(LUẬN văn THẠC sĩ) ảnh hưởng của than sinh học chế biến từ rơm rạ đến sinh trưởng, phát triển và năng suất giống lúa n ưu 69 tại hậu lộc thanh hóa

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM KIM ANH

ẢNH HƯỞNG CỦA THAN SINH HỌC CHẾ BIẾN
TỪ RƠM RẠ ĐẾN SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN
VÀ NĂNG SUẤT GIỐNG LÚA N. ƯU 69
TẠI HẬU LỘC - THANH HÓA

Chuyên ngành:

Khoa học cây trồng

Mã số:

60.62.01.10

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS: Vũ Quang Sáng

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu khoa học do tơi trực tiếp
thực hiện trong vụ xuân và vụ mùa năm 2015 tại huyện Hậu Lộc- Thanh Hóa, dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS. Vũ Quang Sáng. Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực, chưa từng được sử dụng trong luận văn nào ở trong và ngồi nước.

Tơi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Phạm Kim Anh

i

download by :

năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Vũ
Quang Sáng, là thầy đã tận tình dìu dắt, hướng dẫn tơi trong q trình thực hiện đề tài.
Tơi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Sinh lý Thực Vật, Khoa
Nông học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt q
trình thực hiện đề tài.
Tơi cũng xin cảm ơn tới gia đình bác Phạm Thị Thoa hộ nơng dân tại xã Mỹ LộcHậu Lộc- Thanh Hóa đã giúp đỡ tạo điều kiện tơi trong q trình bố trí thí nghiệm và
cám ơn đến ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp trong Cơng ty TNHH Giống cây trồng
Hồng Nơng và các anh chị trong Viện môi trường Nông nghiệp đã tạo điều kiện để tôi
đủ khả năng triển khai nghiên cứu và thu được các kết quả trong bản luận văn này.
Tơi xin được bày tỏ tỏ lịng biết ơn và tình cảm yêu thương nhất của mình tới bố
mẹ, anh chị em và bạn bè đã cho tôi động lực và tạo điều kiện trong quá trình học tập và
nghiên cứu.

Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận văn

Phạm Kim Anh

ii

download by :

năm 2016


MỤC LỤC
Lời cam đoan ................................................................................................................. i
Lời cảm ơn ....................................................................................................................ii
Mục lục ........................................................................................................................iii
Danh mục bảng ............................................................................................................. v
Danh mục hình ............................................................................................................ vii
Danh mục hình ............................................................................................................ vii
Danh mục các từ viết tắt ............................................................................................. viii
Phần 1 Mở đầu ............................................................................................................ 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài..................................................................................... 1

1.2.

Mục đích, yêu cầu của đề tài ............................................................................. 2

1.2.1. Mục đích ........................................................................................................... 2
1.2.2. Yêu cầu: ............................................................................................................ 2
1.3.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ........................................................................... 2

1.3.1. Ý nghĩa khoa học .............................................................................................. 2
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................... 2
Phần 2 Tổng quan tài liệu ........................................................................................... 3
2.1.

Cơ sở khoa học.................................................................................................. 3

2.2.

Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và ở việt nam .............................................. 4

2.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới.................................................................... 4
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam .................................................................... 6
2.2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa tại Thanh Hóa.......................................... 7
2.3.

Đặc tính và tác dụng của các loại than than sinh học............................................... 8

2.3.1. Đặc tính của Than sinh học ............................................................................... 8
2.3.2. Tác dụng của TSH........................................................................................... 11
2.4.

Hiện trạng ứng dụng tsh trong sản xuất nông nghiệp ....................................... 20

Phần 3 Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu ........................................... 26
3.1.

Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 26

3.2.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu .................................................................... 27

3.3.

Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 28

3.4.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 28

3.4.1. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 28

iii

download by :


3.4.2. Các chỉ tiêu theo dõi ........................................................................................ 29
3.5.

Phương pháp tính toán và xử lý số liệu: ........................................................... 33

Phần 4 Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................. 34
4.1

Kết quả nghiên cứu ......................................................................................... 34

4.1.1

Ảnh hưởng của hàm lượng bón Than sinh học đến khả năng sinh trưởng
phát triển giống lúa N. ưu 69 tại vụ Xuân huyện Hậu Lộc, Thanh Hóa ............ 34

4.1.2. Ảnh hưởng của than sinh học khi sử dụng thay thế một phần phân hóa
họcc (đạm, lân, kali) đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng suất
lúa giống N. ưu 69 vụ mùa 2015 tại Hậu Lộc- Thanh Hóa. .............................. 52
4.2.

Thảo luận ........................................................................................................ 71

Phần 5 Kết luận và đề nghị ....................................................................................... 73
5.1.

Kết luận .......................................................................................................... 73

5.2.

Kiến nghị ........................................................................................................ 73

Tài liệu tham khảo ..................................................................................................... 74

iv

download by :


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của thế giới qua các năm ................... 4
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của một số quốc gia và khu vực
trên thế giới năm 2013................................................................................. 5
Bảng 2.3. Sản lượng, xuất khẩu và dự trữ gạo tại một số nước xuất khẩu quan
trọng và thế giới 2013 và 2014. ................................................................... 6
Bảng 2.4. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam từ 2005 - 2013. ............... 7
Bảng 2.5. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của tỉnh Thanh Hóa từ 2005-2014 ..... 8
Bảng 2.6. Chất lượng than sinh học được sản xuất từ các nguyên liệu khác nhau....... 10
Bảng 2.7. Ảnh hưởng của việc sử dụng TSH sản xuất từ trấu đến các chỉ tiêu
hóa học của đất trồng lúa tại Long An sau hai vụ sử dụng liên tiếp .

.12

Bảng 2.8. Ảnh hưởng của việc sử dụng TSH sản xuất từ trấu đến các chỉ tiêu vật
lý của đất trồng lúa tại Long An sau hai vụ sử dụng liên tiếp
.............. 12
Bảng 2.9. Hiệu quả sử dụng TSH sản xuất từ trấu trên lúa và ngô ............................. 19
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH thời gian sinh trưởng giống lúa N.
ưu 69 trong vụ Xuân 2015 ......................................................................... 35
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến động thái tăng trưởng chiều
cao cây lúa ................................................................................................ 37
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến động thái ra lá của giống lúa
N. ưu 69 .................................................................................................... 38
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến động thái đẻ nhánh của giống

lúa N. ưu 69 trong vụ Xuân 2015............................................................... 40
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến chỉ số diện tích lá (LAI) của
giống lúa N. ưu 69 trong vụ Xuân 2015 ..................................................... 42
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến khả năng tích lũy chất khô của
giống lúa N. ưu 69 trong vụ Xuân 2015 ..................................................... 44
Bảng 4.7 Ảnh hưởng của liều lượng bón Than sinh học đến diễn biến sâu bệnh
hại lúa N. ưu 69 trong vụ Xuân 2015 ........................................................ 46
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến yếu tố cấu thành năng suất của
giống lúa N. ưu 69 trong vụ Xuân 2015 ..................................................... 48
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của liều lượng bón TSH đến năng suất của giống lúa N. ưu
69 trong vụ Xuân 2015 .............................................................................. 50
Bảng 4.10. Hiệu quả kinh tế vụ Xuân 2015 của các CT thí nghiệm.............................. 52
Bảng 4.11. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến thời gian
sinh trương giống lúa N. ưu 69 trong vụ Mùa 2015 ................................... 53
Bảng 4.12. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến chiều cao
cây N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ........................................................................ 56

v

download by :


Bảng 4.13. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến động thái
đẻ nhánh giống N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ...................................................... 58
Bảng 4.14. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến chỉ số
diện tích lá (LAI) giống N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ......................................... 59
Bảng 4.15. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến tích lũy
lượng chất khô giống N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ............................................. 62
Bảng 4.16. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến diễn biến
các loại bệnh trên giống lúa N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ................................... 63

Bảng 4.17. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến diễn biến
các loại sâu trên giống lúa N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ..................................... 64
Bảng 4.18. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến các yếu tố
cấu thành năng suất giống N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ..................................... 67
Bảng 4.19. Ảnh hưởng của TSH khi thay thế một phần phân hóa học đến năng suất
giống N. ưu 69 vụ Mùa 2015 ..................................................................... 68
Bảng 4.20. Hiệu quả kinh tế của các cơng thức thí nghiệm vụ Mùa 2015 .................... 70

vi

download by :


DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1.

Động thái tăng trưởng chiều cao cây giống lúa N. ưu 69 tại vụ Xuân 2015 .... 37

Hình 4.2. Động thái ra lá giống lúa N. ưu 69 tại vụ Xuân 2015 ................................ 41
Hình 4.3. Động đẻ nhánh giống lúa N ưu 69 tại vụ Xuân 2015................................. 41
Hình 4.4. Chỉ số diện tích lá giống lúa N ưu 69 tại vụ Xuân 2015 ............................ 42
Hình 4.5. Khả năng tích lũy chất khơ của giống lúa N. ưu 69 tại vụ Xuân 2015 ...... 44
Hình 4.6. Năng suất giống lúa N. ưu 69 tại vụ Xuân 2015........................................ 51
Hình 4.7. Thời gian sinh trưởng giống lúa N. ưu 69 tại vụ Mùa 2015 ...................... 54
Hình 4.8. Động thái tăng trưởng chiều cao cây giống lúa N. ưu 69 tại vụ Mùa 2015 ..... 56
Hình 4.9. Động thái đẻ nhánh giống lúa N. ưu 69 tại vụ Mùa 2015 .......................... 58
Hình 4.10. Chỉ số diện tích lá giống lúa N. ưu 69 tại vụ Mùa 2015 ............................ 60
Hình 4.11. Lượng chất khơ tích lũy giống lúa N. ưu 69 tại vụ Mùa 2015 ................... 62
Hình 4.12. Năng suất thực thu vụ Mùa 2015 .............................................................. 68

vii

download by :


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

CCCC

: Chiều cao cuối cùng

CT

: Công thức

ĐC

: Đối chứng

LAI

: Chỉ số diện tích lá

NSLT

: Năng suất lý thuyết

NSTT

: Năng suất thực thu

SLCC

: Số lá cuối cùng

TB

: Trung bình

TGST

: Thời gian sinhtrưởng

TN

: Thí nghiệm

TSC

: Tuần sau cấy

TSH

: Than sinh học

viii

download by :


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Phạm Kim Anh
Tên luận văn: “Ảnh hưởng của than sinh học chế biến từ rơm rạ đển sinh
trưởng, phát triển và năng suất giống lúa N. Ưu 69 tại Hậu Lộc- Thanh Hóa”.
Ngành: Khoa học cây trồng

Mã số: 60.62.01

Cơ sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu: Đánh giá được khả năng sử dụng than sinh học (TSH) sản xuất
từ rơm rạ thay thế một phần phân hóa học phục vụ sản xuất lúa nhằm góp phần vào việc
tận dụng phế thải nông nghiệp để trả lại chất dinh dưỡng hữu cơ cho cây trồng sinh
trưởng phát triển theo hướng bền vững.
Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu được thực hiện trên 2 thí nghiệm, thí
nghiệm 1 gồm 5 cơng thức được bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 lần nhắc
lại trong 1 cơng thức thí nghiệm.
Thí nghiệm thứ 2 thực hiện tại vụ Mùa năm 2015 được tiến hành trên 4 cơng
thức, bố trí theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCB) với 3 lần nhắc lại trên mỗi cơng
thức. Kết quả là.
Kết quả chính và kết luận: Kết quả cho thấy lượng bón than sinh học thích hợp
cho giống lua N. Ưu 69 tại vụ Xuân 2015 là 2 tấn/ha cao hơn so với công thức đối
chứng là không bổ sung than sinh học và cao hơn các cơng thức cịn lại.
Khi sử dụng lượng than sinh học là 2 tấn/ha thay thế cho các mức bón phân vơ
cơ khác nhau đã ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triền và năng suất giống lúa N. ưu
69 trong vụ Mùa 2015 tại Hậu Lộc, Thanh Hóa là khác nhau. Lượng phân bón vơ cơ

thích hợp nhất là 110kg N+ 80kg P2O5 + 80kg K2O kết hợp cùng 2 tấn TSH/ha, ở mức
bón bổ sung này đều cho năng suất và lãi sau chi phí là cao hơn so với các cơng thức
cịn lại.

ix

download by :


THESIS ABSTRACT

Master candidate: Pham Kim Anh
Thesis title: “Effect of biochar which is made from straw on the growth, development
and yield of N. uu 69 at Hau Loc- Thanh Hoa”.
Major: Crop Science

Code: 60.62.01

Educational organization: Vietnam National University of Agricuture
Research Objectives: to appraise
Materials Objectives: two experment
Experiment 1 was conducted with 5 treatments in completely block randomized
with 3 replicates. Experiment 2 was arranged with 4 treatments in the completely block
randomized design with with three replications. The result indicated the different
effectiveness when applying biochart 2 tonnes per ha replace to these diferent amount of
inorganic fertilizer on the growth and development, yield of N.Ưu 69 variety in autumn
season.
Main findings and conclusions: The best suitable amount of biochar for N.ưu
69 variety is 2 tonnes per ha which is higher than the control treatmnet and the other
treatments.

The result indicated the different effectiveness when applying biochart 2 tonnes
per ha replace to these diferent amount of inorganic fertilizer on the growth and
development, yield of N.Ưu 69 variety in autumn season. The amount of inorganic
fertilizer (110kg N+ 80kg P2O5 + 80kg K2O + 2 tonnes biochart) per ha was proven is
suitable for N.ưu 69 variety because of high yield and high interest among these
treatments.

x

download by :


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cùng với quá trình thâm canh tăng năng suất cây trồng, thế giới đang phải
đối mặt với nguy cơ suy giảm chất lượng mơi trường đất do lạm dụng hố chất.
Nhiều kết quả nghiên cứu đã chứng minh hàm lượng chất hữu cơ và sức sản xuất
của đất đang bị suy giảm nghiêm trọng do sử dụng lâu dài phân bón hóa học.
Việc tăng cường bón các loại phân hữu cơ như phân chuồng, phân xanh, phân rác
ủ kết hợp với bón phân khống đang được khuyến khích mạnh mẽ trong sản xuất
trồng trọt để cải tạo và duy trì sức sản xuất của đất. Mặc dù vậy, trong xu hướng
công nghiệp hóa và hiện đại hóa nơng nghiệp, nguồn vật liệu hữu cơ đang ngày
càng cạn kiệt dần, do đó việc tìm kiếm các nguồn vật liệu thay thế là điều kiện
tiên quyết để duy trì một nền sản xuất nông nghiệp bền vững.
Một số bằng chứng thực tế cho thấy Cacbon trong than sinh học (TSH),
một sản phẩm được tạo ra qua quá trình nhiệt phân các vật liệu hữu cơ trong mơi
trường hồn tồn yếm khí hoặc nghèo oxy có khả năng tồn tại bền vững trong
mơi trường đất hàng thế kỷ thậm chí hàng thiên niên kỷ, làm tăng lượng Cacbon
lưu giữ trong đất, giảm Cacbon phát thải vào khí quyển, đồng thời có ảnh hưởng
tích cực đến sức sản xuất của đất. Vì vậy, TSH được mệnh danh là “vàng đen”

trong nông nghiệp. Với hàm lượng carbon cao và đặc tính xốp, than sinh học có
thể giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất, qua đó góp
phần tăng sản lượng cây trồng. Bên cạnh đó, TSH cịn đóng vai trị như bể chứa
Cacbon tự nhiên - cơ lập và nhốt khí CO2 trong đất.
Mặc dù người dân Việt Nam đã biết sử dụng phương pháp đốt yếm khí để
sản xuất than hoa, đốt trấu để bón ruộng nhưng những nghiên cứu một cách hệ
thống sản xuất và ứng dụng TSH vẫn còn là một lĩnh vực mới mẻ. Gần đây,
Viện Môi trường Nông nghiệp đã tiến hành một số đề tài nghiên cứu công nghệ
sản xuất than sinh học từ các nguồn phế, phụ phẩm khác nhau. Kết quả cho thấy
trữ lượng Cacbon chứa trong TSH sản xuất từ gỗ, tre nứa, rơm rạ tuy khác nhau
song đều đạt rất cao. Mặc dù vậy những nghiên cứu một cách hệ thống sản xuất
và ứng dụng TSH vẫn còn là một lĩnh vực mới mẻ, để có cơ sở khoa học định
hướng cho việc ứng dụng các loại than sinh học trong sản xuất nông nghiệp, đặc

1

download by :


biệt là sản xuất lúa trên nền đất thịt nhẹ, chúng tôi thực hiện đề tài “Ảnh hưởng
của than sinh học chế biến từ rơm rạ đển sinh trưởng, phát triển và năng suất
giống lúa N. Ưu 69 tại Hậu Lộc- Thanh Hóa”.
1.2. MỤC ĐÍCH, U CẦU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục đích
Đánh giá được khả năng sử dụng than sinh học (TSH) sản xuất từ rơm rạ
thay thế một phần phân hóa học phục vụ sản xuất lúa nhằm góp phần vào việc
tận dụng phế thải nông nghiệp để trả lại chất dinh dưỡng hữu cơ cho cây trồng
sinh trưởng phát triển theo hướng bền vững.
1.2.2. Yêu cầu
- Xác định được lượng bón TSH thích hợp kết hợp với NPK giúp cây lúa

lai giống N. ưu 69 sinh trưởng, phát triển tốt và cho năng suất cao trong vụ Xuân
2015 tại vùng đất thịt nhẹ huyện Hậu Lộc -Thanh Hóa.
- Xác định được lượng bón NPK phù hợp nhất kết hợp với TSH cho cây
lúa sinh trưởng phát triển tốt, năng suất cao trong vụ Mùa 2015.
- Đánh giá được khả năng chống chịu sâu bệnh hại và hiệu quả kinh tế khi
sử dụng than sinh học (TSH) cho cây lúa trồng vụ Xuân và vụ Mùa tại Hậu Lộc –
Thanh Hóa
1.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là những dẫn liệu khoa học về khả năng sử
dụng than sinh học và liều lượng bón cần thiết để đảm bảo sự sinh trưởng phát
triển, năng suất và chất lượng lúa gạo góp phần quan trọng vào việc phát triển
sản xuất nông nghiệp bền vững.
- Kết quả đề tài làm tài liệu tham khảo phục vụ công tác đào tạo và nghiên
cứu khoa học về việc sử dụng than sinh học trong sản xuất nơng nghiệp nói
chung và sản xuất lúa nói riêng.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của đề tài là động lực giúp người trồng lúa tận dụng
rơm rạ để sản xuất phân bón, giảm phân hóa học, giảm ơ nhiễm khơng khí và cải
thiện môi trường đất theo hướng bền vững trong sản xuất nông nghiệp sản phẩm
chất lượng cao.

2

download by :


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC
Vai trị của chất hữu cơ đối với chất lượng mơi trường đất đã được nhận

biết từ lâu do bởi những ảnh hưởng trực tiếp của chất hữu cơ đến các tính chất
hóa, lý và sinh học đất như là làm tăng độ xốp, khả năng giữ nước, dung tích hấp
thu, chi phối hoạt động vi sinh vật đất. Chính vì vậy, sử dụng phân hữu cơ được
xem như một biện pháp kỹ thuật có hiệu quả cao trong việc cải tạo đất và nâng
cao năng suất cây trồng. Trong thực tế, đất bị suy giảm chất hữu cơ và sức sản
xuất đang xuất hiện phổ biến ở nhiều vùng sản xuất thâm canh cao ở Việt Nam
cũng như nhiều nơi trên thế giới. Tăng cường bón các loại phân hữu cơ như phân
chuồng, phân xanh, phân rác ủ kết hợp với bón phân khống đang được khuyến
khích mạnh mẽ trong sản xuất trồng trọt để cải tạo và duy trì sức sản xuất của
đất. Mặc dù vậy, trong xu hướng cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa nơng nghiệp,
nguồn vật liệu hữu cơ đang ngày càng cạn kiệt dần, do đó việc tìm kiếm các
nguồn vật liệu thay thế là điều kiện tiên quyết để duy trì một nền sản xuất nông
nghiệp bền vững.
Một số bằng chứng thực tế cho thấy Cacbon trong than sinh học (TSH),
một sản phẩm được tạo ra qua quá trình nhiệt phân các vật liệu hữu cơ trong mơi
trường hồn tồn yếm khí hoặc nghèo ôxy (được gọi là biocoal hay TSH), có khả
năng tồn tại bền vững trong môi trường đất hàng thế kỷ thậm chí hàng thiên niên
kỷ, làm tăng lượng Cacbon lưu giữ trong đất, giảm Cacbon phát thải vào khí
quyển, đồng thời có ảnh hưởng tích cực đến sức sản xuất của đất (Vũ Thắng, 2012).
Vì vậy, TSH được mệnh danh là “vàng đen” vì những ứng dụng của nó trong nông
nghiệp và môi trường. Hàm lượng carbon cao cùng với độ xốp tự nhiên của TSH
giúp đất giữ được nước và các chất dinh dưỡng, đồng thời bảo vệ các loại vi khuẩn
sống trong đất, chống lại tác động xấu của thời tiết, xói mịn đất. Hơn nữa, TSH cịn
đóng vai trị là bể chứa carbon tự nhiên có khả năng lưu trữ CO2 trong đất. Nhờ đó,
việc bổ sung một lượng nhất định TSH vào đất có thể cải tạo lý, hóa tính đất, làm
tăng đáng kể năng suất cây trồng. Tuy nhiên, hiệu quả cải tạo lý tính, hóa tính, dinh
dưỡng đất cũng như khả năng nâng đỡ sinh trưởng và năng suất của than sinh học
phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của từng lọai than và từng loại đất khác nhau. Vì
vậy, việc tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu về hiệu quả cải tạo đất và tăng năng

3

download by :


suất cây trồng của các loại than cho từng vùng đất, từng vùng sinh thái là có cơ sở
khoa học và cần thiết, góp phần nâng cao hiệu quả kỹ thuật, kinh tế và môi trường
khi sử dụng than sinh học.
2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT LÚA TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
2.2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Cây lúa có khả năng thích ứng rộng nên nó được trồng ở trên 100 quốc
gia. Trên thế giới, tuy nhiên chỉ có 50 nước đạt sản lượng trên 1triệu tấn/năm.
Châu Á là vùng trồng nhiều lúa nhất (Niên giám thống kê, 2012).
Theo thống kê của FAO cho thấy, diện tích trồng lúa trên thế giới từ năm
1961- 1980 đã tăng từ 115,4 lên 144,4 triệu ha, bình quân tăng 1,5 triệu ha/năm.
Từ năm 1980 đến nay, diện tích lúa toàn thế giới tăng chậm và đạt cao nhất vào
năm 2013 với 165,16 triệu ha.
Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của thế giới qua các năm
Diện tích

Sản lượng

(triệu ha)

Năngsuất
(tấn/ha)

(triệu tấn)

1961

115,40

1,90

215,60

1965

124,80

2,00

254,10

1970

132,90

2,40

316,30

1975

141,70

2,50

357,00

1980

144,40

2,70

396,90

1990

147,00

3,50

518,60

2005

154,90

4,10

634,40

2006

155,30

4,10

641,10

2007

155,10

4,20

656,50

2008

157,70

4,40

689,10

2009

158,30

4,30

685,20

2010

161,66

4,34

701,05

2011

163,15

4,43

722,56

2012

163,46

4,39

718,35

2013

165,16

4,48

740,90

Năm

Nguồn: FAOSTAT (2014)

4

download by :


Sau cuộc cách mạng xanh vào những năm 1963-1970 đã tạo ra những
giống lúa ngắn ngày, năng suất cao góp phần vào việc tăng năng suất và sản
lượng lúa trong những năm tiếp theo. Châu Á có năng suất lúa chưa cao nhưng
lại có diện tích sản xuất lớn nên nó đóng góp một phần quan trọng cho sản lượng
lúa thế giới.
Năm 2013, đứng đầu về sản xuất lúa vẫn là 8 nước châu Á bao gồm: Ấn
Độ, Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan, Bangladesh, Myanmar, Việt Nam,
Philippines. Tuy nhiên chỉ có 3 nước có năng suất cao hơn 5 tấn/ha là Trung
Quốc (6,72 tấn/ha), Indonesia (5,15) và Việt Nam (5,57 tấn/ha) (Bảng 2.2).
Bảng 2.2. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của một số quốc gia và khu
vực trên thế giới năm 2013
Quốc gia và

Diện tích

Năng suất

Sản lượng

khu vực

(triệu ha)

(tấn/ha)

(triệu tấn)

Ấn Độ

43,94

3,62

159,20

Trung Quốc

30,31

6,72

203,61

Indonesia

13,83

5,15

71,28

Thái Lan

12,37

2,91

38,20

Banglades

11,77

4,37

51,50

Myanmar

7,50

3,84

28,77

Việt Nam

7,90

5,57

44,04

Philippin

4,75

3,88

18,44

Cambodia

3,10

3,03

9,39

Pakistan

2,79

2,44

6,80

Thế giới

165,16

4,48

740,90
Nguồn: FAOSTAT (2014)

Tình hình sản xuất lúa gạo thế giới năm 2014 thấp hơn 2013 khoảng 0,2%
do mùa mưa đến muộn ở vùng Nam Á và vài nơi khác, với sản lượng khoảng
744,7 triệu tấn lúa (hay 496,6 triệu tấn gạo) và được trồng trên gần 163 triệu ha.
Năng suất lúa trung bình là 4,57 tấn/ha. Khí hậu gió mùa bất thường làm sản xuất
lúa tại Ấn Độ giảm 3% và cũng ảnh hưởng đến một số nước khác, như Indonesia,
Campuchia, Nepal, Pakistan, Philippines, Sri Lanka, Bắc Triều Tiên và Thái
Lan. Trong khi đó, khí hậu tương đối thuận lợi tại các nước: Trung Quốc,
Indonesia, Myanmar, Malaysia, Nam Hàn, Nigeria và Việt Nam.

5

download by :


Bảng 2.3. Sản lượng, xuất khẩu và dự trữ gạo tại một số nước xuất khẩu
quan trọng và thế giới 2013 và 2014.
Quốc gia trồng
lúa quan trọng
Thế giới
Trung Quốc
Ấn Độ
Indonesia
Việt Nam
Thái Lan
Brazil
Hoa Kỳ

Pakistan

Sản lượng
(triệu tấn gạo)
2013
2014
497,5
496,6
140,7
141,7
106,5
103,5
44,9
44,0
29,3
29,7
25,2
24,8
7,9
8,1
6,8
6,7
6,1
7,0

Xuất khẩu
(triệu tấn gạo)
2013
2014
37,3

40,2
0,5
0,3
10,5
9,5
6,5
6,9
6,6
10,5
0,8
0,9
3,6
3,5
3,5
3,3

Gạo tồn trữ
(triệu tấn gạo)
2014
177,5
99,9
23,5
6,4
5,2
17,0
1,0
0,7
1,0

Nguồn: FAOSTAT (2014)

Năm 2014, vùng Bắc Phi (Ai Cập) và Tây Phi bị ảnh hưởng khí hậu bất
thường, trong khi miền Đông và Nam Phi Châu (Madagascar và Tanzania) được
mùa. Riêng ngành nông nghiệp của 3 nước Guinea, Liberia và Sierra Leone bị
ảnh hưởng khá nặng do dịch bệnh Ebola đã làm thiệt mạng gần 7.000 người.
Vùng Nam Mỹ và Caribbean sản xuất tăng khoảng 1% do một số nước được
mùa, như Argentina, Brazil, Cuba, Guyana và Paraguay; trong khi khí hậu khơng
thuận hịa tại Colombia, Ecuador và Venezuela. Tại Hoa Kỳ, sản xuất lúa được
phục hồi 16% so với 2013. Châu Âu sản xuất lúa gạo tăng 2,8% đến 4,1 triệu tấn
lúa, phần lớn do phục hồi sản xuất tại Liên Bang Nga. Sản xuất lúa tại Châu Úc
giảm 28% so với 2013, do hạn hán và thiếu nước trồng.
2.2.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Cây lúa được trồng ở khắp các vùng trong cả nước ta và tập trung nhiều ở
Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long. Việt nam từ một nước
thiếu lương thực của những thập niên 80-90 thế kỷ trước thì những năm 20052008 sản lượng gạo xuất khẩu ở mức trên 4,5 triệu tấn và có bước đột phá từ
những năm 2009-2011. Mùa vụ 2010/2011 Việt Nam xuất khẩu 7,1 triệu tấn gạo
trong tổng sản lượng 26,37 triệu tấn so với 6,73 triệu tấn trong mùa vụ
2009/2010. Với sản lượng này Việt Nam tiếp tục giữ vị trí xuất khẩu gạo thứ hai
sau Thái Lan (theo số liệu của USDA 2011).
Từ năm 2005 đến nay năng suất lúa của nước ta ổn định và tăng mạnh từ
5,34 tấn/ha (2010) lên 5,54 tấn/ha (2011) và đều cao hơn năng suất bình qn
của thế giới. Tính đến năm 2013, tổng sản lượng lúa của nước ta đạt 44,04 triệu
tấn ( chiếm 5,94% tổng sản lượng lúa toàn thế giới).

6

download by :


Bảng 2.4. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa ở Việt Nam từ 2005 - 2013.

Năm
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013

Diện tích
(triệu ha)
7.329,2
7.324,8
7.207,4
7.400,2
7.437,2
7.489,4
7.655,4
7.753,2
7.902,8

Năng suất
(tấn/ha)
4,89
4,89
4,99
5,23
5,24

5,34
5,54
5,63
5,57

Sản lượng
(triệu tấn)
35,83
35,50
35,94
38,73
38,95
40,01
42,40
43,66
44,04
Nguồn: FAOSTAT (2014)

Theo tổng cục thống kê sản lượng lúa cả năm 2014 ước tính đạt gần 45 triệu
tấn, tăng 955,2 nghìn tấn so với năm trước, trong đó diện tích gieo trồng ước tính đạt
7,8 triệu ha, giảm 88,8 nghìn ha; năng suất đạt 57,6 tạ/ha, tăng 1,9 tạ/ha.
Theo FAO xuất khẩu gạo của Việt Nam năm 2014 đạt 6,9 triệu tấn tăng
6% so với 6,5 triệu tấn năm 2013. Lý do chủ yếu là do sản lượng tăng cũng như
nhu cầu nhập khẩu cao hơn của các nước Châu Á như Indonesia, Malaysia,
Trung Quốc và Philippines.
Theo số liệu của Hiệp hội Lương thực Việt Nam (VFA), 9 tháng đầu năm
2015 xuất khẩu gạo của Việt Nam đạt gần 4,9 triệu tấn.
2.2.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất lúa tại Thanh Hóa
Thanh Hố là một tỉnh có diện tích 11,160 nghìn km2 và điều kiện sinh
thái thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, sản lợng lơng thực liên tục tăng, từ 1,1

triệu tấn năm 1998 lên 1,23 triệu tấn năm 2000 và 1,5 triệu tấn năm 2005, bình
quân hàng năm tăng từ 5 đến 6 vạn tấn lơng thực. Trong đó riêng lúa năm 2000
đã đạt sản lợng thóc gần 1,1 triệu tấn, chiếm tỷ trọng trên 90% tổng sản lợng
lơng thực cả năm. Đặc biệt vụ chiêm Xuân năm 2000 năng suất lúa tỉnh ta đạt
53,1tạ/ha/năm, tăng hơn các vụ chiêm Xuân thời kỳ 1990-1995 gần 10 tạ/ha/năm.
Hiện nay, Thanh Hóa đã du nhập rất nhiều giống lúa từ các nước, Viện
nghiên cứu Quốc tế và Việt Nam. Tập đoàn các giống lúa đã được làm thuần và
công nhận sản xuất đại trà, tạo thế cho sản xuất lương thực tăng nhanh và ổn
định. Trên cơ sở đó, quy luật tất yếu trong sản xuất nơng nghiệp đối với tất cả các
loại cây trồng và nhất là với nghành sản xuất lúa để ổn định và sản xuất phát triển

7

download by :


là phải du nhập, tiếp cận các giống lúa tiến bộ kỹ thuật để thuần hóa trong điều
kiện sản xuất của khu vực.
Bảng 2.5. Diện tích, năng suất và sản lượng lúa của tỉnh Thanh Hóa
từ 2005-2014
Năm

Diện tích
(1000 ha)

Năng suất
(tạ/ha)

Sản lượng
(1000 tấn)

2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014

252,2
254,3
254,4
258,1
258,1
253,6
257,1
256,7
256,3
258,6

49,1
55,0
52,7
55,2
56,3
55,1
55,5

57,8
55,9
58,6

1237,5
1398,6
1340,1
1404,3
1452,7
1396,6
1427,4
1482,5
1431,5
1516,2

Nguồn: Cục thống kê tỉnh Thanh Hóa

Tỉnh Thanh Hóa có điều kiện sinh thái thuận cho phát triển nơng nghiệp,
sản lượng lương thực liên tục tăng từ 1,1 triệu tấn năm 1998 lên 1,23 triệu tấn năm
2005. Diện tích gieo trồng lúa hàng năm ở Thanh Hóa là 255 nghìn ha (vụ Chiêm
Xuân 116 – 117 nghìn ha, vụ mùa 137 - 238 nghìn ha).
Năm 2005 tỉnh đã đạt 1,23 triệu tần thóc với năng suất bình qn 49
tạ/ha. Đồng thời tỉnh đã đạt được thành công nhảy vọt về năng suất lúa vụ Chiêm
Xuân từ 59 -60 tạ thóc/ha gieo trồng. Năm 2008 tồn tỉnh đã gieo cấy trên
212.000 ha, sản lượng lương thực 799 nghìn tấn; trong đó diện tích lúa là
118.000 ha (tỉ lệ gieo cấy lúa lai từ 60% trở lên).
2.3. ĐẶC TÍNH VÀ TÁC DỤNG CỦA CÁC LOẠI THAN THAN SINH HỌC
2.3.1. Đặc tính của Than sinh học
Than sinh học được nhiều nhà khoa học xem như “vàng đen” cho ngành
nông nghiệp. Với hàm lượng carbon cao và đặc tính xốp, than sinh học có thể

giúp đất giữ nước, dưỡng chất và bảo vệ vi khuẩn có lợi cho đất, qua đó góp phần
tăng sản lượng cây trồng. Thơng tin về các đặc tính lý hóa học của TSH rất hạn
chế. Tuy nhiên qua tổng hợp từ nhiều nguồn (Glaser B, Guggenberger G, Zech
W., 2002) cho thấy lượng TSH thu được là 28,5%, hàm lượng TSH trong TSH là
79,6% và năng suất carbon là 49,9%. Các yếu tố chính quyết định đặc tính của

8

download by :


TSH là: (1) loại chất hữu cơ dùng để hun,(2) mơi trường hun (ví dụ nhiệt độ, khí)
(3) chất bổ sung trong quá trình hun. Nguồn hữu cơ cung cấp cho hun than có
ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng TSH, hàm lượng dinh dưỡng và chất dễ tiêu.
Ở nước ta, Viện Môi trường nông nghiệp đã nghiên cứu chất lượng than
sinh học được sản xuất từ một số nguyên liệu như trấu, rơm rạ, lá mía, thân lá
ngơ, lõi ngô, vỏ dừa v.v. theo 5 phương pháp khác nhau như:
PP 1: Sản xuất Biochar từ trấu theo cách cổ truyền mà người dân vẫn làm
là tạo một nhân nhiệt ở giữa (đốt một ít trấu), sau đó đổ trùm trấu mới lên trên
nhân trấu theo hình nón, sau đó trấu tự cháy âm ỉ. Sau khi lớp trấu bên ngồi
chuyển thành màu đen thì rải trấu ra để ngăn không cho trấu cháy nữa.
PP 2: Sản xuất Biochar từ trấu, tạo một nhân nhiệt và ống khói ở giữa
(cao 80 cm), cho chất gây cháy vào. Khởi động nhân nhiệt và phủ trấu xung
quanh. Nhiệt độ trong nhân nhiệt sẽ đốt cháy trấu ở xung quanh nó một cách từ
từ. Trấu được đảo đều để chúng cháy được đều. Khi chúng chuyển màu đen thì
chuyển ra ngồi và thay mẻ trấu khác. Dụng cụ bao gồm 1 ống khói bằng tơn cao
80 cm có đường kính là 10cm, có 4 chân cao 10cm, đường kính 20 cm.
PP 3: Sản xuất Biochar từ rơm rạ, lá mía, thân lá ngơ: vật liệu được
cho vào các thùng kim loại kín có một lỗ nhỏ để thốt khí. Các thùng này sẽ
bỏ vào một thùng tôn lớn hơn, sử dụng vật liệu là chính nó được xếp xung

quanh để đốt. Vật liệu trong thùng kim loại kín sẽ bị nhiệt phân trong mơi
trường yếm khí. Dụng cụ bao gồm 6 thùng kim loại có đường kính 20 cm,
chiều cao 30 cm, một thùng kim loại lớn hơn có đường kính 80 cm, chiều
cao 1 m và một nắp đậy có ống khói cao 1m.
PP 4: Sản xuất Biochar từ thân lá ngô, cùi ngô và vỏ dừa: vật liệu sẽ được
cho vào thùng phuy có thể tích 200 lít. Đặt nằm thùng phuy, một đầu được gắn
vào ống khói và một đầu có cửa mồi lửa. Sau khi vật liệu cháy tiến hành bịt kín.
Vật liệu sẽ cháy yếm khí. Dụng cụ bao gồm một thùng phuy được thiết kế một
ống khói cao 1m ở một đầu, đầu kia tạo cửa để đốt vật liệu.
PP 5: Sản xuất Biochar từ vỏ dừa, cùi ngơ: cho vật liệu vào một lị đốt
được thiết kế từ vật liệu gạch hoặc đất sét có thể tích 1 m3. Vật liệu được cho vào
lị và đốt yếm khí. Lị được thiết kế có ống khói và cửa nạp liệu.
Kết quả cho thấy, hiệu suất thu hồi carbon và chất lượng than có sự khác
nhau giữa các phương pháp đốt (Bảng 2.6).

9

download by :


Bảng 2.6. Chất lượng than sinh học được sản xuất từ các nguyên liệu khác nhau

download by :

% Trọng
lượng
TSH

pH

TC
(g/kg)

OC
(g/kg)

N(%)

P2O5 (%)

K2O (%)

Hiệu suất
thu hồi C
(%)

TT

Phương
pháp

1

PP1

Trấu

25

8,07

256,33

10,33

0,05

0,28

0,58

28,08

2

PP2

Trấu

33

8,44

335,87

8,22

0,02

0,33

0,77

48,57

3

PP3

Rơm

33

11,16

524,53

41,11

0,24

0,47

0,81

23,76

4

PP3

Lá mía

30

9,31

485,33

32,28

0,08

0,24

1,22

59,51

5

PP3

Thân lá ngơ

30

10,67

444,25

32,02

0,34

0,16

2,32

45,61

6

PP4

Thân lá ngơ

32

9,20

419,53

31,01

0,34

0,18

2,40

55,13

7

PP4

Lõi ngô

32

9,89

508,86

44,63

0,26

0,19

2,40

63,96

8

PP4

Vỏ dừa

33

8,81

492,78

29,50

0,34

0,11

1,96

61,71

9

PP5

Lõi ngô

30

9,47

457,07

45,59

0,29

0,16

2,21

53,86

10

PP5

Vỏ dừa

30

8,46

449,27

28,77

0,32

0,12

1,75

51,15

Vật liệu

Nguồn: Trần Viết Cường (2012)

10


2.3.2. Tác dụng của TSH
Trong những năm gần đây, do tiềm năng ứng dụng to lớn của TSH trong
việc cải tạo đất, nâng cao sức sản xuất của đất đồng thời tăng hàm lượng C trong
đất, góp phần giảm lượng khí nhà kính trong khí quyển, TSH đã và đang là chủ
đề nóng được nhiều nhà khoa học quan tâm. Một số cơng trình nghiên cứu gần
đây đã chỉ ra những tác dụng tích cực của TSH trong việc cải tạo chất lượng môi
trường đất và năng suất cây trồng.
2.3.2.1. Ảnh hưởng bón TSH đến chất lượng đất
- TSH giúp cố định carbon trong mơi trường
Đất có vai trị quan trọng như là một bể chứa trong quá trình cố định CO2
từ khơng khí. Thơng thường các phương pháp tăng quá trình cố định C được
khuyến cáo như trồng cỏ, nơng lâm kết hợp và duy trì thảm cỏ phục vụ chăn nuôi
ở các vùng đất nhiệt đới để làm tăng độ dày của tầng rễ (Batjes NH, 1998). C bị
biến đổi thành CO2 rất nhiều sau khi bón các loại phân hữu cơ phân giải nhanh
như bùn thải hoặc phân chuồng (Amelung W, Bol R, Friedrich C, 1999); (Lung
W, Friedrich C, Ostle N, 2000). Thậm chí trong các hệ thống đốt nương làm rẫy,
hầu hết C bị thải trở lại khơng khí sau khi đốt và một phần rất nhỏ cịn lại ở dạng
TSH. Trên phạm vi tồn cầu ước tính khoảng 4 - 8 triệu tấn sinh khối bị đốt cháy
trong đó 1,3 đến 1,7 triệu tấn là đi vào khơng khí do đốt, chỉ có 0,5 đến 0,7 triệu
tấn được chuyển thành TSH. Do đó giúp cho C đi vào đất ở dạng TSH là một
cách rất tốt để cố định CO2 khơng khí và có vai trị quan trọng trong việc cố định
C tồn cầu bởi hệ số thu hồi C từ phương pháp hun là rất cao (có thể đạt 50% so

với 3% từ kỹ thuật đốt truyền thống). Do đó, bón TSH vào đất có thể được coi là
một biện pháp chứa CO2 dài hạn.
Sản xuất TSH từ các vật liệu trấu, mùn cưa, sơ dừa, gỗ tạp, ... cũng đã
xuất hiện và đang phát triển nhanh chóng trong những năm vừa qua ở Việt Nam
nhưng TSH được sản xuất ra chủ yếu để làm chất đốt, thay thế cho một số
nguồn nhiên liệu khác. Qua các thí nghiệm nghiên cứu tại vùng ĐBSCL, đã cho
biết hàm lượng C hữu cơ trong đất được cải thiện rõ rệt khi bón TSH (Bảng 2.7
và 2.8).

11

download by :


Bảng 2.7. Ảnh hưởng của việc sử dụng TSH sản xuất từ trấu đến các chỉ
tiêu hóa học của đất trồng lúa tại Long An sau hai vụ sử dụng liên tiếp
Các chỉ tiêu hóa học
OC
Cơng thức

pHH2O

P 2 O5

N

K 2O

pHKCl
(%)

CEC

BS

(meq/
100g)

(%)

Đối chứng (khơng bón
phân)

5,8

5,1

0,68

0,07

0,04

0,04

4,2

41,8

120N + 60P2O5 + 70K2O

5,9

5,1

0,71

0,06

0,05

0,04

4,2

49,9

6,1

5,3

0,98

0,08

0,04

0,05

5,2

50,7

6,1

5,5

0,99

0,09

0,05

0,06

5,9

51,8

LSD0,05

0,1

0,5

0,07

0,01

0,003

0,009

0,57

1,8

CV%

1,2

10,6

4,7

8,6

4,7

10,8

6,7

3,9

4 tấn TSH + 90N + 60P2O5
+70 K2O
8 tấn TSH + 90N + 60P2O5
+ 70 K2O

OC: chất hữu cơ
CEC: khả năng trao đổi cation
BS: độ bão hòa Bazo

Bảng 2.8. Ảnh hưởng của việc sử dụng TSH sản xuất từ trấu đến các chỉ
tiêu vật lý của đất trồng lúa tại Long An sau hai vụ sử dụng liên tiếp
Thành phần cơ giới (%)
Công thức

Đối chứng khơng
bón phân)
120N + 60P2O5 +
70K2O
4 tấn TSH + 90N +
60P2O +70K2O
8 tấn TSH + 90N +
60P2O + 70K2O

Dung
trọng

Tỷ
trọng

g/cm3

g/cm

Độ xốp
(%)

Sét
<0,002

Limon

Cát thô

0,02-

Cát mịn
0,02-

mm

0,002mm

0,2mm

2,0mm

0,2-

1,63

2,87

43,2

21,9

53,0

11,2

13,9

1,62

2,87

43,6

20,8

53,2

12,4

13,6

1,58

2,87

44,9

22,5

54,4

11,9

11,2

1,57

2,90

45,9

22,3

53,6

13,6

10,5

Nguồn: Trần Viết Cường và CTV (2012)

12

download by :


- TSH có thể làm giảm độ chua, tăng dung tích hấp thu và độ phì
nhiêu của đất
Theo Glaser, 2007 (dẫn theo Vũ Thắng, 2012) sử dụng TSH làm chất cải
tạo đất thực chất đã được áp dụng từ xa xưa ở một số nơi trên thế giới, điển hình

là ở vùng lưu vực sông Amazon, Nam Mỹ. Hầu hết các loại đất ở lưu vực sơng
Amazon có đặc tính chua, dung tích hấp thu thấp, nghèo dinh dưỡng và tiềm
năng sản xuất cây trồng thấp. Độ phì nhiêu đất là yếu tố hạn chế phát triển nông
nghiệp bền vững trong vùng. Nhiều thế kỷ trước đây, những người bản địa đã tìm
ra cách cải tạo đất bằng việc sử dụng một hỗn hợp than từ các chất thải động vật
và gỗ được gọi là “Terra Preta de Indios” (TPI, có nghĩa là đất đen theo tiếng Bồ
Đào Nha). Những vùng đất được bón TPI cho đến nay vẫn ln duy trì độ phì
nhiêu cao hơn hẳn các loại đất khác trong vùng mà khơng được bón TPI. Cụ thể
đất ở vùng Amazon được bón TPI có hàm lượng hữu cơ, đạm và lân gấp ba lần
và sức sản xuất gấp hai lần đất ở các vùng đất lân cận. Một hecta đất được bón
TPI chứa tới 250 tấn SOC ở tầng 0-30cm (trong đất không được cải tạo là 100
tấn SOC) và 500 tấn SOC trong tầng 0-100cm (Glaser, 2007 - dẫn theo Vũ
Thắng, 2012). Trong tổng lượng SOC đó có tới 40% là C đen. CEC trong đất đen
ở Amozonia tăng theo đường tuyến tính với sự tăng lên của SOC (Lehmann et
al., 2003 - dẫn theo Vũ Thắng, 2012). Ngoài ra, nhờ sử dụng TPI đã duy trì được
độ phì nhiêu đất lâu dài nên nó đã góp phần ngăn ngừa nạn phá rừng lấy đất
trồng trọt trong vùng. Tương ứng với sự tăng lên SOC và CEC, hàm lượng các
chất dinh dưỡng còn lại trong đất cải tạo bằng bón TSH cao hơn so với đất khơng
được bón. Nghiên cứu của (Steiner, 2007 - dẫn theo Vũ Thắng, 2012) về hiệu
quả TSH đưa vào đất xanthic ferralsols trồng ngô, lúa và kê ở Brazil đã chỉ ra
rằng lượng dinh dưỡng P, K, Ca, Mg, N còn lại trong các ơ bón phân khống kết
hợp TSH (liều lượng 11 tấn C/ha) cao hơn cho dù lượng dinh dưỡng bị lấy đi
khỏi đất dạng sinh khối cây là lớn hơn khi so sánh với ơ chỉ bón phân khống,
khơng bón TSH (Vũ Thắng ,2012).
Ở các vùng nhiệt đới, đất bị khống hóa mạnh do thâm canh cao, bón TSH
có thể làm tăng pH và giảm nhơm di động trong đất chua (Cochrane TT, Sanchez
PA, 1980); (Mbagwu JSC, Piccolo A, 1997). Bón TSH làm tăng pH đất đối với
rất nhiều loại thành phần cơ giới khác nhau, mức tăng có thể lên tới 1,2 đơn vị
pH (Mbagwu JSC, Piccolo A, 1997). Thậm chí vẫn cịn có thể nhận ra pH tăng ở
các cơng thức bón TSH (pH=6,3) so với đối chứng (pH=5,8) sau 3 năm bón TSH

13

download by :


(Kishimoto and Sugiura 1985 - dẫn theo Vũ Thắng, 2012). Theo (Tryon, 1948 dẫn theo Vũ Thắng, 2012) thì pH sẽ tăng mạnh hơn ở những vùng đất cát và thịt
so với trên nền đất sét. Kết quả là độ no bazơ tăng đến tận 10 lần so với trước khi
bón TSH, cịn CEC thì tăng đến 3 lần bởi vì khi bón TSH cũng là bổ sung thêm
các ngun tố kiềm K, Ca, Mg vào dung dịch đất, tăng pH đất và tăng dinh
dưỡng dễ tiêu cho cây trồng trong đất. Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng kể
cả lượng TSH nhỏ bón vào đất thì cũng tăng một cách đáng kể lượng cation kiềm
trong đất, kể cả lượng đạm tổng số và lân dễ tiêu cũng tăng hơn so với đối chứng.
Nông dân ở Nhật Bản cũng đã có truyền thống sử dụng TSH để cải tạo đất.
(Nishio, 1996 - dẫn theo Vũ Thắng, 2012) cho rằng việc bón TSH vào đất có thể
kích thích hoạt động của nấm cộng sinh rễ trong đất (arbuscular mycorrhiza fugi)
và bởi vậy nó ảnh hưởng tích cực tới sự sinh trưởng của cây. Mối quan hệ giữa
TSH và nấm cộng sinh rễ trong đất có vai trị quan trọng trong việc khám phá ra
cơ chế và tiềm năng cải tạo độ phì nhiêu đất của than. Bốn cơ chế tác động của
TSH đến sự phong phú của các loại nấm cộng sinh rễ trong đất có thể là:
+ Làm thay đổi các tính chất hóa lý của đất
+ Ảnh hưởng gián tiếp đến nấm cộng sinh rễ Mycorrhizal thông qua ảnh
hưởng đến các loài vi khuẩn khác
+ Can thiệp vào q trình truyền tín hiệu giữa nấm và cây và khử các hóa
chất độc
+ Cung cấp nơi cư trú cho các thực thể nấm
Ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu Bảng 1.3 trên đây cũng cho thấy, tuy
hiệu quả chưa thực sự rõ rệt nhưng ở cơng thức bón 8 tấn TSH/ ha đã cải thiện rõ
rệt độ pH đất (Trần Viết Cường, 2012).
- TSH làm tăng khả năng giữ nước của đất

Khơng chỉ làm thay đổi đặc tính hóa học đất, TSH cịn ảnh hưởng tới tính
chất lý học đất như khả năng giữ nước của đất và hạt kết. Những tác dụng này có
thể nâng cao lượng nước dễ tiêu cho cây trồng và giảm xói mịn đất (Mbagwu
JSC, Piccolo A, 1997). Những đặc tính lý hóa học của các loại đất nghèo hữu
cơ thường được cải thiện bằng các hình thức canh tác gắn liền với việc sử
dụng chất hữu cơ như phân xanh, chất thải hữu cơ và các chất mùn từ than
(Mbagwu JSC, Piccolo A, 1997). Một nhược điểm rất lớn của việc sử dụng tàn
dư hữu cơ là phải bón một lượng rất lớn từ 50 đến 200 tấn/ ha mới cải thiện

14

download by :