Mitigation of Nitrous Oxide and methane emissions from paddy field by nitrification inhibitors
Issued Date
2016
Copyright Date
2016
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xv, 124 leaves : ill.
Access Rights
open access
Rights
ผลงานนี้เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยมหิดล ขอสงวนไว้สำหรับเพื่อการศึกษาเท่านั้น ต้องอ้างอิงแหล่งที่มา ห้ามดัดแปลงเนื้อหา และห้ามนำไปใช้เพื่อการค้า
Rights Holder(s)
Mahidol University
Bibliographic Citation
Thesis (M.Sc. (Technology of Environmental Management))--Mahidol University, 2016
Suggested Citation
Sita Manitkoon Mitigation of Nitrous Oxide and methane emissions from paddy field by nitrification inhibitors. Thesis (M.Sc. (Technology of Environmental Management))--Mahidol University, 2016. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/20.500.14594/93280
Title
Mitigation of Nitrous Oxide and methane emissions from paddy field by nitrification inhibitors
Alternative Title(s)
การลดการปลดปล่อยไนตรัสออกไซด์และมีเทนจากนาข้าวด้วยสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่น
Author(s)
Abstract
Paddy fields have been found to emit a high amount of methane (CH4), while fertilizer application has positive correlation with nitrous oxide (N2O) emission. Nitrification inhibitors (NIs) can be applied to increase the capability of roots for nitrogen uptake from the soil. When the nitrification rate is reduced, N2O emission as by product is also decreased. The aim of this study is to reduce N2O and CH4 emission from experimental paddy plots by adding NIs, including (E)-ethyl3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (16F1), a synthesized compound based on the structure of biological NIs found in the root exudates of Sorghum bicolor and 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP), commercial NIs. The NIs treatments were compared to treatment without fertilizer and treatment containing only fertilizer. Rice cultivation was performed for wet-season 2013 according to good agricultural practices (GAP) and the rice cultivar was Khao Dawk Mali 105. Treatments containing fertilizer with 16F1 and fertilizer with DMPP had mean and standard error of the mean CH4 flux (341.26±25.74 and 349.98±24.48 mg m-2 day-1) and N2O flux (3.10±0.17 and 3.15±0.18 mg m-2 day-1) which were significantly different from treatment with only fertilizer (505.78±43.50 and 3.92±0.27 mg m-2 day-1) (p≤0.05). The Nis reduced CH4, as well as N2O emission, significantly up to 37.78 and 33.39 % as well as 16.45 and 10.65 %, respectively, when compared with treatment with only fertilizer. Regarding global warming potential (GWP), treatments containing fertilizer with 16F1 and DMPP had less capacity to cause global warming than treatment with only fertilizer at 36.34 and 31.85 %, respectively. The result of NIs effectiveness in paddy field in terms of yield found that grain dry weight in treatment containing fertilizer with 16F1 had the highest yield (5.78±0.47 ton ha-1), followed by treatment containing fertilizer with DMPP (4.84±0.24 ton ha-1), treatment containing only fertilizer (4.25±0.35 ton ha-1), and control treatment (3.68±0.24 ton ha-1). The application of NIs is an alternative approach to gain co-benefits for reducing greenhouse gas emissions, and simultaneously increasing nitrogen-use efficiency.
นาข้าวเป็นแหล่งปล่อยมีเทน (CH4) ที่สำคัญและการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนมีความสัมพันธ์กับการปลดปล่อยไนตรัสออกไซด์ (N2O) ในทางบวก การใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นมีประสิทธิภาพชะลอการเปลี่ยนรูปแอมโมเนียมเป็นไนตรท พืชจึงสามารถดูดซึมอนินทรียสารไนโตรเจนในดินได้มากขึ้น และการปลดปล่อย N2O ที่เป็นผลพลอยได้ระหว่างไนตริฟิเคชั่นลดลง การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลดการปลดปล่อย N2O และ CH4 จากนาข้าว ด้วยการใส่ปุ๋ยร่วมกับสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่น (E)-ethyl3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (รหัสสาร 16F1) ซึ่งปรับปรุงโครงสร้างทางเคมีจากสารชีวภาพยับยังไนตริฟิเคชั่นที่พบในนา เลี้ยงรากของข้าวฟ่าง (Sorghum bicolor) และสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเชิงการค้า 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) โดย เปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองควบคุมที่ไม่ใส่ปุ๋ยและใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ดำเนินการทดลองในสภาพนา ฤดูนาปี พ.ศ. 2556 ปลูกข้าวด้วยวิธีการเกษตรดีที่เหมาะสม (GAP) โดยใช้ข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 ผลการศึกษาพบว่า กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP มีอัตราเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ยการปลดปล่อย CH4 (341.26±25.74 และ349.98±24.48 mg m-2 day-1) และ N2O (3.10±0.17 และ 3.15±0.18 mg m-2 day-1) แตกต่างจากกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว (505.78±43.50 และ 3.92±0.27 mg m-2 day-1) ตามลำดับ (p≤0.05) ทั้งนี้การใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP ลดการปลดปล่อย CH4 กับ N2O สะสมได้ร้อยละ 37.78 และ 33.39 กับ 16.45 และ 10.65 เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียวตามลำดับ ด้านศักยภาพการทำ ให้เกิดภาวะโลกร้อน กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP มีค่า น้อยกว่ากรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ร้อยละ 36.34 และ 31.85 ตามลำดับ นอกจากนี้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นมีผลต่อความผันแปรของผลผลิตข้าว โดยกรรมวิธีทดลองที่ใช้ปุ๋ยร่วมกับ 16F1 มีค่าเฉลี่ยผลผลิตข้าวสูงสุด คือ 5.78±0.47 ton ha-1 รองลงมาคือ กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับ DMPP, ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว, และไม่ใส่ปุ๋ย 4.84±0.24, 4.25±0.35 และ 3.68±0.24 ton ha-1 ตามลำดับ การประยุกต์สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเป็นทางเลือกหนึ่งที่ให้ผลประโยชน์ร่วมในการลดการปล่อยก๊าชเรือนกระจก และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนไปพร้อมกัน
นาข้าวเป็นแหล่งปล่อยมีเทน (CH4) ที่สำคัญและการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนมีความสัมพันธ์กับการปลดปล่อยไนตรัสออกไซด์ (N2O) ในทางบวก การใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นมีประสิทธิภาพชะลอการเปลี่ยนรูปแอมโมเนียมเป็นไนตรท พืชจึงสามารถดูดซึมอนินทรียสารไนโตรเจนในดินได้มากขึ้น และการปลดปล่อย N2O ที่เป็นผลพลอยได้ระหว่างไนตริฟิเคชั่นลดลง การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลดการปลดปล่อย N2O และ CH4 จากนาข้าว ด้วยการใส่ปุ๋ยร่วมกับสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่น (E)-ethyl3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (รหัสสาร 16F1) ซึ่งปรับปรุงโครงสร้างทางเคมีจากสารชีวภาพยับยังไนตริฟิเคชั่นที่พบในนา เลี้ยงรากของข้าวฟ่าง (Sorghum bicolor) และสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเชิงการค้า 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) โดย เปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองควบคุมที่ไม่ใส่ปุ๋ยและใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ดำเนินการทดลองในสภาพนา ฤดูนาปี พ.ศ. 2556 ปลูกข้าวด้วยวิธีการเกษตรดีที่เหมาะสม (GAP) โดยใช้ข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 ผลการศึกษาพบว่า กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP มีอัตราเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ยการปลดปล่อย CH4 (341.26±25.74 และ349.98±24.48 mg m-2 day-1) และ N2O (3.10±0.17 และ 3.15±0.18 mg m-2 day-1) แตกต่างจากกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว (505.78±43.50 และ 3.92±0.27 mg m-2 day-1) ตามลำดับ (p≤0.05) ทั้งนี้การใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP ลดการปลดปล่อย CH4 กับ N2O สะสมได้ร้อยละ 37.78 และ 33.39 กับ 16.45 และ 10.65 เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียวตามลำดับ ด้านศักยภาพการทำ ให้เกิดภาวะโลกร้อน กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับสาร 16F1 และ DMPP มีค่า น้อยกว่ากรรมวิธีที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ร้อยละ 36.34 และ 31.85 ตามลำดับ นอกจากนี้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นมีผลต่อความผันแปรของผลผลิตข้าว โดยกรรมวิธีทดลองที่ใช้ปุ๋ยร่วมกับ 16F1 มีค่าเฉลี่ยผลผลิตข้าวสูงสุด คือ 5.78±0.47 ton ha-1 รองลงมาคือ กรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยร่วมกับ DMPP, ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว, และไม่ใส่ปุ๋ย 4.84±0.24, 4.25±0.35 และ 3.68±0.24 ton ha-1 ตามลำดับ การประยุกต์สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเป็นทางเลือกหนึ่งที่ให้ผลประโยชน์ร่วมในการลดการปล่อยก๊าชเรือนกระจก และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนไปพร้อมกัน
Description
Technology of Environmental Management (Mahidol University 2016)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's degree
Degree Department
Faculty of Environment and Resource Studies
Degree Discipline
Technology of Environmental Management
Degree Grantor(s)
Mahidol University