ð I GIÁO QUC C GIA HÀ NO I B H C D VÀ ðÀO T TRƯ NG ð I H C KHOA H C T NHIÊN TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I KHOA SƯ PH M HOÀNG QUANG QUÂN NGHIÊN C U NH HƯ NG S D NG PHÂN H U CƠ KHỐ TH I KHÍ METANT NGHI TP ð N PHÁT LU N T (CH ) TRÊN ð CHUYÊN ð tài: LÚA Xà LƯƠNG PHONG, HUY T NH B C GIANG LU n Giáo viên hư ng d N VĂN TH C SĨ : Sinh viên th c hi n : L p : Hµ néi - 2009 HÀ N I, NĂM 2013 i N HI P HÒA, B GIÁO D C VÀ ðÀO T O ð H QU C NGHI N I TRƯ NG ð I I H CC NÔNGGIA HÀ P HÀ N I TRƯ NG ð I H C KHOA H C T KHOA SƯ PH M NHIÊN HOÀNG QUANG QUÂN NGHIÊN C U NH HƯ NG S D NG PHÂN H U CƠ ð N PHÁT TH I KHÍ METAN (CH4) TRÊN ð T CHUYÊN LÚA Xà LƯƠNG PHONG, HUY N HI P HỊA, KHỐ LU BN T T NGHI P T NH C GIANG ð tài: CHUYÊN NGÀNH: KHOA H C MÔI TRƯ NG Mà S : 60.44.03.01 Giáo viên hư ng d n : Sinh viên th c hi n : NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C: PGS.TS.NGUY N H U THÀNH L p : HÀ N I, 2013 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p i L I CAM ðOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên c u c a Các k t qu nghiên c u, s li u lu n văn trung th c chưa công b b t kỳ cơng trình nghiên c u khác Tơi cam đoan thơng tin trích d n lu n văn ñ u ñư c ch rõ ngu n g c Tác gi lu n văn Hoàng Quang Quân Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p ii L I C M ƠN Tôi xin chân thành c m ơn th y cô khoa Tài Nguyên Môi trư ng ð i h c Nơng Nghi p Hà N i , đ c bi t th y Nguy n H u Thành ñã t n tình hư ng d n, giúp ñ tơi q trình hồn thành lu n văn Tơi xin chân thành c m ơn d án SUSANE tồn th anh ch em d án h tr , giúp đ tơi q trình h c t p Tôi xin chân thành c m ơn lãnh ñ o t p th cán b Trung tâm Nghiên c u đ t phân bón vùng trung du ñã t o ñi u ki n t t nh t su t trình h c t p làm thí nghi m đ tài lu n văn t t nghi p Tôi xin chân thành c m ơn t p th l p KHMTC_K20 s quan tâm giúp ñ c a b n bè, gia ñình ngư i thân Tác gi lu n văn Hồng Quang Qn Trư ng ð i H c Nơng Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p iii M CL C M ð U .1 Tính c p thi t c a đ tài M c tiêu nghiên c u: Chương T NG QUAN TÀI LI U 1.1 Khí nhà kính, ngu n gây hi n tư ng hi u ng nhà kính .3 1.1.1 Phát th i khí nhà kính 1.1.2 Metan, khí gây hi u ng nhà kính 1.1.3 Các ngu n phát th i khí CH4 1.2 S phát th i khí CH4 t đ t lúa .7 1.3 Các y u t nh hư ng t i s phát th i khí CH4 t đ t lúa 1.3.1 nh hư ng c a ch đ phân bón đ n s phát th i CH4 .9 1.3.2 nh hư ng c a ch ñ nư c ñ n s phát th i CH4 14 1.3.3 nh hư ng c a canh tác nén ñ t t i phát th i metan 15 1.3.4 nh hư ng c a tính ch t lý – hố h c đ t đ n s phát th i CH4 18 1.3.5 nh hư ng c a tr ng lúa mùa v ñ n s phát th i khí CH4 21 1.3.6 nh hư ng c a y u t nhi t ñ ñ n s phát th i CH4 23 1.4 Gi i pháp gi m thi u phát th i khí CH4 t đ t lúa .23 Chương N I DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 26 2.1 ð i tư ng ph m vi nghiên c u .26 2.1.1 ð i tư ng nghiên c u .26 2.1.2 Ph m vi nghiên c u 26 2.2 N i dung nghiên c u .26 2.2.1 ð c trưng khí h u vùng nghiên c u 26 2.2.2 M t s tính ch t lí, hóa h c c a đ t nghiên c u 26 2.2.3 nh hư ng c a bón phân h u đ n s phát th i khí CH4 đ t xám tr ng lúa nư c xã Lương Phong, huy n Hi p hòa, t nh B c Giang 26 2.2.4 nh hư ng c a bón phân h u ñ n su t lúa ñ t nghiên c u 26 2.2.5 nh hư ng c a bón phân h u đ n m t s tính ch t đ t nghiên c u 26 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p iv 2.3 Phương pháp nghiên c u 26 2.3.1 Phương pháp thu th p s li u th c p 26 2.3.2 Phương pháp nghiên c u ngồi đ ng ru ng 27 2.3.3 Phương pháp l y m u khí 30 2.3.4 Phương pháp l y m u ñ t 32 2.3.5 Phương pháp x lý s li u 32 2.3.6 Các phương pháp phân tích ch tiêu phịng thí nghi m 33 Chương K T QU VÀ TH O LU N 34 3.1 ð c trưng khí h u vùng nghiên c u 34 3.1.1 Lư ng mưa 35 3.1.2 Nhi t ñ 35 3.1.3 ð m, khơng khí sương mù 35 3.1.4 N ng 36 3.2 M t s tính ch t ñ t nghiên c u 36 3.3 nh hư ng c a bón phân h u đ n s phát th i khí CH4 37 3.3.1 nh hư ng c a cơng th c bón phân h u đ n s phát th i khí CH4 lúa mùa 2011 37 3.3.2 nh hư ng c a cơng th c bón phân h u đ n s phát th i khí CH4 lúa xuân 2012 .42 3.3.3 nh hư ng c a cơng th c bón phân h u đ n t ng lư ng khí CH4 phát th i v lúa mùa 2011 v lúa xuân 2012 47 3.3.4 Lư ng C bón lư ng khí CH4 phát th i 48 3.4 nh hư ng s d ng phân h u ñ n su t lúa .50 3.5 nh hư ng s d ng phân h u ñ n ch t lư ng c a ñ t vùng nghiên c u.51 K T LU N VÀ KI N NGH 52 TÀI LI U THAM KH O 54 PH L C B NG .60 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p v DANH M C B NG B ng 1.1 Phát th i khí nhà kính c a nư c Khu v c ðông Nam Á Th gi i (tri u t n CO2/năm) .4 B ng 1.2: Lư ng khí metan phát th i tr ng lúa nư c m t s nư c .5 B ng 1.3 Ư c tính lư ng th i khí metan t ngu n khác (tri u t n/năm)6 B ng 1.4 Thành ph n nguyên t dinh dư ng phân chu ng .9 B ng 1.5: Thành ph n nguyên t nư c th i sau h m biogas 10 B ng 1.6 Thành ph n nguyên t than sinh h c ñư c làm t rơm r 12 B ng 2.1 Lư ng bón phân v mùa 2011 (kg/ha) 28 B ng 2.2 Lư ng bón phân v xuân 2012 (kg/ha) 28 B ng 2.3 Thành ph n nguyên t có ngu n phân ñ u vào .29 B ng 3.1 Di n bi n khí h u vùng nghiên c u năm 2011 năm 2012 34 B ng 3.2 M t s tính ch t đ t nghiên c u 37 B ng 3.3 S phát th i khí CH4 giai đo n bón lót (mg CH4 m-2 gi B ng 3.4 S phát th i khí CH4 giai ño n bón thúc l n (mg CH4 m-2 gi B ng 3.5 S phát th i khí CH4 -1 ) 37 -2 giai đo n bón thúc l n (mg CH4 m gi -2 -1 -1 ) 38 -1 ) 39 B ng 3.6 S phát th i khí CH4 giai đo n bón lót (mg CH4 m gi ) 42 B ng 3.7 S phát th i khí CH4 giai đo n bón thúc l n (mg CH4 m-2 gi -1 ) 43 B ng 3.8 S phát th i khí CH4 giai ño n bón thúc l n (mg CH4 m-2 gi -1 ) 44 B ng 3.9 Năng su t lúa th c thu c a hai v mùa 2011 v xuân 2012 50 B ng 3.10 nh hư ng c a bón phân h u đ n ch t lư ng ñ t sau năm thí nghi m 51 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nơng nghi p vi DANH M C HÌNH Hình 1.1 Sơ ñ v n chuy n CH4 ru ng lúa theo đư ng .8 Hình 1.2: Bi u ñ ñ ng thái phát th i CH4 v i nhi t ñ , Eh, pH c a ñ t ng p nư c liên t c không liên t c 19 Hình 1.3 : Lư ng khí CH4 phát th i ph thu c vào th oxy hố kh c a đ t sinh trư ng c a lúa (Mitra S c ng s , 1999) 20 Hình 1.4 ð ng thái Eh c a ñ t tr ng lúa đ t khơng tr ng lúa .22 Hình 2.1 Thi t k bu ng l y m u khí CH4 31 Hình 3.1 S phát th i CH4 v lúa mùa 2011 .40 Hình 3.2 Di n bi n nhi t đ lư ng khí CH4 phát th i lúa v mùa 2011 .41 Hình 3.3 S phát th i CH4 v lúa xuân 2012 45 Hình 3.4 Di n bi n nhi t đ lư ng khí CH4 phát th i lúa v xn 2012 46 Hình 3.5 T ng lư ng khí CH4 phát th i v lúa mùa 2011 v lúa xuân 2012 47 Hình 3.6 Lư ng C bón lư ng khí CH4 phát th i 48 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p vii DANH M C CÁC CH VI T T T CEC : Cation Exchange Capacity - Kh trao ñ i ion EC: ð d n ñi n IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change - y ban liên ph v bi n đ i khí h u KNH: Khí nhà kính BðKH: Bi n đ i khí h u PPb: T l ph n t PPm: T l ph n tri u CHC: Ch t h u LSD: Least Significant Difference - Sai khác có ý nghĩa nh nh t CV: Critical Value – Giá tr t i h n TS: T ng s TSH: Than sinh h c Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p viii M ð U Tính c p thi t c a đ tài Phát th i khí nhà kính ñã ñang dành ñư c s quan tâm nghiên c u c a nhà khoa h c th gi i Vi t nam Có lo i khí nhà kính (KNK) CO2, N2O CH4 Trong CH4 N2O có nh hư ng l n nh t, CH4 N2O l n 23 290 l n so v i CO2 xem xét t i ti m làm m lên trái ñ t T ng lư ng phát th i KNK c a Vi t nam vào kho ng 98,6 tri u t n CO2 năm 2004 s li u c tính s s 233,3 tri u t n vào năm 2020, m t nh ng nguyên nhân ho t ñ ng s n xu t nông nghi p, ñ c bi t s n xu t lúa Có nhi u nguyên nhân d n ñ n phát th i KNK ho t ñ ng s n xu t nông nghi p như: qu n lý phân chu ng, s n xu t s d ng phân bón, thu c BVTV, gi ng v.v Trong ñó tác ñ ng vào tác ñ ng vào ch ñ qu n lý phân h u ñ ng ru ng có nhi u ti m gi m thi u phát th i KNK Phân h u n u ñư c s d ng h p lý cho tr ng s làm gi m ñáng k lư ng phân hóa h c s d ng Hàng năm 60% phân hóa h c s d ng Vi t nam t nh p kh u S n xu t phân ñ m tiêu t n r t nhi u lư ng nguyên nhân c a phát th i khí CO2 , CH4 Vì th s d ng phân h u hi u qu s làm gi m phát th i CO2 , CH4 thông qua vi c gi m s d ng phân khoáng Vi t nam, hi n s n xu t nông nghi p hàng năm t o m t lư ng r t l n ph ph m rơm r , (x p x 38 tri u t n/năm) ña ph n lư ng ph ph m b ñ t ñ ng ru ng sau thu ho ch xong ði u không ch gây lãng phí dinh dư ng rơm r mà cịn gây nhi m mơi trư ng khơng khí N u t n d ng ngu n rơm r v i nư c th i biogas (hi n đ ng b nơng h có b biogas x tr c ti p môi trư ng) ñ s n xu t phân h u cơ, s không ch ti t ki m chi phí đ u tư phân bón, mà cịn gi m thi u phát th i KNK so v i bón lo i phân chu ng (t l n hay trâu bò) Nguyên nhân phân chu ng sau ñư c lên men b biogas s cho nư c th i biogas ch a h p ch t h u ch m phân hu , ngu n nư c th i biogas sau bón cho Trư ng ð i H c Nơng Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VMBT12 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 27.32524 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 9.2994 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A 29.443 B B B B B B B 19.740 3 12.103 11.450 10.670 9.793 7.840 C C C C C C C C C Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 68 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VMBT20 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 23.42446 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 8.6101 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A 13.953 7.017 6.547 5.983 5.917 3 5.137 3.473 B B B B B B B B B B B Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 69 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VMBT21 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 7.361656 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 4.8268 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A 12.027 9.793 9.730 3 9.013 7.783 7.467 6.900 B B B B B B B B B B B Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 70 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VMBT22 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 4.758241 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 3.8806 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 10.523 10.020 9.680 3 8.387 8.087 8.023 7.697 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 71 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBL0 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 6.766049 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 4.6275 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 4.483 0.797 0.793 0.700 0.653 0.573 0.487 3 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 72 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBL1 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 0.662161 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 1.4476 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 1.3667 0.4500 0.3667 0.3433 3 0.2833 0.2167 0.0867 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 73 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBL2 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 0.408341 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 1.1368 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 0.8267 0.7133 0.7000 0.3567 0.2900 3 0.2833 0.1400 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 74 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT10 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 0.647737 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 1.4318 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 2.0700 1.7333 1.5433 1.3200 1.1633 1.0333 0.9533 3 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 75 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT11 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 0.917367 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 1.7039 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A A A A A A A A A A A A A 1.8467 1.3433 1.2633 1.2267 1.2000 0.9367 3 0.4233 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 76 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT12 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 6.674151 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 4.5959 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A 8.403 B B B B B B B B B B B 1.813 1.403 0.827 0.577 0.480 3 0.370 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 77 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT20 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 0.677778 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 1.4646 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A 10.3167 B B B 6.2567 3 5.2233 D D D D D 4.1733 4.0667 3.1400 1.9067 C C C C C E E E Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 78 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT21 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 12 Error Mean Square 19.74611 Critical Value of t 2.17881 Least Significant Difference 7.9052 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A 24.973 B B B B B B B B B 12.747 3 12.000 11.203 7.923 6.113 4.340 C C C C C C C C C Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 79 The SAS System 17:34 Friday, May 3, 2013 The GLM Procedure t Tests (LSD) for VXBT22 NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha Error Degrees of Freedom Error Mean Square Critical Value of t Least Significant Difference 0.05 12 13.1058 2.17881 6.4403 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N treatment A 24.900 B B B B B 16.947 3 15.373 15.170 D D D D D 10.360 9.213 5.567 C C C C C C C Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 80 The SAS System 17:34, Friday, May , 2013 The GLM Procedure Duncan's Multiple Range Test for NShatVM NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 18 Error Mean Square 22269.08 Number of Means Critical Range 221.7 232.6 239.5 244.3 247.7 250.4 Means with the same letter are not significantly different Duncan Grouping Mean A A A 5209.0 5029.8 4968.3 4940.3 4 4903.8 4836.3 4058.3 B B B B B B B B B C N treatment Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 81 The SAS System 17:34, Friday, May , 2013 The GLM Procedure Duncan's Multiple Range Test for NShatVX NOTE: This test controls the Type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom 18 Error Mean Square 84100.82 Number of Means Critical Range 430.8 452.0 465.4 474.7 481.5 486.6 Means with the same letter are not significantly different Duncan Grouping Mean A A A A A 6070.8 5892.8 4 5814.0 5583.3 B B B B B N treatment C C C C C 5284.3 5143.0 D 4327.3 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p 82 ... HOÀNG QUANG QUÂN NGHIÊN C U NH HƯ NG S D NG PHÂN H U CƠ ð N PHÁT TH I KHÍ METAN (CH4) TRÊN ð T CHUYÊN LÚA Xà LƯƠNG PHONG, HUY N HI P HỊA, KHỐ LU BN T T NGHI P T NH C GIANG ð tài: CHUYÊN NGÀNH: KHOA... lư ng phát th i KNK Vì th chúng tơi ti n hành th c hi n đ tài: Nghiên c u nh hư ng s d ng phân h u đ n phát th i khí metan (CH4) ñ t chuyên lúa xã Lương phong, Huy n Hi p Hòa, T nh B c Giang. .. t nghiên c u 2.2.3 nh hư ng c a bón phân h u đ n s phát th i khí CH4 đ t xám tr ng lúa nư c xã Lương Phong, huy n Hi p hòa, t nh B c Giang 2.2.4 nh hư ng c a bón phân h u đ n su t lúa ñ t nghiên