Luận án tiến sĩ: Ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa trong cải tạo đất xám bạc màu

• Tác giả: Trần Viết Cường
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Quang Hà
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Môi trường đất và nước
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa để cải tạo môi trường đất xám bạc màu
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa
• 1.2. Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa trên thế giới
• 1.3. Tình hình thu gom và sử dụng phụ phẩm cây lúa ở Việt Nam
• 1.4. Ảnh hưởng của một số hình thức xử lý phụ phẩm cây lúa đến môi trường đất và chu trình các bon
• 1.5. Đất xám bạc màu
• 1.5.1. Sự phân bố, phân loại đất xám bạc màu. Tính chất đất xám bạc màu
• 1.5.2. Kim loại nặng trong đất xám bạc màu
• 1.6. Các biện pháp cải tạo đất xám bạc màu. Ô nhiễm kim loại nặng và các biện pháp xử lý
• 1.6.1. Nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng trong đất. Các dạng kim loại nặng trong đất
• 1.6.2. Sự tồn tại và chuyển hóa Cu, Pb và Zn trong đất
• 1.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính linh động của kim loại nặng trong môi trường đất
• 1.6.4. Mối quan hệ giữa kim loại nặng trong môi trường đất và nước
• 1.6.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hút thu kim loại nặng của thực vật
• 1.7. Một số phương pháp xử lý đất ô nhiễm KLN
• 1.8. Các phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước
• 1.9. Tổng quan về sản xuất và ứng dụng than sinh học
• 1.9.1. Đặc tính của TSH. Than sinh học cô lập các bon trong đất và giảm phát thải khí nhà kính
• 1.9.2. Than sinh học cải tạo đất và nâng cao năng suất cây trồng
• 1.9.3. Than sinh học xử lý môi trường đất ô nhiễm
• 1.9.4. Tải lượng than sinh học của đất và các tác động bất lợi
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp điều tra và thu thập tài liệu
• 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu
• 2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm và các chỉ tiêu theo dõi
• 2.2.4. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích
• 2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Tính chất lý hóa của đất bạc màu và TSH
• 3.1.1. Tính chất lý hóa của vật liệu phối trộn sau 4 tuần ủ. Mối quan hệ giữa điện tích bề mặt và pH của đất sau khi bổ sung TSH
• 3.2. Khả năng xử lý Cu, Pb và Zn của TSH
• 3.2.1. Khả năng đệm pH của TSH
• 3.2.2. Khả năng xử lý Cu của TSH
• 3.2.3. Khả năng xử lý Pb của TSH
• 3.2.4. Khả năng xử lý Zn của TSH
• 3.2.5. Khả năng xử lý Cu, Pb và Zn của đất sau khi bổ sung TSH
• 3.2.6. Khả năng xử lý Cu của đất sau khi bổ sung TSH
• 3.2.7. Khả năng xử lý Pb của đất sau khi bổ sung TSH
• 3.2.8. Khả năng xử lý Zn của đất sau khi bổ sung TSH
• 3.3. Khả năng cố định Cu, Pb và Zn trong môi trường đất
• 3.3.1. Khả năng cố định KLN của TSH dưới tác động của dịch chiết CaCl2 0,01 M
• 3.4. Ảnh hưởng của TSH đến các chỉ tiêu sinh trưởng và sự tích lũy KLN của cây rau muống
• 3.5. Ảnh hưởng của TSH đến năng suất và một số tính chất đất bạc màu trồng lúa
• 3.5.1. Ảnh hưởng của than sinh học đến năng suất lúa
• 3.5.2. Ảnh hưởng của than sinh học đến tính chất đất
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa

Nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa đã trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực nông nghiệp hiện đại. Than sinh học không chỉ giúp cải tạo đất mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng phụ phẩm cây lúa như rơm rạ và trấu để sản xuất than sinh học mang lại nhiều lợi ích cho nông nghiệp bền vững.

1.1. Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa trên thế giới

Trên toàn cầu, phụ phẩm từ cây lúa được sử dụng đa dạng cho nhiều mục đích khác nhau. Ở các nước như Trung Quốc và Ấn Độ, phụ phẩm chủ yếu được dùng làm thức ăn cho gia súc hoặc sản xuất phân bón. Tuy nhiên, việc đốt bỏ phụ phẩm vẫn diễn ra phổ biến, gây ô nhiễm môi trường.

1.2. Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa tại Việt Nam

Tại Việt Nam, lượng phụ phẩm cây lúa rất lớn nhưng chưa được khai thác hiệu quả. Nhiều nông dân vẫn còn thói quen đốt rơm rạ, dẫn đến ô nhiễm không khí và lãng phí tài nguyên. Việc nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa là cần thiết để cải thiện tình hình này.

II. Vấn đề ô nhiễm đất xám bạc màu và thách thức trong nông nghiệp

Đất xám bạc màu là một trong những loại đất phổ biến ở Việt Nam, nhưng lại gặp nhiều vấn đề về ô nhiễm và suy thoái. Việc lạm dụng phân bón hóa học và thuốc trừ sâu đã dẫn đến sự tích lũy của kim loại nặng trong đất, ảnh hưởng đến chất lượng nông sản và sức khỏe con người.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm đất xám bạc màu

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm đất xám bạc màu bao gồm việc sử dụng phân bón hóa học không hợp lý, lạm dụng thuốc trừ sâu và việc đốt phụ phẩm nông nghiệp. Những yếu tố này không chỉ làm giảm độ phì nhiêu của đất mà còn gây ra ô nhiễm nguồn nước.

2.2. Tác động của ô nhiễm đến nông nghiệp bền vững

Ô nhiễm đất xám bạc màu ảnh hưởng nghiêm trọng đến năng suất cây trồng và chất lượng nông sản. Kim loại nặng có thể tích lũy trong thực phẩm, gây ra các vấn đề sức khỏe cho người tiêu dùng. Do đó, cần có các biện pháp cải tạo đất hiệu quả.

III. Phương pháp sản xuất than sinh học từ phụ phẩm cây lúa

Quy trình sản xuất than sinh học từ phụ phẩm cây lúa rất đơn giản và dễ thực hiện. Nông dân có thể tự sản xuất than sinh học tại nhà, giúp tiết kiệm chi phí và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Quy trình này không chỉ cải thiện tính chất đất mà còn giúp tăng cường độ phì nhiêu.

3.1. Quy trình sản xuất than sinh học

Quy trình sản xuất than sinh học bao gồm các bước như thu gom phụ phẩm, xử lý nhiệt phân yếm khí. Quá trình này giúp tạo ra sản phẩm có cấu trúc xốp, diện tích bề mặt lớn, có khả năng hấp phụ cao.

3.2. Lợi ích của việc sử dụng than sinh học trong nông nghiệp

Sử dụng than sinh học giúp cải thiện tính chất lý hóa của đất, tăng cường khả năng giữ nước và dinh dưỡng. Ngoài ra, than sinh học còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tăng năng suất cây trồng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của than sinh học trong cải tạo đất

Nghiên cứu cho thấy than sinh học có khả năng cải tạo đất xám bạc màu hiệu quả. Việc bổ sung than sinh học vào đất không chỉ giúp cải thiện độ phì nhiêu mà còn giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng. Kết quả nghiên cứu cho thấy năng suất cây trồng tăng rõ rệt khi sử dụng than sinh học.

4.1. Kết quả nghiên cứu về khả năng cải tạo đất

Các thí nghiệm cho thấy việc bổ sung than sinh học giúp cải thiện pH, tăng cường khả năng giữ nước và dinh dưỡng trong đất. Điều này dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của cây trồng và giảm thiểu ô nhiễm.

4.2. Tác động đến năng suất cây trồng

Nghiên cứu cho thấy năng suất lúa và các loại cây trồng khác tăng lên đáng kể khi sử dụng than sinh học. Điều này không chỉ giúp cải thiện thu nhập cho nông dân mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa để cải tạo đất xám bạc màu đã mở ra hướng đi mới cho nông nghiệp bền vững. Việc áp dụng than sinh học không chỉ giúp cải thiện chất lượng đất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các ứng dụng của than sinh học trong nông nghiệp.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong nông nghiệp bền vững

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc ứng dụng than sinh học sẽ giúp cải thiện môi trường sống và nâng cao chất lượng nông sản.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp sản xuất và ứng dụng than sinh học. Đồng thời, cần có các chính sách hỗ trợ nông dân trong việc áp dụng công nghệ này để đạt được hiệu quả cao nhất.