Tác giả

Trần Thị Anh Thư 1* , Nguyễn Thành Hưng 2

Đơn vị công tác

1 Khoa Khoa học quản lý, Trường Đại học Thủ Dầu Một; thutta@tdmu.edu.vn

2 Khoa Công nghệ sinh học, Trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh; hung.ngt@ou.edu.vn

*Tác giả liên hệ: thutta@tdmu.edu.vn; Tel.: +84–772634276

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của than sinh học vỏ trấu (RB) kết hợp với rơm rạ (RS) trong việc giảm hấp thu đồng (Cu) lên cây cải thìa bởi sự thay đổi tính linh động của Cu trong đất. Các thông số tăng trưởng của cây, nồng độ Cu trong cây, hệ số chuyển vị TFs, sự thay đổi hệ số linh động MF được xác định. Kết quả cho thấy RB làm giảm hấp thu Cu lên thân cây cải thìa. Trong đất ô nhiễm (Cu 200 mg/kg), hàm lượng RB trung bình (2%) là thích hợp nhất để giảm nồng độ Cu trong thân và thúc đẩy tăng trưởng của cây. Đất không bị ô nhiễm (Cu 50 mg/kg), hàm lượng RB thấp (1%) là phù hợp nhất để cải thiện tăng trưởng của cây. Việc kết hợp RS (20 g/kg ) với RB giảm hấp thu Cu lên cây và thúc đẩy tăng trưởng của cây tốt hơn so với chỉ bổ sung RB. Than sinh học RB kết hợp rơm rạ RS làm giảm sự chuyển vị Cu từ rễ đến thân. Ngoài ra, mối tương quan tốt giữa MF với nồng độ Cu trong thân cho thấy rằng MF để dự đoán sinh khả dụng Cu trong đất.

Từ khóa

Than sinh học; Đồng; Sinh khả dụng; Hệ số linh động; Cải thìa.

Trích dẫn bài báo

Thư, T.T.A.; Hưng, N.T. Ảnh hưởng của than sinh học từ vỏ trấu kết hợp với rơm rạ trong việc giảm tích lũy đồng ở cây cải thìa. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2024, 767, 66-78.

Tài liệu tham khảo

1. Saravu, K.; Jose, J.; Bhat, M.N.; Jimmy, B.; Shastry, B.A. Acute ingestion of copper sulphate: A review on its clinical manifestations and management. India J. Crit. Care Med. 2007, 11(2), 74–80.

2. Asati, A.; Pichhode, M.; Nikhil, K. Effect of heavy metals on plants: an overview. Int. J. Appl. Innov. Eng. Manage. 2016, 5, 2319–4847.

3. Norini, M.P.; Thouin, H.; Miard, F.; Battaglia-Brunet, F.; Gautret, P.; Guegan, R.; Forestier, L.L.; Morabito, D.; Bourgerie, S.; MotelicaHeino, M. Mobility of Pb, Zn, Ba, As and Cd toward soil pore water and plants (willow and ryegrass) from a mine soil amended with biochar. J. Environ. Manag. 2019, 232, 117–130.

4. Hamid, Y.; Tang, L.; Yaseen, M.; Hussain, B.; Zehra, A.; Aziz, M.Z.; He, Z.L.; Yang, X. Comparative efficacy of organic and inorganic amendments for cadmium and lead immobilization in contaminated soil under rice-wheat cropping system. Chemosphere 2019, 214, 259–268.

5. Kaur, R.; Bhatti, S.S.; Singh, S.; Singh, J.; Singh. S. Phytoremediation of heavy metals using cotton plant: a field analysis. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2018, 101, 637–643.

6. Beiyuan, J.; Tsang, D.C.; Ok, Y.S.; Zhang, W.; Yang, X.; Baek, K.; Li, X.D. Integrating EDDS enhanced washing with low-cost stabilization of metal-contaminated soil from an ewaste recycling site. Chemosphere 2016, 159, 426–432.

7. Mailakeba, C.D.; Rajashekhar Rao, B.K. Biochar application does not improve the biochemical properties of Ni contaminated soil. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2020, 105, 633–638.

8. Lwin, C.S.; Seo, B.H.; Kim, H.U.; Owens, G.; Kim, K.R. Application of soil amendments to contaminated soils for heavy metal immobilization and improved soil quality-a critical review. Soil Sci. Plant Nutr. 2018, 64(2), 156–167.

9. Sorrenti, G.; Ventura, M.; Toselli, M. Effect of biochar on nutrient retention and nectarine tree performance: a three-year field study. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2016, 179, 336–346.

10. Wang, Y.Y.; Ji, H.Y.; Lyu, H.H.; Liu, Y.X.; He, L.L.; You, L.C.; Zhou, C.H.; Yang, S.M. Simultaneous alleviation of Sb and Cd availability in contaminated soil and accumulation in Lolium multiflorum Lam. after amendment with Fe-Mn-modified biochar. J. Clean Prod. 2019, 231, 556–564.

11. Lu, S.J.; Teng, Y.G.; Wang, Y.Y.; Wu, J.; Wang, J.S. Research on the ecological risk of heavy metals in the soil around a Pb-Zn mine in the Huize County, China. Chin. J. Geochem. 2015, 34(2), 540–549.

12. Lasota, J.; Błonska, E.; Lyszczarz, S.; Tibbett, M. Forest humus type governs heavy metal accumulation in specific organic matter fractions. Water Air Soil Pollut. 2020, 231, 80.

13. Wierzbowska, J.; Kovačik, P.; Sienkiewicz, S.; Krzebietke, S.; Bowszys, T. Determination of heavy metals and their availability to plants in soil fertilized with different waste substances. Environ. Monit. Assess. 2018, 190(10), 567.

14. Chivenge, P.; Rubianes, F.; Duong, V.C. Rice straw incorporation influences nutrient cycling and soil organic matter. Sustainable Rice Straw Manage. 2020, 131–144.

15. Weng, L.P.; Temminghoff, E.J.M.; Lofts, S.; Tipping, E.; Van Riemsdijk, W.H. Complexation with dissolved organic matter and solubility control of heavy metals in a sandy soil. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 4804–4810.

16. Alvim Farraz, M.C.M.; Lourenco, J.C.N. The influence of organic matter content of contaminated soils on the leaching rate of heavy metals. Environ. Prog. 2000, 19, 53–58.

17. Warne, M.S.J.; Heemsbergen, D.; Mclaughlin, M.; Bell, M.; Broos, K.; Whatmuff, M.; Barry, G.; Nash, D.; Pritchard, D.; Penney, N. Models for the field-based toxicity of copper and zinc salts to wheat in 11 Australian soils and comparison to laboratory-based models. Environ. Pollut. 2008, 156, 707–714.

18. Zhao, K.L.; Fu, W.J.; Ye, Z.Q.; Zhang, C.S. Contamination and spatial variation of heavy metals in the soil-rice system in Nanxun County, Southeastern China. Int. J. Environ. Res. Publ. Health. 2015, 12, 1577–1594.

19. Bao, S.D. Method of Soil Chemistry Analysis. Chin. Agric. Sci. Technol. Press. 2000, 373–375. (In Chinese)

20. Cruz, F.J.R.; da Cruz Ferreira, R.L.; Conceicao, S.S.; Lima, E.U.; de Oliveira Neto, C.F.; Galvão, J.R.; da Cunha Lopes, S.; de Jesus Matos Viegas, I. Copper toxicity in plants: nutritional, physiological, and biochemical aspects. Kimatu JN (ed) Advances in plant defense mechanisms, 2022.

21. Hu, B.; Liang, D.L.; Liu, J.J.; Lei, L.M.; Yu, D.S. Transformation of heavy metal fractions on soil urease and nitrate reductase activities in copper and selenium co-contaminated soil. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2014, 110, 41–48.

22. Tessier, A.; Campbell, P.; Bisson, M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal. Chem. 1979, 51, 844–851.

23. Baruah, N.K.; Kotoky, P.; Bhattacharyya, K.G.; Borah, G.C. Metal speciation in Jhanji river sediments. Sci. Total Environ. 1996, 193, 1–12.

24. Beckers, F.; Awad, Y.M.; Beiyuan, J.; Abrigata, J.; Mothes, S.; Tsang, D.C.W.; Ok, Y.S.; Rinklebe, J. Impact of biochar on mobilization, methylation, and ethylation of mercury under dynamic redox conditions in a contaminated floodplain soil. Environ. Int. 2019, 127, 276–290.

25. Rinklebe, J.; Shaheen, S.M.; El-Naggar, A.; Wang, H.; Du Laing, G.; Alessi, D.S.; Sik Ok, Y. Redox-induced mobilization of Ag, Sb, Sn, and Tl in the dissolved, colloidal and solid phase of a biochar-treated and un-treated mining soil. Environ. Int. 2020, 140, 105754.

26. Zhang, Y.F.; Wang, J.M.; Feng, Y. The effects of biochar addition on soil physicochemical properties: A review. Catena 2021, 202, 105284.

27. Chen, C.; Liao, M. Research progress on the remediation of soils contaminated by heavy metals. Trace Elem. Sci. 2004, 11(10), 1–8.

28. Zhang, X.K.; Wang, H.L.; He, L.Z.; Lu, K.P.; Sarmah, A.; Li, J.W.; Bolan, N.S.; Pei, J.C.; Huang, H.G. Using biochar for remediation of soils contaminated with heavy metals and organic pollutants. Environ. Sci. Pollut. Res. 2013, 20, 8472–8483.

29. Zhou, D.; Ghosf, S.; Zhang, D.; Liang, N.; Dong, X.; Wu, M.; Pan, B. Role of ash content in biochar for copper immobilization. Environ. Eng. Sci. 2016, 33, 962–969.

30. Cui, Y.S.; Du, X.; Weng, L.P.; Zhu, Y.G. Effects of rice straw on the speciation of cadmium (Cd) and copper (Cu) in soils. Geoderma. 2008, 146(1–2), 370–377.

31. Wang, Y.Y.; Zheng, K.X.; Zhan, W.H.; Huang, L.Y.; Liu, Y.D.; Li, T.; Yang, Z.H.; Liao, Q.; Chen, R.H.; Zhang, C.S. Highly effective stabilization of Cd and Cu in two different soils and improvement of soil properties by multiple-modified biochar. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021, 207, 111294.

32. Nejad, Z.D.; Jung, M.C. The effects of biochar and inorganic amendments on soil remediation in the presence of hyperaccumulator plant. Int. J. Energy Environ. Eng. 2017, 8, 317–329.

33. Wang, Y.Y.; You, L.C.; Lyu, H.H.; Liu, Y.X.; He, L.L.; Hu, Y.D.; Luo, F.C.; Yang, S.M. Role of biochar-mineral composite amendment on the immobilization of heavy metals for Brassica chinensis from naturally contaminated soil. Environ. Technol. Innov. 2022, 28, 102622.

34. Seregin, I.V.; Kozhevnikova, A.D. Physiological role of nickel and its toxic effects on higher plants. Russ. J. Plant Physiol. 2006, 53, 257–277.

35. Lin, M.Z.; Jin, M.F. Soil Cu contamination destroys the photosynthetic systems and hampers the growth of green vegetables. Photosynthetica 2018, 56, 1336–1345.

36. Awad, M.; Liu, Z.; Skalicky, M.; Dessoky, E.S.; Brestic, M.; Mbarki, S.; Rastogi, A.; El Sabagh, A. Fractionation of heavy metals in multi-contaminated soil treated with biochar using the sequential extraction procedure. Biomolecules 2021, 11(3), 448.

37. Almaroai, Y.A.; Eissa, M.A. Effect of biochar on yield and quality of tomato grown on a metal contaminated soil. Sci. Hortic. 2020, 265, 109210.

38. Bashir, S.; Rehman, M.; Yousaf, M.; Salam, A.; Gulshan, A.B.; Iqbal, J.; Aziz, I.; Azeem, M.; Rukh, S.; Asghar, R.M.A. Comparative efficiency of wheat straw and sugarcane bagasse biochar reduces the cadmium bioavailability to spinach and enhances the microbial activity in contaminated soil. Int. J. Phytorem. 2019, 21, 1098–1103.

39. Xu, P.; Sun, C.X.; Ye, X.Z.; Xiao, W.D.; Zhang, Q.; Wang, Q. The effect of biochar and crop straws on heavy metal bioavailability and plant accumulation in a Cd and Pb polluted soil. Ecotox. Environ. Saf. 2016, 132, 94–100.

40. Sayyadian, K.; Moezzi, A.; Gholami, A.; Panahpour, E.; Mohsenifar, K. Effect of biochar on cadmium, nickel and lead uptake and translocation in maize irrigated with heavy metal contaminated water. Appl. Ecol. Environ. Res. 2019, 17(1), 969–982.

41. Kocsis, T.; Kotroczo, Z.; Kardos, L.; Biro, B. Optimization of increasing biochar doses with soil–plant–microbial functioning and nutrient uptake of maize. Environ. Technol. Innov. 2020, 2, 101191.

42. Wang, D.D.; Li, H.X.; Hu, F.; Wang, X. Role of earthworm-straw interactions on phytoremediation of Cu contaminated soil by ryegrass. Acta Ecol. Sin. 2007, 27(4), 1292–1299.