Tóm tắt dự thảo Luận án Tiến sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu ứng dụng than sinh học từ phụ phẩm cây lúa để cải tạo môi trường đất xám bạc màu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------------<br /> <br /> Trần Viết Cường<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC TỪ<br /> PHỤ PHẨM CÂY LÚA ĐỂ CẢI TẠO MÔI TRƯỜNG<br /> ĐẤT XÁM BẠC MÀU<br /> Chuyên ngành: Môi trường đất và nước<br /> Mã số: 62440303<br /> <br /> TÓM TẮT DỰ THẢO LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> Hà Nội – 2015<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> Người dướng dẫn khoa học<br /> 1. PGS.TS. PHẠM QUANG HÀ<br /> 2. PGS.TS. NGUYỄN MẠNH KHẢI<br /> <br /> Phản biện 1:<br /> Phản biện 2:<br /> Phản biện 3:<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ<br /> cấp Đại học Quốc gia tại: ……………………………………………………<br /> Vào hồi …… giờ …… ngày …… tháng …… năm 2015<br /> <br /> Có thể tìm hiểu Luận án Tiến sĩ tại:<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> - Trung tâm thông tin Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội<br /> <br /> DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA<br /> TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN<br /> <br /> 1. Mai Văn Trịnh, Trần Viết Cường, Vũ Dương Quỳnh, Nguyễn Thị Hoài Thu (2011),<br /> “Nghiên cứu sản xuất than sinh học từ rơm rạ và trấu để phục vụ nâng cao độ phì đất, năng suất cây<br /> trồng và giảm phát thải khí nhà kính” Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 3<br /> (24), tr. 66 - 69.<br /> 2. Trần Viết Cường, Mai Văn Trịnh, Phạm Quang Hà, Nguyễn Mạnh Khải (2012), “Nghiên<br /> cứu ảnh hưởng của than sinh học đến năng suất lúa và một số tính chất đất bạc màu”, Tạp chí Khoa<br /> học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. T. 28, Số 4S, tr. 19-25.<br /> 3. Trần Viết Cường, Bùi Thị Tươi, Phạm Quang Hà, Nguyễn Mạnh Khải (2014), “Nghiên cứu<br /> khả năng xử lý một số kim loại nặng trong môi trường nước của than sinh học từ phụ phẩm cây<br /> lúa”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ T. 30, Số 4S, tr. 36-41.<br /> 4. Trần Viết Cường, Đoàn Thu Hòa, Lê Hồng Sơn, Phạm Quang Hà, Nguyễn Mạnh Khải<br /> (2015), “Nghiên cứu ảnh hưởng của bón than sinh học đến tích luỹ một số kim loại nặng trong rau<br /> muống trồng trên đất xám bạc màu”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, số 1<br /> (54), tr. 112-117.<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1.<br /> <br /> Tính cấp thiết của đề tài<br /> Trong canh tác nông nghiệp, việc lạm dụng thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, bón phân không<br /> <br /> hợp lý…đã tạo cơ hội cho chất gây ô nhiễm, đặc biệt là hàm lượng kim lọai nặng tích lũy dần trong đất qua<br /> các mùa vụ. Bên cạnh đó, phần lớn đất nông nghiệp ở nước ta là đất bạc màu, với đặc tính chua, nghèo kiệt<br /> chất dinh dưỡng, dung tích hấp thu thấp, thường khô hạn và chai cứng, đất lại dễ bị tác động bởi quá trình<br /> xói mòn, rửa trôi. Điều này càng làm suy giảm sức sản xuất của đất, giảm năng suất cây trồng, ảnh hưởng<br /> trực tiếp tới chất lượng nông sản. Do đó, cần có những biện pháp cải tạo và xử lý ô nhiễm trong đất.<br /> Thực tế hiện nay, do điều kiện kinh tế phát triển và sản xuất nông nghiệp bằng cơ giới hóa, từ đó thói<br /> quen sử dụng phụ phẩm cây lúa của người dân đã thay đổi dẫn đến dư thừa một lượng rất lớn, chúng không<br /> được quản lý tốt ở khắp các vùng miền ở Việt Nam. Tình trạng vứt bỏ rơm rạ, trấu ở trên đồng ruộng, kênh<br /> rạch dẫn đến việc phân hủy chất hữu cơ tạo ra khí metan, ô nhiễm không khí, sự phân hủy chất hữu cơ làm<br /> rửa trôi photpho, kim loại nặng trong môi trường đất gây ô nhiễm nguồn nước. Ngoài ra, việc đốt rơm, rạ<br /> không những gây ô nhiễm môi trường, làm gia tăng khí nhà kính trong khí quyển mà còn ảnh hưởng tới sức<br /> khỏe con người.<br /> han sinh học<br /> <br /> là sản phẩm được nhiệt phân yếm khí từ các loại sinh khối hữu cơ giàu các on<br /> <br /> và có nhiều tác dụng trong sản xuất và đời sống. hông phải ngẫu nhiên mà than sinh học được các nhà khoa<br /> học ví như “vàng đen” của ngành nông nghiệp. Sự đề cao này xuất phát từ những đặc tính ưu việt của than<br /> sinh học trong việc cải thiện tính chất đất và nâng cao suất cây trồng. Ngoài ra, than sinh học có thể tồn tại<br /> nhiều năm trong đất với cấu tr c tơi xốp, diện tích ề mặt lớn và độ hấp phụ các chất cao nhờ đó còn được sử<br /> dụng để xử lý ô nhiễm trong môi trường đất và môi trường nước bởi các tác nhân như: kim loại nặng, thuốc<br /> trừ sâu, thuốc diệt cỏ,…<br /> Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn nêu trên, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng than sinh<br /> học từ phụ phẩm cây lúa để cải tạo môi trường đất xám bạc màu” được tiến hành.<br /> 2.<br /> <br /> Mục tiêu nghiên cứu<br /> Luận án này được tiến hành với những mục tiêu sau đây:<br /> - Đánh giá được khả năng cố định LN trong môi trường đất bạc màu của TSH.<br /> - Đánh giá được khả năng ứng dụng TSH từ phế phụ phẩm cây l a để cải tạo tính chất đất xám bạc<br /> <br /> 3.<br /> <br /> Nội dung nghiên cứu<br /> 3.1. Nội dung 1. Phân tích, đánh giá tính chất lý hóa của đất xám bạc màu và TSH từ phụ<br /> <br /> phẩm cây lúa.<br /> 3.2. Nội dung 2. Nghiên cứu khả năng cố định kim loại nặng của đất xám bạc màu khi được bổ sung<br /> TSH.<br /> 3.2.1. Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) trong dung dịch môi trường<br /> nước) của đất xám bạc màu sau khi bổ sung TSH theo thời gian, pH và nồng độ KLN.<br /> 3.2.2. Nghiên cứu khả năng cố định kim loại nặng Cu, P , Zn trong môi trường đất xám<br /> bạc màu có bổ sung TSH ở các thời gian ủ khác nhau thông qua dịch chiết CaCl2 0,01M.<br /> 3.2.3. Nghiên cứu sự tích lũy kim loại nặng (Cu, Pb, Zn) của thực vật trong trong môi<br /> trường đất xám bạc màu có bổ sung TSH.<br /> 3.3. Nội dung 3. Nghiên cứu tác dụng<br /> <br /> ón cho đất xám bạc màu đến năng suất lúa và tính chất<br /> <br /> đất.<br /> <br /> 1<br /> <br /> 4.<br /> <br /> Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài<br /> 5.1. Ý nghĩa khoa học<br /> Đề tài được thực hiện nhằm làm sáng tỏ khả năng cố định<br /> <br /> LN trong đất xám bạc màu sau khi<br /> <br /> được bổ sung TSH từ phụ phẩm cây l a trong các điều kiện môi trường khác nhau. Đồng thời cung cấp cơ sở<br /> dữ liệu về ứng dụng TSH trong cải tạo môi trường đất.<br /> 5.2. Ý nghĩa thực tiễn<br /> Góp phần cải tạo môi trường đất xám bạc màu, sử dụng phế phụ phẩm sau trồng lúa bị dư<br /> thừa, cải thiện tính chất lý hóa của đất, cố định LN và nâng cao năng suất lúa ở địa bàn nghiên cứu và địa<br /> àn tương tự góp phần giảm phát thải khí nhà kính thông qua hoạt động bón TSH trả lại cho đất tăng cố<br /> định các on trong đất).<br /> 5.<br /> <br /> Những đóng góp mới của đề tài<br /> - Xác định được khả năng cải tạo và nâng cao một số tính chất lý hóa đất xám bạc màu của TSH sản xuất<br /> từ phụ phẩm cây lúa.<br /> - Xác định được khả năng cố định KLN của đất xám bạc màu có bổ sung TSH dưới tác động của một số<br /> yếu tố môi trường như: p , thời gian, nồng độ các KLN và dung dịch chiết CaCl2 0,01M.<br /> - Xác định được khả năng giảm hút thu KLN của đất xám bạc màu có bổ sung<br /> muống và hàm lượng bổ sung<br /> <br /> đối với cây rau<br /> <br /> vào đất có thể gây tác hại đến sinh trưởng và phát triển của cây rau<br /> <br /> muống.<br /> - Ứng dụng thành công<br /> <br /> để nâng cao năng suất và cải tạo một số tính chất lý hóa của đất xám bạc<br /> <br /> màu trồng lúa tại óc ơn, à Nội.<br /> Chƣơng 1 - TỔNG QUAN<br /> 1.1.<br /> <br /> Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa<br /> 1.1.1. Tình hình sử dụng phụ phẩm cây lúa trên thế giới<br /> Nhu cầu gạo dự kiến sẽ vẫn mạnh mẽ trong vài thập kỷ tới do sự tăng trưởng kinh tế và dân số<br /> <br /> ở các nước châu Phi và châu Á. Đến năm 2020, tổng lượng tiêu thụ gạo sẽ là 450 triệu tấn, tăng 6,6%<br /> so với 422 triệu tấn vào năm 2007. Nhìn chung, ngành sản xuất lúa gạo sẽ vẫn duy trì ổn định trong<br /> một thời gian dài, dẫn đến việc phụ phẩm từ cây lúa vẫn ở mức cao.<br /> 1.1.2. Tình hình thu gom và sử dụng phụ phẩm cây lúa ở Việt Nam<br /> Với sản lượng l a ước tính năm 2013 của cả nước trên 40 triệu tấn, nếu tính tỉ lệ thu hoạch là 1,0 và<br /> tỉ lệ giữa trọng lượng trấu trên trọng lượng hạt là 0,2 thì cả nước có trên 40 triệu tấn rơm rạ và trên 8 triệu tấn<br /> trấu. Đây là một nguồn nguyên nhiên liệu rất lớn.<br /> Hiện tượng đốt rơm rạ ngay trên đồng ruộng hiện nay đã lan ra khá phổ biến ở vùng đồng bằng sông<br /> Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Biện pháp xử lý này vừa không đem lại hiệu quả kinh tế mà còn gây<br /> lãng phí, làm ô nhiễm môi trường và trong tương lai gần có thể phải loại bỏ.<br /> 1.1.3. Ảnh hưởng của một số hình thức xử lý phụ phẩm cây lúa đến môi trường đất và chu trình<br /> các bon<br /> Hình thức đốt phụ phẩm có lợi trong việc dọn dẹp đồng ruộng nhanh chóng và có thể diệt mầm bệnh<br /> của vụ trước cho vụ tiếp theo. Tuy nhiên, hình thức đốt có thể gây ra tác hại lớn đến môi trường đất, quá<br /> trình đốt không chỉ làm gây ô nhiễm môi trường và gia tăng khí nhà kính CO2, CO, NOx,..) mà còn làm ảnh<br /> hưởng đến môi trường đất. Vùi rơm rạ vào đất là việc hoàn trả lại cho đất một phần các nguyên tố dinh<br /> dưỡng mà cây l a đã lấy đi từ đất. Ttuy nhiên điều này có thể bị ảnh hưởng bởi mầm bệnh từ vụ trước để lại.<br /> 2<br /> <br />