Nâng cao khả năng cố định carbon trong đất cát biển Bắc Trung Bộ

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

1. MỞ ĐẦU

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

1.1.1. Mục tiêu tổng quát

1.1.2. Mục tiêu cụ thể

1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

1.2.1. Ý nghĩa khoa học

1.2.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.3. Tính mới của luận án

2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN

1.1. Chất hữu cơ, vai trò chất hữu cơ trong đất

1.1.1. Đặc điểm, vai trò của chất hữu cơ trong đất

1.1.2. Thành phần chất hữu cơ của đất

1.1.3. Quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất

1.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa chất hữu cơ và tổng hợp chất mùn trong đất

1.1.5. Vai trò và lợi ích của chất hữu cơ trong đất

1.1.6. Các biện pháp cải thiện chất và lượng của chất hữu cơ trong đất và trong các loại sử dụng đất

1.1.7. Tổng quan về đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ, quá trình hình thành, phân loại, tính chất và vai trò chất hữu cơ trong đất cát biển

1.1.7.1. Ðiều kiện và quá trình hình thành đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và một số tính chất đất

1.1.7.2. Phân bố các loại đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

1.1.7.3. Nguy cơ thoái hoá hữu cơ trong đất cát biển và vai trò hữu cơ trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

1.1.7.4. Các loại sử dụng đất chính trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và ảnh hưởng của chúng đến tính chất đất cát biển

1.1.8. Cơ sở khoa học, kinh nghiệm quốc tế và trong nước về ứng dụng mô hình để đánh giá hàm lượng các bon trong đất và tính tổng lượng phát thải KNK

1.1.8.1. Mô hình tính toán phát thải mê tan (MEM)

1.1.8.2. Mô hình phát thải khí mê tan từ hệ thống canh tác lúa (MERES)

1.1.8.3. Mô hình tính toán cân bằng các bon (EX-ACT)

1.1.8.4. Mô hình sinh địa hóa trong đất (DNDC)

1.1.8.5. Dự báo biến đổi khí hậu vùng Bắc Trung Bộ theo kịch bản BĐKH

3. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1. Địa điểm nghiên cứu

2.2.2. Thời gian nghiên cứu

2.3. Nội dung nghiên cứu

2.4. Phương pháp nghiên cứu

2.4.1. Phương pháp thu thập thông tin và điều tra

2.4.2. Phương pháp thí nghiệm đồng ruộng

2.4.3. Phương pháp phân tích đất

2.4.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu

2.4.5. Phương pháp ứng dụng mô hình hóa

2.4.6. Phương pháp phân tích hiệu quả thí nghiệm và mô hình

2.5. Một số đặc tính về tính chất đất và vật liệu hữu cơ sử dụng trong thí nghiệm

2.5.1. Tính chất đất tại vùng nghiên cứu

2.5.2. Hàm lượng dinh dưỡng các loại vật liệu sử dụng tại vùng nghiên cứu

4. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Hiện trạng sử dụng đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ và các loại sử dụng đất

3.1.1. Đặc điểm khí hậu tại vùng Bắc Trung Bộ

3.1.2. Hiện trạng sản xuất trên đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.2. Hiện trạng chất hữu cơ (lượng và chất) của đất trong mối quan hệ với tính chất đất và loại/kiểu sử dụng đất

3.2.1. Một số đặc điểm lý, hóa học của đất cát biển trên một số loại/kiểu sử dụng đất

3.2.1.1. Ảnh hưởng của các loại/kiểu sử dụng đất đến một số tính chất lý học đất trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.2.1.2. Ảnh hưởng của kiểu sử dụng đất đến một số tính chất hóa học đất trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.2.2. Đặc điểm hữu cơ trên các loại sử dụng đất cát biển ở vùng Bắc Trung Bộ

3.2.2.1. Ảnh hưởng của loại/kiểu sử dụng đất đến hàm lượng các bon hữu cơ (OC%), axít humic và axít fulvic trong đất cát biển Bắc Trung Bộ

3.2.3. Mối quan hệ giữa hữu cơ trong đất (các bon hữu cơ và các axít mùn) với các tính chất vật lý trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

3.3. Nghiên cứu nâng cao khả năng tích lũy các bon trong đất cát biển dưới một số loại sử dụng đất ở vùng Bắc Trung Bộ

3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân bón hữu cơ, TSH đến năng suất lúa và khả năng nâng cao hàm lượng các bon trong đất cát biển

3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân khoáng kết hợp với các loại phân bón hữu cơ, TSH và các biện pháp che tủ đến năng suất lạc và khả năng nâng cao hàm lượng các bon hữu cơ trong đất cát biển

3.3.3. Nghiên cứu giải pháp cải thiện lượng và chất hữu cơ trong đất cát biển trên các loại hình sử dụng đất thông qua mô hình trình diễn

3.3.4. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến hàm lượng các chất dinh dưỡng trên các loại sử dụng trong đất cát biển

3.3.5. Ảnh hưởng của các loại phân hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến tích lũy các bon hữu cơ và các thành phần mùn trong các loại sử dụng trên đất cát biển

3.3.6. Ảnh hưởng của các loại phân bón hữu cơ, TSH kết hợp giảm phân khoáng đến năng suất và hiệu quả kinh tế

3.3.7. Ứng dụng mô hình DNDC để mô phỏng tích lũy các bon hữu cơ và xác định lượng phát thải khí nhà kính trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH

3.3.8. Mô phỏng sự thay đổi lượng SOC trên các loại sử dụng đất chuyên lúa (2 vụ lúa) và chuyên màu (2 vụ lạc) trong đất cát biển theo kịch bản BĐKH

3.3.9. Mô phỏng và dự báo phát thải khí nhà kính trong loại sử dụng chuyên lúa (2 vụ lúa) và chuyên màu (2 vụ lạc) theo kịch bản BĐKH đến năm 2035

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về đất cát biển Bắc Trung Bộ

Đất cát biển Bắc Trung Bộ có diện tích khoảng 215,3 nghìn ha, chiếm 41% diện tích đất cát biển cả nước. Đặc điểm của loại đất này là lớp mặt màu trắng hoặc trắng xám, với khả năng tích lũy oxyt sắt lớn. Tuy nhiên, đất cát biển có nhiều hạn chế trong sản xuất nông nghiệp do nghèo dinh dưỡng và chất hữu cơ. Việc nâng cao khả năng cố định carbon trong đất cát biển là cần thiết để cải thiện độ phì nhiêu và bảo vệ môi trường.

1.1. Đặc điểm và phân loại đất cát biển

Đất cát biển được phân thành ba nhóm chính: cồn cát trắng, cồn cát vàng và đất cát ven biển. Thành phần cơ giới của đất cát biển chủ yếu là cát đến cát rời, với khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng rất kém. Điều này dẫn đến sự khoáng hóa nhanh chóng của chất hữu cơ trong đất, làm giảm khả năng sản xuất nông nghiệp.

II. Tác động của chất hữu cơ đến khả năng cố định carbon

Chất hữu cơ trong đất đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ phì nhiêu và khả năng sản xuất của đất. Hàm lượng chất hữu cơ không chỉ là nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật mà còn ảnh hưởng đến quá trình khoáng hóa và chất dinh dưỡng trong đất. Việc tăng cường chất hữu cơ sẽ giúp nâng cao khả năng hấp thụ carbon và cải thiện chất lượng đất.

2.1. Vai trò của chất hữu cơ trong đất

Chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc đất, khả năng giữ nước và cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Suy giảm hàm lượng các bon hữu cơ trong đất có thể ảnh hưởng lớn đến độ phì của đất và sản xuất nông nghiệp. Do đó, việc duy trì và nâng cao chất hữu cơ là cần thiết để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

III. Các biện pháp nâng cao khả năng cố định carbon

Để nâng cao khả năng cố định carbon trong đất cát biển, cần áp dụng các biện pháp canh tác hợp lý, bao gồm cải thiện chất và lượng hữu cơ. Việc sử dụng phân bón hữu cơ, kết hợp với các biện pháp che phủ và giảm phân khoáng sẽ giúp tăng cường hàm lượng các bon trong đất, từ đó nâng cao năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường.

3.1. Giải pháp canh tác cải thiện hữu cơ

Các giải pháp canh tác như sử dụng phân hữu cơ, than sinh học và các biện pháp che phủ có thể giúp cải thiện chất lượng đất. Nghiên cứu cho thấy rằng việc kết hợp các loại phân bón hữu cơ với phân khoáng có thể nâng cao khả năng tích lũy các bon trong đất, từ đó góp phần giảm phát thải khí nhà kính và bảo vệ môi trường.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nâng cao khả năng cố định carbon trong đất cát biển Bắc Trung Bộ là một nhiệm vụ quan trọng nhằm cải thiện độ phì nhiêu và bảo vệ môi trường. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về các biện pháp canh tác và quản lý đất để đảm bảo phát triển bền vững cho vùng đất này. Việc áp dụng các giải pháp cải thiện chất hữu cơ sẽ không chỉ nâng cao năng suất cây trồng mà còn góp phần vào việc giảm phát thải khí nhà kính.

4.1. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu về các loại phân bón hữu cơ và các biện pháp canh tác khác để xác định hiệu quả của chúng trong việc nâng cao khả năng hấp thụ carbon. Đồng thời, việc theo dõi và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến đất cát biển cũng cần được thực hiện để có những điều chỉnh kịp thời trong quản lý đất.

Nghiên cứu hiện trạng và biện pháp nâng cao khả năng cố định carbon trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ