Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng than sinh học nâng cao sức sản xuất của đất - ảnh hưởng loại và lượng bón than sinh học đến sinh trưởng và năng suất lúa pot

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC
NÂNG CAO SỨC SẢN XUẤT CỦA ĐẤT - ẢNH HƯỞNG LOẠI
VÀ LƯỢNG BÓN THAN SINH HỌC ĐẾN SINH TRƯỞNG
VÀ NĂNG SUẤT LÚA
Vũ Thắng, Nguyễn Hồng Sơn

SUMMARY
Research into biochar utilization for improvement of crop production ability of soil - Effects
of different biochar types and aplication rate on rice growth and yield
Biochar, the product of biomass pyrolysis in an anaerobic environment, can be used as soil additive
to improve crop productivity while reducing atmospheric greenhouse gases. However, little is known
about biochar utilization for crop production in Vietnam where there are plantiful supplies of
agricultural organic wastes. We have conducted a pot - scale trial in IAE in 2010 - 2012 to assess
effects of bamboo - stump, coconut - fiber and rice - husk biochars at application rates as 10, 20 and
30 g kg
- 1
soils on crop production ability of low - fertility acrisols in Vietnam. Our results obtained in
2010 shown that all three biochars after added into the soils before transplanting had possitive effects
on tillering, panicle number, biomass and yield of rice grown in acrisols supplied with fertilizers at the
medium levels. However, the effect magnitude depend on each biochar type and its application rate.
For instance, rice yield was significantly increased by 14% (p<0.05) with bamboo - stump biochar at
the rate of 30 g kg
- 1
while it by 9 - 10% (p<0.05) with coconut - fiber or rice - husk biochar at the rate
of 10 g kg
- 1
. The effect of biochars on rice yield resulted from its positive effects on tiller number in
vegetative phase and, thus, panicle number in reproductive phase, rather than its effects on other
yield components. Further studies should be done to clarify mechanism and potential of long - term
effects of biochars, single or in combination, on different soils and crop types.
Keywords: biochar, bamboo - stump, coconut - fiber, rice - husk, rice.

1. §Æt vÊn ®Ò
Việt Nam mỗi năm có khoảng 100 -
200 triu tn ph ph phNm hu cơ thi ra
t trng trt và chăn nuôi. Mt phn ph
ph phNm nông nghip ã ưc tái s dng
vi nhiu mc ích khác nhau em li
nhng li ích nht nh. Tuy nhiên vn còn
mt phn không nh chưa ưc qun lý
tt, thi trc tip ra môi trưng sng, gây ô
nhim môi trưng nghiêm trng  nhiu
nơi. S phân hy các vt liu hu cơ
không ưc qun lý này cũng ang góp
phn làm gia tăng lưng khí nhà kính
(KN K) phát thi vào khí quyn. Mt s
nghiên cu trên th gii gn ây ch ra
rng TSH có th ci to môi trưng t,
nâng cao sc sn xut ca t qua vic làm
gim tính chua, tăng dung tích hp thu và
 phì nhiêu ca t, làm thay i các tính
cht hóa lý t, nh hưng gián tip lên
nm cng sinh r mycorrhizal qua nhng
nh hưng lên các loài vi khuNn khác
(Glaser, 2007; Steiner et al., 2007), tăng
kh năng duy trì nưc ca t, gim mc
 thm sâu ca các cht trong t
(Lehmann et al., 2006). Tuy nhiên, mt s
nghiên cu cũng ch ra rng i vi các
loi t khác nhau thì nh hưng ca TSH
cũng s khác nhau. Tryon (1948) ã ch ra
rng than ci làm tăng  Nm hu hiu

trong t cát, không nh hưng trong t
mùn và làm gim  Nm hu hiu trong t
sét. Kt qu này cho thy vic ưa TSH
vào t có hàm lưng cp ht sét cao có
th s không phù hp trong vic làm tăng
kh năng gi Nm ca t. Ngược lại, TSH
cú th s l mt cụng c chng li quỏ
trỡnh xa mc húa cỏc vựng t cỏt.
Vn t ra l s dng TSH nh th
no, sn xut bng cụng ngh v loi vt
liu hu c no c chp nhn c v
mt kinh t v mụi trng. Xut phỏt t yờu
cu thc tin trờn, ti Nghiờn cu s
dng TSH ci thin hu c, nõng cao sc
sn xut ca t c trin khai ti Vin
Mụi trng Nụng nghip giai on 2010 -
2012 nhm ỏnh giỏ hiu qu ca vic s
dng cỏc loi TSH to ra t gc lung, x
da, tru lm cht ci to t xỏm bc mu
(acrisols) cho cỏc cõy trng trong c cu lỳa
xuõn - lỳa mựa - ngụ ụng.
II. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu
1. Vt liu nghiờn cu
Gm cỏc loi TSH to ra t v tru, gc
lung v x da bng lũ t ym khớ (kớch
thc bung t: 2m di x 2m rng x 3m
cao); lỳa ging Khang dõn 18 trng v mựa
2010; t xỏm bc mu (acrisols) thu thp
Hip Hũa, Bc Giang.
2. Phng phỏp nghiờn cu

Phng phỏp b trớ thớ nghim quy mụ
trong chu t ti khu thc nghim Vin
Mụi trng Nụng nghip, T Liờm, H
Ni. Cỏc vi sp xp kiu ụ li cho thớ
nghim 2 nhõn t: Nhõn t chớnh tng ng
vi 3 loi than v nhõn t ph tng ng
vi 4 mc bún TSH 0, 10, 20 v 30 g/kg t
vi 3 ln nhc li. Lỳa c cy 3 dnh/vi.
Lng phõn (N, P, K) v thi k bún ỏp
dng ging nh ang s dng ph bin
ngoi sn xut. TSH c bún lút 100%
vo cỏc vi trc khi cy.
Cỏc ch tiờu theo dừi, phõn tớch gm
chiu cao cõy, s nhỏnh, tng sinh khi v
nng sut lỳa; tớnh cht than v tớnh cht t
trc v sau mi v thu hoch.
X lý thng kờ: theo kiu thớ nghim 2
yu t trong ú cỏc nh hng ca loi than,
lng bún v tng tỏc ca 2 yu t n cỏc
ch tiờu theo dừi c xỏc nh cỏc mc
xỏc sut: p<0,01 (**), p <0,05 (*), p <0,1 (+)
v coi khụng ý ngha p >=0,1 (ns).
III. Kết quả và thảo luận
Kt qu phõn tớch xỏc nh mt s tớnh
cht c trng ca cỏc loi than s dng
trong nghiờn cu ó cho thy ba loi than
cú chua khỏc nhau, c th l than lung
cú pH
KCl
cao nht mang tớnh cht hi kim,

cũn than x da cú pH
KCl
thp nht mang
tớnh chua cũn than tru mang tớnh cht hi
chua (Bng 1). Cỏc loi than cng cha mt
hm lng cỏc cht N, P, K, Ca, Mg nht
nh. ỏng chỳ ý l hm lng K than x
da v than lung khỏ cao, cao hn nhiu
so vi K trong than tru.
Bng 1. Hm lng cỏc cht (%) trong cỏc TSH s dng vo nghiờn cu
Loi than pH
KCl
C N P K Ca Mg
Than lung 7,43 54,207 0,593 0,583 2,176 0,083 0,212
Than x da 5,82 52,910 0,437 0,245 3,804 0,157 0,125
Than tru 6,35 42,474 0,565 0,142 0,561 0,173 0,082

T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
3
1. Ảnh hưởng loại và lượng TSH đến sự đẻ nhánh và sinh khối lúa
Kt qu nghiên cu cho thy so vi lúa  công thc không ưc bón thêm TSH thì s nhánh
lúa giai on 6 tun sau cy (thi kỳ  nhánh ti a) tăng lên rõ rt khi ưc bón thêm TSH và
mc  tăng ph thuc vào loi than và lưng bón ( th 1).
i vi công thc bón than lung, s nhánh tăng dn khi lưng bón tăng dn t 10 g/kg lên
20 g/kg và 30 g/kg, tương ng vi t l tăng là 21%, 25% và 75% so vi i chng không bón
TSH (9,7, 10 và 14 so vi 8 nhánh/khóm). Tuy nhiên v mt thng kê s nhánh tăng có ý nghĩ
ch  mc 30g/kg (p <0,05). i vi c công thc bón than xơ da và than tru, s nhánh tăng có
nghĩa (p <0,05)  mc bón 10g/kg so vi i chng không bón TSH, tương ng mc tăng là
57% vi than da (13 so vi 8,3 nhánh/khóm) và 44% vi than tru (13 so vi 9 nhánh/khóm),
và khi tăng lưng bón lên 20 g/kg và 30 g/kg thì s nhánh li gim so vi công thc bón 10g/kg

( th 1).
0
4
8
12
16
20
0 10 20 30
Số nhánh/ khóm
Than luồng
Than dừa
Than trấu
Lượng bón (g/kg đất)
Loại: ns
Lượng: **
Loại x Lượng: +

Đồ thị 1. Số nhánh lúa giai đoạn 6 tuần sau cấy ở các công thức được bón loại than và lượng
than khác nhau (Giá trị mô phỏng là trung bình của 3 lần nhắc)
S tăng lên v s nhánh do bón TSH ã dn n s tăng lên tương ng v sinh khi. C th
là sinh khi lúa khi thu hoch  các công thc bón than lung tăng 10%, 12% (p <0,1) và 21% (p
<0,05) (28,59, 29,21 và 31,43 so vi 26,06 g/khóm) tương ng vi các mc bón 10, 20 và 30
g/kg so vi công thc không bón TSH ( th 2). i vi công thc bón than da và than tru,
sinh khi lúa cũng tăng có ý nghĩa  công thc bón 10 g/kg, 21% (p <0,05) khi bón than da
(32,26 so vi 26,72 g/khóm) và 12% (p <0,05) khi bón than tru (30,96 so vi 27,72 g/kg) và
tăng lưng bón lên 20 và 30 g/kg sinh khi lúa có xu hưng gim so vi lưng bón 10 g/kg.
Quan sát thc t cho thy giai on ngay sau cy 2 - 3 tun không có s khác bit rõ rt v
chiu cao và s nhánh gia các công thc bón loi than hoc lưng bón khác nhau nhưng lúa 
các công thc có bón thêm TSH biu hin lá xanh hơn trong sut giai on sinh trưng sinh
dưng (t khi cy n khi làm òng) mc dù lưng bón phân khoáng  các công thc là như

nhau. iu này có th do vic bón thêm TSH ã (1) làm tăng  xp ca t, thay i pH t
to iu kin thun li cho s phát trin ca b r, (2) to môi trưng thun li cho các vi sinh
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
4
vt có ích hot ng quanh vùng r phát trin, (3) gi và duy trì các cht dinh dưng cung cp
t phân bón ưc lâu hơn quanh vùng r giúp cho lúa hp thu ưc nhiu hơn, (4) cung cp
thêm mt lưng dinh dưng nht nh có  trong than.  có bng chng khoa hc giúp cho
vic gii thích v nguyên nhân, cơ ch nh hưng ca TSH n sinh trưng ca lúa thì cn có
các s liu phân tích v  xp t, pH, vi sinh vt và hàm lưng dinh dưng trong t trưc
và sau thí nghim. Tuy vy, vì ây là thí nghim tin hành trong vi vi lưng t có hn trong
khi cn tin hành qua nhiu v trng liên tip mi có th ánh giá kh năng ci to t, nâng
cao sc sn xut t ca than nên chúng tôi có k hoch phân tích, ánh giá t sau khi thu
hoch cây trng  v th 5 (n năm 2012), không tin hành ngay sau v lúa mùa 2010. Hy
vng trong nhng bài vit sau có th gii thích rõ hơn v cơ ch nh hưng ca TSH n sinh
trưng lúa.
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30
Sinh khối (g/khóm)
Than luồng
Than dừa
Than trấu
Lượng bón (g /kg đất)
Loại: ns
Lượng: **
Loại x Lượng: +

Đồ thị 2. Sinh khối lúa thời kỳ thu hoạch ở các công thức bón loại than và lượng than khác nhau
(Giá trị mô phỏng là trung bình của 3 lần nhắc).
0
4
8
12
16
20
0 10 20 30
Số bông/khóm
Than luồng
Than dừa
Than trấu
Lượng bón (g /kg đất)
Loại: ns
Lượng: **
Loại x Lượng: *

Đồ thị 3. Số bông lúa thời kỳ thu hoạch ở các công thức bón loại than và lượng than khác nhau
(Giá trị mô phỏng là trung bình của 3 lần nhắc).
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
5
2. Ảnh hưởng của loại và lượng bón TSH đến số bông và năng suất lúa
Trùng hp vi s tăng lên v s nhánh, s bông và năng sut lúa  công thc ưc bón TSH
cũng tăng so vi lúa không ưc bón TSH và mc  tăng cũng ph thuc vào loi than và
lưng bón ( th 3). C th là s bông  các công thc bón than lung tăng 8%, 12% và 30%
(9, 9,3 và 10,7 so vi 8,3 bông/khóm) tương ng vi các mc bón 10, 20 và 30 g/kg khi so vi
i chng không bón TSH và ch mc tăng 30%  công thc bón 30g/kg là có ý nghĩa v mt
thng kê (p <0,05). i vi các công thc bón than xơ da và tru, bón 10g/kg làm tăng s bông

tương ng là 30% (10,7 so vi 8,3 bông/khóm, p <0,05) và 15% (10,3 so vi 8,7 bông/khóm, p
<0,05) và gim dn khi tăng lưng bón t 10 g/kg lên 20 và 30 g/kg.
0
4
8
12
16
20
24
28
0 10 20 30
Năng suất (g/khóm)
Than luồng
Than dừa
Than trấu
Lượng bón (g /kg đất)
Loại: ns
Lượng: +
Loại x Lượng: +


Đồ thị 4. ăng suất lúa ở các công thức bón loại than và lượng than khác nhau (Giá trị mô
phỏng là trung bình của 3 lần nhắc).
Ngoài chỉ tiêu số bông thì các yếu tố cầu thành năng suất khác như số hạt/bông, tỷ lệ % số
hạt chắc và khối lượng 1000 hạt ở các công thức bón TSH không có sự thay đổi đáng kể so với
đối chứng không bón TSH. Chính vì vậy sự tăng lên về số bông do bón TSH đã dẫn đến sự tăng
lên tương ứng về năng suất lúa. Cụ thể là năng suất tăng 14% ở công thức bón 30 g than
luồng/kg (14,1 so với 12,38 g/khóm, p <0,05), tăng 10% ở công thức bón 10 g/kg than xơ dừa
(13,83 so với 12,56 g/khóm, p <0,1) và 9,1% ở công thức bón 10 g/kg than trấu (13,7 so với
12,56 g/khóm, p <0,1) so với đối chứng không bón. Khi tăng lượng bón than dừa hoặc than trấu

từ mức 10 g/kg lên mức 20 và 30 g/kg thì năng suất lúa bắt đầu có xu hướng giảm so với lượng
bón 10 g/kg (Đồ thị 4).
IV. KÕT LUËN
Việc đưa TSH sản xuất từ gốc luồng, xơ dừa hay vỏ trấu vào đất xám bạc màu trồng lúa
được bón phân khoáng (N, P, K) ở mức trung bình đã có ảnh hưởng tích cực đến khả năng đẻ
nhánh, số bông, sinh khối và năng suất lúa. Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào loại và
lượng bón TSH. Ảnh hưởng tích cực của than luồng đến sinh trưởng và năng suất lúa tăng dần
khi mức bón tăng từ 10 đến 30 g than/kg đất, trong khi than xơ dừa và than trấu chỉ có ảnh
hưởng tích cực đến sinh trưởng và năng suất lúa ở lượng bón 10 g/kg đất.
Để đánh giá đầy đủ về hiệu quả ứng dụng TSH làm chất cải tạo môi trường đất, nâng cao
năng suất cây trồng cũng như có những bằng chứng khoa học để giải thích cơ chế ảnh hưởng của
T¹p chÝ khoa häc vµ c«ng nghÖ n«ng nghiÖp ViÖt Nam
6
TSH đến môi trường đất và cây trồng, chúng ta cần tiếp tục nghiên cứu để đánh giá ảnh hưởng
lâu dài của các loại TSH đơn lẻ hay phối trộn với các vật liệu khác trên các đối tượng đất và cây
trồng khác nhau. Đồng thời cần quan tâm nghiên cứu đến công nghệ sản xuất than vì đây là một
trong những khâu quyết định đến hiệu quả kinh tế và môi trường của việc ứng dụng TSH.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Chan K.Y. et al., 2008. Using poultry litter biochars as soil amendments, Australian Journal
of Soil Research.
2. Glaser B., 2007. “Prehistorically modified soils of central Amazonia: a model for sustainable
agriculture in the twenty - first century”, Philosophical Transactions of the Royal Society -
Biological Sciences, 362: 1478.
3. Lehmann J., Gaunt J. and Rondon M., 2006. “Bio - char sequestration in terrestrial
ecosystems - a review”, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11, 403 -
427.
4. Steiner C. et al., 2007. “Long term effects of manure, charcoal and mineral fertilization on
crop production and fertility on a highly weathered Central Amazonian upland soil”, Plant
and Soil 291: 1 - 2.
Người phản biện

GS. TSKH. Trần Duy Quý