Từ kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng kali tổng số trong đất thí nghiệm ở mức nghèo, dao động từ 0,226 - 0,292%. Các cơng thức có bón TSH đều có hàm lượng cao hơn so với đối chứng CT1 và đất trước thí nghiệm. Sau hai vụ thí nghiệm các cơng thức thí nghiệm có bón TSH cho hàm lượng kali trong đất ở vụ thứ hai cao hơn vụ thứ nhất.
Kết quả của thí nghiệm bón than sinh học từ rơm rạ và trấu ở đất bạc màu sau hai vụ lúa bước đầu đã cho những kết luận sau:
- Than sinh học có tác đợng tới các chỉ tiêu dinh dưỡng (N, P2O5 và K2O tổng số) trong đất sau thí nghiệm, cụ thể là theo xu hướng tích lũy dinh dưỡng vào trong đất và tỉ lệ với lượng than sinh học bón vào đất;
- Các cơng thức có bón than sinh học đều có hàm lượng CEC và chất hữu cơ cao hơn so với đối chứng và tăng lên ở vụ sau;
- Bón than sinh học trong đất bước đầu cho thấy chỉ tiêu pH của đất tăng lên so với đối chứng và đất trước thí nghiệm.
3.3.3. Ảnh hưởng của than sinh học đến khả năng giảm phát thải khí CO2 a. Giảm phát thải do tích lũy các bon trong than sinh học a. Giảm phát thải do tích lũy các bon trong than sinh học
Các chất hữu cơ ở trong đất dù có nguồn gốc khác nhau, nhưng dưới tác động của các hệ thống enzym của các loại vi sinh vật đất, lần lượt bị phân giải, theo
thứ tự từ các chất dễ phân giải đến các chất khó phân giải, đồng thời cũng được tổng hợp thành chất mùn ở trong đất. Tuy nhiên tốc độ tổng hợp chất mùn ở trong đất lại phụ thuộc vào bản chất các chất hữu cơ. Tỷ lệ C/N của chất hữu cơ càng lớn thì chất hữu cơ chứa nhiều xenlulo - phân giải chậm, C/N có giá trị nhỏ thì chất hữu cơ phân giải nhanh. Ngồi ra các yếu tố khác như: tính chất của đất, chế đợ canh tác, nhiệt độ và đợ ẩm của đất, chế đợ khí, đợ sâu vùi… cũng quyết định cường độ phân giải chất hữu cơ. Việc khống hóa cacbon có liên hệ trực tiếp đến CO2 luôn luôn tỷ lệ thuận với mức đợ hữu cơ có trong đất. Hoạt đợng khống hóa chất hữu cơ trong đất còn bị ảnh hưởng bởi các phương thức sử dụng đất, phân bón.
Nếu bón 10 tấn/ha phân chuồng thì sau 1 vụ lượng cacbon trong phân chuồng sẽ phân hủy và giải phóng hết CO2 sau một đến hai vụ. Cịn nếu bón 10 tấn/ha TSH từ rơm với hàm lượng các bon trên 50% thì các bon trong TSH sẽ khó phân hủy và có thể tồn tại trong đất trong thời gian dài, điều này đồng nghĩa với việc có thể sự phát thải CO2 và tăng tích lũy cacbon ở trong đất với 50% lượng cacbon có trong than. Tương tự với bón 10 tấn/ha TSH từ trấu có thể tích lũy được trên 33% lượng các bon có trong than.
b. Giảm phát thải từ đất do bón than sinh học
Sự thay đổi lưu lượng phát thải CO2 của đất ảnh hưởng bởi thực tiễn quản lý nơng nghiệp như bón phân hữu cơ và vô cơ. Thực tiễn quản lý nông nghiệp ảnh hưởng tới lưu lượng CO2 bởi sự thay đổi mơi trường đất như đợ thống khí, pH đất, độ ẩm đất, nhiệt độ của đất, tỉ lệ C/N của vật chất có mặt trong đất, v.v… Những đặc tính của mơi trường đất này có thể có tác đợng đáng kể tới hoạt động của vi sinh vật đất và quá trình phân hủy như biến đổi thực vật và chuyển hóa C vào vật chất hữu cơ của đất và CO2. Những nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng tỉ lệ lưu lượng CO2 có mối quan hệ chặt với trạng thái nhiệt độ của đất và độ ẩm của đất. Hô hấp của quyển rễ được ước tính chiếm khoảng 25 – 45% của tổng lượng phát thải cơ bản và từ 15 – 75% hô hấp của hệ sinh thái.
Trong thí nghiệm, mẫu khí được lấy bằng phương pháp buồng kín, vị trí đặt buồng tại giữa hai hàng lúa của mỗi cơng thức khơng có sự tham gia của phần trên
mặt đất của cây lúa, tránh ảnh hưởng sự hô hấp của cây lúa vào ban ngày. Sau đây là bảng kết quả quan trắc vào 3 thời điểm của vụ lúa mùa 2010.
Bảng 3.16: Kết quả quan trắc phát thải khí CO2 trên ruộng lúa vụ mùa 2010
STT Công thức
15 ngày sau cấy 30 ngày sau cấy Thời kỳ lúa trỗ mgC.m-2.h-1 1 CT1 43,23 69,65 31,03 2 CT2 49,08 70,97 40,13 3 CT3 56,24 100,96 43,24 4 CT4 46,99 75,44 38,33 5 CT5 43,77 77,29 34,17 6 CT6 42,17 86,04 39,59 7 CT7 42,17 85,24 38,95 8 CT8 41,93 82,16 39,25 5%LSD 11,9 13,1 13,2 C OF V% 14,9 9,2 19,7 Hình 3.19: Lấy mẫu khí
Từ kết quả quan trắc cho thấy:
Đối với thời điểm quan trắc 15 ngày sau cấy trên các công thức cho thấy tốc độ phát thải CO2 từ 49,58 đến 59,41mgC.m-2.h-1. Thấp nhất là CT1 khơng bón phân và TSH và cao nhất là CT3 có bón phân chuồng và phân khống. Các cơng thức có bón TSH và phân khống có hàm lượng phát thải thấp hơn CT3, dao đợng từ 53,34 – 55,93mgC.m-2
Hình 3.20: Kết quả quan trắc phát thải khí CO2 trên các cơng thức 15 ngày sau cấy
Hình 3.21: Kết quả quan trắc phát thải khí CO2 trên các công thức thời kỳ lúa trỗ
Đối với thời điểm quan trắc thời kỳ lúa trỗ trên các công thức cho thấy tốc độ phát thải CO2 từ 68,59 đến 106,25mgC.m-2.h-1. Thấp nhất là CT1 khơng bón phân và TSH và cao nhất là CT3 có bón phân chuồng và phân khống. Các cơng thức có bón TSH và phân khống có hàm lượng phát thải thấp hơn CT3, dao đợng từ 82,45 đến 94,51mgC.m-2
Hình 3.22: Kết quả quan trắc phát thải khí CO2 trên các cơng thức thời kỳ hạt vào chắc
Đối với thời điểm quan trắc thời kỳ hạt vào chắc trên các công thức cho thấy tốc độ phát thải CO2 từ 31,03 đến 55,84mgC.m-2.h-1. Thấp nhất là CT1 khơng bón phân và TSH và cao nhất là CT3 có bón phân chuồng và phân khoáng. Các cơng thức có bón TSH và phân khống có hàm lượng phát thải thấp hơn CT3, dao động từ 38,95 đến 49,00mgC.m-2.h-1. Ở đây cũng cho thấy CT3 có mức phát thải là cao nhất. 0 20 40 60 80 100 120 CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 Công thức m g C /m 2 .h 1
15 ngày sau cấy 30 ngày sau cấy Thời kỳ lúa trỗ
So sánh kết quả quan trắc phát thải khí CO2 trên ruộng lúa ở 3 thời điểm khác nhau cho thấy: ở thời điểm thời kỳ lúa trỗ cho thấy tốc độ phát thải từ mặt ruộng của các công thức là cao nhất. Điều này cho thấy sự khác biệt về hoạt động của quyển rễ và hệ sinh vật đất thời điểm này là cao nhất. Thời kỳ lúa vào chắc cho kết quả phát thải thấp nhất, thời kỳ này cho thấy hoạt động của quyển rễ và hệ sinh vật đất hoạt động thấp.
Bỏ qua vấn đề hô hấp của quyển rễ, đánh giá hoạt động của hệ vi sinh vật đất cho thấy lượng phát thải khí CO2 ở CT3 ở 3 thời điểm khác nhau đều cho mức phát thải cao nhất. Điều này cho thấy hệ vi sinh vật hoạt động nhằm phân giải lượng cacbon cịn lại có trong phân chuồng.
Các cơng thức có bón TSH ở các thời điểm khác nhau đều cho mức phát thải thấp hơn CT3 nhưng lại có mức phát thải cao hơn CT1, các cơng thức có bón TSH có mức phát thải khác nhau tại cùng thời điểm nhưng sự sai khác khơng đáng kể.
Kết quả của thí nghiệm bón than sinh học và quan trắc phát thải khí CO2 trong vụ thứ hai trên đất bạc màu trồng lúa bước đầu đã cho những kết luận sau:
- Bón than sinh học có thể giảm phát thải khí CO2 so với bón phân chuồng và tích lũy cacbon trong đất từ 33% đến 52% trong đất;
- Tốc độ phát thải CO2 ở cơng thức có bón phân chuồng là ln cao ở các thời điểm quan trắc so với các cơng thức cịn lại;
- Các công thức có bón than sinh học đều cho mức phát thải thấp hơn so với cơng thức có bón phân chuồng CT3 nhưng cao hơn cơng thức khơng bón CT1. Mỗi cơng thức có bón TSH cho mức phát thải khác nhau nhưng sự sai khác không đáng kể.
3.4. Đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng tốt rơm rạ đảm bảo môi trƣờng sinh thái và phát triển nông nghiệp bền vững trƣờng sinh thái và phát triển nông nghiệp bền vững
Qua nghiên cứu có thể đưa ra các giải pháp đối với vấn đề quản lý và sử dụng rơm rạ tại địa phương như sau:
Triển khai và thực hiện tốt các chính sách và quy định của nhà nước về quản lý và sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp. Ứng dụng các biện pháp quản lý phế phụ phẩm nơng nghiệp có hiệu quả vào đời sống.
Đổi mới công tác tổ chức hoạt động khuyến nông khuyến lâm trên địa bàn huyện và đào tạo đợi ngũ cán bợ khuyến nơng có năng lực. Tổ chức mạng lưới đội ngũ cán bộ khuyến nông cơ sở tại các xã trên địa bàn huyện với nhiều hình thức phù hợp với nhận thức của nông dân. Liên hệ, hỗ trợ các tổ chức khuyến nông các cấp, các tổ chức thực hiện nhằm phổ biến thông tin về ứng dụng của than sinh học tới nông dân.
Nâng cao nhận thức của người nông dân trong việc sử dụng rơm rạ và phế phụ phẩm nông nghiệp. Giúp cho các nông hộ biết cách sản xuất và sử dụng than sinh học, giúp các hộ nông dân phát huy hết nội lực và tranh thủ các nguồn lực từ bên ngồi thơng qua các chương trình dự án phát triển sản xuất nông nghiệp nông thôn của thành phố, huyện nhằm tận dụng được hết các nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp. Đồng thời tạo ra sự liên kết giữa các hộ nông dân giúp nhau về vốn, kỹ thuật sản xuất tạo ra sự liên kết mạnh trong sản xuất để nông hộ hiểu được phát triển sản xuất gắn với tạo ra môi trường bền vững. Nơng hợ sau khi tự hạch tốn sẽ biết cách xây dựng phương án sản xuất và sử dụng phế phụ phẩm có hiệu quả. Nâng cao được nhận thức hiểu biết của người nông dân về các công nghệ, kỹ thuật, kinh nghiệm trong sản xuất, ứng dụng than sinh học và các kiến thức, thông tin về biến đổi khí hậu và lợi ích của việc hạn chế phát thải khí nhà kính đồng thời để cải thiện năng suất cây trồng nhằm phát triển bền vững nông nghiệp và nông thôn.
Đào tạo và nâng cao năng lực cho nông dân và cán bộ địa phương về công nghệ, kỹ thuật sản xuất than sinh học và việc sử dụng than sinh học trong cải tạo đất thông qua tập huấn, hội thảo. Các cán bộ nông nghiệp của huyện, cán bộ xã cần thực hiện các kế hoạch sản xuất nông nghiệp kết hợp với các cán bộ môi trường của huyện để vừa phát triển sản xuất, vừa bảo vệ mơi trường. Góp phần thực hiện tốt chương trình khuyến nơng địa phương, tạo diễn đàn trao đổi học tập giữa nông dân và các bên liên quan. Tạo thói quen cho nơng dân tìm hiểu và ứng dụng các tiến bợ
khoa học kỹ thuật, công nghệ qua phương tiện truyền thông đại chúng (báo, đài, quảng cáo, sách, quan hệ công chúng PR, Internet, báo mạng…).
Tổ chức tuyên truyền để mọi người dân hiểu về tác dụng và hiệu quả của than sinh học đối với sản xuất nông nghiệp và mơi trường trong bối cảnh biến đổi khí hậu tồn cầu. Truyền tải các thông tin đến người nông dân thông qua hệ thống loa phát thanh của các xã, truyền đạt thơng tin đến từng thơn, xóm. Để thơng tin đến được người dân cần thành lập mạng lưới thơng tin từ huyện tới tận xã, thơn, xóm, hợ gia đình về các vấn đề trong quản lý phế phụ phẩm, kỹ thuật, cách thức sản xuất và sử dụng phế phụ phẩm rơm rạ trong sản xuất than sinh học. Tổ chức hội họp, mở các lớp tập huấn hay thăm quan các mơ hình sản xuất giỏi.
Huy động sự tham gia rộng rãi của mọi người dân sản xuất nông nghiệp trong việc quản lý và sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp. Nông dân cùng với các cán bộ địa phương xây dựng kế hoạch phát triển và sử dụng rơm rạ làm than sinh học trong những năm tới trên cơ sở tiềm năng của địa phương, sau đó yêu cầu cấp trên hỗ trợ về kỹ thuật, phương tiện dựa vào thực tế sản xuất của địa phương.
Lồng ghép chương trình quản lý phế phụ phẩm nông nghiệp trong các chiến lược phát triển nông thôn, tăng năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường của địa phương.
3.4.2. Các giải pháp kỹ thuật
Đẩy mạnh việc nghiên cứu các quy trình cơng nghệ sản xuất than sinh học và chuyển giao khoa học công nghệ để sản xuất ra than có hiệu quả cao, chất lượng tốt. Khuyến khích mọi người dân tham gia sử dụng và sản xuất than sinh học. Cần phối hợp với các ban nghành liên quan. Đẩy mạnh việc nghiên cứu xây dựng quy trình sử dụng than sinh học trong sản xuất nông nghiệp vừa góp phần cải tạo đất, nâng cao năng suất cây trồng, hạn chế ô nhiễm môi trường.
Tăng cường giao lưu học hỏi và tham quan các mơ hình và kỹ thuật sản xuất than sinh học có hiệu quả tại các địa phương trong nước. Huy động mọi nguồn lực, sự tham gia của các tổ chức có liên quan, của các nhà khoa học trong việc nghiên
cứu sản xuất than sinh học từ rơm rạ nói riêng và phế phụ phẩm nơng nghiệp nói chung phục vụ cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa nơng nghiệp, nơng thơn.
Huy động nguồn vốn của các tổ chức trong nước và các tổ chức phi chính phủ để đầu tư nghiên cứu khoa học công nghệ sản xuất và sử dụng than sinh học.
3.4.3. Giải pháp kinh tế và tái sản xuất phế phụ phẩm
Thực hiện tốt các chính sách về vốn và xóa đói giảm nghèo nơng thơn, cần quan tâm đầu tư hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng nông thôn: đường giao thông, điện, đường, thủy lợi.... Đầu tư xây dựng các mơ hình ứng dụng tiến bợ khoa học - công nghệ vào sản xuất.
Nâng cao hiệu quả sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp, áp dụng biện pháp có tính ứng dụng vào thực tế sản xuất.
Hỗ trợ người dân về công nghệ và thiết bị trong sản xuất than sinh học, khuyến khích người dân thu gom các loại phế phụ phẩm.
Than sinh học được sản xuất từ rơm rạ sẵn có và dư thừa trong sản xuất nông nghiệp cộng với công nghệ sản xuất đơn giản dễ áp dụng nên có giá thành rẻ và hiệu quả kinh tế cao.
Than sinh học có tác dụng tăng đợ phì nhiêu đất và giảm khí thải nhà kính góp phần bảo vệ mơi trường nên dễ được sự ủng hộ và chấp nhận của thị trường người tiêu dùng.
Tái sản xuất phế phụ phẩm nơng nghiệp vừa góp phần tăng năng suất, giảm lượng phân bón mang lại hiệu quả kinh tế vừa trả lại chất dinh dưỡng cho đất tạo cân bằng sinh thái, giảm lượng C dạng khí nhà kính trong khí quyển.
3.4.4. Hiệu quả kinh tế, xã hội và mơi trường
Bón than sinh học sản xuất từ rơm rạ có sẵn làm tăng đợ phì nhiêu đất, tăng năng suất cây trồng và giảm chi phí đầu tư phân bón.
Bón than sinh học làm giảm phát thải khí nhà kính do tận dụng phế phụ phẩm cây trồng để làm than sinh học bón trả lại đất thay vì đốt chúng trên đồng