Nghiên cứu tái sử dụng rơm rạ làm phân bón cho cây lúa tại tỉnh hưng yên nhằm cải tạo độ phì nhiêu của đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đặng Thùy Anh

NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG RƠM RẠ
LÀM PHÂN BÓN CHO CÂY LÚA TẠI TỈNH HƢNG YÊN
NHẰM CẢI TẠO ĐỘ PHÌ NHIÊU CỦA ĐẤT,
GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Đặng Thùy Anh

NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG RƠM RẠ
LÀM PHÂN BÓN CHO CÂY LÚA TẠI TỈNH HƢNG YÊN
NHẰM CẢI TẠO ĐỘ PHÌ NHIÊU CỦA ĐẤT,
GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG

Chuyên ngành

: Khoa học môi trƣờng

Mã số

: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Mai Văn Trịnh

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Trầ n Văn Thu ̣y

Hà Nội - 2015


LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp trong chương trình đào tạo Thạc sỹ Khoa học Môi
trường của tôi được hoàn thành là kết quả của quá trình học tập, rèn luyện và tích
lũy kiến thức tại Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học
Quốc gia Hà Nội.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Khoa học
Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Môi
trường đã quan tâm và tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong
suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.Tiến sĩ Mai Văn Trịnh và PGS.
TS. Nguyễn Kiều Băng Tâm đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện
giúp tôi hoàn thành luận văn được tốt nhất.
Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn lãnh đạo UBND các cấp, cộng đồng tỉnh

Hưng Yên cùng lãnh đạo và các anh chị đồng nghiệp tại Viện Môi trường Nông
nghiệp đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt
tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất
mong nhận được những đóng góp quí báu của các thầy cô và các bạn.
Hà Nội, tháng 12 năm 2015
Học viên

Đặng Thùy Anh


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH

: Biến đổi khí hậu

C

: Cácbon

Ctv

:Các thành viên

TSH

: Than sinh học

ĐBSCL

: Đồng bằng sông Cửu Long

TC

: Hàm lƣợng Cácbon tổng số

OC

: Hàm lƣợng Các bon hữu cơ

Biofilter

: Phƣơng pháp lọc sinh học

Kts

: Kali tổng số

N

: Nitơ

Nts

: Nitơ tổng số

PC

:Phân chuồ ng

TP.HCM

: Thành phố Hồ Chí Minh

T.P

: Thành Phố

Biochar

:Than sinh học


MỞ ĐẦU
Lúa là cây trồng phổ biến, quan trọng nhất hiện nay vì diện tích gieo trồng
lúa chiếm đến 61% diện tích trồng trọt cả nƣớc và 80% nông dân Việt Nam là nông
dân trồng lúa [33]. Theo đánh giá của Cục Trồng trọt và nhiều nghiên cứu, lƣợng
phụ phẩm trong sản xuất lúa chiếm tới 50% chất khô, nghĩa là cứ sản xuất ra 1 tấn
thóc thì có 1 tấn rơm rạ [33]. Do vậy, hằng năm tạo ra một khối lƣợng rơm rạ dƣ
thừa khổng lồ trong quá trình sản xuất và chế biến. Khối lƣợng rơm rạ lớn mà
không đƣợc sử dụng hết là nỗi lo về các bãi chứa, đe dọa ô nhiễm môi trƣờng, đặc
biệt với những địa phƣơng có tỷ lệ về sản xuất nông nghiệp lớn.
Trƣớc đây, rơm rạ hầu nhƣ đƣợc sử dụng triệt để làm vật liệu xây dựng, làm
nhà, nguyên liệu, chất đốt, phân bón. Ngày nay, với sự phát triển của công nghiệp
hóa và đô thị hóa, các sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp ngày càng nhiều. Con
ngƣời không sử dụng nhiều những phụ phẩm rơm rạ cho nhu cầu làm nhà, chất đốt
và thức ăn gia súc, vì thế những rơm rạ này thƣờng bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng
sau khi thu hoạch, thậm chí bị đốt ngay tại ruộng gây hậu quả nghiêm trọng tới môi
trƣờng đất, môi trƣờng không khí, tăng khả năng phát thải khí nhà kính và ảnh
hƣởng các vấn đề nhân sinh xã hội khác.

Sử dụng rơm rạ dƣ thƣ̀a phát sinh tro ng sản xuất nông nghiệp là vấn đề rất cấ p
bách, vừa giải quyết đƣợc ô nhiễm môi trƣờng vừa tận dụng đƣợc tài nguyên
cácbon và dinh dƣỡng cho cây tr

ồng. Sử dụng rơm rạ làm than sinh ho ̣c

, phân

compost vừa hạn chế hoạt động thải bỏ gây ô nhiễm môi trƣờng, giảm phát thải khí
nhà kính và có ý nghĩa duy trì sức sản xuất của đất. Hiện tại các hình thức sử dụng
rơm rạ làm phân bón còn ít đƣợc phổ biến rộng do đặc thù sản xuất nông nghiệp
từng vùng và thái độ tiếp nhận của nông dân. Hƣng yên là một tỉnh có nền nông
nghiệp phát triển tuy nhiên chƣa chú trọng đến tận dụng rơm ra ̣ làm phân compost,
than sinh ho ̣c tăng độ phì nhiêu và năng suất cây trồng. Vì vậy, Đề tài “Nghiên cứu
tái sử dụng rơm rạ làm phân bón cho cây lúa tại tỉnh Hưng Yên nhằm cải tạo độ
phì nhiêu của đất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường” đƣợc tiến hành nhằm đánh giá
khả năng cải tạo đất của phân bón hữu cơ làm từ rơm rạ , từ đó nâng cao nhận thức

1


của ngƣời dân trong việc tái sử dụng rơm ra ̣

, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi

trƣờng.
Mục tiêu chính của đề tài là đánh giá hiệu quả của việc tái sử dụng rơm rạ làm
phân bón trong cải tạo đất và giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng. Nội dung nghiên cứu
của đề tài là đánh giá hiệu quả của bón kế t hơ ̣p than sinh học , phân compost tới độ
phì nhiêu đất. Bên cạnh đó, đề tài tiến hành đánh giá hiê ̣u quả môi trƣờng của viê ̣c

bón kết hợp than sinh học và phân compost

nhằm nâng cao lợi ích của việc tái sử

dụng rơm rạ làm phân bón, đề xuất một số giải pháp quản lý và sử dụng rơm rạ bảo
vệ sinh thái môi trƣờng.
Địa bàn lựa chọn nghiên cứu của đề tài là những cánh đồng lúa của các hộ dân
thuộc xã Minh Phƣợng, huyện Tiên Lữ và xã Trung Nghĩa, T.P Hƣng Yên, tỉnh
Hƣng Yên. Đây là nơi có diện tích sản xuất lúa lớn của xã với diện tích canh tác
trung bình trồng lúa của các hộ đạt trên 1000 m2/hộ. Nơi có vị trí đƣờng giao thông
thuận tiện, hệ thống tƣới tiêu hợp lý, cho việc triển khai bố trí, theo dõi thí nghiệm
trên địa bàn.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổ ng quan về phế phu ̣ phẩ m nông nghiêp̣ và rơm ra ̣ trong sản xuất lúa
Phụ phẩm nông nghiệp đều là các chất hữu cơ, có thể còn non xanh, có thể
đã xơ cứng vì silic hóa nhƣ trấu hay lignin hóa nhƣ gỗ. Chúng có thể đƣợc xem nhƣ
một dạng tích chữ năng lƣợng từ mặt trời nhờ quá trình quang hợp và các quá trình
sinh học khác
Thực trạng phế phụ phẩm nông nghiệp và rơm rạ trong sản xuất lúa
Theo Liên Hiệp Quốc, tới tháng Bảy năm 2013, dân số thế giới sẽ đạt 7.2 tỷ
ngƣời và tới năm 2100 là 10.9 tỷ ngƣời do mức sinh tăng cao tại các nƣớc đang phát
triển.Với lƣợng dân số thế giới đạt mức nhƣ thế này thì vấn đề về nhu cầu lƣơng
thực luôn đƣợc ƣu tiên hàng đầu, đòi hỏi con ngƣời không ngừng mở rộng sản xuất
cải thiện các công nghệ trong sản xuất nông nghiệp đạt hiệu quả cao hơn [12].
Theo dự báo của tổ chức Lƣơng thực thế giới (FAO), sản lƣợng ngũ cốc thế
giới năm 2013 có thể đạt mức kỷ lục mới là 1.259 triệu tấn, tăng 8.5% so với năm

trƣớc và cao hơn mức 1.167 triệu tấn năm 2011 [12].
Đồng nghĩa với nhu cầu lƣơng thực tăng hay diện tích sản xuất nông nghiệp
tăng chính là lƣợng phế phụ phẩm nông nghiệp cũng tăng theo với lƣợng phát sinh
và khối lƣợng ngày càng lớn.
Bảng 1.1. Khối lƣợng phế thải để lại của một số cây lƣơng thực chính trên thế
giới
Cây trồng
Lƣơng thực
Lúa gạo
Lúa mì
Ngô

Sản lƣơng
Khối lƣợng phế thải
(triệu tấn/năm)
(tỷ tấn/năm)
2325.0
14.0
460.8
3.9
689.0
3.6
867.5
2.8
(Nguồn: Viê ̣n Môi trường nông nghiê ̣p, 2014)

3


Thành phần chủ yếu của phế phụ phẩm nông nghiệp là phế thải hữu cơ và nó

là loại phế thải chiếm nhiều nhất trong các chất thải hữu cơ
Bảng 1.2. Lƣợng chất thải hữu cơ trên thế giới năm 2011
Loại chất thải

Số lƣợng (triệu tấn/ năm)

Tàn dƣ thực vật trên đồng ruộng

1200

Bùn thải

650

Rác thải sinh hoạt

400

Rác vƣờn

690

Chất thải công nghiệp thực phẩm

420

(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, Nguyễn Thùy Dương, 2011)
Từ bảng trên ta thấy khối lƣợng tàn dƣ thực vật trên đồng ruộng thải ra môi
trƣờng hàng năm rất lớn với 1200 triệu tấn/năm trong khi các loại khác nhƣ bùn thải
thì là 650 triệu tấn/năm hay rác thải sinh hoạt chiếm 400 triệu tấn/năm rác vƣờn chiếm

690 triệu tấn/ năm và chất thải công nghiệp thực phẩm chiếm 420 triệu tấn/ năm. Nhƣ
vậy riêng chất thải hữu cơ từ nông nghiệp đã chiếm 35.7% lƣợng chất hữu cơ trên thế
giới. Từ đó chúng ta cần có biện pháp xử lý sử dụng thích hợp tránh gây lãng phí và
làm ô nhiễm môi trƣờng [12].
Kết quả ƣớc tính lƣợng phế phụ phẩm từ trồng trọt của Viện Môi trƣờng
Nông nghiệp đã cho thấy cả nƣớc ta có khoảng 61.43 triệu tấn phế phụ phẩm (gồm
39.98 triệu tấn rơm rạ, 7.99 triệu tấn trấu, 4.45 triệu tấn bã mía, 1.2 triệu tấn thân lá
mía, 4.43 triệu tấn thân lõi ngô (Bảng 1.3).
Bảng 1.3. Tiềm năng sinh khối phụ phẩm nông nghiệp Viêṭ Nam
Nguồn sinh khối nông nghiệp

Tiềm năng (triệu tấn)

Tỷ lệ (%)

Rơm rạ

39.98

65.10

Trấu

7.99

13.00

Bã mía

4.45

7.20

Ngô

4.43

7.20

Thân lá mía

1.20

1.95

Khác

3.37

5.55

Tổng

61.43

100.00

(Nguồn: Báo cáo tổng kết viện Môi trường Nông Nghiệp, 2014)

4

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1.

Đỗ Ánh, Nguyễn Văn Bộ, Lê Văn Tiềm, Công Doãn Sắt (2000), Độ phì nhiêu
đất và dinh dưỡng cây trồng , nhà xuất bản Nông Nghiệp.

2.

Cục thống kê thành phố Hƣng Yên (2015), Số liệu thống kê 2012 – 2014,
Hƣng Yên.

3.

Cục thông tin KH & CN quốc gia (2010), Tổng luận nguồn phế thải nông
nghiệp rơm rạ và kinh nghiệm thế giới về xử lý và tận dụng, Hà Nội.

4.

Ngô Ngọc Hƣng, Võ Thị Gƣơng, Nguyễn Mỹ Hoa (2004), Phân hữu cơ, Khoa
nông nghiệp- sinh học ứng dụng Đại học Cần Thơ.

5.

Nguyễn Đƣ́c Lƣơ ̣ng , Nguyễn Thùy Dƣơng (2011), Lượng chấ t thải hữu cơ
trên thế giới,nhà xuất bản Nông Nghiệp.

6.

Ngô Đức Minh, Nguyễn Công Vịnh (2005), Kết quả nghiên cứu tác động sử
dụng nước thải thành phố tưới cho lúa ở Nam Định, Kết quả nghiên cứu khoa
học quyển 4, Viện Thổ nhƣỡng Nông Hóa, Nhà xuất bản Nông nghiệp, tr.571572.

7.

Nguyễn Hƣ̃u Ninh (2015), Lợi điểm và ứng dụng của than sinh học , Tạp chí
khoa ho ̣c môi trƣờng.

8.

Trƣơng Thị Cẩm Nhung (2008), Độ phì nhiêu của đất và dinh dưỡng cây
trồng, Bộ môn Cảnh quan và Kỹ thuật Hoa viên, Đại học Nông Lâm, Thành
phố Hồ Chí Minh.

9.

Nguyễn Thị Kim Oanh, Lý Bích Thùy, Danutawat Tipayarom, Bhai Raja
Manadhar, Pongkiatkul Prapat, Christopher D Simpson, L-J Sally Liu, (2011),
Xác định đặc tính của phát thải bụi từ nguồn đốt rơm rạ, Môi trƣờng khí
quyển, tr.45.

10. Trần Thị Ngọc Sơn, Cao Ngọc Điệp, Lƣu Hồng Mẫn và Trần Thị Anh Thƣ
(2009), Nghiên cứu sử dụng phân rơm hữu cơ và phân sinh học phục vụ các
hệ thống sản xuất lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long, Tuyển tập Cây Lúa Việt

5

Nam (tập II), NXB Nông nghiệp Hà nội (2009), Tr. 225-238.
11. Vũ Thắng (2010), Nghiên cứu sử dụng than sinh học (Biochar)cải thiện hữu
cơ, nâng cao sức sản xuất của đất, Báo cáo tổng hợp năm 2010, Viện Môi
trƣờng Nông nghiệp và Viện Khoa học Nông nghiệpViệt Nam.
12. Hoàng Ngọc Thuận, Đặng Thanh Long (2010), “Sử dụng rơm rạ cây trồng vụ
trước bón cho cây trồng vụ sau trên đất bạc màu Bắc Giang”, Tạp chí Khoa
học và Phát triển, Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tập 8, tr.843-849
13. Mai Văn Trịnh, Bùi Thị Phƣơng Loan, Trần Văn Thể và ctv (2013), Xây dựng
mô hình thu gom, xử lý phế phụ phẩm trồng trọt nhằm giảm phát thải khí nhà
kính nông thôn ở vùng đồng bằng sông hồng, Báo cáo tổng kết nhiệm vụ năm
2013, Viện môi trƣờng nông nghiệp.
14. Mai Văn Trịnh, Bùi Thị Phƣơng Loan, Trần Văn Thể và ctv (2013), Xây dựng
mô hình thu gom, xử lý phế phụ phẩm trồng trọt nhằm giảm phát thải khí nhà
kính nông thôn ở vùng đồng bằng sông hồng, Báo cáo tổng kết nhiệm vụ năm
2013, Viện môi trƣờng nông. nghiệp.

15. Mai Văn Trịnh và nhóm tác giả (2014), Tài liệu hướng dẫn thu gom và xử lý
phụ phẩm sau trồng trọt, Viện môi trƣờng nông nghiệp,tr.6-8
16. Mai Văn Trịnh, Bùi Thị Phƣơng Loan, Trần Văn Thể và ctv (2014), Xây dựng
mô hình thu gom, xử lý phế phụ phẩm trồng trọt nhằm giảm phát thải khí nhà
kính nông thôn ở vùng đồng bằng sông hồng, Báo cáo tổng kết nhiệm vụ giai
đoạn 2012-2014, Viện môi trƣờng nông nghiệp.
17. Phạm Văn Toản, Trƣơng Hợp Tác (2004), Phân bón vi sinh trong nông
nghiệp, Nhà xuất bản Nông Nghiệp.
18. Lê Văn Tiềm(1998), Đánh giá về chất hữu cơ trong đất trồng Việt Nam, nhà
xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội.
19. Nguyễn Vy (2003), Độ phì nhiêu đất thực tế, nhà xuất bản Nghệ An.
Tiêng Anh
20. Boshier, J. A. (1993), Criteria for assessingappropriatetechnology for
sewagetreatment and disposal, Water Science &Technology Vol 27.

6


21.

Batjes NH. (1998), “Mitigation of atmospheric CO2 concentrations by
increased cácbon sequestration in the soil” , Biol Fertil Soils, 27(3), pp. 230–
235.

22.

Doerr, S. H., R. A. Shakesby, and R. P. D. Walsh. (2000), “Soil water
repellency:

its

causes,

characteristics

and

hydro-geomorphological

significance”, Earth-Science Reviews, 51, no. 1-4 (August), pp. 33-65.
23. Fearnside PM (2000), “Global warming and tropical land-use change:
greenhouse gas emissions from biomass burning, decomposition and soils in
forest conversion, shifting cultivation and secondary vegetation”, Climatic
Change, 46, pp. 115-158.

24. Steiner, C., Teixeira, W., Lehmann, J., Nehls, T., Vasconcelos de Macêdo, J.,
Blum, W. and Zech, W. (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, pp. 1-2.
25. Tiessen H, Cuevas E, Chacon P (1994), “The role of soil organic matter in
sustaining soil fertility”, Nature, 371, pp. 783–785.
26. Tryon EH (1948), “Effect of charcoal on certain physical, chemical, and
biological properties of forest soils”, Ecol Monogr, 18, pp. 81–115.
27. Zech W, Senesi N, Guggenberger G, Kaiser K, Lehmann J, Miano T M,
Miltner A, Schroth G (1997), “Factors controlling humification and
mineralization of soil organic matter in the tropics”, Geoderma, 79, pp.117–
161.
28. Lai R (1997), “Managing the crop residues after harvesting and residuce
application in agricultural production”, Journal of Soil and Tillage-Volume 43,
pp. 81-107
29. Achim Dobermann and Thomas Fairhurst (2000), Rice Nutrient Disorders &
Nutrient Management, IRRI, Philippines.
30. Singh, G. (1987), “Sugar cane trash management in India”. Agricultural
Mechanization in Asia, Africa and Latin America, v.18(1). Zhen L, M.A.

7


Zoebisch, G. Chen and Z. Feng, (2005), “Sustainability of farmers’ soil fertility
management practice: case study in the North China Plain”, Journal of
Environmental management, V. 12, pp. 11-21 118.
31. Van Dillewijn C. (1952), Botany of sugarcane, Waltham, Mass, USA. The
chronica Co. Book Department, pp.196-269.
32. Chan K. Y., Heenan, D. P., So H. B. (2003), “Sequestration of cácbon and
changes in soil quality under conservation tillage on light-textured soils in

Australia: a review”, Aust. J. Exp. Agric, 43, pp. 325–334.
Trang web
33. PGS.TS.Bùi Bá Bổng (2011), Cây lúa Viê ̣t Nam,
/>
8


9