16/01/2015
Thực trạng phát thải khí nhà kính trong trồng trọt
Biến đổi khí hậu (BĐKH) trong thời gian qua đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến nước ta. Khí nhà kính (KNK) hiện được coi là nguyên nhân chủ yếu làm tăng nhiệt độ toàn cầu, gây nên BĐKH. Có nhiều ngành sản xuất tham gia vào phát thải KNK. Tại các nước phát triển thì KNK chủ yếu từ ngành công nghiệp và năng lượng, còn tại các nước đang phát triển, nhất là các nước trồng lúa thì KNK chủ yếu xuất phát từ nông nghiệp. Tại Việt Nam, kiểm kê KNK năm 2000 cho thấy, nông nghiệp đóng góp 43,1% tổng phát thải KNK. Các hoạt động nông nghiệp như canh tác lúa, lên men dạ cỏ gia súc nhai lại, sử dụng đất nông nghiệp, quản lý chất thải chăn nuôi, xử lý phụ phẩm nông nghiệp là những nguồn phát thải KNK chủ yếu.
Hiện trồng trọt chiếm ¾ GDP nông nghiệp trong suốt thập kỷ qua, điều này cho thấy hiệu quả của quá trình chuyển đổi cơ cấu sản xuất còn thấp. Tính trung bình trong giai đoạn 2005-2012, giá trị trồng trọt chiếm 74,8% tổng giá trị sản xuất nông nghiệp, phần còn lại, 23,6% từ hoạt động chăn nuôi và chỉ có 1,58% từ dịch vụ (Tổng cục Thống kê, 2013).
Với các nguồn gây phát thải KNK trong trồng trọt từ đất ngập nước, trong đó chủ yếu là đất trồng lúa nước và từ các hình thức xử lý phụ phẩm của một số loại cây trồng (rơm rạ, bã mía, vỏ quả cà phê, thân lá ngô, lạc và đậu tương) (bảng 1).
Hiện nay, mỗi năm nước ta có khoảng 80 triệu tấn phụ phẩm các loại và chúng chưa được sử dụng một cách hợp lý. Các phụ phẩm nông nghiệp như rơm rạ, thân lá ngô... sau thu hoạch trước đây thường được bà con nông dân tận dụng làm thức ăn cho gia súc, phân bón cho cây trồng hoặc làm chất đốt. Song, trong những năm gần đây, do đời sống kinh tế phát triển nên những chất thải nông nghiệp ít được sử dụng mà thường được nông dân vứt bừa bãi hoặc đốt bỏ ngay trên đồng ruộng, đường làng, ngõ xóm. Như vậy, việc không tái sử dụng phụ phẩm nông nghiệp gây lãng phí một nguồn hữu cơ lớn, mất mỹ quan, an toàn giao thông và gây ô nhiễm môi trường.
Việc đốt rơm rạ sẽ làm giảm lượng phân hữu cơ, dẫn tới phải tăng mức sử dụng phân hóa học. Năm 1980, lượng phân hóa học (N + P2O5+ K2O) bón cho 1 ha là 26,1 kg thì các năm 1990, 2000 và 2007 lượng bón tăng lên tương ứng (104,9; 365,6 và 307,9 kg/ha), cao hơn nhiều trung bình của thế giới và châu Á. Việc tăng cường mức độ thâm canh thông qua nâng cao liều lượng phân bón sử dụng đã làm tăng năng suất đáng kể của tất cả các cây trồng (bảng 2).
Bảng 1. Diện tích, sản lượng và phụ phẩm một số cây trồng chính (2013)
|
STT |
Cây trồng |
Diện tích (1000ha) |
Sản lượng (1000 tấn) |
Phụ phẩm* (1000 tấn) |
|
1 |
Lúa |
7.899,9 |
44.076,1 |
44.076 |
|
2 |
Ngô |
1.157,5 |
5.151,1 |
8.585 |
|
3 |
Cà phê |
635,2 |
1,322,1 |
712 |
|
4 |
Mía |
390,7 |
19,986 |
12.000 |
|
5 |
Lạc |
217,5 |
515,0 |
1.201 |
|
6 |
Đậu tương |
114,5 |
175,0 |
408 |
Nguồn: Bộ NN&PTNT, 2014
Bảng 2. Sử dụng phân bón và năng suất cây trồng ở Việt Nam
|
Năm |
Tiêu thụ phân bón, 1000 tấn N+P2O5+K2O |
Năng suất cây trồng, tấn/ha |
||||
|
Toàn cầu |
Việt Nam |
Lúa |
Ngô |
Cà phê |
Chè |
|
|
2000 |
135.198 |
2.267 |
4,24 |
2,75 |
1,42 |
3,58 |
|
2005 |
161.358 |
1.985 |
4,89 |
3,60 |
1,56 |
4,51 |
|
2010 |
163.500 |
2.582 |
5,34 |
4,11 |
1,98 |
6,42 |
|
2011 |
172.600 |
2.935 |
5,53 |
4,29 |
2,04 |
7,03 |
|
2012 |
176.600 |
2.774 |
5,66 |
4,32 |
1,97 |
7,80 |
|
2012 so với 2000, % |
130.6 |
122.4 |
133.5 |
157.1 |
138.7 |
217.9 |
Nguồn: IFA, 2012; Thống kê Việt Nam thế kỷ XX, NXB Thống kê, 2004. Niên giám thống kê 2013.
Tuy nhiên, tùy theo loại đất, hệ thống canh tác, trình độ thâm canh mà hệ số sử dụng phân bón khác nhau.
Các nghiên cứu cho thấy, canh tác lúa ở điều kiện ngập nước tạo điều kiện môi trường khử, ô xy hóa khử (Eh) của đất giảm xuống dưới 0 là điều kiện thuận lợi cho các loại vi sinh vật phân giải chất hữu cơ đất và sinh khí mê tan, phát thải vào khí quyển. Với phân đạm trong điều kiện yếm khí, cũng có thể phát sinh các sản phẩm của quá trình phản đạm hóa như NO, N2O và N2. Trong canh tác lúa nước, khi nhiệt độ cao, một lượng đạm không nhỏ bay hơi ở dạng NH3...
Ngược lại, khi canh tác cạn (trong điều kiện yếm khí), đồng loạt nhiều quá trình giải phóng KNK có thể xảy ra như phân giải chất hữu cơ (khoáng hóa) để tạo ra CO2 và một phần NO3 cũng như các sản phẩm trung gian (NO, N2O và N2). Quá trình nitrate và phản nitrate hóa cho ra NO3 và cả 2 quá trình này đều sinh khí trung gian là N2O. Càng bón nhiều đạm, bón đạm mất cân đối với lân và kali, hoặc đất được bón nhiều đạm chuyển từ trạng thái ngập sang khô cũng xảy ra quá trình sinh N2O.
Canh tác trên đất dốc, trong đó có lúa nương, trồng sắn, ngô… làm cho rừng bị tàn phá, thảm phủ bị đốt cháy, ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ các bon của rừng, tăng phân hủy hữu cơ, phát thải KNK… Đốt các loại tàn dư cây trồng và vệ sinh đồng ruộng sẽ sinh các loại khí CO2, CO và CH4 phát thải trực tiếp vào không khí.
Trước kia, việc vùi rơm rạ là một kỹ thuật được phổ biến từ lâu, nhất là trong canh tác lúa. Tuy nhiên, khi tăng vụ, thời gian nghỉ giữa hai/ba vụ ngắn nên rơm rạ không phân hủy hết có thể làm gia tăng phát thải khí mê tan và xuất hiện sự cạnh tranh dinh dưỡng giữa vi sinh vật với rễ lúa non.
Như vậy, các nguồn phát thải KNK đa dạng và từ nhiều nguồn khác nhau. Với điều kiện hình thành của từng loại KNK có thể đề xuất giải pháp phù hợp nhằm giảm phát thải.
Những thách thức liên quan đến giảm phát thải KNK trong trồng trọt
Việc phối hợp thực hiện và tài chính: Các hoạt động về giảm thiểu BĐKH được lồng ghép vào các chiến lược của ngành nhưng trong triển khai còn có nhiều hạn chế về nguồn lực tài chính, chưa kết nối được các bên liên quan, nhất là giữa các Bộ và Trung ương với địa phương. Phối hợp trong thực hiện các báo cáo kiểm kê KNK cũng chưa thuyết phục về định lượng do hạn chế cơ sở dữ liệu cũng như quy mô sản xuất quá nhỏ và đa dạng, gây khó khăn cho quan trắc và tính toán.
Bảng 3. Nguồn phát thải KNK chủ yếu trong trồng trọt
|
KNK |
GWP |
Nguồn nông nghiệp |
Nguyên nhân |
|
CO2 |
1 |
- Đất - Đốt cháy nguyên liệu hoá thạch |
Làm đất; Quản lý nước; Đốt tàn dư thực vật; Máy nông nghiệp Xây dựng nhà xưởng, nông trại |
|
CH4 |
23 |
- Hô hấp của gia súc - Phân gia súc - Đất - Đất ngập nước |
Tiêu hóa thức ăn dạ cỏ của gia súc; Phân hủy trong lưu giữ và bón phân hữu cơ; Phân hủy yếm khí chất hữu cơ trong điều kiện đất ngập nước và đất ướt |
|
N2O |
296 |
- Đất - Phân hóa học |
Quá trình nitrat và phản nitrate hóa trong đất; Sản sinh gián tiếp KNK do mất đạm trong quá trình rửa trôi và bay hơi; Bón dư thừa phân đạm. |
Về nhận thức: Giảm phát thải KNK trong trồng trọt liên quan trực tiếp đến sản xuất của từng hộ nông dân. Tuy nhiên, người nông dân chưa thực sự quan tâm đến khía cạnh này của quá trình sản xuất. Ở cấp độ quản lý, hiểu biết của cán bộ địa phương không đồng đều, thậm chí còn thấp so với yêu cầu nên việc lồng ghép/tích hợp yếu tố biến đổi khí hậu vào chiến lược và kế hoạch phát triển chưa được quan triệt đầy đủ.
Thị trường mua bán phát thải các bon: Đây là một thách thức lớn vì các đơn vị muốn theo đuổi thị trường các bon gặp nhiều khó khăn trong đăng ký, thiếu kỹ thuật áp dụng và giá cả các bon thấp không đủ ảnh hưởng đến thu nhập người dân và không khuyến khích được người dân áp dụng các biện pháp giảm thiểu. Ngoài ra, Nhà nước chưa có cơ chế rõ ràng trong các hoạt động thị trường các bon, gây khó khăn cho người tham gia thị trường.
Một số giải pháp giảm phát thải KNK trong lĩnh vực trồng trọt
Giảm phát thải KNK trong sản xuất thông qua quản lý dinh dưỡng theo vùng đặc thù (SSNM): Kỹ thuật SSNM được các nước thực hiện trong nhiều năm với nguyên tắc: Xác định lượng dinh dưỡng có thể huy động từ đất; Bón phân đúng với nhu cầu của cây trồng theo từng giai đoạn sinh trưởng; Bón đúng tỷ lệ các chất dinh dưỡng để nâng cao hiệu suất sử dụng, giảm thất thoát ra môi trường, trong đó có phát thải N20; Sử dụng bảng so màu lá lúa để xác định đúng thời kỳ bón phân đạm; San hàng hoặc cấy thưa, nhỏ dảnh để cây trồng sinh trưởng tốt, huy động tối đa dinh dưỡng từ đất và phân bón.
Việc canh tác lúa nước cũng là một nguồn gây phát thải KNK do phân hủy yếm khí chất hữu cơ và phát sinh khí mê tan
Giảm phát thải KNK thông qua ứng dụng hệ thống thâm canh lúa cải tiến (SRI): Với việc sử dụng mạ non (11-15 ngày); mở rộng hàng sông và cấy 1 dảnh/khóm hoặc có thể gieo sạ, thưa; giữ cho đất đủ ẩm, song không ngập; tăng lượng hữu cơ nhiều nhất có thể để tăng độ thoáng khí của đất tối đa. Như vậy, nội dung cơ bản và quan trọng của SRI là thay đổi về kỹ thuật tưới nước. SRI được giới thiệu vào Việt Nam từ năm 2007 nhưng đã phát triển nhanh và diện tích canh tác theo SRI của cả nước đã đạt trên 185.000 ha, chủ yếu phân bố ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long.
Phát thải CH4 từ canh tác SRI tại hầu hết các tỉnh đều thấp hơn so với canh tác truyền thống, có tỉnh như Lào Cai phát thải CH4 giảm đến 50%. Tuy nhiên, xét vế yếu tố phát thải, SRI làm giảm CH4, song lại làm tăng N2O.
Giảm phát thải KNK thông qua sử dụng các chất điều tiết quá trình chuyển hóa N trong phân đạm cũng như thay đổi dạng phân đạm: Hiện nay, nước ta đang ứng dụng thành công chế phẩm n-(n-Butyl),thiophosphoric triamite (NBTP) dưới tên gọi agrotain để sản xuất urea 46A+ (đạm vàng) cũng như các sản phẩm khác có chứa đạm. Cơ chế tác dụng của agrotain là hoạt chất NBTP sẽ ức chế men ureaza phân hủy đạm và do vậy quá trình giải phóng N cho cây sử dụng dưới dạng NH4+ hoặc NO3- sẽ chậm hơn, làm giảm mất đạm khi cây chưa sử dụng hết. Nhờ vậy, bón đạm vàng có thể giảm được tới 25-30% lượng đạm bón. Phương pháp này được đánh giá là có khả năng giảm phát thải lớn, tuy nhiên tính khả thi không cao.
Giảm phát thải KNK thông qua ứng dụng giải pháp 3 giảm, 3 tăng (3G3T): Kỹ thuật 3G3T là gói kỹ thuật hướng đến giảm lượng giống (giảm 50%); giảm lượng phân đạm, điều tiết bởi sử dụng LCC (giảm 20-30kg/ha) và giảm số lần phun thuốc (không phun trong 40 ngày sau gieo/sạ). Hiện nay, kỹ thuật này đã được phát triển thành 1 phải và 5 giảm (1P5G): Phải sử dụng giống xác nhận và 5 giảm là: Giảm phân đạm, giảm giống, giảm nước, giảm thuốc bảo vệ thực vật, giảm lao động và giảm tổn thất sau thu hoạch.
Giảm phát thải thông qua ủ compost: Được đánh giá là giải pháp có tiềm năng cao trong giảm phát thải KNK. Kết quả này hoàn toàn hợp lý vì ủ yếm khí sinh khối cây trồng dẫn đến quá trình tích trữ các bon cao và giảm phát thải KNK do hạn chế được lượng rơm rạ bị đốt.
Sử dụng than sinh học: Than sinh học có hàm lượng các bon, kali và CEC cao làm tăng khả năng giữ nước và chất dinh dưỡng trong đất, do vậy tăng khả năng giữ NH4+ và nâng cao hiệu quả sử dụng đạm, gián tiếp giảm phát thải KNK. Hơn nữa, sử dụng than sinh học còn giảm lượng phế phụ phẩm bị đốt. Riêng với trấu, công nghệ sản xuất củi ép đang được ứng dụng rộng rãi tại ĐBSCL để sấy lúa và chạy máy phát điện.
Sử dụng các giống chín sớm (ngắn ngày): Chọn tạo giống ngắn ngày là chiến lược giống được triển khai trong nhiều năm nay với quan điểm càng ngắn ngày càng ít rủi ro do thời tiết và giảm thiểu được phát thải KNK. Hiện nay, các giống lúa có thể đạt 85-90 ngày, còn phổ biến chỉ 110-115 ngày.
Canh tác tối thiểu: Hiện nay, trên đất dốc, tại các vườn cây dài ngày, việc sử dụng phương thức canh tác tối thiểu rất phổ biến. Tuy nhiên, các đánh giá ảnh hưởng của phương thức canh tác này chủ yếu tập trung vào xói mòn, rửa trôi, hiệu quả kinh tế mà chưa có nghiên cứu về phát thải KNK. Song dựa vào khả năng quản lý dinh dưỡng, chất hữu cơ, nguồn nước thì về định tính có thể thấy canh tác tối thiểu (không làm đất để giảm quá trình ôxy hóa) có thể giảm đáng kể phát thải CH4 và N2O.
Giảm phát thải thông qua chuyển đổi cơ cấu sản xuất: Theo tính toán sơ bộ, nếu chuyển đổi vùng đất nguy cơ ngập sang canh tác lúa-thủy sản hoặc sang các cây trồng sử dụng ít nước (ngô) và cây sử dụng ít phân đạm, có khả năng đồng hóa N từ không khí (lạc, đậu tương) sẽ giảm được khoảng 5 triệu tấn KNK quy đổi CO2. Đặc biệt, chuyển đổi từ 3 vụ lúa sang 2 lúa và thủy sản có tiềm năng giảm phát thải đến 3,2 triệu tấn CO2 tương đương (CO2e).
Để thực hiện tốt các giải pháp trên cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các Bộ liên quan và địa phương với Bộ NN&PTNT trong triển khai các dự án kinh tế có yếu tố giảm phát thải KNK; Nghiên cứu hệ thống với phương pháp thống nhất được quốc tế chấp nhận để kiểm kê phát thải cũng như trong triển khai các giải pháp giảm phát thải; Đồng thời, phải có chính sách rõ ràng và khuyến khích người dân áp dụng các giải pháp giảm phát thải KNK, đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất lúa gạo.
ThS. Nguyễn Song Tùng
Viện Địa lí nhân văn - Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam
Nguồn: Số Chuyên đề Tăng trưởng xanh, Tạp chí Môi trường 2014
