Luận án Nghiên cứu hiện trạng hữu cơ và biện pháp nâng cao khả năng cố định các bon trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG HỮU CƠ VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CỐ ĐỊNH CÁC BON TRONG ĐẤT CÁT BIỂN VÙNG BẮC TRUNG BỘ

Ngành:

Khoa học Đất

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu hiện trạng hữu cơ và các biện pháp nâng cao khả năng cố định cacbon trong đất cát biển vùng Bắc Trung Bộ, một khu vực có khoảng 215,3 nghìn ha đất cát biển chiếm 41% tổng diện tích đất cát biển cả nước. Đặc điểm của loại đất này là nghèo mùn, dinh dưỡng, khả năng trao đổi dung tích hấp thu (CEC) thấp (<10 cmolc/kg), khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng kém, dẫn đến khoáng hóa hữu cơ nhanh chóng và khó cải tạo.

Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu là đề xuất các giải pháp nâng cao độ phì nhiêu đất cát biển thông qua cải thiện chất và lượng hữu cơ, góp phần tăng hiệu quả sử dụng đất, năng suất trồng trọt, giảm phát thải khí nhà kính (KNK) và bảo vệ môi trường. Các mục tiêu cụ thể bao gồm đánh giá hiện trạng hữu cơ (cacbon tổng số và thành phần mùn), xác định mối quan hệ giữa cacbon tổng số với tính chất lý, hóa học của đất, lượng hóa khả năng tích lũy cacbon dưới các loại hình sử dụng đất, và đề xuất biện pháp canh tác cải thiện hữu cơ.

Kết quả nghiên cứu cho thấy các loại hình sử dụng đất chủ yếu là chuyên lúa và lúa-màu, với đất có nhiều hạn chế về thành phần cơ giới nhẹ và nghèo dinh dưỡng. Chất hữu cơ trong đất cát biển thường thấp, chất lượng kém và có đặc điểm của quá trình fulvat. Tuy nhiên, các bon hữu cơ trong đất có sự tích lũy ổn định hơn trên các kiểu sử dụng đất 2 vụ lúa và lúa-màu, với mối quan hệ chặt chẽ với hàm lượng sét, limon và CEC.

Nghiên cứu đã lượng hóa khả năng cố định cacbon. Sau 2 vụ canh tác, việc áp dụng các biện pháp tổng hợp như bón phân hữu cơ, than sinh học (TSH), phân vi sinh vật (HCVS) kết hợp giảm phân khoáng và biện pháp che phủ đã làm tăng đáng kể hàm lượng axit humic (từ 1,2 đến 1,44 lần) và cải thiện quá trình mùn hóa. Các giải pháp này cũng giúp cải thiện dinh dưỡng, tích lũy và nâng cao hàm lượng cacbon hữu cơ trong đất từ 9,8-24,9% so với canh tác truyền thống, đồng thời tăng năng suất lúa (12,62-21,03%) và lạc (9,6-40,2%).

Mô hình DNDC được ứng dụng để mô phỏng tốc độ suy giảm cacbon hữu cơ (SOC) và lượng phát thải KNK theo các kịch bản biến đổi khí hậu (RCP4.5 và RCP8.5). Các biện pháp kỹ thuật được đề xuất, đặc biệt là việc giảm 30% lượng phân khoáng kết hợp bón phân hữu cơ, TSH và HCVS, đã giảm được 22,8% tổng lượng phát thải KNK/năm/ha đối với đất chuyên lúa và 10,7% đối với đất chuyên màu, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn (lợi nhuận tăng 36,5% cho lúa và 50,3% cho lạc).