ผลของการใช้ถ่านชีวภาพเป็นวัสดุปรับปรุงดิน และลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก ภายใต้ระบบการปลูกข้าว

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการใช้ถ่านชีวภาพเป็นวัสดุปรับปรุงดินและลดการปลดปล่อยก๊าซมีเทน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการปลูกข้าว ภายใต้ระบบการปลูกข้าวแบบขัง และแบบเปียกสลับแห้ง ในเนื้อดินร่วนเหนียวปนทราย เนื้อดินทรายปนร่วน ที่มีการใส่ปุ๋ยเคมีร่วมกับถ่านชีวภาพ วางแผนการทดลอง แบบ 2x2x4 Factorial in RCBD จำนวน 4 ซ้ำ ประกอบด้วย 2 การทดลอง ซึ่งการทดลองที่ 1 ศึกษาการปลดปล่อยก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากดินปลูกข้าว สมบัติทางเคมีของดิน รวมถึงการเจริญเติบโตของต้นข้าว พบว่าการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งมีผลทำให้การปลดปล่อยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำกว่าการจัดการน้ำแบบขังน้ำ และการปลดปล่อยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ในระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งในเนื้อดินร่วนเหนียวปนทรายที่มีการใช้ปุ๋ยเคมีร่วมกับถ่านชีวภาพ 100% ของข้าวระยะสุกแก่ มีค่าต่ำที่สุด 0.11 gCH4m-2d-1 และ 1.14 gCO2m-2d-1 ตามลำดับ ซึ่งมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ ส่วนสมบัติทางเคมีของดิน เมื่อมีการใส่ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมีตามค่าวิเคราะห์ดินจะมีผลทำให้ปริมาณธาตุอาหารในดินมีค่าสูงที่สุด และค่าความเป็นกรด - ด่าง ของดินเหมาะสมต่อการผลิตข้าว ส่วนการเจริญเติบโตของต้นข้าวพบว่าในระบบการจัดการน้ำแบบขังน้ำเนื้อดินร่วนเหนียวปนทรายที่มีการใส่ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมีจะมีค่าน้ำหนักต้น น้ำหนักรากข้าว น้ำหนักรวง และความสูงของต้นข้าวสูงกว่าระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้ง แต่เมื่อพิจารณาเฉพาะระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งจะพบว่าตำรับที่มีการใส่ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมีตามค่าวิเคราะห์ดินจะมีค่าสูงกว่าตำรับที่ไม่ใส่ถ่านชีวภาพ ส่วนการทดลองที่ 2 ศึกษาการปลดปล่อยก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากดินปลูกข้าว ในระยะข้าวแตกกอ ระยะข้าวตั้งท้อง ระยะข้าวออกดอก และระยะน้ำนมของข้าว รวมถึงการเจริญเติบโตทางด้านความสูง พบว่าในระยะข้าวตั้งท้อง ดินปลูกข้าวที่มีการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งเนื้อดินร่วนเหนียวปนทรายที่มีการใส่ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมี 100% มีการปลดปล่อยมีเทนออกมาต่ำที่สุดมีค่า 0.6 gCH4m-2d-1 ส่วนการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่าในระยะข้าวตั้งท้องที่มีระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งของเนื้อดินทรายปนร่วนที่มีการใส่ปุ๋ยเคมีร่วมกับถ่านชีวภาพ 100% มีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาต่ำที่สุดมีค่า 1.05 gCO2m-2d-1 และปลดปล่อยสูงที่สุดในระยะออกดอกในตำรับที่มีการใส่ปุ๋ยเคมีเพียงอย่างเดียว มีค่า 51.73 gCO2m-2d-1 ส่วนการเจริญเติบโตด้านความสูงพบว่า ต้นข้าวที่ปลูกในระบบการจัดการน้ำแบบขังน้ำที่อายุ 20, 60 และ 80 วัน จะมีความสูงมากกว่าระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้ง แต่ไม่มีความแตกต่างกันทางสถิติ และความสูงของต้นข้าวที่ปลูกในเนื้อดินร่วนเหนียวปนทรายทุกช่วงอายุจะมีความสูงมากกว่าเนื้อดินทรายปนร่วน ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ อีกทั้งเมื่อพิจารณาตำรับทดลอง พบว่า ตำรับที่มีการใส่ปุ๋ยเคมีร่วมกับถ่านชีวภาพอัตรา 100% จะมีความสูงสูงกว่าตำรับที่ใส่ปุ๋ยเคมีเพียงอย่างเดียวและตำรับที่ไม่ใส่ปุ๋ยเคมีและถ่านชีวภาพ ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ จึงสรุปได้ว่าการใช้ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมีตามค่าวิเคราะห์ดินภายใต้ระบบการจัดการน้ำแบบเปียกสลับแห้งสามารถลดการปลดปล่อยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์จากดินที่ปลูกข้าว และยังสามารถใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดินเพื่อเพิ่มความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหารในดินปลูกข้าวได้ โดยเนื้อดิน ระบบการจัดการน้ำ การใช้ถ่านชีวภาพร่วมกับปุ๋ยเคมีส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสมบัติของดิน การเจริญเติบโตของต้นข้าว รวมถึงการปลดปล่อยก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเราสามารถใช้เป็นแนวทางในการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลสภาพภูมิอากาศได้