Mitigation of Nitrogen leaching from paddy rice field with Nitrification inhibitors and water management
3
Issued Date
2024
Copyright Date
2017
Resource Type
Language
eng
File Type
application/pdf
No. of Pages/File Size
xviii, 182 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, 2017
Suggested Citation
Nisachon Ruangsom Mitigation of Nitrogen leaching from paddy rice field with Nitrification inhibitors and water management. Thesis (M.Sc. (Technology of Environmental Management))--Mahidol University, 2017. Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/92472
Title
Mitigation of Nitrogen leaching from paddy rice field with Nitrification inhibitors and water management
Alternative Title(s)
การบรรเทาการชะล้างไนโตรเจนจากนาข้าวด้วยสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นและการจัดการน้ำ
Author(s)
Advisor(s)
Abstract
The leaching of ammonium and nitrate from paddy field can lead to water pollution, indirect N2O emission and reduce nitrogen use efficiency. To solve these problems, the study investigated the efficiency of commercial nitrification inhibitor (NI), 3,4-Dimethylpyra-zole phosphate (DMPP) and bioactive NI, (E)-methyl 3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (16F1) that applied along with fertilizer under different water management schemes. During 2013 and 2014 crop seasons, both NIs were found to enhance ammonium retention in root zone at 5, 20 and 40 cm depth under continuous flooding (CF) as well as mid-season drainage (MSD) water management (p<0.05), which allowed the rice to absorb the nutrient and grow effectively. At 60-cm depth below the rice rhizosphere zone, the paddy field with CF water management at rice age 0-132 DAT and using F+16F1 treatment had the lowest ammonium lost from the system, in which the ammonium leaching were reduced by 27.89% and 31.25% in 2013 and 2014 when compared to the fertilizer only treatment, respectively (p<0.05). For the paddy field with MSD water management at rice age 68-78 DAT, the F+16F1 and F+DMPP treatments had the lowest ammonium lost from the system, in which the ammonium leaching were reduced by 29.41% and 86.36%, respectively (p<0.05). At the same time, nitrate leaching was also reduced below the rice rhizosphere zone. The paddy field with CF water management and using LowF+16F1 (2013) and F+16F1 (2014) treatments had the highest efficiency on reducing nitrate leaching by 23.20% and 22.36% when compared to the fertilizer only treatment, respectively (p<0.05). For the paddy field with MSD water management, the F+16F1 (2013) and F+DMPP (2014) treatments had the highest efficiency on reducing nitrate leaching by 40.74% and 86.67%, respectively (p<0.05). When calculating the indirect nitrous oxide emission at rice age 0-132 DAT, the application of NI showed significant results as followed. In 2013, the LowF+16F1 treatment with MSD water management reduced the indirect nitrous oxide emission by 65.49% when compared to the fertilizer only treatment, while in 2014 the F+16F1 treatment under both CF and MSD water management reduced the indirect nitrous oxide emission by 27.85% and 12.12%, respectively. In conclusion, both NIs could mitigate nitrogen leaching from paddy rice field, especially under MSD water management. The application of 16F1 significantly increased nitrogen use efficiency and led to the high crop yield.
การชะล้างแอมโมเนียมและไนเตรทจากนาข้าวเป็นสาเหตุของมลพิษทางนํ้า การปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อม และลดประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจน เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว งานวิจัยนี้ได้ศึกษาประสิทธิภาพของการใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเชิงการค้า 3,4-Dimethylpyra-zole phosphate (DMPP) และสารออกฤทธิ์ชีวภาพยับยั้งไนตริฟิเคชั่น (E)-methyl 3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (16F1) ร่วมกับการใส่ปุ๋ยและการจัดการนํ้าที่แตกต่างกัน ในฤดูกาลปลูกข้าวระหว่างปี 2556 - 2557 พบว่าการใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นทั้ง 2 ชนิด ส่งเสริมการคงรูปของแอมโมเนียมบริเวณรากข้าวที่ความลึก 5, 20 และ 40 เซนติเมตร ทั้งในแปลงนาที่ขังนํ้าตลอดฤดูเพาะปลูก (CF) และที่ระบายนํ้ากลางฤดูเพาะปลูก (MSD) (p<0.05) จึงช่วยให้ข้าวสามารถดูดซึมธาตุอาหารและเจริญเติบโตได้เต็มที่ เมื่อพ้นเขตรากข้าวที่ความลึก 60 เซนติเมตร พบว่าแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ CF ช่วงอายุข้าว 0-132 DAT และใช้กรรมวิธีทดลอง F+16F1 มีการสูญเสียแอมโมเนียมออกจากระบบน้อยที่สุด คือ ลดการชะล้างแอมโมเนียมได้ 27.89% และ 31.25% ในปี 2556 และ 2557 เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ตามลำดับ (p<0.05) สำหรับแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ MSD ช่วงอายุข้าว 68-78 DAT พบว่ากรรมวิธีทดลอง F+16F1 และ F+DMPP มีการสูญเสียแอมโมเนียมออกจากระบบน้อยที่สุด โดยลดการชะล้างแอมโมเนียมได้ 29.41% และ 86.36% ตามลำดับ (p<0.05) ในขณะเดียวกันพบว่าไนเตรทถูกชะล้างลดลงด้วยเมื่อพ้นเขตรากข้าว โดยแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ CF และกรรมวิธีทดลอง LowF+16F1 (ปี 2556) และ F+16F1 (ปี 2557) มีประสิทธิภาพสูงที่สุด โดยลดการชะล้างไนเตรทได้ 23.20% และ 22.36% เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ตามลำดับ (p<0.05) ส่วนแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ MSD พบว่ากรรมวิธีทดลอง F+16F1 (ปี 2556) F+DMPP (ปี2557) มีประสิทธิภาพสูงที่สุด โดยลดการชะล้างไนเตรทได้ 40.74% และ 86.67% ตามลำดับ (p<0.05) เมื่อคำนวณค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมที่ช่วงอายุข้าว 0-132 DAT พบว่าการเติมสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นส่งผลอย่างมีนัยสำคัญดังนี้ ในปี 2556 กรรมวิธีทดลอง LowF+16F1 ที่จัดการนํ้าแบบ MSD มีค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมลดลง 65.49% เมื่อเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว และในปี 2557 กรรมวิธีทดลอง F+16F1 ทั้งภายใต้การจัดการนํ้าแบบ CF และ MSD มีค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมลดลง 27.85% และ 12.12% ตามลำดับ สรุปได้ว่าสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นทั้งสองชนิดสามารถบรรเทาการชะล้างไนโตรเจนจากนาข้าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้การจัดการนํ้าแบบ MSD ทั้งนี้การใช้สาร 16F1 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนของข้าวอย่างมีนัยสำคัญ และทำให้แปลงนามีผลผลิตสูง
การชะล้างแอมโมเนียมและไนเตรทจากนาข้าวเป็นสาเหตุของมลพิษทางนํ้า การปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อม และลดประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจน เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว งานวิจัยนี้ได้ศึกษาประสิทธิภาพของการใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นเชิงการค้า 3,4-Dimethylpyra-zole phosphate (DMPP) และสารออกฤทธิ์ชีวภาพยับยั้งไนตริฟิเคชั่น (E)-methyl 3-(3-hydroxy-4-methoxyphenyl)acrylate (16F1) ร่วมกับการใส่ปุ๋ยและการจัดการนํ้าที่แตกต่างกัน ในฤดูกาลปลูกข้าวระหว่างปี 2556 - 2557 พบว่าการใช้สารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นทั้ง 2 ชนิด ส่งเสริมการคงรูปของแอมโมเนียมบริเวณรากข้าวที่ความลึก 5, 20 และ 40 เซนติเมตร ทั้งในแปลงนาที่ขังนํ้าตลอดฤดูเพาะปลูก (CF) และที่ระบายนํ้ากลางฤดูเพาะปลูก (MSD) (p<0.05) จึงช่วยให้ข้าวสามารถดูดซึมธาตุอาหารและเจริญเติบโตได้เต็มที่ เมื่อพ้นเขตรากข้าวที่ความลึก 60 เซนติเมตร พบว่าแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ CF ช่วงอายุข้าว 0-132 DAT และใช้กรรมวิธีทดลอง F+16F1 มีการสูญเสียแอมโมเนียมออกจากระบบน้อยที่สุด คือ ลดการชะล้างแอมโมเนียมได้ 27.89% และ 31.25% ในปี 2556 และ 2557 เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ตามลำดับ (p<0.05) สำหรับแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ MSD ช่วงอายุข้าว 68-78 DAT พบว่ากรรมวิธีทดลอง F+16F1 และ F+DMPP มีการสูญเสียแอมโมเนียมออกจากระบบน้อยที่สุด โดยลดการชะล้างแอมโมเนียมได้ 29.41% และ 86.36% ตามลำดับ (p<0.05) ในขณะเดียวกันพบว่าไนเตรทถูกชะล้างลดลงด้วยเมื่อพ้นเขตรากข้าว โดยแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ CF และกรรมวิธีทดลอง LowF+16F1 (ปี 2556) และ F+16F1 (ปี 2557) มีประสิทธิภาพสูงที่สุด โดยลดการชะล้างไนเตรทได้ 23.20% และ 22.36% เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว ตามลำดับ (p<0.05) ส่วนแปลงนาที่จัดการนํ้าแบบ MSD พบว่ากรรมวิธีทดลอง F+16F1 (ปี 2556) F+DMPP (ปี2557) มีประสิทธิภาพสูงที่สุด โดยลดการชะล้างไนเตรทได้ 40.74% และ 86.67% ตามลำดับ (p<0.05) เมื่อคำนวณค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมที่ช่วงอายุข้าว 0-132 DAT พบว่าการเติมสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นส่งผลอย่างมีนัยสำคัญดังนี้ ในปี 2556 กรรมวิธีทดลอง LowF+16F1 ที่จัดการนํ้าแบบ MSD มีค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมลดลง 65.49% เมื่อเทียบกับกรรมวิธีทดลองที่ใส่ปุ๋ยเพียงอย่างเดียว และในปี 2557 กรรมวิธีทดลอง F+16F1 ทั้งภายใต้การจัดการนํ้าแบบ CF และ MSD มีค่าการปล่อยไนตรัสออกไซด์ทางอ้อมลดลง 27.85% และ 12.12% ตามลำดับ สรุปได้ว่าสารยับยั้งไนตริฟิเคชั่นทั้งสองชนิดสามารถบรรเทาการชะล้างไนโตรเจนจากนาข้าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้การจัดการนํ้าแบบ MSD ทั้งนี้การใช้สาร 16F1 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนของข้าวอย่างมีนัยสำคัญ และทำให้แปลงนามีผลผลิตสูง
Description
Technology of Environmental Management (Mahidol University 2017)
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