - lý than sinh học 11 2.2.2.1 Thành phần cấu tạo 11 vi quan tình 2.2.2.2 Thành phần hóa học bề mặt hóa học 12 2.2.2.3 Sự phân bố kích thước lỗ trống 14 2.2.3 2.3 Than sinh học nông nghiệp hữu 15 2.3.1 2.3.2 2.4 Nguồn nguyên liệu sinh khối sản xuất than sinh học 14 Nông nghiệp hữu 15 Ảnh hưởng than sinh học đến đất cát theo hướng nông nghiệp hữu 17 Than sinh học biến đổi khí hậu 19 2.4.1 Biến đổi khí hậu 19 2.4.2 Than sinh học tiềm giảm phát thải khí N2O 20 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 23 3.1 3.2 Tiềm sinh khối cho việc sản xuất than sinh học 23 Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến đất cát nơng nghiệp hữu 24 3.2.1 Tính chất than sinh học 24 3.2.2 Tính chất 3.2.3 Ảnh hưởng than sinh học đến pH đất 28 3.2.4 3.2.5 đất Ảnh hưởng than sinh học đến khả giữ nước đất 29 Ảnh hưởng than sinh học đến khả lưu trữ chất dinh dưỡng cho 31 3.3 mẫu đất cát 24 Than sinh học ứng dụng cho đất cát tiềm giảm phát thải khí N2O 33 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN cứu VÀ THẢO LUẬN 35 4.1 Tiềm sinh khối cho việc sản xuất than sinh học 35 4.2 Đánh giá ảnh hưởng than sinh học đến đất cát nông nghiệp hữu 36 4.2.1 Tính chất than sinh học 36 4.2.2 Tính chất củamẫu đất cát nghiên cứu 37 4.2.3 Ảnh hưởng than sinh học đến pH đất 38 4.2.4 Ảnh hưởng đến khả lưu trữ nước 39 4.2.5 Ảnh hưởng đến khả lưu trữ chất dinh dưỡng 41 4.3 Đánh giá tiềm giảm phát thải khí N2O than sinh học ứng dụng cho đất cát nông nghiệp hữu 46 4.4 Đe xuất giải pháp ứng nhằm ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu 47 vii 4.4.1 Phân tích SWOT 47 4.4.2 Đề xuất giải pháp ứng phát triển ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu 50 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Khuyến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 57 viii Kết nghiên cứu thảo luận Các điểm yếu w (WEAK): - Wl: Than sinh học ứng dụng cho nông nghiệp hữu nhiều cơng sức khó thực diện rộng - W2: Kết ứng dụng than sinh học cho đất nông nghiệp hữu giai đoạn đầu thường chậm không đầy đủ - W3: Việc thu gom, vận chuyển nguồn nguyên liệu sản xuất than sinh học gặp nhiều khó khăn - W4: Cơng nghệ sản xuất than sinh chất lượng phức tạp - W5: chi phí sản xuất than sinh học cịn cao Các hội o (OPPORTUNITY): - 01: Sự quan tâm đến than sinh học ngày nhiều, đặc biệt lĩnh vực nghiên cứu - 02: Chất thải nông nghiệp ngày tăng, gây áp lực cho việc xử lý chất thải nông nghiệp, điển hĩnh trấu, rơm rạ hướng xử lý sản xuất than sinh học - 03: Vấn đề biến đổi khí hậu ngày nghiêm trọng người tìm hướng để giảm thiếu vấn đề biến đổi khí hậu Các thách thức T (THREATEN): - Tl: Chính sách hỗ trợ cho việc nghiên cứu, sản xuất, ứng dụng than sinh học - nông nghiệp chưa có T2: Khó khăn việc nâng cao nhận thức cho cộng đồng than sinh học ứng dụng vào nông nghiệp hữu Chiến lược so (STRENGTH- OPPORTUNITY) Theo đuổi hội phù hợp với điểm mạnh ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu cơ: - s o 1, S201, S3o 1, S401: Tăng cường quan tâm người nhờ - lợi ích than sinh học cải thiện pH, khả giữ nước, chất dinh dưỡng S502: hội giảm thiếu áp lực quản lý chất thải sản xuất than sinh học 48 Kết nghiên cứu thảo luận - S403: hội giảm thiểu biến đổi khí hậu từ việc ứng dụng than sinh học cho đất Chiến lược ST (STRENGTH- THREATEN) Xác định cách xử dụng lợi thế, điểm mạnh để giảm thiểu rủi ro mơi trường bên ngồi gây ra: - S1T1, S2T1, S3T1, S4T1: với khả cải thiện đất tiềm giảm thiểu biến đổi khí hậu, quyền tạo chế, sách hỗ trợ phù hợp cho việc ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu - S1T2, S2T2, S3T2: người dân ngày ý đến than sinh học ứng dụng cho đất góp phần cải thiện đồ phì nhiêu cho đất dẫn đến tăng suất, mang lại lợi ích kinh tế Chiến lược wo (Weaks - Opportunities) Vượt qua điểm yếu để tận dụng tốt hội; tận dụng hội để khắc phục điểm yếu: - W101: quan tâm nhiều việc ứng dụng diện rộng dễ thực - W301: quan tâm người nhiều việc thu gom trở nên dễ dàng - W203: áp lực từ việc xử lý chất thải nông nghiệp tạo hội cho thu gom dễ dàng - W502: áp lực chất thải nông nghiệp ngày tăng đồng nghĩa vói việc nguồn sinh khối sản xuất than sinh học trở nên dồi giảm thiếu chi phí sản xuất than sinh học Chiến lược WT (Weaks - Threats) Thiết lập kế hoạch“phòng thủ” để tránh cho điếm yếu bị tác động nặng nề từ mơi trường bên ngồi: - w 1T1, W3T1, W4T1: cần có sách hỗ trợ tốt nhằm khuyến khích nghiên cứu, sản xuất ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu - W2T2: cần có thêm dự án trình diễn nhằm cho người thấy hiệu việc ứng dụng than sinh học cho đất 49 Kết nghiên cứu thảo luận - W5T1: cần có sách hỗ trợ giá để giảm chi phí sản xuất than sinh học 4.4.2 Đề xuất giải pháp ứng phát triển ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu Từ việc phân tích điểm mạnh, điểm yếu, khó khăn, thách thức việc ứng dụng than sinh học cho nơng nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu thấy than sinh học có ích việc điều chỉnh pH, cải thiện khả lưu trữ nước, chất dinh dưỡng qua góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu Với lợi ích so với thực tế than sinh học chưa ứng dụng rỗng rãi sống, lý dẫn đến vấn đề giá thành việc sản xuất than sinh học cao, kiến thức khả ứng dụng than sinh học cho đất chưa đầy đủ chưa tạo ý, niềm tin ngưòi dân hiệu kinh tế ứng dụng than sinh học cho đất Từ tác giả xin đưa thứ tự ưu tiên giải pháp nhằm phát triển ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu sau: - Thứ nhất, Nhà nước cần có chế bảo lãnh, hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận nguồn vốn vay dài hạn với lãi xuất thấp để doanh nghiệp đầu tư vào công nghệ cao; đầu tư sở hạ tầng cho thu gom sản xuất Việc sản xuất than sinh học chất lượng đảm bảo lợi ích cải tạo đất, lượng biến đổi khí hậu cần cơng nghệ sản xuất phức tạp tốn chi phí Vì vậy, khơng có hỗ trợ chi phí từ phía quyền khó cho doanh nghiệp sản xuất than sinh học vừa có chất lượng vừa có giá phải để ứng dụng vào thực tế - Thứ hai, cần có sách hỗ trợ khuyến khích nhà khoa học đầu tư nghiên cứu khoa học phục vụ cho phát triển, sản xuất, ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu Mặc dù nghiên cứu than sinh học gia tăng cách đáng kế kiến thức than sinh học chưa đầy đủ Tính chất than sinh học phụ thuộc nhiều vào nguồn sinh khối, công nghệ nhiệt phân cách mà than sinh học sử dụng cho đất Điển hình việc với nguồn nguyên liệu sinh khối 50 Kết nghiên cứu thảo luận nhiệt độ nhiệt phân cao pH than sinh học có tính kiềm Vậy cần thêm nhiều nghiên cứu để cố, hiểu thêm than sinh học nhằm tạo than sinh học phù hợp với mục đích sử dụng - Thứ ba, thực mơ hình trình diễn cho người thấy hiệu việc ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu Việc ứng dụng than sinh học đất cát theo hướng nông nghiệp hữu cần nhiều thời gian mói thấy hiệu việc cải thiện độ phì nhiêu đất qua nâng cao suất trồng mang đến hiệu kinh tế Vì cần thực mơ hình ứng dụng than sinh học trồng có hiệu kinh tế cao nhằm gây ý đến người hiệu than sinh học, từ ứng dụng than sinh học thực tế - Thứ tư, tổ chức lớp tập huấn, tuyên truyền nhằm phổ biến kiến thức cho người dân biết tầm quan trọng việc quản lý, thu gom chất thải nông nghiệp cách hợp lý Việc giúp người dân phát triển kinh tế từ việc tận dụng nguồn lợi từ phế phẩm nơng nghiệp, điển trấu, rơm rạ, mà cịn giảm gánh nặng cho cơng tác quản lý chất thải nơng nghiệp, giảm thiểu biến đổi khí hậu từ việc xử lý phế phẩm nông nghiệp theo hướng truyền thống tạo nguồn nguyên liệu dồi cho việc sản xuất than sinh học nhằm ứng dụng cho đất nơng nghiệp góp phần giảm thiếu biến đối khí hậu 51 Kết nghiên cứu thảo luận Các đề xuất khác như: - Từ kết đánh giá thấy việc than sinh học có khả việc cải thiện đất giảm thiểu biến đổi khí hậu Tuy nhiên, việc ứng dụng than sinh học dừng lại việc nghiên cứu số dự án mang tính thử nghiệm cuối khơng thể ứng dụng ngồi thực tiễn Khơng phải dự án khơng mang lại kết mà có lẽ việc lựa chọn qui mơ cơng nghệ chưa phù hợp Điển hình cho việc số công ty đầu tư dây chuyền sản xuất than sinh học với công nghệ đại, vốn đầu tư lớn, sau thu mua trấu sản xuất than sinh học bán lại cho người dân dùng để bón cho đất loại phân bón, đến giai đoạn phải tạm ngưng hoạt động Nguyên nhân lớn việc nói ý thức, hiểu biết người dân chưa đủ để họ chọn than sinh học thay cho phân bón hóa học việc cải tạo đất, đa phần người chọn bón phân hóa học đạt hiệu tức thi, suất cao việc lựa chọn mua than sinh học bón cho đất mà hiệu đến vụ thứ hai, thứ ba mang lại hiệu Nguyên nhân quan trọng thứ hai góp phần cho việc chưa có chế, sách hỗ trợ cho công ty sản xuất than sinh học, việc sản xuất than sinh học chất lượng địi hỏi qui trình phức tạp lực lượng sản xuất phải có trĩnh độ chun mơn nghiệp vụ, điều dẫn đến chi phí sản xuất tiêu thụ than sinh học cao Theo điều kiện hiện, mục đích sử dụng nguồn nguyên liệu địa phương mà nên chọn qui mô công nghệ sản xuất than cho phù hợp gợi ý Ngân hàng Thế giới sản xuất than sinh học qui mơ hộ gia đĩnh Việc giúp người dân tận dụng nguồn sinh khối sẵn có nhằm mục đích sản xuất lượng đáp ứng nhu cầu thiết yếu sống, sau sử dụng than sinh học từ lị sản xuất cho việc cải tạo đất Tất nhiên, với mục đích ưu tiên khai thác lượng gây hạn chế mục đích giảm thiếu phát thải khí nhà kính cải tạo đất, 52 Kết nghiên cứu thảo luận giai đoạn việc phát triển công nghệ sản xuất than sinh học qui mơ hộ gia đình dễ thực vào lúc - Cần có quy hoạch địa phương cho sản việc xuất than sinh học vùng miền có loại sinh khối đặc trưng với đặc tính khác - Các ngành ban hành văn quy định, hướng dẫn cho sản xuất than sinh học (tiêu chuẩn, quy chuẩn, quy định hướng dẫn, kiểm tra, giám sát sản xuất chứng nhận, ) với loại sinh khối công nghệ nhiệt phân khác Thiết lập hệ thống công nhận, giám sát việc sản xuất, ứng dụng than sinh học cho nông nghiệp hữu nước ta 53 Kết luận khuyến nghị KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Sau tiến hành phân tích ảnh hưởng than sinh học đến đất cát nông nghiệp nghiệp hữu biến đổi khí hậu, đề tài đến kết luận sau: - Than sinh học sản xuất từ trấu nghiên cứu có tính kiềm (pH = 9,3), có hàm lượng cacbon hữu 41,69 %, tổng nitơ 0,42 %, tổng photpho 0,06 % tổng kali 1,18 % - Đất cát nghiên cứu thuộc loại đất cát pha với thành phần giới chủ yếu cát (62,18 %), thịt (31,5 %) thấp sét (6,32 %) Hàm lượng tổng nitơ (0,04), tổng photpho (0,025) tổng kali (0,013) - Việc bổ sung %, % than sinh học nghiên cứu mang ý nghĩa việc thay đổi pH đất, thay đổi không đáng kể than sinh học vật liệu hữu nên không gây hại cho đất bổ sung thời gian dài - Việc bổ sung % than sinh học làm tăng khả giữ nước lớn đất lên % lượng bổ sung % 28,12 % Lượng nước hữu dụng đất tăng lên 4,85 % đối vói việc bổ sung % 25, 36 % việc bổ sung % - Việc bổ sung than sinh học cho đất không mang lại kết cho việc cải thiện khả giữ photphat đất Việc bố sung % than sinh học giảm 11,25 % lượng nitrat (NO3") thất thoát, bổ sung % than sinh học giảm 35,31 % lượng nitrat (NO3") thất thoát - Việc ứng dụng than sinh học cho đất cát theo hướng nơng nghiệp hữu có tiềm giảm phát thải 1.211 N20/năm đối vói việc bố sung % than sinh học khoảng 3.802 N20/năm việc bổ sung % than sinh học 54 Ket luận khuyến nghị Khuyến nghị Mặc dù kết nghiên cứu đề tài đạt khả quan, giới hạn thời gian nên số giới hạn định, nghiên cứu cần nghiên cứu sâu horn vấn đề sau: - Nghiên cứu thực số lượng mẫu giới hạn nên nghiên cứu cần thực với số lượng mẫu lớn horn nhằm đưa kết xác horn - Các nghiên cứu cần nghiên cứu thực tế đối vói loại trồng có hiệu kinh tế cao mặt nhằm cố kiến thức ứng dụng than sinh học đất, trồng mặt thu hút ý người dân hiệu than sinh học nông nghiệp - Trong nghiên cứu này, kết cho thấy việc bổ sung than sinh học không cho thấy hiệu việc cải thiện khả giữ photphat đất chí kết cịn ngược lại so với dự đoán ban đầu bổ sung % than sinh học Các nghiên cứu cần nghiên cứu xem việc than sinh học khơng có khả cải thiện khả lưu giữ photphat đất hay thân than sinh học giải phóng photphat - Do việc tính tốn hiệu giám phát thải khí nhà kính trình sản xuất ứng dụng than sinh học nông nghiệp phức tạp bao gồm hàm lượng cacbon cố định than sinh học, lượng khí nhà kính phát sinh q trình sản xuất than sinh học so vói việc xử lý truyền thống đốt, khả hấp phụ khí N2O q trình ứng dụng than sinh học cho đất điển hình nghiên cứu khả giảm thất thoát nitrat than sinh học ứng dụng cho đất Các cơng trình nghiên cứu cần nghiên cứu sâu horn phưorng trình cân phát thải khí nhà kính việc sản xuất than sinh học so với phưorng pháp đốt truyền thống 55 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Abel, s., A Peters, s Trinks, H Schonsky, M Facklam and G Wessolek (2013) "Impact of biochar and hydrochar addition on water retention and water repellency of sandy soil." Geoderma202: 183-191 Antal, M J and M Gr0nli (2003) "The Art, Science, and Technology of Charcoal Production." Industrial & Engineering Chemistry Research42(8): 1619-1640 Baldock, J A and R J Smemik (2002) "Chemical composition and bioavailability of thermally altered Pinus resinosa (Red pine) wood." Organic Geochemistrv33(9): 1093-1109 Cetin, E., B Moghtaderi, R Gupta and T Wall (2004) "Influence of pyrolysis conditions on the structure and gasification reactivity of biomass chars." Fuel83(16): 21392150 Chan, K Y and z Xu (2009) "Biochar: nutrient properties and their enhancement." Biochar for environmental management: science and technology!: 67-84 Demirbas, A (2004) "Effects of temperature and particle size on bio-char yield from pyrolysis of agricultural residues." Journal of Analytical and Applied Pvrolvsis72(2): 243-248 Lehmann, J and s Joseph (2015) Biochar for environmental management: science, technology and implementation, Routledge Scholz, s B., T Sembres, K Roberts, T Whitman, K Wilson and J Lehmann (2014) Biochar systems for smallholders in developing countries: leveraging current knowledge and exploring future potential for climate-smart agriculture World Bank Publications Sohi, s., E Lopez-Capel, E Krull and R Bol (2009) "Biochar, climate change and soil: A review to guide future research." CSIRO Land and Water Science Report5(09): 1731 Vũ Duy Hoàng, N T c., Nguyễn Văn Biên, Nhữ Thị Hồng Linh (2013) "Ảnh hưởng than sinh học phân bón đến sinh trưởng suất cà chua trồng đất cát." Tap chí Khoa Hoc Phát Triểnll(5): 603 613 Vũ Thắng, N H s (2017) "Ngiên cứu ứng dụng than sinh học nâng cao sức sản xuất đất: ảnh hưởng loại lượng than sinh học đến sinh trưởng suất lúa." Viên Môi trường Nông nghiệp Whitman, T., s M Scholz and J Lehmann (2010) "Biochar projects for mitigating climate change: an investigation of critical methodology issues for carbon accounting." Carbon Managementl(l): 89-107 56 Phụ lục PHỤ LỤC Kết phân tích Nitrat (mg/L) Tỉ lệ than (%) 0% 1% 5% Ngày B01 B02 B03 Bll B12 B13 B51 B51 B53 3,21 3,26 3,3 3,13 3,1 3,18 3,02 3,08 3,05 3,83 3,89 3,9 3,71 3,64 3,68 3,38 3,32 3,38 12 6,21 6,24 6,16 5,54 5,5 5,48 4,32 4,36 4,31 18 8,91 8,95 8,9 7,57 7,5 7,59 6,12 6,15 6,19 22 10,27 10,35 10,3 9,01 9,11 9,07 7,24 7,18 7,21 27 10,89 10,81 10,83 10,04 10,11 10,09 8,01 7,95 7,97 B01 Ghi chú: : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B02 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B03 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ BI : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B12 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B13 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B51 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B52 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B53 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ 57 Phụ lục PHỤ LỤC Kết phân tích Photphat (mg/L) Tỉ lệ than 0% 1% 5% Ngày B01 B02 B03 Bll B12 B13 B51 B51 B53 3,34 3,39 3,41 3,14 3,13 3,17 3,54 3,58 3,6 4,11 4,15 4,19 3,96 3,91 3,89 5,11 5,17 5,19 12 6,43 6,49 6,46 6,39 6,46 6,48 6,35 6,3 6,37 18 9,07 9,01 9,09 9,11 9,13 9,17 10,45 10,49 10,54 22 10,27 10,31 10,36 10,39 10,42 10,45 11,34 11,29 11,32 27 10,89 10,85 10,87 11,24 11,29 11,35 13,01 13,09 13,11 B01 Ghi chú: : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B02 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B03 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ Bll : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B12 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B13 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B51 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B52 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ B53 : bổ sung % than sinh học, lần thực thứ 58 Phụ lục PHU LUC ** Kết phân tích pH Lấy mẫu đợt Tỷ lệ than sinh học 0% 5,85 5,9 5,85 1% 5,88 5,9 5,86 3% 6,13 6,1 6,16 5% 6,39 6,4 6,39 Lấy mẫu đợt Tỷ lệ than sinh học 0% 5,85 5,84 5,85 1% 5,89 5,95 5,83 3% 6,3 6,34 6,26 5% 6,5 6,53 6,47 PHU LUC ** Kết phân tích sa cấu đất Khối lượng cát Khối lượng sét Khối lượng thịt Tổng khối lượng Lần 11,1379 1,225 5,62 17,9829 Lần 11,2761 1,055 5,735 18,0661 Trung bình 11,207 1,14 5,6775 18,0245 Tỉ lệ 62,17648201 6,32472468 59 31,49879331 Phụ lục PHỤ LỤC Kết phân tích ảnh hưởng than sinh học đến khả lưu trữ nước đất Dung trọng đất = 1,27 Tỉ lệ bổ sung than sinh học (%) Lần thực 0% 0,25 0,25 0,32 1% 0,25 0,27 0,26 0,32 0,32 0,34 0,06 0,05 0,06 0,07 0,07 0,07 5% 3 0,27 0,31 0,32 0,32 0,33 0,34 0,40 0,40 0,41 0,06 0,06 0,06 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,10 0,10 0,10 Ẩm độ thủy dung theo khối lượng (M/M) Ẩm độ thủy dung theo thể tích (cm3/cm3) Ẩm độ điểm héo theo khối lượng (M/M) Ẩm độ điểm héo theo thể tích (cm3/cm3) Trung bình ẩm dộ thủy dung theo thể tích (cm3/cm3) trung bình ẩm độ điểm héo theo thể tích (cm3/cm3) Lượng nước hữu dụng đối vói độ dày tầng đất mặt 20 cm 0,32 0,34 0,40 0,07 0,08 0,10 51,803 60,459 49,49412 60 Phụ lục PHỤ LỤC Kết phân tích số tính chất than sinh học TT Chỉ tiêu phân tích Đơn yị Kết Phương pháp phân tích pH - 9,3 TCVN 5979 : 2007 TC % 41,69 TCVN 6644 - 2000 Nitơ tổng % 0,42 TCVN6498 : 1999 Photpho tổng % 0,06 TCVN4052: 1985 Kali tổng % 1,18 TCVN 6496 - 1999 PHỤC LỤC Kết phân tích số tính chất đất cát TT Chỉ tiêu phân tích pH Đơn vị Kết Phương pháp phân tích - 5,85 TCVN 5979 : 2007 Nitơ tổng % 0,04 TCVN 6498 : 1999 Photpho tổng % 0,025 TCVN4052: 1985 Kali tổng % 0,013 TCVN 6496 - 1999 Phục lục 8: Một số hình ảnh trình thực Máy lắc lên xuống dụng cụ phá mẫu phân tích sa cấu đất 61 Phụ lục Quá trình ủ phân hữu 62 ... báo cáo ứng dụng than sinh học nông nghiệp hữu Việt Nam Mở đầu Xuất phát từ lý trên, đề tài: ? ?Nghiên cứu khả ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.. . tiễn Việc ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu than sinh học ứng dụng cho đất thông qua nhiều đường, điển hĩnh nghiên cứu giảm phát thải khí nhà... tiềm giảm phát thải khí N2O than sinh học ứng dụng cho đất cát nông nghiệp hữu 46 4.4 Đe xuất giải pháp ứng nhằm ứng dụng than sinh học cho đất cát nông nghiệp hữu 47