Đất lúa là nguồn phát khí nhà kính (GHGs) nhiều nhất trong nông nghiệp  (Smith  et  al.,  2017).  Tổng lượng phát thải khí nhà kính (GHE) của Việt Nam ước tính là 37,43 triệu tấn, 58% CH4 phát thải từ các hoạt  động  nông  nghiệp,  xếp  thứ 11  trên  thế giới (MONRE,  2010).  CH4 được xem là khí phát thải nhiều nhất trên đồng ruộng. Vì vậy, giảm phát thải CH4 cũng như tăng cường khả năng và lượng cô lập carbon trong hệ sinh thái đất đóng vai trò quan trọng trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu (Cheng et al., 2016). Trong đất trồng lúa, CH4 là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các vật chất hữu cơ bởi vi sinh vật (VSV) trong điều kiện yếm khí, và một phần khí CH4 tạo  ra  sẽ bị oxy hóa bởi các VSV methanotrophs trong lớp đất mặt xung quanh rễ cây, phần còn lại phát thải vào khí quyển chủ yếu bằng con đường khuếch tán qua hệ thống mạch thông khí (Conrad  et  al.,  2006).  Nhiều nghiên cứu  cho  thấy lượng CH4 phát thải thường phụ thuộc vào tính chất vật lý và hóa học của than  sinh học (biochar), loại đất, điều  kiện môi trường  sống  của  VSV,  kỹ thuật làm đất, quản lý nước và phân bón, gieo trồng hay khí hậu (Inubushi, 1989 trích dẫn bởi Phạm Quang Hà và ctv., 2013; Xiong et al., 2007; Zwieten et al., 2009;).

Biochar được tạo thành từ quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ cao nên khó bị phân hủy, có diện tích bề mặt  lớn  với  nhiều  lỗ rỗng,  có  khả năng hấp  phụ mạnh và là môi trường  sống  cho  nhiều loài VSV trong đất, nên có nhiều ý nghĩa trong lưu giữ carbon và cải thiện tính chất đất (Lehmann & Joseph, 2009; Liang et al.,2006). Gần đây, nhiệt phân gỗ và một số phụ phẩm nông nghiệp để sản xuất biochar được xem là các biện pháp để hạn chế ô nhiễm môi trường và giảm phát thải khí nhà kính hiệu quả (Mai Văn Trịnh và ctv., 2013). Biochar có khả năng làm giảm phát  thải  khí  CH4,  nghiên  cứu  của  Spokas  and Reicosky(2009) và Karhu et al. (2011) cho thấy bổ sung  biochar ở tỷ lệ 2 - 60%  sẽ làm giảm phát thải CH4 tối  đa  lên  đến  91,2%  so  với  không  bổ sung biochar vào đất. Theo Liu et al. (2011), trong điều kiện  phòng  thí  nghiệm  (không  trồng  lúa),  khi bổ sung  biochar  tre ở mức  1,5 - 2%  giảm  51,1%  và biochar rơm rạ làm giảm 91,2% lượng CH4 sinh ra từ đất. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng có nguồn nguyên liệu  dồi  dào trong việc sản  xuất than sinh học từ trấu để giảm phát thải khí nhà kính. Sản lượng lúa hằng năm là 24,5 triệu tấn (Tổng cục thống  kê,  2016)  và  lượng  trấu  sinh  ra  bằng  20% lượng lúa sau xay xát gạo  (Chungsangusist  et  al., 2009).  Theo  Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2017), cả nước có diện tích rừng tre luồng lớn với 73.293 ha, tre tăng trưởng nhanh từ10 - 30% sinh khối mỗi năm, tre có thể được thu hoạch có chọn lọc và tái sinh một cách tự nhiên mà không cần  trồng lại. Đây là hai nguồn nguyên liệu dồi dào ởĐBSCLcó thể dùng để sản xuất biochar, vì nó có tính hấp phụ tốt và sản xuất với số lượng lớn để bổ sung cho đất làm giảm phát thải khí CH4 và cải  thiện môi trường đất.

Việt Nam có diện tích đất nông nghiệp trồng lúa chiếm tỷ lệ lớn, với tổng diện tích gieo sạ năm 2017 là 7,72 triệu ha, riêng ĐBSCL có diện tích gieo trồng biến động theo từng vụ từ 769,4 nghìn ha đến 3 triệu ha (Tổng cục thống kê, 2018). Bên cạnh hoạt động sản xuất lúa rất đa dạng về kiểu luân canh và chế độ canh tác, kỹ thuật gieo trồng, quản lý nước và phân bón trên các loại đất khác nhau. Đặc biệt, ở ĐBSCL thâm canh tăng vụ, bón phân hóa học, để nước ngập liên tục trong canh tác đang diễn ra phổ biến (Huỳnh Quang Tín và ctv., 2015; Tô Lan Phương và ctv., 2012). Việc thâm canh và tăng vụ làm cho ruộng lúa luôn trong tình trạng ngập nước liên tục, môi trường đất ở tình trạng hiếm khí, thuận lợi cho sự phân hủy chất hữu cơ và phát thải CH4, sự phát thải từ sự sủi bọt khí trong đất ngập nước kể cả khi không có cây trồng  chiếm  49-64%  (Barlett  et  al.,1988). Vì vậy, nghiên cứu được thực hiện nhằm sử dụng than trấu và than tre để giảm phát thải CH4 của đất ngập nước từ quá trình phân hủy  hữu cơ tự nhiên trong đất ở điều kiện phòng thí nghiệm.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả giảm phát thải khí methane (CH4) của đất ngập nước khi bổ sung than sinh học trấu (RB) và tre (BB) trong điều kiện phòng thí nghiệm. Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 7 nghiệm thức gồm hai loại than sinh học là trấu và tre với 3 tỷ lệ than sinh học được bổ sung là 0,1, 0,2 và 0,5% (tính theo trọng lượng than sinh học trên trọng lượng đất) và nghiệm thức đối chứng (không có than sinh học). Kết quả đo đạc cho thấy trong điều kiện đất ngập nước, cường độ phát thải khí CH4mạnh nhất từ 7-10 ngày sau khi bắt đầu thí nghiệm (với mức phát thải tương ứng 58,2 -87,9 μg/kg/ngày). Than sinh học được bổ sung vào đất trong điều kiện ngập nước làm giảm phát thải CH4 từ 21,9 đến 49,6% và 27,5 –42,5% tương ứng với tỷ lệ bổ sung than từ 0,2 đến 0,5% (lần lượt cho than trấu và than tre). Than sinh học trấu bổ sung ở tỷ lệ 0,5% có mức giảm 49,64% tổng phát thải khí CH4so với nghiệm thức đối chứng. Nghiên cứu cần thực hiện trong điều kiện đồng ruộng để đánh giá tác động của việc bổ sung than trong điều kiện thực tế.

Bổ sung  than  trấu  hoặc than tre vào đất  ngập nước  với lượng  từ 0,2 đến 0,5% có hiệu  quả giảm phát  thải  CH4 từ 21,9  đến  49,6%  và  27,5 - 42,5% tương ứng đối với than trấu và than tre. Than trấu bổ sung ở tỷ lệ 0,5%  khối lượng đất làm giảm 49,6% phát thải khí CH4 so với nghiệm thức đối chứng. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong điều kiện thí nghiệm, đất ngập nước vẫn phát thải một lượng lớn CH4, kể cả không trồng lúa (0,529 –87,9 μgCH4/kg/ngày).