Sử dụng nước thải biogas với nguyên liệu nạp phân bò tưới lúa trồng trên đất phù sa

- SỬ DỤNG NƯỚC THẢI BIOGAS VỚI NGUYÊN LIỆU NẠP PHÂN BÒ TƯỚI LÚA TRỒNG TRÊN ĐẤT PHÙ SA.
- Đạm, đất phù sa, năng suất lúa, nước thải biogas Keywords:.
- Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá tính khả thi của việc sử dụng nước thải biogas với nguyên liệu nạp là phân bò để trồng lúa, hạn chế dùng phân bón hóa học trên ruộng.
- Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên trong chậu 0,24 m 2 (dài x rộng = 0,6 m x 0,4 m), 3 lần lặp lại ở điều kiện nhà lưới với 4 nghiệm thức: NT đối chứng (140 kg urea-N.ha -1.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy năng suất lúa ở nghiệm thức sử dụng phân hóa học là thấp nhất đạt 0,90 kg.m -2 (tương đương 9 tấn.ha -1 ) và NT NH4 cho năng suất lúa cao nhất và gấp 1,8 lần so với NT đối chứng .
- Như vậy, nước thải sau túi ủ biogas có tiềm năng sử dụng trong canh tác lúa để thay thế một phần cho phân bón hóa học, mà vẫn đảm bảo được năng suất lúa..
- Sử dụng nước thải biogas với nguyên liệu nạp phân bò tưới lúa trồng trên đất phù sa.
- Để đạt được năng suất lúa cao, hàng năm người dân phải bổ sung lượng chất dinh dưỡng lớn vào đất để canh tác.
- Trong đó, bón phân hóa học là biện pháp chủ yếu được người dân áp dụng.
- Việc bón phân hóa học trong thời gian dài và không hợp lý làm ảnh hưởng đến hệ sinh vật đất dẫn đến mất cân bằng trong môi trường đất và tăng phát thải khí nhà kính..
- Việc thâm canh, tăng vụ, bón phân không cân đối và ít sử dụng phân hữu cơ đã đưa đến tình trạng đất bạc màu (Võ Thị Gương và ctv., 2010).
- Nước thải sau túi ủ biogas có nồng độ các chất ô nhiễm khá cao, đặc biệt là các chất dinh dưỡng (N, P, K) rất cao, tiềm ẩn nguy cơ gây phú dưỡng khi xả thải vào các thủy vực (Nguyễn Võ Châu Ngân và Klaus Fricke, 2012).
- Nhiều nghiên cứu đã chứng minh được hiệu quả của việc tận dụng dinh dưỡng và phụ phẩm của nước thải biogas để canh tác một số đối tượng rau ăn lá và cây trồng như cải bẹ xanh (Nguyễn Hữu Chiếm và ctv., 2011), bông vạn thọ (Bùi Thị Nga và ctv., 2015), cây ớt.
- Tuy nhiên các nghiên cứu trên chỉ sử dụng một lượng nhỏ thể tích nước thải phát sinh từ biogas, không giúp giảm đáng kể lượng nước sau biogas thải ra môi trường xung quanh.
- Theo Syer and Craswell (1995), việc sử dụng nước thải sau biogas tưới cho cây sẽ giúp cải thiện tính chất vật lý, hóa học và sinh học đất tránh xói mòn, cung cấp chất hữu cơ trong đất, tăng hoạt động của vi sinh vật và tăng độ tơi xốp của đất..
- Xuất phát từ các vấn đề trên, đề tài “Sử dụng nước thải biogas với nguyên liệu nạp là phân bò tưới lúa trồng trên đất phù sa” được thực hiện trong điều kiện nhà lưới nhằm tìm giải pháp phù hợp để tận dụng hàm lượng dinh dưỡng trong nước thải biogas, giảm phát thải ô nhiễm ra môi trường..
- 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu.
- Nước thải sau túi ủ biogas sử dụng trong thí nghiệm được thu từ túi ủ 6,36 m 3 với nguyên liệu nạp trung bình 8,0-9,2 kg phân bò cho một ngày.
- Nước biogas được thu bốn đợt tương ứng với bốn thời điểm bón phân 7, 15, 30 và 45 ngày sau sạ (NSS)..
- Mẫu nước biogas được thu trước thời điểm bón phân 2 ngày để phân tích các thông số pH, NH4.
- Trước khi sử dụng tưới cho lúa, nước thải được khuấy để đảm bảo độ đồng đều về hàm lượng đạm khi tưới..
- Bảng 1: Thành phần nước thải sau túi ủ biogas với vật liệu nạp phân bò.
- Thời điểm bón phân pH N-NH 4 + (mg/L) TKN (mg/L) TP (mg/L) TK (mg/L).
- Giống lúa sử dụng (OM4218) có thời gian sinh trưởng từ 88 – 92 ngày, được mua ở Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long.
- Các loại phân bón được sử dụng trong thí.
- Các nghiệm thức được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên (Bảng 2) và mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần.
- Bảng 2: Nghiệm thức bố trí thí nghiệm Nghiệm thức Mô tả.
- NT ĐC Bón phân vô cơ tại 7, 15, 30 và 45 NSS với liều lượng (NPK) theo khuyến cao lần lượt là 140 kgN/ha, 40 kgP 2 O 5 /ha và 50 kgK 2 O/ha..
- có trong nước thải biogas..
- NT TKN Lượng đạm bón cho lúa giống với NT đối chứng nhưng đạm được tính dựa trên đạm tổng số (N-TKN) có trong nước thải biogas.
- NT TB Lượng đạm bón cho lúa giống với NT đối chứng nhưng đạm được tính dựa trên đạm trung bình giữa N-NH 4 + và N-TKN có trong nước thải biogas..
- 2.3 Chăm sóc cây lúa 2.3.1 Phương pháp bón phân.
- Đợt 1 bón tại thời điểm 7 NSS với lượng đạm là 35 kg/ha (tương ứng 0,84 g/chậu cho nghiệm thức đối chứng), các nghiệm thức bón dựa trên đạm N-NH 4.
- Các thời điểm bón phân còn lại được xác định thời gian, khối lượng đạm urea cần bón, thể tích nước thải biogas của từng nghiệm thức bón được thể hiện trong Bảng 3..
- Do hàm lượng lân trong nước thải biogas thấp, do đó định kỳ bón phân cần bón bổ sung phân lân cho tất cả các nghiệm thức với liều lượng là 40 kgP 2 O 5 /ha (tương ứng 0,96 g/chậu).
- Riêng phân kali chỉ bón cho nghiệm thức đối chứng với khối lượng lần lượt là 5, 10 và 35 kgK 2 O/ha (tương ứng với đợt 2, 3 và 4).
- Do hàm lượng tổng kali trong nước thải cao nên các nghiệm thức bón bằng nước thải không cần bổ sung thêm phân kali..
- Bảng 3: Lượng phân hóa học và thể tích nước thải biogas tưới cho các nghiệm thức Nghiệm.
- Các chỉ tiêu về thành phần năng suất gồm số bông/m 2 , phần trăm hạt chắc/bông, tỷ lệ hạt chắc/chậu, trọng lượng 1.000 hạt và năng suất thực tế (được quy về ẩm độ 14%) được xác định sau khi thu hoạch lúa..
- Nước thải biogas tưới cho lúa được thu bốn đợt theo thời gian bón phân để xác định các thông số như pH (đo bằng máy FUJIWARA PNR-41-Nhật), N-TKN (phương pháp Kjeldahl), N-NH 4 + (phương pháp idophenol blue, so màu ở bước sóng 660 nm), tổng lân (hiện màu bằng phosphomolybdate, so màu ở bước sóng 880 nm.
- nhau giữa trung bình các nghiệm thức ở độ tin cậy 95% thông qua IBM SPSS 20.0..
- 3.1 Chất lượng đất trước và sau khi trồng lúa Trị số pH của đất dao động trong khoảng cao nhất ở nghiệm thức bón đạm dựa vào đạm NH 4 và khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5% so.
- với các nghiệm thức còn lại.
- Kết quả nghiên cứu cũng phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Mỹ Hoa và ctv., (2012) về trị số pH đất ở Đồng bằng sông Cửu Long dao động từ 4,4 - 5,5..
- Hàm lượng chất hữu cơ, tổng đạm và tổng lân trong đất có xu hướng tăng lên sau khi thí nghiệm, trong đó nghiệm thức bón phân đạm dựa theo đạm N-NH 4 + đã cho thấy hàm lượng dinh dưỡng tăng cao nhất, cụ thể chất hữu cơ tăng 1,55%, tổng đạm tăng 0,03%, tổng lân tăng 0,03% và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại ở mức 5%..
- 3.2 Chất lượng nước thải biogas trước khi trồng và sau 80 ngày trồng lúa.
- Hàm lượng đạm N-NH 4.
- Sự giảm rõ rệt về hàm lượng các chỉ tiêu trước và sau khi trồng lúa đã cho thấy hiệu quả của việc sử dụng lúa để hấp thụ các dinh dưỡng có trong nước thải..
- Việc giảm hàm lượng đạm, lân trong nước thải sau khi trồng lúa là do các dạng đạm ion hòa tan được cây lúa hấp thu trong quá trình sinh trưởng (Nguyễn Chí Toàn, 2013).
- Bên cạnh đó, lượng N trong nước giảm còn do các vi sinh vật sử dụng để tổng hợp nên tế bào mới và một phần mất đi do chuyển hóa thành khí NH 3 và nitơ tự do thông qua các cơ chế đồng hóa, nitrat hóa, khử nitrat (Lê Anh Tuấn và ctv., 2015).
- Ngoài ra, Bảng 4 cũng cho thấy được sau khi bón phân bằng nước biogas, hàm lượng N trong đất cũng tăng lên so với ban đầu, điều đó đã cho thấy được sự tích lũy N trong đất cũng đã có diễn ra..
- Bảng 5: Thành phần nước thải sau túi ủ biogas trước khi trồng và sau 80 ngày trồng lúa.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều cao cây trong thời điểm 21 NSS chênh lệch không lớn, giá trị dao động từ cm, nguyên nhân có thể là do.
- trong giai đoạn đầu nhu cầu sử dụng dinh dưỡng của cây lúa còn ít, cây chủ yếu sử dụng dinh dưỡng có trong hạt và đất là chủ yếu.
- Chiều cao cây tăng liên tục từ 21- 61 NSS, sau ngày 61, hầu hết các nghiệm thức đều ổn định và không tăng thêm do trong giai đoạn này chất dinh dưỡng chủ yếu tập trung nuôi bông và hạt (Vũ Hữu Yêm, 1995, Trần Thị Kim Thoa, 2016)..
- Chiều cao cây lúa có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) giữa các nghiệm thức, trong đó.
- cao nhất ở nghiệm thức bón đạm dựa theo N-NH 4.
- cm) và thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng cm).
- Kết quả trong nghiên cứu này cũng phù hợp với nhận định trên, nghiệm thức bón đạm N-NH 4 thì lúa cao nhất..
- 3.2.2 Số chồi, số bông, chiều dài bông Kết quả cho thấy nghiệm thức bón đạm N-NH 4.
- có tổng số chồi và chiều dài bông cao nhất trong tất cả các nghiệm thức với các giá trị lần lượt là chồi/m cm và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại (p<0,05).
- Trong đó, nghiệm thức đối chứng có số lượng thấp nhất với giá trị lần lượt thể hiện như sau:.
- từ đó dẫn đến năng suất tăng.
- Bảng 6: Số chồi, số bông và chiều dài bông (cm) giữa các nghiệm thức.
- Nghiệm thức Số chồi (chồi/m 2 ) Số bông (bông/m 2 ) Chiều dài bông (cm).
- Số bông là yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất lúa, số bông trên đơn vị diện tích phụ thuộc nhiều vào mật độ sạ và khả năng nở bụi của cây lúa..
- Kết quả nghiên cứu cho.
- thấy số lượng bông dao động từ đến bông/m 2 và không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức (p>0,05).
- Trong khi đó, nghiệm thức bón đạm N-NH 4 + có số lượng chồi và chiều dài bông lớn nhất và khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức bón phân hóa học (p<0,05)..
- 3.3 Năng suất và thành phần năng suất Kết quả nghiên cứu cho thấy nghiệm thức bón phân dựa vào đạm N-NH 4 + có số hạt/bông và năng suất lúa đạt giá trị cao nhất và khác biệt so với việc bón phân hóa học (p<0,05).
- tăng gần gấp đôi so với nghiệm thức đối chứng.
- Trong khi đó, nghiệm thức bón phân dựa trên N-TKN cho năng.
- suất không khác biệt so với việc bón phân hóa học..
- Mặc dù nghiệm thức bón phân dựa trên đạm N-NH 4.
- cho năng suất cao nhất nhưng cây lúa cao, không cứng, số hạt lép nhiều, số chồi vô hiệu tăng, bông lúa dài nên đưa đến gãy khi điều kiện thời tiết bất lợi.
- Phần trăm hạt chắc không khác biệt (p>0,05) giữa các nghiệm thức..
- Bảng 7: Số hạt trên bông, phần trăm hạt chắc, trọng lượng 1.000 hạt và năng suất lúa.
- Nghiệm thức Số hạt/bông Hạt chắc.
- Trọng lượng 1.000 hạt (g) Năng suất lúa (kg.m -2.
- Trọng lượng 1.000 hạt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất lúa và được quyết định chủ yếu do đặc tính di truyền của giống.
- Kết quả đo đạc cho thấy trọng lượng 1.000 hạt dao động từ g đến g và không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức (p>0,05).
- Nguyễn Ngọc Đệ (2008) đã cho thấy hầu hết các giống lúa đều có trọng lượng 1.000 hạt dao động từ 20-30g và kết quả nghiên cứu cũng phù hợp với nghiên cứu trên.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy nghiệm thức bón phân dựa vào đạm N- NH 4 + đạt được hiệu quả cao nhất.
- Các chỉ tiêu như năng suất và thành phần năng suất tăng có ý nghĩa so với các nghiệm thức còn lại..
- Cây lúa có khả năng sinh trưởng và cho năng suất cao trong điều kiện sử dụng nước thải biogas và thay thế hoàn toàn phân hóa học trong quá trình canh tác lúa..
- Việc sử dụng nước thải biogas cho canh tác lúa đã làm giảm được nồng độ các chất ô nhiễm (>80%) trước khi thải ra môi trường, góp phần giảm ô nhiễm môi trường..
- Nước thải biogas có thể được tận dụng như nguồn phân bón hữu cơ thay thế phân hóa học trong canh tác lúa ở quy mô nông hộ có diện tích canh tác.
- Việc sử dụng nước thải tưới cho lúa với các mức tỷ lệ bón phân đạm khác nhau cần được xác định và có thể thử nghiệm ở quy mô trang trại..
- Sử dụng nước thải mô hình khí sinh học trồng cây vạn thọ (Tagetes patula L.
- Nghiên cứu hiệu quả sử dụng phân bón cho lúa cao sản OM4900 trên đất phù sa tại.
- Sử dụng đất ngập nước.
- Nghiên cứu về ảnh hưởng của than hấp thụ nước thải biogas đến sự phát thải NH 3 và sự sinh trưởng của xà lách.
- Viện nghiên cứu phát triển đồng bằng sông Cửu Long..
- Trường Đại học Cần Thơ.
- Nghiên cứu sử dụng nước thải biogas trồng bắp (Zea mays L.
- Sử dụng nước thải túi ủ biogas có vật liệu nạp là phân heo và bèo tai tượng (Pistia stratiotes) canh tác cây ớt (Capsicum frutescens L.
- Ảnh hưởng của bèo Hoa dâu (Azolla sp) kết hợp với phương pháp canh tác truyền thống lên dinh dưỡng đất và năng suất lúa (Oryza sativa L.) trong điều kiện nhà lưới..
- Cải thiện độ phì nhiêu đất và năng suất lúa trên đất bị mất tầng canh tác tại huyện Châu Thành, tỉnh Trà Vinh.
- Quan hệ độ phì nhiêu đất, phân bón, năng suất lúa trên một số loại đất ĐBSCL..
- Nông nghiệp và Tài nguyên đất sử dụng phân tại Việt Nam.
- Giáo trình phân bón và cách bón phân