ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC TRE LÀM GIẢM PHÁT THẢI CH4 VÀ N2O TRÊN RUỘNG LÚA

Phạm Ngọc Thoa; Tăng Lê Hoài Ngân

doi:10.34238/tnu-jst.7802

ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC TRE LÀM GIẢM PHÁT THẢI CH4 VÀ N2O TRÊN RUỘNG LÚA

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/04/23 Ngày hoàn thiện: 31/05/23 Ngày đăng: 31/05/23

Các tác giả

1. Phạm Ngọc Thoa , Trường Cao đẳng Bến Tre
2. Tăng Lê Hoài Ngân, Công ty Cổ phần Thủy Sản Ngọc Xuân

Tóm tắt

Sản xuất khí sinh học từ chất thải chăn nuôi rất phổ biến ở các vùng nông thôn Đồng bằng sông Cửu Long. Nước thải sau biogas còn được tận dụng như một nguồn phân bón hữu cơ cho cây lúa. Tuy nhiên, nước thải sau biogas có chứa hàm lượng cacbon hữu cơ không bền cao có tác dụng như chất nền giúp vi sinh vật sản xuất khí CH₄ nên đã dẫn đến lo ngại rằng dùng nước thải sau biogas bón cho lúa sẽ sinh ra nhiều khí CH₄. Vì vậy, nghiên cứu này kết hợp nước thải sau biogas và than sinh học tre nhằm làm giảm phát thải khí nhà kính trên ruộng lúa. Một thí nghiệm trong chậu đã được thiết lập trong điều kiện nhà lưới bao gồm sáu nghiệm thức, trong đó đất được bổ sung than sinh học tre từ 2 đến 20 tấn/ha và nước thải sau biogas được sử dụng thay cho phân bón hoá học. Theo kết quả nghiên cứu, tất cả các nghiệm thức được bổ sung than tre có lượng phát thải khí CH₄ giảm từ 20% đến 46% so với nghiệm thức đối chứng. Đồng thời, lượng khí thải N₂O cũng giảm tối đa đến 44%. Việc bổ sung than sinh học tre đã làm giảm 35,9-45,6% phát thải khí nhà kính (tính theo CO₂ tương đương).

Từ khóa

Than sinh học tre; Nước thải biogas; CH4; N2O; Ruộng lúa

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] T. Fujiwara, “Concept of an innovative water management system with decentralized water reclamation and cascading material-cycle for agricultural areas,” Water Sci. Technol., vol. 66, no. 6, pp. 1171–1177, 2012.

[2] K. Minamikawa, C. K. Huynh, H. Yasukazu, S. N. Tran, and H. C. Nguyen, “Variable-timing, fixed-rate application of cattle biogas effluent to rice using a leaf color chart: microcosm experiments in Vietnam Kazunori,” Soil Sci. Plant Nutr., vol. 10, no. 1, pp. 2–10, 2019.

[3] A. Singla and K. Inubushi, “Effect of biochar on CH₄ and N₂O emission from soils vegetated with paddy,” Paddy Water Environ., vol. 12, no. 1, pp. 239–243, 2014.

[4] A. Zhang, G. Cheng, Q. Hussain, M. Zhang, H. Feng, M. Dyck, B. Sun, Y. Zhao, H. Chen, and X. Wang, “Contrasting effects of straw and straw–derived biochar application on net global warming potential in the Loess Plateau of China,” F. Crop. Res., vol. 205, no. 2, pp. 45–54, 2017.

[5] Y. Xiao, S. Yang, J. Xu, J. Ding, X. Sun, and Z. Jiang, “Effect of biochar amendment on methane emissions from paddy field under water-saving irrigation,” Sustainability, vol. 10, no. 5. pp. 3–13, 2018.

[6] X. Qin, Y. Li, H. Wang, C. Liu, J. Li, Y. Wan, Q. Gao, F. Fan, and Y. Liao, “Long-term effect of biochar application on yield-scaled greenhouse gas emissions in a rice paddy cropping system: A four-year case study in south China,” Sci. Total Environ., vol. 569–570, pp. 1390–1401, 2016.

[7] A. Z. Oo, S. Sudo, H. Akiyama, K. T. Win, A. Shibata, A. Yamamoto, T. Sano, and Y. Hirono, “Effect of dolomite and biochar addition on N₂O and CO₂ emissions from acidic tea field soil,” PLoS One, vol. 13, no. 2, pp. 1–23, 2018.

[8] E. W. Bruun, D. Müller-Stöver, P. Ambus, and H. Hauggaard-Nielsen, “Application of biochar to soil and N2O emissions: Potential effects of blending fast-pyrolysis biochar with anaerobically digested slurry,” Eur. J. Soil Sci., vol. 62, no. 4, pp. 581–589, 2011.

[9] X. L. Nguyen, T. M. P. Do, H. C. Nguyen, R. Kose, T. Okayama, N. T. Pham, D. P. Nguyen, and T. Miyanishi, “Properties of Biochars Prepared from Local Biomass in the Mekong Delta, Vietnam,” Bioresources, vol. 13, no. 4, pp. 7325–7344, 2018.

[10] T. Parkin, A. Mosier, J. Smith, R. Venterea, J. Johnson, D. Reicosky, G. Doyle, G. McCarty, and J. Baker, “Chamber-Based Trace Gas Flux Measurements,” in USDA-ARS GRACEnet Project Protocols, 2003, pp. 1-28.

[11] Z. Dai, X. Zhang, C. Tang, N. Muhammad, J. W, P. Brookes, and J. Xu, “Potential role of biochars in decreasing soil acidification - A critical review,” Sci. Total Environ., vol. 581–582, pp. 601–611, 2017.

[12] P. Randolph, R. R. Bansode, O. A. Hassan, D. Rehrah, R. Ravella, M. R. Reddy, D. W. Watts, J. M. Novak, and M. Ahmedna, “Effect of biochars produced from solid organic municipal waste on soil quality parameters,” J. Environ. Manage., vol. 192, no. 1, pp. 271–280, 2017.

[13] Z. Wu, Q. Zhang, X. Zhang, P. Duan, X. Yan, and Z. Xiong, “Biochar-enriched soil mitigated N2O and NO emissions similarly as fresh biochar for wheat production,” Sci. Total Environ., vol. 701, 2020, Art. no. 134943.

[14] Q. Nan, L. Xin, Y. Qin, M. Waqas, and W. Wu, “Exploring long-term effects of biochar on mitigating methane emissions from paddy soil: a review,” Biochar, vol. 3, no. 2, pp. 125–134, 2021.

[15] D. Dejene and E. Tilahun, “Role of biochar on soil fertility improvement and greenhouse gases sequestration,” Horticulture International Journal, vol. 3, no. 6. pp. 291–298, 2019.

[16] S. Jeffery, F. G. A. Verheijen, C. Kammann, and D. Abalos, “Biochar effects on methane emissions from soils: A meta-analysis,” Soil Biol. Biochem., vol. 101, pp. 251–258, 2016.

[17] M. Sudibandriyo and M. Oratmangun, “Betung bamboo-based activated carbon bioadsorbent for the separation of hydrogen-methane gas mixture,” E3S Web Conf., vol. 67, pp. 1–6, 2018.

[18] S. Butnan, J. L. Deenik, B. Toomsan, M. J. Antal, and P. Vityakon, “Biochar Properties Influencing Greenhouse Gas Emissions in Tropical Soils Differing in Texture and Mineralogy,” J. Environ. Qual., vol. 45, no. 5, pp. 1509–1519, 2016.

[19] J. Wang, X. Pan, Y. Liu, X. Zhang, and Z. Xiong, “Effects of biochar amendment in two soils on greenhouse gas emissions and crop production,” Plant Soil, vol. 360, no. 1–2, pp. 287–298, 2012.

[20] N. Wang, Y. F. L. Derrick, J. Sardans, W. Wang, C. Zeng, and J. Peñuelas, “Biochar decreases nitrogen oxide and enhances methane emissions via altering microbial community composition of anaerobic paddy soil,” Sci. Total Environ., vol. 581–582, pp. 689–696, 2017.

[21] J. Wang, W. Zhong, Y. Kang, H. Deng, and C. Han, “N₂O emission mitigation and microbial activity after Biochar and Cao application in a flooded nitrate-rich vegetable soil,” Acta Agric. Scand. Sect. B Soil Plant Sci., vol. 69, no. 3, pp. 257–267, 2019.

[22] M. L. Cayuela, L. van Zwieten, B. P. Singh, S. Jeffery, A. Roig, and M. A. Sánchez-Monedero, “Biochar’s role in mitigating soil nitrous oxide emissions: A review and meta-analysis,” Agric. Ecosyst. Environ., vol. 191, pp. 5–16, 2014.

[23] M. Oda and H. C. Nguyen, “Methane emissions in triple rice cropping: Patterns and a method for reduction,” F1000Research, vol. 8, no. 2, pp. 2–25, 2020.

[24] Y. Liu, M. Yang, Y. Wu, H. Wang, Y. Chen, and W. Wu, “Reducing CH4 and CO2 emissions from waterlogged paddy soil with biochar,” J. Soils Sediments, vol. 11, no. 6, pp. 930–939, 2011.

[25] M. L. Cayuela, M. A. Sánchez-Monedero, A. Roig, K. Anley, A. Enders, and J. Lehmann, “Biochar and denitrification in soils: When, how much and why does biochar reduce N₂O emissions?,” Sci. Rep., vol. 3, no. Experiment 2, pp. 1–7, 2013.

[26] N. T. Pham, L. H. N. Tang, and H. C. Nguyen, “Research on ammonium adsorption capacity in biogas wastewater of bamboo biochar,” Journal of Natural Resources and Environment Science, no. 37, pp.26-36, 2021.

[27] N. T. Pham, L. H. N. Tang, T. M. T. Dang, T. M. P. Do, X. L. Nguyen, and H. C. Nguyen, “Research on ammonium adsorption capacity in water environment of Melaleuca biochar,” Journal of Agriculture and Rural Development, vol. 17, no. 01, pp.129-136, 2021.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7802

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ