Than sinh học có đặc tính vật liệu phụ thuộc vào phương pháp nhiệt phân và thành phần hóa học
của nguyên liệu ban đầu. Trong nghiên cứu này, than sinh học được sản xuất từ bếp khí hóa
TLUD (Top-lit updraft) ở nhiệt độ 550oC. Các thông số cơ bản của than sinh học từ trấu (RB) là
pH 10,15 ± 0,03, độ dẫn diện EC 0,44 ± 0,02 mS/cm, độ tro 56,81% và than sinh học từ vỏ cà
phê (CB) là pH 11,74 ± 0,22, độ dẫn điện EC 2,25 ± 0,27 mS/cm, độ tro 17,58%. Nhiều công
trình đã xác định trong than sinh học có thể chứa các loại hợp chất như crystalline silica, dioxyn,
polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs), hợp chất vòng thơm, kim loại nặng dẫn đến gây ảnh
hưởng không tốt cho cây trồng, vi sinh vật và sức khỏe con người. Do vậy, nghiên cứu này được
thiết kế nhằm kiểm tra mức độ ảnh hưởng của than sinh học và dịch rửa từ than đến sự nảy mầm
của các loại hạt giống phổ biến như lúa Oryza sativa, cải xanh Brassica juncea, đậu xanh Vigna
radiata, cà chua Solanum lycopersicum và bắp Zea mays dùng làm mô hình đánh giá độc tính ở
điều kiện in vitro. Than sinh học từ trấu không gây ảnh hưởng đến sự nảy mầm của lúa (GI
97,60%), ức chế không đáng kể sự nảy mầm của đậu xanh và bắp, ảnh hưởng bất lợi đến sự nảy
mầm của cải xanh và cà chua khi gieo trực tiếp hạt trên nền than. Than sinh học từ vỏ cà phê nếu
chưa được xử lý bằng nước sẽ gây ức chế mạnh sự nảy mầm của các loại hạt giống (GI <50).
Trong trường hợp gieo hạt trên nền dịch chiết từ than sinh học của trấu và vỏ cà phê thì hệ số nảy
mầm của các loại hạt giống đạt trên 80%, hạt giống phát triển bình thường và không bị ức chế
như trên nền than sinh học. Việc này cho thấy than sinh học sau khi được khí hóa cần thiết phải
có một số bước xử lý phù hợp để giảm thiểu các tác động không mong muốn đối với cây trồng và
hệ sinh thái.
10 trang |
Chia sẻ: Thục Anh | Lượt xem: 295 | Lượt tải: 0
Nội dung tài liệu Ảnh hưởng của than sinh học đến sự nảy mầm của Oryza sativa, Brassica juncea, Vigna radiata, Solanum lycopersicum và Zea mays, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
mức 5% qua phép thử Duncan.
Bảng 5: Ảnh hưởng của dịch rửa than sinh học từ trấu và vỏ cà phê đến tỷ lệ nảy mầm (FGP),
tổng chiều dài rễ (RL) và hệ số nảy mầm của hạt (GI)
Hạt giống
Than sinh học
Oryza sativa (OS) Brassica juncea (BJ) Vigna radiata (VR) Solanum lycopersicum
(SL)
Zea mays (ZM)
FGP
(%)
RL
(cm)
GI
(%)
FGP
(%)
RL
(cm)
GI
(%)
FGP
(%)
RL
(cm)
GI
(%)
FGP
(%)
RL
(cm)
GI
(%)
FGP
(%)
RL
(cm)
GI
(%)
Đối
chứng
Nước
cất
66,67b 67,00 - 96,67 39,20bcde - 95,00abc 55,67ab - 95,00 93,07 - 93,33ab 99,60 -
Dịch
rửa từ
than
sinh
học trấu
(RBS)
RBS-1 76,67ab 77,63 133,29 98,33 47,00abcd 122,21 88,33c 50,43ab 84,58 96,67 113,73 124,77 96,67ab 91,37 95,19
RBS-2 73,33ab 82,93 136,21 86,67 53,73abc 123,68 96,67ab 67,03a 122,00 98,33 125,17 139,73 95,00ab 91,97 93,98
RBS-3 81,67ab 95,30 178,68 91,67 59,47a 146,57 98,33a 62,83ab 116,91 93,33 100,77 105,39 93,33ab 94,90 95,50
RBS-4 85,00a 92,87 176,72 98,33 56,97abc 148,11 100,00a 57,87ab 109,42 98,33 117,90 131,37 96,67ab 96,57 100,37
RBS-5 78,33ab 84,53 147,48 91,67 57,63ab 142,76 90,00bc 53,30ab 90,81 95,00 103,43 111,14 93,33ab 92,67 93,06
Dịch
rửa từ
than
sinh
học vỏ
cà phê
(CBS)
CBS-1 71,67ab 71,07 113,68 96,67 21,63e 55,12 95,00abc 45,73b 82,16 96,67 79,30 87,08 100,00a 103,30 111,12
CBS-2 68,33ab 66,57 109,63 100,00 37,67cde 99,40 100,00a 66,47a 125,69 98,33 119,17 132,41 95,00ab 102,87 105,82
CBS-3 76,67ab 76,07 132,00 95,00 29,60de 75,80 95,00abc 57,10ab 102,88 96,67 100,30 110,14 90,00b 95,93 93,13
CBS-4 80,00ab 86,33 154,63 96,67 40,92abcd 105,14 95,00abc 51,27ab 92,75 96,67 91,00 99,82 98,33a 116,07 122,88
CBS-5 78,33ab 87,03 153,39 93,33 48,20abcd 118,51 96,67ab 59,60ab 108,85 96,67 84,53 92,45 93,33ab 94,97 95,11
CV (%) 12,22 21,65 - 7,44 22,97 - 3,97 15,54 - 3,49 24,48 - 4,30 15,16 -
p-value 0,4133 0,5118 - 0,5489 0,0023 - 0,0215 0,1389 - 0,7536 0,4250 - 0,2441 0,7182 -
Các giá trị trung bình trong cùng một cột có mẫu tự theo sau giống nhau thì không khác biệt có ý
nghĩa thống kê ở mức 5% qua phép thử Duncan.
Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
67
KẾT LUẬN
Than sinh học chưa qua xử lý không thích hợp làm giá thể ươm cây cũng như áp dụng vào đất
mà cần trải qua quá trình hoạt hóa phù hợp bằng tác nhân vi sinh vật nhằm chuyển hóa các hợp
chất hữu cơ sau quá trình nhiệt phân thành những dạng đơn giản, giúp cây trồng dễ hấp thu
(Garnett và cs., 2004; Hille và Den Ouden, 2005; Schulz và cs., 2013). Đối với dịch rửa từ than
sinh học chưa qua xử lý thì hoàn toàn không gây ảnh hưởng bất lợi mà còn có tác động tích cực
đến sự nảy mầm của các loại hạt giống đại diện cho nhóm cây trồng ngắn ngày phổ biến ở Việt
Nam như cải xanh, lúa, đậu xanh, bắp và cà chua. Qua công trình này, nhóm nghiên cứu đề
nghị đưa hệ số nảy mầm (GI) như một tiêu chuẩn định lượng về mức độ an toàn của than sinh
học để giúp người canh tác chọn lựa được các dòng sản phẩm than sinh học đã qua quá trình xử
lý, hoạt hóa thay vì dùng trực tiếp than sinh học chưa qua xử lý có thể gây tác động không
mong muốn lên năng suất cây trồng, dẫn đến việc khi ứng dụng than sinh học gặp nhiều khó
khăn khi triển khai trong thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Borchard, N., Siemens, J., Ladd, B., Möller, A., & Amelung, W. (2014). Application of
biochars to sandy and silty soil failed to increase maize yield under common agricultural
practice. Soil and Tillage Research, 144, 184-194.
[2] Djavanshir, K., & Pourbeik, H. (1976). Germination value – a new formula. Silvae
genetica, 25(2), 79-83.
[3] Dume, B., Berecha, G., & Tulu, S. (2015). Characterization of biochar produced at different
temperatures and its effect on acidic nitosol of Jimma, southwest Ethiopia. International
Journal of Soil Science, 10(2), 63-73.
[4] Garnett, E., Jonsson, L. M., Dighton, J., & Murnen, K. (2004). Control of pitch pine seed
germination and initial growth exerted by leaf litters and polyphenolic compounds. Biology
and fertility of soils, 40(6), 421-426.
[5] Gascó, G., Cely, P., Paz-Ferreiro, J., Plaza, C., & Méndez, A. (2016). Relation between
biochar properties and effects on seed germination and plant development. Biological
Agriculture & Horticulture, 32(4), 237-247
[6] Gaskin, J. W., Steiner, C., Harris, K., Das, K. C., & Bibens, B. (2008). Effect of low-
temperature pyrolysis conditions on biochar for agricultural use. Transactions of the
ASABE, 51(6), 2061-2069.
[7] Hale, S. E., Lehmann, J., Rutherford, D., Zimmerman, A. R., Bachmann, R. T.,
Shitumbanuma, V., ... & Cornelissen, G. (2012). Quantifying the total and bioavailable
polycyclic aromatic hydrocarbons and dioxyns in biochars. Environmental science &
technology, 46(5), 2830-2838.
[8] Halvorson, J. J., Gonzalez, J. M., & Hagerman, A. E. (2011). Repeated applications of
tannins and related phenolic compounds are retained by soil and affect cation exchange
capacity. Soil Biology and Biochemistry, 43(6), 1139-1147.
Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018
68
[9] Hille, M., & Den Ouden, J. (2005). Charcoal and activated carbon as adsorbate of
phytotoxyc compounds–a comparative study. Oikos, 108(1), 202-207.
[10] Houben, D., Sonnet, P., & Cornelis, J. T. (2014). Biochar from Miscanthus: a potential
silicon fertilizer. Plant and soil, 374(1-2), 871-882.
[11] Jindo, K., Mizumoto, H., Sawada, Y., Sanchez-Monedero, M. A., & Sonoki, T. (2014).
Physical and chemical characterization of biochars derived from different agricultural
residues. Biogeosciences, 11(23), 6613-6621.
[12] Kader, M. A. (2005). A comparison of seed germination calculation formulae and the
associated interpretation of resulting data. Journal & Proceedings of the Royal Society of
New South Wales, 136, 65-75.
[13] Kammann, C. I., Schmidt, H. P., Messerschmidt, N., Linsel, S., Steffens, D., Müller, C., ...
& Joseph, S. (2015). Plant growth improvement mediated by nitrate capture in co-
composted biochar. Scientific reports, 5, 11080.
[14] Lehmann, J., & Joseph, S. (Eds). (2009). Biochar for environmental management: Science
and Technology. Routledge.
[15] Lehmann, J., & Joseph, S. (Eds). (2015). Biochar for environmental management: Science
Technology and Implementation. Routledge.
[16] Olivier, P. (2012). TLUD Gasifier in Vietnam.
[17] Pratiwi, E. P. A., & Shinogi, Y. (2016). Rice husk biochar application to paddy soil and its
effects on soil physical properties, plant growth, and methane emission. Paddy and water
environment, 14(4), 521-532.
[18] Rajalakshmi, A. G., Kumar, S. K., Bharathi, C. D., Karthika, R., DivyaVisalakshi, K.,
Meera, R., & Mohanapriya, S. (2015). Effect of biochar in seed germination in vitro
study. International Journal of Biosciences and Nanosciences, 2, 132-6.
[19] Reyes, O., Kaal, J., Arán, D., Gago, R., Bernal, J., García-Duro, J., & Basanta, M. (2015).
The effects of ash and black carbon (biochar) on germination of different tree species. Fire
Ecology, 11, 119-133.
[20] Schulz, H., Dunst, G., & Glaser, B. (2013). Positive effects of composted biochar on plant
growth and soil fertility. Agronomy for sustainable development, 33(4), 817-827.
[21] Sohi, S. P., Krull, E., Lopez-Capel, E., & Bol, R. (2010). A review of biochar and its use
and function in soil. In Advances in agronomy (Vol. 105, pp. 47-82). Academic Press
[22] Solaiman, Z. M., Murphy, D. V., Abbott, L. K. (2012). Biochars influence seed
germination and early growth of seedlings. Plant Soil, 353, 273-287.
[23] Taek–Keun, O. H., Shinogi, Y., Chikushi, J., Yong–Hwan, L. E. E., & Choi, B. (2012).
Effect of aqueous extract of biochar on germination and seedling growth of lettuce (Lactuca
sativa L.). J. Fac. Agr., Kyushu Univ, 57(1), 55-60.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
anh_huong_cua_than_sinh_hoc_den_su_nay_mam_cua_oryza_sativa.pdf